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(共23张PPT)
课时规范练57　植物细胞工程
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必备知识基础练
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考点一　植物细胞工程的基本技术
1.(2024·浙江卷)山药在生长过程中易受病毒侵害导致品质和产量下降。采用组织培养技术得到脱毒苗,可恢复其原有的优质高产特性,流程如图。下列操作不可行的是(　　)
外植体→愈伤组织→丛生芽→试管苗
A.选择芽尖作为外植体可减少病毒感染
B.培养基中加入抗生素可降低杂菌的污染
C.将丛生芽切割后进行继代培养可实现快速繁殖
D.提高生长素和细胞分裂素的比值可促进愈伤组织形成丛生芽
D
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解析 提高生长素和细胞分裂素的比值可促进愈伤组织形成根,D项符合题意。
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2.(2025·广东广州开学考)某同学在学习植物细胞工程的有关内容,你认为有几处是不正确的(　　)
项目 植物细胞工程
技术手段 植物组织培养,植物体细胞杂交
特殊处理 机械法去除细胞壁
融合方法 物理方法、化学方法
典型应用 人工种子、杂种植株
培养液区别 生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化
A.1 B.2 C.3 D.4
A
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解析 (1)技术手段:植物细胞工程的技术手段有植物组织培养和植物体细胞杂交,正确;(2)特殊处理:植物体细胞杂交时,采用酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除细胞壁,错误;(3)融合方法:诱导植物细胞融合的方法有物理方法(离心、振动和电激等)和化学方法(聚乙二醇),正确;(4)典型应用:植物细胞工程技术可应用于制备人工种子、培育杂种植株,正确;(5)培养液区别:植物细胞工程所用的培养基中有生长素和细胞分裂素,可影响愈伤组织的生长和分化,如生长素和细胞分裂素的比值高,可促进生根,正确。综上可知,A项符合题意。
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3.(2025·八省联考内蒙古卷)下列关于植物细胞工程的叙述,正确的是(　　)
A.诱导愈伤组织形成和后续培养过程中均需提供适宜的温度和光照
B.诱导愈伤组织再分化需改变激素的浓度和比例
C.获得的试管苗通常直接移栽大田
D.获得的脱毒苗具有抗病毒能力
B
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解析 诱导愈伤组织形成过程中不需要光照,A项错误;生长素与细胞分裂素比值高时有利于根的形成,细胞分裂素与生长素比值高时,有利于芽的形成,生长素和细胞分裂素的浓度、比例都会影响植物细胞的发育方向,因此诱导愈伤组织再分化需改变激素的浓度和比例,B项正确;获得的试管苗需要先移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中,待其长壮后再移栽到大田中,C项错误;茎尖等分裂旺盛部位病毒较少甚至无病毒,利用茎尖分生组织能培养出无病毒且保持优良性状的幼苗,即脱毒苗,脱毒苗不等于抗毒苗,即获得的脱毒苗不具备抗病毒能力,D项错误。
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考点二　植物细胞工程的应用
4.(2025·重庆开学模拟)病毒感染会导致植物生病,进而影响其产量和品质。育种专家采用多种方法来培育脱毒植物,使用嘌呤和嘧啶的类似物来处理植株,从而获得健康的脱毒植株是一种常用方法。下列说法错误的是(　　)
A.通常使用嘌呤和嘧啶的类似物处理植株,其原理是碱基类似物能够干扰病毒核酸的复制过程
B.常常用马铃薯块茎培养脱毒苗,培养前先用体积分数为75%的酒精和次氯酸钠溶液对块茎进行消毒
C.香蕉比玉米更容易把感染的病毒传给后代
D.在培养脱毒苗的过程中,需要在培养基中添加生长素和细胞分裂素等物质
B
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解析 通常使用嘌呤和嘧啶的类似物处理植株,其原理是碱基类似物能够干扰病毒核酸的复制过程,进而影响病毒的增殖,A项正确;常常用马铃薯茎尖培养脱毒苗,培养前先用体积分数为70%的酒精和质量分数为5%的次氯酸钠溶液对茎尖进行消毒,B项错误;香蕉比玉米更容易把感染的病毒传给后代,因为香蕉进行无性繁殖,而玉米进行有性生殖,C项正确;在培养脱毒苗的过程中,需要在培养基中添加生长素和细胞分裂素等物质,可以通过改变这两种激素的比例来调控脱分化和再分化过程,D项正确。
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5. 鱼腥草中的次生代谢物萜类物质具有抗过敏作用,可用于治疗过敏性荨麻疹。通过植物细胞工厂化生产,可大量获取鱼腥草细胞中的萜类化合物。下列说法正确的是(　　)
A.次生代谢物萜类物质是鱼腥草生命活动必需的营养物质
B.细胞工厂化生产是为了提高单个细胞中萜类物质的含量
C.培养过程中所用的外植体一般取自鱼腥草的分生区细胞
D.培养过程中会出现接触抑制,此时可进行分瓶传代培养
C
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解析 次生代谢物萜类物质并不是鱼腥草生命活动必需的营养物质,A项错误;细胞工厂化生产是为了提高萜类物质的含量,不是单个细胞中萜类物质的含量,B项错误;在植物细胞培养中,通常会选择分裂能力强、分化程度低的分生组织作为外植体,因为这些细胞更容易在体外培养条件下增殖和分化,C项正确;动物培养过程中会出现接触抑制,植物细胞培养过程中不会发生接触抑制,D项错误。
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6.(2025·八省联考云南卷)人参皂苷具有重要的药用价值,可通过植物细胞培养生产。下列说法错误的是(　　)
A.外植体消毒需用酒精和次氯酸钠溶液
B.外植体脱分化形成愈伤组织需要光照和氧气
C.可通过液体培养获得大量愈伤组织细胞
D.人参皂苷属于植物细胞的次生代谢物
B
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解析 外植体在接种于培养基培养时,需先后用酒精和次氯酸钠溶液进行消毒,A项正确;外植体脱分化形成愈伤组织的过程中,需要遮光处理,不需要光照,B项错误;植物细胞的培养一般使用液体培养基,因此可通过液体培养获得大量愈伤组织细胞,C项正确;次生代谢物是指植物代谢产生的一些一般认为不是植物基本生命活动所必需的产物,因此,人参皂苷属于植物细胞的次生代谢物,D项正确。
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关键能力提升练
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7.(2025·甘肃平凉开学模拟)中华猕猴桃是中国所特有的一种水果,富含维生素C。为探究不同植物生长调节剂种类及浓度组合对不定芽形成的影响,科研人员分别以中华猕猴桃的叶片和叶柄为外植体进行了一系列相关实验,浓度组合如表所示,实验结果如图所示。下列叙述正确的是(　　)
NAA/(μg·mL-1) 6-BA/(μg·mL-1) 0.1 0.2 0.4
2.0 1 2 3
1.0 4 5 6
0.5 7 8 9
注:6-BA为细胞分裂素类生长调节剂,NAA是生长素类生长调节剂。1~9为不同的浓度组合。
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A.植物组织培养依据的生物学原理是植物细胞的全能性
B.随6-BA/NAA浓度比值下降,不定芽的再生率先升高后下降
C.后续诱导生根的培养中,培养基中各成分的含量不需要做任何变化
D.作为外植体的叶片诱导培养前需要用酒精消毒,然后立刻用清水清洗2~3次
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答案 A　
解析 植物组织培养依据的原理为植物体细胞的全能性,即已经分化的细胞仍然具有发育成完整植株的潜能,A项正确;不定芽的再生率与6-BA和NAA的浓度及比例均有关系,由图可知,当NAA的浓度为2.0 μg/mL时,随6-BA/NAA浓度比值升高,不定芽再生率基本不变,当NAA的浓度为0.5 μg/mL时,随6-BA/NAA浓度比值升高,不定芽的再生率先升高后下降,B项错误;诱导生根和诱导生芽所需的培养基成分和比例通常是不同的,后续诱导生根的培养中,培养基中各成分的含量需要做出相应的变化,C项错误;作为外植体的叶片诱导培养前需要用酒精消毒,然后用无菌水清洗2~3次,而不是立刻用清水清洗,D项错误。
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8.(2024·广东深圳一模)三白草和鱼腥草因疗效相近且具有叠加效应常被中医用作“药对”,在我国全年可采收两次。研究者欲利用原生质体融合技术将复方的配伍(两种或两种以上药物配合使用)提前到个体生长或生产过程,并实现有效成分的工厂化生产,操作如下图。下列叙述正确的是(　)
A.过程①除了使用酶解法外,还可以利用盐酸和酒精1∶1混合配制的解离液来完成
B.过程②通常在等渗的培养液中,采用化学法或物理法诱导原生质体融合
C.过程④需要调节培养基中生长素和细胞分裂素的比例,诱导生芽和生根
D.图中所示的生产流程体现了细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
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答案 B　
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解析 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,因此过程①中要利用纤维素酶和果胶酶水解细胞壁获得原生质体,盐酸和酒精1∶1混合配制的解离液会杀死细胞,A项错误;过程②通常在等渗培养液中,以维持原生质体的正常形态,可以采用化学法(聚乙二醇)或物理法(离心、振动、电激等)诱导原生质体融合,B项正确;过程④是利用植物组织培养技术获得愈伤组织或细胞,从中直接提取次级代谢产物,不需要诱导生芽和生根,C项错误;图中过程②(原生质体融合)体现了细胞膜的流动性,过程④是利用植物组织培养技术获得愈伤组织或细胞,没有体现植物细胞的全能性,D项错误。
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9.(9分)(2025·辽宁开学模拟)非对称细胞融合技术常指利用某种外界因素(如射线)辐照某一细胞原生质体,选择性地破坏其细胞核,使其染色体片段化并丧失再生能力;再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与另一原生质体融合,从而实现有限基因的转移,在保留亲本之一全部优良性状的同时,改良其某个不良性状。用这种方法可以将胡萝卜的抗黑腐病性状转移到烟草中,获得抗黑腐病(由真菌引起)烟草杂种植株,流程如图所示。回答下列问题。
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(1)原生质体培养液中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　　　　　　　　　　　　　　　　　　。与诱导动物细胞融合相比,②过程不宜采用的诱导方法是　　　　　　　　;③④过程中需添加的两种关键性植物激素是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)非对称细胞融合过程中,染色体丢失的程度在同一组合不同的杂种中是不一致的,导致融合后再生后代中的　　　　　　数量变化很大。影响细胞融合染色体丢失程度的因素,除了紫外线还可能与
　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　(答两点)等有关。
(3)对杂种植株进行　　　　　　　　　接种实验,可筛选出对黑腐病具有高抗性的杂种植株。
保持原生质体的完整性(正常形态)
灭活病毒诱导
生长素和细胞分裂素
染色体
不同物种细胞融合的细胞亲缘关系、细胞所处的分裂时期
黑腐病菌
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解析 (1)原生质体无细胞壁,原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压,其作用是维持细胞的形态和功能,从而保持原生质体的完整性。诱导动物细胞融合与诱导植物细胞融合的方法相同的是都可用化学方法和物理方法,此外动物细胞融合还可用灭活的病毒作为诱导剂,因此与诱导动物细胞融合相比,②过程不宜采用的诱导方法是灭活病毒诱导;③④过程分别表示脱分化和再分化,③④过程中需添加的两种关键性植物激素是生长素和细胞分裂素。
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(2)非对称细胞融合过程中,染色体丢失的程度在同一组合不同的杂种中是不一致的,导致融合后再生后代中的染色体数量变化很大。非对称细胞融合技术利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与另一原生质体融合,从而实现有限基因的转移,在保留亲本之一全部优良性状的同时,改良其某个不良性状,因此影响细胞融合染色体丢失程度的因素,还可能与不同物种细胞融合的细胞亲缘关系有关;由于紫外线使染色体发生变异,分裂的细胞更容易发生染色体变异,因此影响细胞融合染色体丢失程度的因素,还可能与细胞所处的分裂时期有关。
(3)对杂种植物进行鉴定最简单的方法是从个体水平上进行检测,即接种黑腐病菌实验,可筛选出对黑腐病具有高抗性的杂种植株。

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