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（2）植物细胞工程
——高二生物学浙科版（2019）选择性必修三期末易错题集训
【易错点分析】
1.对植物组织培养和细胞全能性的关系理解不清
易错点：认为所有细胞都能轻易体现全能性；混淆全能性的原理；不清楚细胞表现全能性的条件
分析：理论上每个具有细胞核的活细胞都具有全能性，但要实现全能性需要一定条件，如离体、适宜的营养物质、植物生长调节剂等。全能性的原理是细胞具有发育成完整个体所必需的 “全套” 基因，而不是 “全部” 基因，含一个染色体组的配子中也有全套基因，同样具有全能性。例如，植物成熟的筛管细胞不含细胞核，没有全能性，不能培育形成新植物
2.对植物体细胞杂交的结果理解不透彻
易错点：误认为融合的原生质体只有杂种细胞一种类型；将植物体细胞杂交归为有性生殖；错认为杂种植株的变异类型是基因重组
分析：两个不同品种的植物体细胞 A、B 进行杂交，融合的原生质体有 AA、BB 和 AB 等多种类型。植物体细胞杂交过程中没有有性生殖细胞的结合，属于无性生殖。杂种植株的变异类型属于染色体变异，其染色体数通常是两亲本体细胞染色体数目之和，杂种植株属于异源多倍体，而不是基因重组
3.混淆 “脱毒” 和 “抗病毒”
易错点：认为通过组织培养技术培育出的脱毒苗具有抗病毒的能力
分析：利用植物茎尖、根尖等分生组织进行培养可以使新长成的植株脱去病毒，是因为这些部位的病毒极少甚至没有病毒，但脱毒苗并不具有抗病毒的能力，它只是去除了原本植物体内的病毒，而不是获得了对病毒的抗性
4.对植物组织培养过程中激素的作用及光照条件把握不准
易错点：不能准确掌握生长素和细胞分裂素的比例对植物细胞发育方向的影响；不清楚愈伤组织诱导阶段和再分化阶段对光照的不同要求
分析：在植物组织培养中，生长素和细胞分裂素用量的比例影响植物细胞的发育方向，生长素 / 细胞分裂素比值高有利于根的分化、抑制芽的形成；比值低有利于芽的分化、抑制根的形成；比值适中促进愈伤组织的形成。在愈伤组织诱导阶段，对有些植物来说，避光培养有利于细胞脱分化形成愈伤组织，当愈伤组织再分化出芽和叶时，一定要有光照，有利于叶片内叶绿素的合成
5.对植物细胞工程应用的相关知识理解有误
易错点：认为通过植物细胞工程获得的细胞产物都是次生代谢物；对突变体的利用和微型繁殖技术的特点理解不准确
分析：欲获得大量的细胞产物，可大规模培养愈伤组织细胞，获得的目标产物不都是次生代谢物。组织培养过程中经人工诱变或培养条件诱导可得到有用突变体，愈伤组织细胞分裂旺盛，容易诱导。通过微型繁殖技术可高效、快速地实现种苗的大量繁殖，还可以保持优良品种的遗传性状，而不是改变其遗传特性
【易错点练习】
1.在植物组织培养过程中，容易获得突变体的主要原因是( )
A.培养基营养丰富，易于植物生长 B.培养的细胞一直处于不断的分裂状态
C.纺锤丝的形成容易受抑制 D.DNA复制容易受抑制
2.关于植物组织培养，下列叙述正确的是( )
A.外植体被污染的原因可能是外植体自身带菌、接种及培养过程感染
B.植物组织培养过程中外植体需用纤维素酶和果胶酶处理去除细胞壁
C.诱导形成愈伤组织期间应给予光照，并定期观察和记录其生长情况
D.外植体细胞处于未分化状态,对其进行诱变处理可获得较多突变体
3.为培育具有市场竞争力的无籽柑橘，研究者设计如下流程。下列相关叙述不正确的是( )
A.过程①需使用几丁质酶处理 B.实现过程②可采用高Ca2+—高pH融合法
C.过程③需应用植物组织培养技术 D.三倍体植株可结出无籽柑橘
4.为给工厂化繁殖脱毒甘薯苗提供技术上的支持，科研人员利用植物组织培养技术研究甘薯茎尖（外植体）大小对诱导分化苗和脱毒苗的影响，结果如表所示。下列相关叙述正确的是( )
茎尖大小 外植体数/个 分化苗数/苗 脱毒苗数/苗
小于0.3mm 20 1 1
0.3mm~0.5mm 20 10 7
大于0.6mm 20 13 4
A.在不同的培养阶段，培养基中激素的种类和比例不同
B.脱分化过程中应给予充足光照使其进行光合作用
C.培育脱毒苗依据的原理有基因突变和细胞的全能性
D.0.3~0.5m大小的茎尖最有利于获得抗病毒苗
5.为了给工厂化繁殖脱毒甘薯苗提供技术支持，科研人员利用植物组织培养技术研究了甘薯茎尖大小对诱导分化苗和脱毒苗的影响，结果如下表所示，相关叙述错误的是( )
处理 外植体数/个 分化苗数苗 脱毒苗数/苗
小于0.3mm 20 1 1
0.3～0.5mm 20 10 7
大于0.6mm 20 13 4
A.为防止细菌污染，应对外植体进行灭菌处理
B.再分化时，应给予适宜光照诱导基因表达
C.不同的培养阶段要调整培养基中激素的比例
D.0.3～0.5mm大小的茎尖有利于培养脱毒甘薯苗
6.为探究矮牵牛原生质体的培养条件和植株再生能力，某研究小组的实验过程如下图。下列叙述错误的是( )
A.过程①去除细胞壁可以用纤维素酶和果胶酶
B.过程②中诱导愈伤组织再分化需要植物激素
C.过程③需用秋水仙素处理诱导细胞壁再生
D.原生质体虽无细胞壁但仍保持细胞的全能性
7.兰州百合栽培过程中易受病毒侵染，造成品质退化。某研究小组尝试通过组织培养技术获得脱毒苗、操作流程如下图。下列叙述正确的是( )
A.①为脱分化过程，1号培养基中的愈伤组织是排列规则的薄壁组织团块
B.②为再分化过程，愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变或基因重组
C.3号培养基用于诱导生根，其细胞分裂索浓度与生长紫浓度的比值大于1
D.百合分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，可以作为该研究中的外植体
8.紫花苜蓿产量高，营养丰富，但耐酸性差，作为饲料易造成家畜膨胀病；百脉根耐酸性强，叶片因富含缩合单宁可防止反刍动物膨胀病的发生。研究人员通过植物体细胞杂交最终获得抗膨胀病的新型苜蓿。下列叙述正确的是( )
A.融合原生质体后，可以利用选择培养基从混合细胞群体中筛选出所需杂种细胞
B.新型苜蓿培育过程只体现了植物细胞的全能性
C.诱导紫花苜蓿、百脉根原生质体融合的方法有离心法、电融合法和生物诱导法等
D.新型苜蓿培育过程中需要使用生长素、细胞分裂素、纤维素酶、胰蛋白酶等物质
9.下列关于植物细胞工程的应用叙述错误的是( )
A.获取植物原生质体时，需要在与细胞液浓度相当的缓冲液中进行
B.可通过细胞产物的工厂化生产，大批量获得次生代谢物
C.植物的快速繁殖技术本质上是植物组织培养技术
D.切取一定大小的茎尖进行组织培养，就可以获得抗病毒植株
10.科学家利用马铃薯和西红柿叶片分离原生质体并进行细胞杂交，最终获得了杂种植株，相关过程如下图所示。有关分析正确的是( )
A.上述过程中包含了有丝分裂、细胞分化和减数分裂等过程
B.可根据是否发生质壁分离现象鉴别杂种细胞的细胞壁是否再生
C.过程①应将叶片上表皮向上，置于含纤维素酶和果胶酶的低渗溶液中
D.⑤进行脱分化和再分化过程，杂种植株一定具有马铃薯和西红柿的优良性状
11.黑腐病是花椰菜的主要病害，研究人员将花椰菜与抗黑腐病的黑芥进行体细胞杂交，获得了多种性状介于花椰菜和黑芥之间的杂种植株，并进一步筛选出抗病的优良品种。下列有关叙述错误的是( )
A.在体细胞杂交之前，需先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
B.花椰菜细胞与黑芥细胞的细胞核融合标志着体细胞杂交成功
C.杂种植株出现多种性状并能抗病的原因源于其获得了双亲的遗传物质
D.某些杂种植株不抗病可能是因为基因之间相互影响，导致抗病基因无法表达
12.甘草是中医使用最多的药材之一，其提取物中的黄酮具有抗衰老、抗炎等作用。如图表示利用悬浮培养生产甘草黄酮的过程。下列叙述正确的是( )
A.可用次氯酸钠和酒精对种子进行灭菌
B.图中添加果胶酶的主要目的是获得原生质体
C.对细胞悬液进行人工诱变，其变异率常高于对器官或个体进行诱变
D.图示过程能体现植物细胞的全能性
13.如图为植物组织培养过程示意图。下列说法错误的是( )
A.图中a代表再分化，即已分化的细胞失去其特有的结构和功能转变成未分化的细胞
B.诱导生芽和生根所需的植物激素的浓度和比例有差异，图中b、c过程均需更换培养基
C.图中a过程一般不需要光照，而后续过程一般需给予适当的光照
D.若锥形瓶A中用的是植物的花药（或花粉），经图示过程可以获得单倍体幼苗
14.植物细胞工程在农业、医药和工业等方面有着广泛应用。以下叙述错误的是( )
A.用组织培养技术可以实现名贵兰花快速繁殖，且能保持亲本优良性状
B.取草莓根尖成熟区细胞进行组织培养，可以实现作物脱毒并提高产量
C.玉米可由花药离体培养、人工诱导染色体加倍，获得纯合二倍体
D.离体条件下大规模培养红豆杉细胞，可获得紫杉醇的工厂化生产
15.某些香蕉植株组织中存在的内生菌可防治香蕉枯萎病，其筛选流程及抗性检测如图。下列操作错误的是( )
A.在大量感染香蕉枯萎病的香蕉种植园内，从感病植株上采集样品
B.将采集的样品充分消毒后，用无菌水冲洗，收集冲洗液进行无菌检测
C.将无菌检测合格的样品研磨，经稀释涂布平板法分离得到内生菌的单菌落
D.判断内生菌的抗性效果需比较有无接种内生菌的平板上的病原菌菌斑
16.华山参具有祛痰、止咳、平喘的功效，其主要化学成分有生物碱类，香豆素类,氨基酸、多糖类等，临床应用较广。由于对野生华山参的滥采滥挖造成其资源蕴藏量逐年下降,野生华山参已被列为国家二级保护植物。科研人员利用植物组织培养技术建立华山参植株再生体系（如图）。
（1）实验中使用的培养基和所有的器械都要进行_____，接种操作必须在_____旁进行。
（2）A到B的过程为____,B到C的过程为____。B→C与C→D的发育方向不同，是因为这两个过程中生长素和细胞分裂素的_____不同。
（3）分别单独使用不同浓度的NAA、6-BA对华山参无菌苗进行不定芽诱导，每组接种数量均为30个，结果如下：
NAA浓度（mg/L） 诱导成芽数量（个） 6-BA浓度（mg/L） 诱导成芽数量（个）
0 24 0 18
0.1 18 0.5 216
0.5 12 1 279
1 21 2 84
根据结果分析,6-BA对华山参不定芽诱导的效果是_____，在生产实践中,还需考虑试剂施用的_____（答出1点）等。
（4）炼苗是让组培苗从一个严格无菌，温度、湿度相对恒定的环境逐步适应外界环境的一个过程,本研究中还探究了全开盖和半开盖两种开盖方式对炼苗的影响，实验结果发现与全开盖方式相比，半开盖方式更有利于组培苗适应外界环境，请推测可能的原因是____________________（答出1点）。
（5）若只考虑某些代谢物，可以通过植物细胞培养获得，植物细胞培养是指______，其优点有______（答出1点）等。
17.同源四倍体的紫花苜蓿被誉为“牧草之王”，但易造成家畜鼓胀病；二倍体的百脉根因富含缩合单宁，饲喂时可防止家畜鼓胀病的发生。研究人员设计了下列技术路线，以期获得抗鼓胀病的新型苜蓿。
（注：R-6G可阻止线粒体的呼吸作用，IOA可抑制植物细胞呼吸第一阶段，二者有效抑制不同植物细胞正常代谢的临界浓度不同）
（1）培育抗鼓胀病的新型苜蓿依据的生物学原理有____________。培养原生质体时，需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压，其作用是____________。
（2）在实验前需通过预实验来探究R-6G或IOA使原生质体失去再生愈伤组织能力的临界浓度，设计思路是____________。
（3）步骤②到步骤③需要更换新的培养基，原因之一是培养基中____________是影响植物细胞分裂、脱分化和再分化的关键因素。
（4）科研人员研究了不同浓度的聚乙二醇（PEG）对紫花苜蓿和百脉根原生质体融合率的影响，实验结果如下图。异源融合率是指不同种的原生质体发生融合的概率，已知PEG浓度较高时对细胞具有毒害作用。
①诱导原生质体融合的方法除了使用聚乙二醇外，还可以利用的化学方法是____________。
②实验结果表明诱导苜蓿与百脉根原生质体融合的最佳PEG浓度为____________，理由是____________。
答案以及解析
1.答案：B
解析：细胞在分裂过程中容易发生突变，培养的细胞一直处于不断的分裂状态，B正确。
2.答案：A
解析：A、植物组织培养过程中，外植体需消毒，实验中使用的培养基和所有器械都要灭菌，故外植体被污染的原因可能是外植体自身带菌、接种及培养过程感染，A正确；B、植物组织培养过程中外植体不需要用纤维素酶和果胶酶处理去除细胞壁，B错误；C、诱导形成愈伤组织期间一般不需光照，但要定期观察和记录其生长情况，C错误；D、外植体细胞处于未分化状态，容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变，故可对其进行诱变处理，但由于基因突变率很低不能获得较多突变体，D错误。故选A。
3.答案：A
解析：A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理，A错误；
B、人工诱导原生质体融合的方法基本可以分为两大类——物理法和化学法，化学法包括高Ca2+—高pH融合法、PEG融合法等，B正确；
C、过程③需应用植物组培技术将杂种细胞培养形成个体，C正确；
D、三倍体植株含有三个染色体组，减数分裂时联会紊乱，不能产生正常配子，可结出无籽柑橘，D正确。
故选A。
4.答案：A
解析：A、在不同的培养阶段，培养基中激素的种类和比例不同，生长素和细胞分裂素的比例升高有利于根的分化，比例下降有利于芽的分化，A正确；
B、脱分化过程中不需要光照，B错误；
C、培育脱毒苗依据的原理是细胞的全能性，C错误；
D、0.3~0.5m大小的茎尖最有利于获得无病毒苗，而不是抗病毒苗，D错误。
故选A。
5.答案：A
解析：A、植物组织培养时，在接种前对外植体进行消毒处理可减少杂菌污染，而非灭菌，A错误；
B、再分化时，应给予适宜光照诱导基因表达，B正确；
C、不同阶段的培养基中细胞分裂素和生长素的比例不同，C正确；
D、根据表格中数据可知，0.3-0.5mm大小的茎尖，脱毒苗数最多，因此有利于培养脱毒甘薯，D正确。
故选A。
6.答案：C
解析：A、过程①去除细胞壁可以用纤维素酶和果胶酶,A正确;B、诱导愈伤组织脱分化和再分化都需要植物激素,B正确;C、秋水仙素用于诱导染色体加倍,不能诱导细胞壁再生,C错误;D、原生质体虽无细胞壁但能被诱导形成植株,说明仍保持细胞的全能性,D正确。故选C。
7.答案：D
解析：A、在脱分化过程中，1号培养基中的愈伤组织是排列不规则的薄壁组织团块，A错误；B、愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变，但基因重组发生在减数分裂过程中，而愈伤组织细胞的分化过程是有丝分裂，所以不会发生基因重组，B错误。C、3号培养基用于诱导生根，其细胞分裂素浓度与生长素浓度的比值应该小于1，C错误；D、百合分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，因此可以作为该研究中的外植体，D正确。
8.答案：A
解析：A、融合原生质体后，可以利用选择培养基从混合细胞群体中筛选出所需杂种细胞，A正确；B、新型苜蓿培育过程（利用植物体细胞杂交技术）体现了植物细胞的全能性、细胞膜的流动性，B错误；C、诱导植物细胞原生质融合的方法有物理诱导和化学诱导两种，没有生物诱导（动物细胞融合特有），C错误；D、新型苜蓿培育过程中不需要使用胰蛋白酶，需要使用生长素和细胞分裂素等植物激素，需要纤维素酶除去细胞壁，D错误。故选A。
9.答案：D
解析：A、获取植物原生质体时，需要在与细胞液浓度相当的缓冲液中进行，以免原生质体过度吸水或失水，A正确；B、细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞生长的培养条件，提高了单个细胞中次生代谢物的含量，因此可大量获得次生代谢物，B正确；C、植物的快速繁殖技术就是利用植物组织培养技术来快速繁殖优良品种，使其在较短时间内繁衍较多的植株，C正确；D、一定大小的茎尖的病毒极少，甚至无病毒，进行组织培养，可获得无病毒新品种，但是其没有抗病毒能力，D错误。故选D。
10.答案：B
解析：A、该过程不涉及有性生殖，因此不包括减数分裂，A错误；B、融合后的杂种细胞再生出新的细胞壁是原生质体融合完成的标志，故可利用质壁分离现象鉴定细胞壁是否再生，B正确；C、应将叶片下表皮的一面朝下（能与溶液接触），原生质体没有细胞壁，为避免原生质体吸水涨破，将叶片置于等渗或略高渗溶液中，C错误；D、由于基因的选择性表达，获得的杂种植株不一定能够表现亲本的优良性状，如番茄-马铃薯杂种植物，地上没有接番茄，地下也没有长马铃薯，D错误。故选B。
11.答案：B
解析：A、植物细胞外面有一层细胞壁，这层细胞壁阻碍着细胞间的杂交。因此，在进行体细胞杂交之前，必须先利用纤维素酶和果胶酶去除这层细胞壁，获得原生质体，A正确；B、杂种细胞细胞壁的再生，标志体细胞杂交成功，B错误；C、通过植物体细胞杂交获得的杂种植株含有两个物种的遗传物质，获得了多种性状并能抗病，C正确；D、生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，导致某些杂种植株的抗病基因没有表达而不抗病，D正确。故选B。
12.答案：C
解析：A、可用次氯酸钠和酒精对种子进行消毒，A错误；B、图示过程中添加果胶酶的主要目的瓦解植物的胞间层，更快获得细胞悬液，B错误；C、愈伤组织细胞分裂旺盛，更易发生突变，C正确；D、题图所示过程并未从已分化的植物细胞获得完整植株，不能体现植物细胞的全能性，D错误。故选C。
13.答案：A
解析：A、图中a代表脱分化，而不是再分化，A错误；
B、植物激素的浓度和比例等都会影响植物细胞的发育方向，所以b过程需转移到诱导生芽的培养基上，c过程需转移到诱导生根的培养基上，B正确；
C、诱导愈伤组织生成期间一般不需要光照，在后续的培养过程中，每日需给予适当时间和强度的光照，C正确；
D、若锥形瓶A中用的是植物的花药（或花粉），经图示过程可以获得单倍体幼苗，D正确。
故选A。
14.答案：B
解析：A、利用植物组织培养技术繁殖兰花，属于无性繁殖，能保持优良品种的遗传特性，且具有高效、快速的特点，A正确；
B、植物根尖等分生区细胞不含或很少含病毒，进行植物组织培养可获得脱毒苗，B错误；
C、玉米是二倍体，玉米花粉粒经花药离体培养得到的植株为单倍体，经人工诱导染色体加倍后可获得纯合二倍体，C正确；
D、红豆杉细胞经植物细胞培养获得大量细胞，可工厂化生产紫杉醇，D正确。
故选B。
15.答案：A
解析：根据题干信息“某些香蕉植株组织中存在的内生菌可防治香蕉枯萎病”知，若要筛选出该内生菌，应该从未感染香蕉枯萎病的植株上采样，A错误。要筛选内生菌，同时防止样品表面杂菌对实验结果的影响，需要对样品进行消毒，用无菌水冲洗样品表面，收集冲洗液，进行无菌检测，B正确。稀释涂布平板法可用于分离微生物。将无菌检测合格的样品研磨，经稀释涂布平板法分离能获得内生菌的单菌落，C正确。要想判断内生菌对病原菌的抗性效果，需比较有无接种内生菌的平板上的病原菌菌斑大小，D正确。
16.答案：（1）灭菌；酒精灯火焰
（2）脱分化；再分化；浓度、比例
（3）6-BA有利于华山参不定芽的分化；毒性、残留、价格（答出1点即可）
（4）半开盖方式可以减少微生物污染、减少水分的散失（答出1点即可）
（5）在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖不受季节和天气的限制、不占用耕地（答出1点即可）
解析：（1）植物组织培养技术需保证无菌操作，实验中使用的培养基和所有的器械都要进行灭菌，接种操作必须在酒精灯火焰旁进行。
（2）由图可知，A到B的过程为脱分化，B到C的过程为再分化，生长素和细胞分裂素的浓度、比例等都会影响植物的发育方向。
（3）从表中数据分析，NAA单独处理诱导成芽数量与对照组相比，无显著差异，6-BA单独处理诱导成芽数量与对照组相比，数量明显增加，所以6-BA有利于华山参不定芽的分化。
（4）与全开盖方式相比，半开盖方式组培苗与外界环境接触空间较小，可以减少微生物污染，同时也能减少水分的散失。
（5）植物细胞培养是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖。其优点是不受季节和天气的限制、不占用耕地等。
17.答案：（1）细胞膜的流动性和植物细胞的全能性；保持原生质体的完整性
（2）将获取的原生质体分别放置在不同浓度的R-6G或IOA溶液中，培养一段时间后，观察原生质体再生情况
（3）细胞分裂素和生长素的浓度和比例
（4）高Ca2+—高pH融合；35%；该浓度下异源融合率最高，同时PEG浓度相对较低对细胞的毒害作用较小
解析：（1）由图可知，培育抗鼓胀病的新型苜蓿采用的是植物体细胞杂交技术，该生物技术的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。将植物细胞的细胞壁去除即可获得原生质体。培养原生质体时，为了防止原生质体吸水涨破，需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压，其作用是保持原生质体的完整性。
（2）在实验前需通过预实验来探究R-6G或IOA使原生质体失去再生愈伤组织能力的临界浓度，由于需要获得具体的浓度，因此需要将获取的原生质体分别放置在不同浓度的R-6G或IOA溶液中，培养一段时间后，观察原生质体再生情况，根据再生情况获得各自的临界值。
（3）步骤②是脱分化，步骤③是再分化。步骤②到步骤③需要更换新的培养基，原因之一是培养基中细胞分裂素和生长素的浓度和比例是影响植物细胞分裂、脱分化和再分化的关键因素。
（4）①诱导原生质体融合的化学法包括聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+—高pH融合法等。
②已知PEG浓度较高时对细胞具有毒害作用。分析柱形图可知：当PEG浓度为35%时，异源融合率最高，同时PEG浓度相对较低，对细胞的毒害作用较小，因此诱导苜蓿与百脉根原生质体融合的最佳PEG浓度为35%。

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