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选择性必修三第2章
第1节 植物细胞工程的基本技术（一）
一、单选题
1．植物细胞一般具有全能性。下列有关兰花细胞全能性的叙述，正确的是（ ）
A．只有兰花体细胞才具有发育成完整个体所需的全部基因
B．植物体细胞全能性是兰花组织培养的理论基础
C．高度分化的兰花体细胞在植物体上也能表现出全能性
D．兰花的种子萌发成幼苗，说明菊花细胞具有全能性
2．菊花的茎段细胞通过植物组织培养技术可以发育成完整的植株。下列关于“菊花的组织培养”实验的叙述，不正确的是（ ）
A．实验过程中需要注意器械的灭菌和实验人员的无菌操作
B．在本实验中，应将切好的外植体全部插入培养基中
C．接种操作必须在酒精灯火焰旁进行
D．整个培养过程需要适宜的温度和一定的营养条件
3．在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的（ ）
A．消毒灭菌
B．适宜的温度
C．充足的光照
D．适宜的养料和激素
4．胡萝卜是我们常见的蔬菜，其组织培养的过程如图所示，其中①②表示过程。下列分析正确的是( )
A.该过程中使用的培养基可以不灭菌
B.①过程中不存在基因的选择性表达，②过程中存在
C.完成②过程所需的关键激素是生长素和细胞分裂素
D.经植物组织培养技术培养出的胡萝卜遗传信息发生了改变
5．大豆叶片细胞的细胞壁被酶解后，可获得原生质体。以下对原生质体的叙述错误的是（ ）
A．制备时需用纤维素酶和果胶酶
B．膜具有选择透过性
C．可再生出细胞壁
D．失去细胞全能性
6．为了培育菊花新品种,科学家利用二倍体野生夏菊和六倍体栽培秋菊进行杂交,培育过程如下图所示。下列有关叙述正确的是（ ）
A．野生夏菊和栽培秋菊通过植物体细胞杂交得到四倍体植株
B．d植株含有夏菊和秋菊的遗传物质,形成d植株的过程中,遗传物质的传递遵循孟德尔的遗传规律
C．①过程常选择酶解法去除细胞壁,一般在等渗溶液中进行
D．与②过程有关的细胞器只有高尔基体比较活跃
7．科研人员以“将军一点红”和“家雀蛋”两个油豆角品种的原生质体为试材，探索菜豆原生质体融合条件，为利用菜豆原生质体融合技术创新和改良菜豆新品种奠定基础。下列叙述错误的是（ ）
A．常用纤维素酶、果胶酶获得菜豆品种相应的原生质体
B．加入高Ca2+-高pH溶液有利于两种原生质体的融合
C．杂种细胞经诱导形成愈伤组织，通过调整生长素和细胞分裂素的比例诱导生芽
D．植物体细胞杂交技术获得的植株表现出双亲的所有性状
8．某兴趣小组拟用植物组织培养技术繁殖一种名贵花卉，其技术路线为“取材→消毒→愈伤组织培养→出芽→生根→移栽”。下列有关叙述错误的是(　　)
A．消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害
B．在愈伤组织培养过程中加入细胞融合诱导剂，可获得染色体加倍的细胞
C．出芽是细胞再分化的结果，受激素调节，也受基因选择性表达的调控
D．生根时，培养基通常应含α萘乙酸等生长素类调节剂
9．下图表示以某种杂合体名贵花卉的绿色叶片为材料，利用植物组织培养技术繁殖该植物过程中岀现的不同结果。下列分析正确的是(　　)
A．不同结果的岀现主要是由是否提供光照造成的
B．A通过脱分化得到B，通过再分化得到C
C．利用花粉粒进行单倍体育种也能培养岀该杂合子花卉
D．B组细胞的全能性高于A组和C组
10．某实验室植物组织培养的愈伤组织被真菌严重污染，为查找污染原因设计了4个实验，实验遵循单一变量原则。下列各图表示实验结果，据图可得出的初步结论是（ ）
A．污染主要是由培养基灭菌时间短造成的
B．污染主要来源于组织培养所用的离体组织
C．调节培养基pH能解决污染问题
D．调节培养温度能解决污染问题
二、多选题
11.下列关于植物愈伤组织的说法正确的是（　　）
A．用果胶酶和胶原蛋白酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体
B．融合的原生质体需再生出细胞壁后才能形成愈伤组织
C．体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的2个细胞核
D．通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于无性繁殖
12．青枯病是马铃薯的常见病害之一，少数马铃薯野生种对青枯病有抗性，但野生种难以与马铃薯栽培种直接杂交繁育。为获得抗青枯病的马铃薯栽培种，研究人员进行了植物体细胞杂交的实验研究，过程如图所示。下列分析不正确的是（ ）
A．常利用纤维素酶和果胶酶在低渗溶液中去除A、B的细胞壁
B．过程①是人工诱导原生质体融合，可采用物理法或化学法
C．细胞C含有A和B的遗传物质，因此培育的杂种植株一定有抗性
D．过程③历经了脱分化和再分化，其本质是基因的选择性表达
三、非选择题
13．粉美人萱草形态优美、色彩艳丽，具有极大的栽培价值。某实验小组选择健壮、无病虫害的单株粉美人萱草作为取样母株，剪取新鲜花茎带回实验室，消毒处理后，移入培养基中，回答下列问题：
(1)对粉美人萱草进行离体培养时，首选花序轴作为外植体，这些细胞在培养基上培养时会由原来的分化状态变成分生状态，产生 ，原细胞失去其特有的 该过程称为 。
(2)取样时间对获得粉美人萱草无菌材料至关重要。一般选择生长适宜时间的花序轴，不能取生长时间过短的花序轴，原因是花序轴较为幼嫩，消毒时 ；若所取花序轴生长时间长，花序轴老化，消毒不彻底导致污染率 。
(3)不同种类植物对培养基的成分如 浓度、比例要求不同，再生能力也存在差异。为防止 （答两点）等影响培养物生长，一般需要在2～4周后将培养物转移至新鲜培养基中继续培养。
14．20世纪60年代，科学家尝试将番茄和马铃薯杂交，希望培育出一种地上结番茄、地下长马铃薯的“超级作物”。下面为“番茄-马铃薯”的培育过程示意图，请据图回答下列问题：

(1)若运用传统有性杂交（即用番茄、马铃薯杂交）能否得到可育的杂种植株 , 原因是：
。
(2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，运用的技术手段是 ，依据的原理是
。
(3)过程①要用到酶为 ，与过程③密切相关的具有单层膜结构的细胞器为 。过程④相当于 ，过程⑤相当于 ，其涉及的细胞分裂方式为 。
15．某植物有A、B两品种。科研人员在设计品种A组织培养实验时，参照品种B的最佳激素配比(如表)进行预实验。据表回答：
(1)Ⅰ阶段时通常选择茎尖、幼叶等作为外植体，原因是____________________________。
(2)在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段中发生基因选择性表达的是______________阶段。
(3)为确定品种A的Ⅰ阶段的最适细胞分裂素浓度，参照品种B的激素配比(m1>2.0)，以0.5 μmol·L－1为梯度，设计5个浓度水平的实验，细胞分裂素最高浓度应设为________μmol·L－1。
(4)Ⅲ阶段时，科研人员分别选用浓度低于或高于n3 μmol·L－1的生长素处理品种A幼芽都能达到最佳生根效果，原因是处理幼芽时，选用低浓度生长素时的处理方法为____________，选用高浓度生长素时的处理方法为____________。
(5)在________阶段用秋水仙素对材料进行处理，最易获得由单个细胞形成的多倍体。
一、单选题
1．【答案】B 【解析】A、植物体的体细胞和生殖细胞都具有发育成完整个体所必需的全部基因，A错误；B、植物体细胞全能性是植物体细胞杂交的理论基础，B正确；C、植物体细胞表现出全能性的前提条件是离体，C错误；D、植物的种子萌发成幼苗，这属于自然生长过程，不能说明植物细胞具有全能性，D错误。
2．【答案】B 【解析】在菊花的组织培养实验中，应将切好的外植体的1/3～1/2插入诱导愈伤组织的培养基中，B错误。
3．【答案】C 【解析】诱导愈伤组织期间一般不需要光照，C符合题意。
4．【答案】C 【解析】A、该过程中使用的培养基需要灭菌，否则影响外植体的分裂和生长，A错误；B、①过程是脱分化过程，②过程是再分化过程，脱分化和再分化过程中都存在基因的选择性表达，B错误；C、②过程是再分化过程，植物组织培养的再分化所需关键激素是细胞分裂素和生长素，且二者用量的比值不同，分化的结果也不同，C正确；D、经植物组织培养技术培养出的胡萝卜利用的是细胞的全能性，遗传物质一般不发生改变，D错误。
故选C。
5．【答案】D 【解析】A、大豆叶片细胞是植物细胞，具有细胞壁，其细胞壁的成分是纤维素和果胶，所以制备原生质体，需用纤维素酶和果胶酶进行处理，A正确；B、生物膜的功能特点是具有选择透过性，所以膜具有选择透过性，B正确；C、原生质体可以再生出新的细胞壁，C正确；D、分离出的原生质体具有全能性，可用于植物体细胞杂交，为杂种植株的获得提供了理论基础，D错误。故选D。
6．【答案】C 【解析】解析：野生夏菊是二倍体,栽培秋菊是六倍体,两者通过植物体细胞杂交得到的是八倍体植株,A项错误;d植株含有夏菊和秋菊的遗传物质,形成d植株的过程中,遗传物质的传递不遵循孟德尔的遗传规律,B项错误;①过程表示通过酶解法去除细胞壁,为了防止原生质体变形,该过程需要在等渗溶液中进行,C项正确;②过程表示融合后的原生质体再生出细胞壁,形成杂种细胞c,该过程中较活跃的细胞器有高尔基体、线粒体等,D项错误。
7．【答案】D 【解析】常用纤维素酶、果胶酶获得菜豆品种相应的原生质体;加入高Ca2+-高pH溶液有利于2种菜豆原生质体的融合;杂种细胞经诱导形成愈伤组织，通过调整生长素和细胞分裂素的使用比例诱导生芽;由于基因间的相互作用，利用植物体细胞杂交技术获得的杂种植株，不一定能同时表现出两个亲本的全部性状。
8．【答案】B 【解析】植物组织培养中要求无菌操作，以防止微生物感染，消毒时既要杀死材料表面的微生物，又要尽量减少消毒剂对细胞的伤害，A正确；由于植物细胞有细胞壁，植物细胞的融合必须首先破坏细胞壁，再利用细胞膜的流动性加以融合，如果在愈伤组织培养中直接加入细胞融合诱导剂，不能导致细胞融合，故不能获得染色体加倍的细胞，B错误；出芽是细胞再分化的结果，分化的实质是基因的选择性表达，受基因选择性表达的调控，也受激素的调节，C正确；在诱导生根的过程中，需要生长素和细胞分裂素的共同作用，生长素与细胞分裂素比值高时，有利于根的分化，因此生根时，培养基中会含有α萘乙酸等生长素类调节剂，D正确。
9．【答案】D 【解析】不同结果的出现主要是细胞分裂素与生长素的比例不同导致的，A错误；B愈伤组织在不同植物激素比例下分化为A根或C芽，B错误；利用花粉进行单倍体育种得到的一般为纯合子，C错误；B组细胞分化程度很低，其全能性最高，D正确。
10．【答案】B 【解析】随培养基灭菌时间的延长，污染率在一定范围内波动，说明污染不是由培养基灭菌时间短造成的，A不符合题意；离体组织灭菌时间越长，污染率越低，说明污染主要来源于组织培养所用的离体组织，B符合题意；随着培养基pH的增大，污染率在一定范围内波动，说明调节培养基pH不能解决污染问题，C不符合题意；随着温度的升高，污染率在一定范围内波动，说明调节培养温度不能解决污染问题，D不符合题意。
二、多选题
11.【答案】BD 【解析】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，故用果胶酶和纤维素酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体，A错误；B、用纤维素酶和果胶酶分别处理不同的植物细胞，得到原生质体，运用物理方法或化学方法诱导融合，形成杂种细胞，再利用植物组织培养技术将杂种细胞培养成杂种植株，故融合的原生质体需再生出细胞壁后才能形成愈伤组织，B正确；C、体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的的遗传物质，只有1个细胞核，C错误；D、通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于植物的组织培养，从繁殖看属于无性繁殖，D正确。故选BD。
12．【答案】ACD 【解析】植物细胞去除细胞壁之后，如果处在低渗溶液中，会吸水涨破，所以去细胞壁的过程不能放在低渗溶液中进行，A错误；诱导原生质体融合可采用物理法，如离心等，也可以采用化学法，如PEG诱导等，B正确；虽然细胞C含有A和B的遗传物质，但是并不一定会把A、B两种植株的优良性状都表达出来，而是随机表达，C错误；过程③表示从愈伤组织到胚状体，只是经过再分化过程，没有脱分化，D错误。
三、非选择题
13．【答案】(1)愈伤组织 结构和功能 脱分化
(2)幼嫩的材料容易在酒精中失绿或被酒精杀死 高
(3)植物激素 营养物质的枯竭，水分的散失，以及一些组织代谢产物的积累
【解析】（1）高度分化的细胞在植物体中是不会再分裂增殖的，这些细胞若离体后在培养基上培养时会由原来的分化状态，失去原有的某些具有特定结构和功能的细胞结构（如叶肉细胞的叶绿体等），变成分生状态的细胞，分裂产生愈伤组织，该过程称为脱分化。
（2）用于外植体表面消毒处理的试剂有很多，一定浓度的次氯酸钠、氯化汞和酒精是较常用的消毒剂。多种药剂配合使用消毒外植体，往往具有良好的效果。酒精的渗透性很强，幼嫩的材料容易在酒精中失绿，所以浸泡时间不可过长，防止酒精杀死植物的组织细胞。故对粉美人萱草取样时不易选择较为幼嫩的花序轴，若所取花序轴生长时间长，花序轴老化，消毒不彻底导致污染率高。
（3）不同种类植物对培养基的成分如激素浓度、比例要求不同，再生能力也存在差异。为了防止由于营养物质的枯竭，水分的散失，以及一些组织代谢产物的积累，必须将组织及时转移到新的培养基上。这种转移过程称为继代培养。
14．【答案】(1)不能 不同物种的植物存在生殖隔离
(2)植物组织培养 植物细胞的全能性
(3)纤维素酶和果胶酶 高尔基体 脱分化 再分化 有丝分裂
【解析】（1）番茄和马铃薯属于两物种植物，存在生殖隔离，不能通过有性杂交产生后代。
（2） 将杂种细胞培育成杂种植株需要采用植物组织培养技术，其原理是植物细胞具有全能性。
（3）过程①是制备原生质体，需要用到纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得原生质体，过程③是在融合的原生质体外再生一层细胞壁，而细胞壁的形成与高尔基体有关，过程④的结果是形成了愈伤组织，所以过程④为脱分化，过程⑤为再分化，该过程涉及的细胞分裂方式为有丝分裂。
15．【答案】(1)细胞分化程度低，容易诱导产生愈伤组织　
(2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ　
(3)m1＋1.0　
(4)浸泡法(长时间处理)　沾蘸法(短时间处理)　
(5)Ⅰ
【解析】(1)选择茎尖、幼叶等作为外植体是因为其富含分生组织，细胞分化程度低，诱导其脱分化形成愈伤组织更容易。(2)阶段Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别涉及脱分化、再分化形成芽和再分化形成根的过程，细胞形态、结构和功能在这些阶段都发生了变化，都存在基因的选择性表达。(3)因为m1 μmol·L－1为品种B在Ⅰ阶段的最佳激素配比中的细胞分裂素浓度，所以确定品种A在Ⅰ阶段的最适细胞分裂素浓度时，若以0.5 μmol·L－1为梯度设计5个浓度水平，设置的浓度由低到高应依次为m1－1.0、m1－0.5、m1、m1＋0.5、m1＋1.0(单位均为μmol·L－1)。(4)用浸泡法处理幼芽时使用的生长素浓度较低，处理时间较长，用沾蘸法处理幼芽的时间较短，使用的生长素浓度较高，二者均可以达到最佳生根效果。(5)秋水仙素通过抑制细胞有丝分裂前期纺锤体的形成使染色体加倍；Ⅱ、Ⅲ阶段中部分细胞可能已发生分化，失去了分裂能力，故用秋水仙素处理这两个阶段的材料，并非所有细胞的染色体数目都会加倍；而Ⅰ阶段形成的愈伤组织细胞都由已分化细胞经过脱分化形成，分化程度较低，分裂能力较强，该阶段中使用秋水仙素使染色体数目加倍，更容易获得由单个细胞形成的多倍体。

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