高中生物選擇性必修3：第2章 第1節(jié) 二 植物細(xì)胞工程的應(yīng)用

二植物細(xì)胞工程的應(yīng)用課后篇鞏固提升基礎(chǔ)鞏固1.下列有關(guān)植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用的說法,錯誤的是()A.快速繁殖能保持親本的優(yōu)良性狀B.作物脫毒時應(yīng)選擇植物的分生區(qū)細(xì)胞進行組織培養(yǎng)C.欲獲得大量的細(xì)胞產(chǎn)物,可大規(guī)模培養(yǎng)愈傷組織細(xì)胞D.突變體育種時,產(chǎn)生的突變體都可以利用答案D解析快速繁殖技術(shù)運用了植物組織培養(yǎng)技術(shù),屬于無性繁殖,可以保持親本的優(yōu)良性狀,A項正確;利用植物分生組織(剛剛產(chǎn)生,病毒很少,甚至無毒)進行培養(yǎng)可以使新長成的植株不含病毒,B項正確;愈傷組織具有旺盛的分裂能力和代謝能力,因此欲獲得大量的細(xì)胞產(chǎn)物,可大規(guī)模培養(yǎng)愈傷組織細(xì)胞,C項正確;突變體育種需要從產(chǎn)生突變的個體中篩選出對人們有用的突變體,進而培育成新品種,D項錯誤。2.如圖是通過植物細(xì)胞工程技術(shù)獲得紫杉醇的途徑,下列敘述不正確的是()A.該途徑依據(jù)的原理是植物細(xì)胞具有全能性B.需在無菌和人工控制的條件下進行C.經(jīng)過程①細(xì)胞的形態(tài)和結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化D.外植體是離體的器官、組織或細(xì)胞答案A解析圖中過程的終點不是個體,也未經(jīng)分化形成其他各種組織細(xì)胞,故未體現(xiàn)細(xì)胞的全能性,A項錯誤;該過程需要在無菌和人工控制的條件下進行,B項正確;過程①表示已分化的細(xì)胞經(jīng)過脫分化形成愈傷組織,失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能轉(zhuǎn)化成未分化的細(xì)胞,C項正確;外植體是離體的器官、組織或細(xì)胞,D項正確。3.紅豆杉是世界上公認(rèn)瀕臨滅絕的天然珍稀抗癌植物,它的細(xì)胞提取物紫杉醇是重要的抗癌藥物之一。紅豆杉可通過播種的方法進行繁殖,但其生長速度緩慢,再生能力差,而植物組織培養(yǎng)技術(shù)是實現(xiàn)其大規(guī)模培養(yǎng)的途徑之一。下列有關(guān)敘述正確的是()A.培養(yǎng)紅豆杉的愈傷組織可用于紫杉醇的工業(yè)化生產(chǎn)B.紅豆杉不同部位的細(xì)胞經(jīng)植物組織培養(yǎng)獲得的愈傷組織基因型相同C.培養(yǎng)基需要用高壓蒸汽滅菌,外植體需要用體積分?jǐn)?shù)為50%的酒精、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%左右的次氯酸鈉消毒處理D.將花粉培育獲得單倍體,經(jīng)加倍處理后可得到雜合子答案A解析培養(yǎng)紅豆杉的愈傷組織,可以從中提取紫杉醇,用于紫杉醇的工業(yè)化生產(chǎn),A項正確;紅豆杉體細(xì)胞和花粉經(jīng)植物組織培養(yǎng)獲得的愈傷組織基因型不相同,B項錯誤;外植體需要用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%左右的次氯酸鈉消毒處理,C項錯誤;將花粉培育獲得單倍體,經(jīng)加倍處理后可獲得純合子,D項錯誤。4.下列有關(guān)植物細(xì)胞工程應(yīng)用的敘述,錯誤的是()A.用快速繁殖技術(shù)可獲得新品種B.利用植物細(xì)胞培養(yǎng)可實現(xiàn)紫草的細(xì)胞產(chǎn)物工廠化生產(chǎn)C.對愈傷組織進行誘變處理,從分化的植株中可篩選出新品種D.利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)可以獲得脫毒苗答案A解析快速繁殖技術(shù)屬于無性繁殖,親、子代細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)相同,A項錯誤;利用植物細(xì)胞培養(yǎng)可實現(xiàn)紫草的細(xì)胞產(chǎn)物工廠化生產(chǎn),B項正確;在植物組織培養(yǎng)過程中,可以對培養(yǎng)細(xì)胞進行化學(xué)或物理的誘變處理,促使其發(fā)生突變,再通過誘導(dǎo)分化形成植株,從這些植株中篩選出高抗、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的突變體,從而培育成新品種,C項正確;利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)可以獲得脫毒苗,培育時,一般選取植物頂端分生區(qū)作材料,其依據(jù)是分生區(qū)不含病毒(或含病毒極少),D項正確。5.科學(xué)家以PLRV(馬鈴薯卷葉病毒)感染的馬鈴薯試管苗為實驗材料,對不同大小的莖尖超低溫處理后,用植物組織培養(yǎng)技術(shù)進行再生培養(yǎng)。選取培養(yǎng)18周的20棵植株進行檢測并獲得病毒保存率,實驗結(jié)果如下表所示。下列敘述正確的是()病毒感染類型莖尖大小/mm病毒保存率/%PLRV0.50(0/20)1.535(7/20)注括號內(nèi)數(shù)字表示檢測陽性樣本量/檢測總樣本量A.超低溫處理后進行再生培養(yǎng)時培養(yǎng)基中應(yīng)加入有機碳源和激素等B.莖尖大小與病毒保存率無關(guān)C.該技術(shù)能克服不同生物遠(yuǎn)緣雜交不親和障礙從而培育出新品種D.1.5mm的莖尖超低溫脫毒效果優(yōu)于0.5mm的莖尖超低溫脫毒效果答案A解析超低溫處理后進行再生培養(yǎng)所用的技術(shù)手段是植物組織培養(yǎng),其培養(yǎng)基中需要加入有機碳源和植物激素等,A項正確;根據(jù)圖表數(shù)據(jù)可知,莖尖大小與病毒保存率有關(guān),B項錯誤;該技術(shù)是植物組織培養(yǎng),能保持親本的優(yōu)良性狀,不能克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙,C項錯誤;根據(jù)圖表數(shù)據(jù)可知,0.5mm的莖尖超低溫脫毒效果優(yōu)于1.5mm的莖尖,D項錯誤。6.下圖表示植物組織培養(yǎng)的大致過程,據(jù)此判斷不正確的是()A.若①是花粉,則④是單倍體植株,經(jīng)染色體加倍后可得到穩(wěn)定遺傳的品種B.若①是不同種植物體細(xì)胞融合的雜種細(xì)胞,則④可能出現(xiàn)雙親的遺傳特性C.若①是具有雜種優(yōu)勢的農(nóng)作物細(xì)胞,則用③進行繁育必會發(fā)生性狀分離D.若①是人參細(xì)胞,對②進行擴大化培養(yǎng)可以提高細(xì)胞產(chǎn)物人參皂苷的產(chǎn)量答案C解析若①是花粉,則④是花藥離體培養(yǎng)形成的單倍體植株,其高度不育,但經(jīng)染色體加倍后可得到穩(wěn)定遺傳的品種,A項正確;若①是來自不同種植物體細(xì)胞融合的雜種細(xì)胞,則④含有兩個親本的遺傳物質(zhì),可能出現(xiàn)雙親的遺傳特性,B項正確;若用③進行無性繁殖,則不會發(fā)生性狀分離,C項錯誤;若①是人參細(xì)胞,則將其脫分化形成的②愈傷組織進行擴大培養(yǎng)可提高細(xì)胞產(chǎn)物人參皂苷的產(chǎn)量,D項正確。7.水稻(基因型為AaBb)的花藥通過無菌操作,接入試管,經(jīng)過一系列實驗操作形成試管苗,則以下說法中不正確的是()A.愈傷組織的產(chǎn)生是通過有絲分裂B.試管苗的基因型是AABB或aabb或AAbb或aaBBC.培養(yǎng)基中要添加有機物D.用花藥離體培養(yǎng)獲得的胚狀體細(xì)胞含1個染色體組答案B解析愈傷組織的產(chǎn)生是通過有絲分裂,A項正確;試管苗是由花粉經(jīng)植物組織培養(yǎng)形成的,所以其基因型是AB或ab或Ab或aB,B項錯誤;幼苗在葉綠素形成前沒有進行光合作用的能力,所以培養(yǎng)基中要添加有機物,C項正確;用花藥離體培養(yǎng)獲得的胚狀體細(xì)胞含1個染色體組,D項正確。8.科研人員用甲基磺酸乙酯處理野生煙草的愈傷組織后,培育出了抗鹽堿的煙草。甲基磺酸乙酯的作用是()A.誘發(fā)愈傷組織細(xì)胞發(fā)生突變B.誘導(dǎo)愈傷組織細(xì)胞中染色體數(shù)目加倍C.對愈傷組織進行消毒D.誘導(dǎo)愈傷組織再分化出芽和根答案A解析根據(jù)題意可推知,甲基磺酸乙酯能有效誘發(fā)愈傷組織細(xì)胞發(fā)生突變,從而形成符合生產(chǎn)要求的突變新品種,A項正確。9.紅薯在我國已有400多年的栽培歷史,它的產(chǎn)量高、用途廣、適應(yīng)性強,是我國重要的糧食和經(jīng)濟作物。但是,紅薯在種植過程中若被病毒感染,會導(dǎo)致產(chǎn)量降低,品種退化。利用種苗脫毒技術(shù)是解決這個問題的有效途徑。請回答下列問題。(1)種苗脫毒過程常選取植物的作為外植體,在一定的和等條件下培養(yǎng),最終獲得不含病毒的幼苗。該技術(shù)的原理是。

(2)接種后一段時間,若發(fā)現(xiàn)外植體邊緣局部污染,原因可能是。

(3)植物組織培養(yǎng)技術(shù)還可與基因工程技術(shù)相結(jié)合獲得轉(zhuǎn)基因植株。將含有目的基因的細(xì)胞培養(yǎng)成一個完整植株的基本程序是(用流程圖表示)。

答案(1)莖尖營養(yǎng)激素植物細(xì)胞具有全能性(2)外植體消毒不徹底(3)含目的基因的細(xì)胞愈傷組織根、芽植株解析(1)利用植物組織培養(yǎng)技術(shù),給離體的植物組織提供一定的營養(yǎng)和激素等條件,可發(fā)育成完整的植株。該技術(shù)利用了植物細(xì)胞具有全能性的原理。由于植物頂端分生區(qū)附近(如莖尖)的病毒極少,甚至無病毒,所以選取植物的莖尖作為外植體培養(yǎng)可獲得脫毒苗。(2)在培養(yǎng)過程中,若發(fā)現(xiàn)外植體邊緣局部污染,可能是外植體接種前消毒不徹底導(dǎo)致的。(3)轉(zhuǎn)基因植物是利用基因工程和植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得的。植物組織培養(yǎng)技術(shù)包括脫分化和再分化兩個重要階段,過程為:含目的基因的細(xì)胞愈傷組織根、芽植株。能力提升10.(多選)花粉植株是體細(xì)胞遺傳研究和突變育種的理想材料。下面是培育四季柑橘(2N=18)花粉植株的過程示意圖,有關(guān)敘述正確的是()取花蕾

并消毒取花粉粒,接

種到培養(yǎng)基A愈傷組織轉(zhuǎn)接到

培養(yǎng)基B叢芽轉(zhuǎn)接到

培養(yǎng)基C轉(zhuǎn)接到培

養(yǎng)基D花粉

植株A.花粉植株培育的原理是花粉粒細(xì)胞具有全能性,其技術(shù)是植物組織培養(yǎng)B.過程③是細(xì)胞再分化,其根本原因是基因選擇性表達(dá)C.四種培養(yǎng)基均屬于固體培養(yǎng)基,其中所含植物激素的種類和比例有差異D.觀察處于分裂中期的四季柑橘花粉植株根尖細(xì)胞,可觀察到9條染色體答案ABCD解析花粉植株培育的原理是花粉粒細(xì)胞具有全能性,其技術(shù)是植物組織培養(yǎng),A項正確;由愈傷組織到叢芽的過程是再分化,其根本原因是基因選擇性表達(dá),B項正確;圖中四種培養(yǎng)基的差異主要表現(xiàn)在植物激素的種類和含量,C項正確;觀察處于分裂中期的四季柑橘花粉植株根尖細(xì)胞,其染色體數(shù)為9條,D項正確。11.(多選)人工種子是以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽為材料,經(jīng)過人工薄膜包裝得到的種子,人工種子在適宜條件下同樣能夠萌發(fā)長成幼苗。如圖是以二倍體蘭花體細(xì)胞為外植體,培養(yǎng)獲得蘭花植株的過程示意圖,下列敘述正確的是()A.①②③④過程均發(fā)生了基因的選擇性表達(dá)B.②過程需在培養(yǎng)基中添加一定的植物激素以利于脫分化C.經(jīng)④過程培養(yǎng)形成的植株是純合的二倍體D.欲制造出蘭花的人工種子,只需培養(yǎng)到愈傷組織階段經(jīng)人工薄膜包裝即可答案AB解析圖中①②③④過程均發(fā)生了基因的選擇性表達(dá),活細(xì)胞中均有基因的選擇性表達(dá),A項正確;②過程需在培養(yǎng)基中添加一定的植物激素以利于脫分化,B項正確;經(jīng)④過程培養(yǎng)形成的植株是否為純合的二倍體,需看原外植體提供者是否為純合二倍體,C項錯誤;欲制造出蘭花的人工種子,需培養(yǎng)到胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等階段經(jīng)人工薄膜包裝得到,D項錯誤。12.水竹是單子葉禾本科植物,易管理和培植,干凈而雅致。水竹配上假山奇石,制作成小盆景,極具自然之美感。下圖為通過植物組織培養(yǎng)大量獲得水竹幼苗的過程。回答下列問題。水竹

外植體愈傷

組織幼苗移栽(1)通過植物組織培養(yǎng)獲得水竹幼苗的原理是;盡量選擇分裂旺盛、帶有分生區(qū)的部位作為外植體,原因是。

(2)過程①為脫分化,脫分化是指。過程②的實質(zhì)是。

(3)水竹的種子一般在9~10月成熟,但其收獲易受氣候的影響,其優(yōu)良雜種的后代也會因發(fā)生而喪失其優(yōu)良特性,利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)可克服這些缺陷。

(4)在水竹植物組織培養(yǎng)過程中,經(jīng)過篩選還可能獲得大量有用的突變體,突變體產(chǎn)生的原因是在培養(yǎng)過程中,培養(yǎng)細(xì)胞。

答案(1)植物細(xì)胞的全能性這樣的外植體容易誘導(dǎo)形成愈傷組織(2)已經(jīng)分化的細(xì)胞經(jīng)過誘導(dǎo)后,失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化細(xì)胞的過程基因的選擇性表達(dá)(3)性狀分離(4)一直處于不斷增殖的狀態(tài),容易受到培養(yǎng)條件和誘變因素(如射線、化學(xué)物質(zhì)等)的影響而產(chǎn)生突變解析(1)植物組織培養(yǎng)的原理是植物細(xì)胞的全能性;在外植體的選擇上,一般選擇分裂旺盛、帶有分生區(qū)部位,原因是這樣的外植體分化程度較低,容易誘導(dǎo)形成愈傷組織。(2)脫分化是指已經(jīng)分化的細(xì)胞經(jīng)過誘導(dǎo)后,失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化細(xì)胞的過程。過程②為再分化,其實質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)。(3)雜種后代自交易發(fā)生性狀分離,而喪失其優(yōu)良特性,而利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)可克服這些缺陷。(4)植物組織培養(yǎng)過程中,可能獲得大量的突變體,突變體產(chǎn)生的原因是在培養(yǎng)過程中,培養(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷增殖的狀態(tài),容易受到培養(yǎng)條件和誘變因素(如射線、化學(xué)物質(zhì)等)的影響而產(chǎn)生突變。13.1971年,美國化學(xué)家從紅豆杉樹皮中分離出高抗癌活性的紫杉醇,從此,國家重點保護珍稀植物——紅豆杉遭受了掠奪式的砍伐。為拯救紅豆杉,同時獲得紫杉醇,科研小組設(shè)計了如下圖所示的實驗流程。請回答下列問題。(1)選用莖尖分生組織進行組織培養(yǎng)可以獲得脫毒苗,原因是莖尖分生組織細(xì)胞;誘導(dǎo)莖尖分生組織形成愈傷組織的過程叫作。

(2)莖尖分生組織細(xì)胞具有全能性的原因是。

(3)紫杉醇作為常見的細(xì)胞產(chǎn)物,抗癌效果顯著,通常取自愈傷組織的(細(xì)胞器)。

(4)現(xiàn)有植物甲中提取的物質(zhì)X,能提高紫杉醇的抗癌效果?？蒲行〗M欲獲得既能產(chǎn)生紫杉醇又能產(chǎn)生物質(zhì)X的植株,可利用技術(shù)獲得雜種植株。該方法首先要利用(物質(zhì))除去細(xì)胞壁獲得具有活力的原生質(zhì)體,再經(jīng)(試劑)誘導(dǎo)融合形成雜種細(xì)胞。該技術(shù)的優(yōu)點是。

答案(1)病毒極少,甚至無病毒脫分化(2)莖尖分生組織細(xì)胞含有該種生物的全部遺傳信息(3)液泡(4)植物體細(xì)胞雜交纖維素酶和果膠酶聚乙二醇克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙解析(1)莖尖分生組織細(xì)胞病毒極少,甚至無病毒,因此選用莖尖分生組織進行組織培養(yǎng)可以獲得脫毒苗。誘導(dǎo)莖