專題10生物技術與工程第3講植物細胞工程1.(2024·天津一模)通過植物細胞工程對光果甘草進行培養(yǎng)以獲得藥物甘草西定，過程如圖所示。下列相關敘述正確的是()一、單項選擇題A.過程③④⑥細胞分裂方式相同，培養(yǎng)基中生長素與細胞分裂素比例也相同B.過程④常用射線或化學物質處理即可獲得大量所需的突變體植株丙C.植株丁還可以直接用低溫或秋水仙素處理愈傷組織后培養(yǎng)獲得D.過程⑥中甘草西定可通過植物細胞培養(yǎng)獲得，該過程體現(xiàn)了植物細胞的全能性答案：C【解析】C過程③④⑥的分裂方式都是有絲分裂，生長素/細胞分裂素的值高時，利于生根，該值低時利于生芽，③④⑥培養(yǎng)基中生長素與細胞分裂素的比例不同，A錯誤；過程④常用射線或化學物質處理的是愈傷組織，經篩選，并進一步培養(yǎng)才能獲得大量所需的突變體植株丙，B錯誤；植株丁是原生質體誘導融合后得到的，還可以直接用低溫或秋水仙素處理愈傷組織經誘導加倍后培養(yǎng)獲得，C正確；過程⑥中甘草西定可通過植物細胞培養(yǎng)獲得，應將愈傷組織細胞懸浮培養(yǎng)，該過程沒有得到完整植株或其他各種細胞，不能體現(xiàn)植物細胞的全能性，D錯誤。2.(2024·北京一模)為培育繁殖周期快、高產人參皂苷的雜種植物，研究人員將人參和胡蘿卜的原生質體進行融合，并檢測了原生質體密度對融合率的影響，結果如表。下列相關敘述不正確的是()原生質體密度(1∶1混合)0.5×105個/mL2×105個/mL5×105個/mL10×105個/mL融合率/%18.635.829.223.6A.利用纖維素酶和果膠酶進行去壁處理獲得原生質體B.原生質體密度過高或過低均不利于原生質體的融合C.融合后的原生質體經過脫分化即可發(fā)育成雜種植株D.對雜種植株需進行生長速度和人參皂苷含量的檢測答案：C3.(2024·湖南一模)我國研究人員利用“中華獼猴桃”和“美味獼猴桃”兩個不同種培育出了更加優(yōu)良的品種H，其過程如圖所示。已知用X射線處理會使染色體受影響而導致細胞失去分裂能力；用碘乙酰胺處理會使細胞內的酶失活而抑制生長。下列有關敘述錯誤的是()A.圖中②過程使用纖維素酶和果膠酶進行處理，得到原生質體B、DB.過程③采用PEG、滅活病毒誘導融合等方法得到的兩兩融合的細胞有3種C.①過程用X射線處理A，碘乙酰胺處理C，可篩選到F，以便獲得優(yōu)良品種HD.培育優(yōu)良品種H的過程運用了植物細胞的全能性和細胞膜的流動性答案：B4.(2024·北京一模)與常規(guī)栽培技術相比，利用植物細胞培養(yǎng)進行藥用次生代謝產物的生產具有顯著的優(yōu)越性，根據不同的需求可以采用不同的技術流程(如圖)。相關敘述錯誤的是()A.同一植物的外植體通過不同的培養(yǎng)體系可得到不同的產物B.外植體形成愈傷組織的過程中，經歷了脫分化和再分化兩個階段C.將目標產物合成途徑中的關鍵酶基因導入懸浮細胞，有望提高產量D.由于不受土壤、氣候條件限制，利用該技術有利于緩解資源短缺問題答案：B【解析】B據圖可知，同一植物的外植體通過不同的培養(yǎng)體系可得到不同的產物，如經懸浮細胞培養(yǎng)可得到轉基因細胞系，經外植體誘導能夠獲得完整植株等，A正確；外植體形成愈傷組織的過程中，只經歷了脫分化過程，B錯誤；基因工程是指將一種生物體(供體)的基因與載體在體外進行拼接重組，然后轉入另一種生物體(受體)內，使之按照人們的意愿穩(wěn)定遺傳，表達出新產物或新性狀，將目標產物合成途徑中的關鍵酶基因導入懸浮細胞，有望提高產量，C正確；由于不受土壤、氣候條件限制，該技術能夠實現(xiàn)工廠化生產，故利用該技術有利于緩解資源短缺問題，D正確。5.(2024·北京一模)研究者通過植物體細胞雜交技術，探索利用條斑紫菜和擬線紫菜培育雜種紫菜。下列相關敘述正確的是()A.從食用紫菜的動物消化道內提取蛋白酶，用于去除細胞壁B.原生質體需在低滲溶液中長期保存，以防止過度失水而死亡C.誘導原生質體融合的方法有電融合法、滅活病毒誘導法等D.融合后的原生質體再生出細胞壁后經植物組織培養(yǎng)得到完整植株D【解析】D從食用紫菜的動物消化道內提取蛋白酶，不能用于去除細胞壁，因為紫菜細胞的細胞壁的主要成分為纖維素和果膠，需要用纖維素酶和果膠酶處理，A錯誤；獲得的原生質體若處在低滲溶液中，會吸水漲破，B錯誤；誘導原生質體融合的方法有電融合法、PEG誘導法等，而滅活病毒用于動物細胞融合，C錯誤；融合后的原生質體再生出細胞壁得到雜種細胞，后經植物組織培養(yǎng)得到完整植株，D正確。6.(2024·北京一模)研究不同激素對獼猴桃組織培養(yǎng)過程的影響，實驗結果如下，下列相關說法錯誤的是()組別處理(濃度/ppm)愈傷組織誘導率/%愈傷組織生長狀況1—29.6＋＋2細胞分裂素0.526.7＋＋3玉米素187.5＋＋42，4－D0.585.2＋＋＋52，4－D0.5，細胞分裂素0.595.0＋＋＋注：“＋”越多，生長狀況越好。A.愈傷組織是已分化植物細胞發(fā)生脫分化的結果B.第1組能誘導愈傷組織形成是內源激素的作用C.誘導獼猴桃組織脫分化應選擇第5組處理方案D.玉米素濃度超過1ppm會抑制愈傷組織再分化答案：D【解析】D愈傷組織是已分化植物細胞發(fā)生脫分化的結果，脫分化指的是已經分化的細胞失去原有結構和功能的狀態(tài)，愈傷組織的全能性高，A正確；第1組中沒有添加外源激素，說明此時愈傷組織是在內源激素的作用下產生的，B正確；根據表中結果可知，第5組誘導獼猴桃組織脫分化形成的愈傷組織的成功率最高，且愈傷組織生長狀況好，因此，應選擇第5組處理方案用于誘導愈傷組織，C正確；結合實驗結果可知，玉米素濃度超過8ppm左右會抑制愈傷組織再分化，D錯誤。7.(2024·遼寧一模)五味子首載于《神農本草經》，具有很高的藥用價值。下圖是利用植物組織培養(yǎng)技術繁殖五味子的流程，下列敘述錯誤的是()A.培養(yǎng)基中需加入有機營養(yǎng)、無機營養(yǎng)及適量植物激素B.宜選擇分化程度高的組織作為外植體進行處理C.若選取莖段作為外植體，需將其形態(tài)學下端插入培養(yǎng)基D.切取莖尖分生組織進行培養(yǎng)可以獲得五味子脫毒植株B【解析】B植物組織培養(yǎng)過程需提供無機營養(yǎng)成分(水、無機鹽等)、有機營養(yǎng)成分(蔗糖等)和植物激素(生長素和細胞分裂素)等，A正確；宜選擇分化程度低、分裂能力強的組織作為外植體進行處理，B錯誤；若選取莖段作為外植體，需將其形態(tài)學下端插入培養(yǎng)基，因為形態(tài)學下端才能生根，C正確；因為分生組織的病毒極少，甚至沒有病毒，所以切取莖尖分生組織進行培養(yǎng)可以獲得五味子脫毒植株，D正確。二、不定項選擇題8.(2024·山東二模)利用非對稱細胞融合技術可以實現(xiàn)兩個原生質體核、質基因的優(yōu)化組合，該技術對細胞質中含有優(yōu)良基因的某一原生質體進行去核或破壞染色體處理，對細胞核中含有優(yōu)良基因的第二種原生質體進行細胞質失活處理，然后將兩個原生質體進行融合。下列說法正確的是()A.采用梯度離心，紫外線照射等方法可以實現(xiàn)細胞去核B.病毒表面的糖蛋白和酶能使細胞膜上的蛋白質和脂質重新排布C.該種技術能夠轉移細胞質雄性不育基因，培育優(yōu)良作物不育系D.將融合細胞培養(yǎng)為植株時，通常用葡萄糖提供碳源并調節(jié)滲透壓ABC【解析】ABC細胞去核的方法主要是顯微操作法，采用梯度離心、紫外線照射等方法可以實現(xiàn)細胞去核，A正確；病毒表面的糖蛋白和酶能夠與細胞膜上的糖蛋白發(fā)生作用，使細胞相互凝聚，細胞膜上的蛋白質和脂質重新排布，這是滅活的病毒誘導細胞融合的原理，B正確；根據非對稱細胞融合技術的原理，該種技術能夠轉移細胞質雄性不育基因，培育優(yōu)良作物不育系，C正確；將融合細胞培養(yǎng)為植株時，蔗糖提供碳源并調節(jié)滲透壓，D錯誤。9.(2024·山東三模)細胞搖擺式間歇浸沒生物反應器是通過擺動架的傾斜擺動，使培養(yǎng)液周期性間歇浸沒組培苗，實現(xiàn)組培苗的快速生長。下列敘述正確的是()A.獲得組培苗的培養(yǎng)基含有水、無機鹽、蔗糖、瓊脂和激素等多種營養(yǎng)物質B.間歇擺動提高培養(yǎng)液溶氧量，有利于組培苗進行有氧呼吸C.獲得組培苗的步驟：外植體→脫分化形成胚狀體→再分化形成試管苗D.經過間歇浸沒培養(yǎng)獲得的植株需要消毒后煉苗再移栽到經滅菌處理的土壤中B【解析】B瓊脂是凝固劑，不提供營養(yǎng)，A錯誤；間歇擺動提高培養(yǎng)液溶氧量，有利于組培苗進行有氧呼吸，有氧呼吸能為組培苗的生長發(fā)育提供能量，因此可以提高生長速度，B正確；外植體脫分化可以形成愈傷組織，愈傷組織再分化形成胚狀體，C錯誤；植物組織培養(yǎng)是在無菌條件下進行的，經過間歇浸沒培養(yǎng)獲得的植株不需要消毒處理，D錯誤。10.(2024·湖南雅禮中學月考5)胞質雜種是指兩個原生質體融合產生的雜種細胞，其中一個細胞的細胞核消失后，兩個原生質體的細胞質雜交得到的個體?？蒲腥藛T利用雄性不育的品種A與可育的品種B通過植物體細胞雜交技術獲得了雄性不育的胞質雜種“華柚2號”，制備過程如下圖所示，其中GFP(綠色熒光蛋白)基因轉入了品種A的細胞核基因組中。經檢測，“華柚2號”的細胞核和葉綠體基因來自品種B，線粒體基因來自品種A，下列說法錯誤的是()A.“華柚2號”的獲得說明控制雄性不育的基因可能位于細胞核中B.應篩選發(fā)綠色熒光的雜種細胞C經植物組織培養(yǎng)技術獲得“華柚2號”C.植物體細胞雜交屬于有性生殖，結果是形成雜種細胞D.聚乙二醇或高Ca2+—高pH溶液處理可用于誘導原生質體A和B的融合答案：ABC【解析】ABC雄性不育的胞質雜種“華柚2號”的細胞核和葉綠體基因來自品種B，線粒體基因來自品種A，融合后品種A的細胞核消失，控制雄性不育的基因可能位于線粒體中，A錯誤；GFP(綠色熒光蛋白)基因轉入了品種A的細胞核基因組中，而融合后的“華柚2號”不含品種A的細胞核，因此發(fā)綠色熒光的雜種細胞應被淘汰，B錯誤；植物體細胞雜交屬于無性生殖，結果是形成雜種植株，C錯誤；誘導原生質體融合的化學方法有聚乙二醇或高Ca2+—高pH溶液處理，即聚乙二醇或高Ca2+—高pH溶液處理可用于誘導原生質體A和B的融合，D正確。三、非選擇題11.(2024·北京期末)植物體細胞雜交技術分為對稱雜交和不對稱雜交。對稱雜交是指雙親細胞的遺傳物質完整融合于雜種植株中，但遠緣體細胞雜交往往出現(xiàn)雙親染色體排斥及隨機丟失、愈傷組織難以分化、雜種細胞形態(tài)異常等現(xiàn)象。因此，科學家發(fā)展了不對稱體細胞雜交技術，即通過射線、紫外線等因素處理供體(提供少量遺傳物質的細胞)原生質體，造成部分染色體斷裂、易位、消除，用碘乙酰胺(IOA)處理受體原生質體，抑制其細胞分裂，之后融合時只將供體部分染色體或基因轉移到受體親本?；ㄒ?2n＝18)營養(yǎng)價值和經濟價值較高，但其生產常受到多種病害影響。黑芥(2n＝16)攜帶抗黑腐病等抗性基因。以黑芥葉肉細胞為供體、花椰菜下胚軸細胞為受體，利用不對稱體細胞雜交技術培育抗黑腐病的花椰菜。融合后篩選雜種細胞的方法很多，可在顯微鏡下觀察融合原生質體的形態(tài)、檢測染色體數(shù)目，通過流式細胞儀測定融合細胞DNA含量，觀察雜種植株的性狀表現(xiàn)等。除花椰菜和黑芥外，育種工作者嘗試進行多種作物的不對稱體細胞雜交，如抗白葉枯病的疣粒野生稻和栽培水稻雜交、耐鹽抗病的野生高冰草和普通小麥雜交，以期獲得優(yōu)質高產的水稻和小麥。不對稱雜交獲得的雜種植株大多表現(xiàn)為供體和受體的中間類型，但有少數(shù)雜種表型偏向受體植株，這些類型的雜種植株將成為創(chuàng)新育種的理想材料?；卮鹣铝袉栴}：(1)請在①～⑤中補充恰當?shù)拿Q，完善利用不對稱體細胞雜交技術培育抗黑腐病花椰菜的部分技術流程：①__________________；②________________；③_______________；④____________；⑤_____________。纖維素酶和果膠酶射線、紫外線PEG/電融合葉綠體組織培養(yǎng)(2)利用植物體細胞雜交技術育種的優(yōu)勢體現(xiàn)在________(多選)。A.與有性雜交育種相比，打破了生殖隔離的限制B.與轉基因育種相比，可轉移未知或多基因控制的性狀C.與誘變育種相比，無需篩選即可獲得純種個體D.與多倍體育種相比，染色體數(shù)目沒有發(fā)生變化(3)花椰菜和黑芥體細胞雜交獲得的再生植株染色體數(shù)目介于19和68之間，染色體數(shù)目不等的原因是__________________________________________________。最好選擇染色體數(shù)目_________________的再生植株進行后續(xù)育種研究。AB

融合原生質體的種類、數(shù)量及丟失的染色體數(shù)目不同介于19和34之間(4)在耐鹽抗病的野生高冰草和普通小麥不對稱體細胞雜交過程中，為快速獲得優(yōu)質高產小麥，科研小組首選僅有的2株表型偏向小麥的雜種植株，將其作為育種材料，原因是___________________________________________________________________。

這2株雜種植株遺傳物質幾乎全部來自小麥，只需鑒定耐鹽抗病性狀即可12.(2024·北京一模)紫杉醇是存在于珍稀植物紅豆杉體內的一種次生代謝產物，具有高抗癌活性?；卮鹣铝袉栴}：(1)利用植物細胞培養(yǎng)生產紫杉醇的過程________(填“體現(xiàn)”或“未體現(xiàn)”)細胞的全能性。與從天然紅豆杉植株中提取相比，該技術的意義是____________________。(2)靈芝誘導子可能通過介導植物的防御反應來促進紫杉醇合成，在最佳誘導條件下對紅豆杉進行細胞懸浮培養(yǎng)，結果如圖1。未體現(xiàn)

保護珍稀植物紅豆杉PPO能催化酚類物質氧化導致細胞褐化，進而使細胞膜的結構遭到破壞。PAL是紫杉醇形成途徑中的關鍵酶，經靈芝誘導子處理后，PAL活性與對照相比明顯上升。結合圖1，在圖中()內填入“＋”或“－”。答案：(3)過去普遍認為紫杉醇通過抑制有絲分裂來發(fā)揮抗癌作用。用標準劑量紫杉醇治療后對患者的乳腺癌細胞進行研究，結果如圖2。以上實驗結果是否支持傳統(tǒng)認知的紫杉醇抗癌機理，請說明理由_________________________________________________________________________________________。注：有絲分裂指數(shù)代表細胞增殖的活躍程度。圖2