2024-2025學(xué)年高中生物專題2細胞工程1.2植物細胞工程的實際應(yīng)用精練含解析新人教版選修3

PAGEPAGE7植物細胞工程的實際應(yīng)用(建議用時：40分鐘)考點基本目標發(fā)展目標1．人工種子1,2,3,4,511,12,13,14,152．作物新品種的培育及細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)6,7,8,9,10[基本目標]1．下列關(guān)于細胞工程的說法，正確的是()①應(yīng)用了細胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法②在分子水平或細胞水平上進行操作③根據(jù)人的意愿變更細胞或獲得細胞產(chǎn)品④生產(chǎn)各種抗病疫苗、植物微型繁殖技術(shù)都屬于細胞工程的應(yīng)用⑤雜交育種得到作物新品種也是細胞工程的應(yīng)用成果A．①②③ B．②③④C．③④⑤ D．①③④D解析①③④正確。②細胞工程在細胞水平或細胞器水平進行操作；⑤雜交育種通常所指的是利用有性生殖的方法實現(xiàn)性狀的重組，而細胞工程中的雜交技術(shù)則是靠細胞融合實現(xiàn)雜交育種。2．某種極具欣賞價值的蘭科珍稀花卉很難獲得成熟種子。為盡快推廣種植，可應(yīng)用多種技術(shù)獲得大量優(yōu)質(zhì)苗，下列技術(shù)中不能選用的是()A．利用莖段扦插誘導(dǎo)生根技術(shù)快速育苗B．采納花粉粒組織培育獲得單倍體苗C．采集幼芽嫁接到合適的其他種類植物體上D．采納幼葉、莖尖等部位的組織進行組織培育B解析為了保證優(yōu)質(zhì)苗的遺傳性狀不發(fā)生變更，應(yīng)選用無性繁殖技術(shù)，可采納莖段扦插誘導(dǎo)生根技術(shù)快速育苗，也可將幼芽嫁接到合適的其他種類植物體上，或用莖尖或幼葉等部位的組織進行植物組織培育獲得大量優(yōu)質(zhì)苗；花粉粒是減數(shù)分裂的產(chǎn)物，利用花粉粒離體培育得到的是單倍體苗，其高度不育，且植株弱小，此法不能選用。3．用植物組織培育方法誘導(dǎo)離體的植物組織形成具有生根發(fā)芽實力的胚狀體，若包袱上人造種皮，便可制成人工種子，其過程如圖所示。下列相關(guān)敘述，錯誤的是()A．從植物體細胞到種苗形成的過程說明植物細胞具有全能性B．進行②過程時，不須要用纖維素酶和果膠酶去掉植物細胞的細胞壁C．再分化發(fā)生在步驟④，是愈傷組織重新分化成根或芽等器官的過程D．需細胞分裂素和生長素的誘導(dǎo)，才能刺激愈傷組織的形成C解析從植物體細胞到種苗形成的過程說明植物細胞具有全能性，A項正確；進行②脫分化過程時，不須要用纖維素酶和果膠酶去掉植物細胞的細胞壁，B項正確；再分化發(fā)生在步驟③，是愈傷組織重新分化成根或芽等器官的過程，C項錯誤；脫分化形成愈傷組織的過程，須要細胞分裂素和生長素的誘導(dǎo)刺激，D項正確。4．選用根尖、葉片、莖段、花粉粒，在無菌條件下培育在人工配制的培育基上，使之發(fā)育成完整的植株，此法可用來培育植物新品種，可在短期內(nèi)大量繁殖植物，還可以防止病毒侵染。下列關(guān)于這種技術(shù)的敘述，正確的是()①此技術(shù)利用了植物細胞的全能性②此技術(shù)利用了植物組織培育，可快速繁殖生物體③此技術(shù)屬于細胞工程的應(yīng)用領(lǐng)域之一④此技術(shù)是一種無性繁殖方式A．①②③④ B．①C．①② D．①②③D解析對根尖、葉片、莖段、花粉粒等進行培育利用了植物組織培育技術(shù)，該技術(shù)的原理是植物細胞具有全能性；該技術(shù)可快速大量繁殖具有某優(yōu)良性狀的植物個體；植物組織培育屬于細胞工程的一項重要技術(shù)；利用植物組織培育技術(shù)培育根尖、葉片、莖段等，則屬于無性繁殖，若培育花粉粒，則屬于有性生殖。5．如圖所示是人工種子的結(jié)構(gòu)簡圖，下列對其敘述不正確的是()A．人工種子的胚乳中含有胚狀體發(fā)育所須要的養(yǎng)分物質(zhì)B．人工種子的胚狀體還未分化出胚芽、胚軸和胚根等結(jié)構(gòu)C．人工種子可以工業(yè)化生產(chǎn)，播種人工種子可節(jié)約大量糧食D．人工種子克服了有些作物品種繁殖實力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問題B解析人工種子是以植物組織培育技術(shù)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經(jīng)人工薄膜包裝得到的種子。人工種子在相宜的條件下同樣能夠萌發(fā)長成幼苗，可見，人工種子的胚狀體已經(jīng)分化出胚芽、胚軸和胚根等結(jié)構(gòu)。6．下列有關(guān)植物細胞工程的敘述，錯誤的是()A．通過培育植物細胞，可獲得大量的細胞代謝產(chǎn)物B．在培育基中加入不同濃度的氯化鈉溶液，可篩選出抗鹽植株C．原生質(zhì)體培育結(jié)合基因工程技術(shù)，可獲得具有特定性狀的新植株D．由于植物細胞具有全能性，同種植物的不同基因型個體，它們的細胞全能性的表達程度相同D解析由于同種植物不同基因型個體之間存在遺傳上的差異，所以細胞全能性的表達程度大不相同。7．下列有關(guān)植物細胞工程在生產(chǎn)上的應(yīng)用的敘述，不正確的是()A．利用植物莖尖進行組織培育，可以獲得脫毒苗B．用人工薄膜將愈傷組織包裝可制成人工種子C．利用細胞培育工業(yè)化生產(chǎn)人參皂甙，提高產(chǎn)量D．對愈傷組織進行誘變處理，從分化的植株中篩選新品種B解析人工種子中包埋的是胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等，不是愈傷組織。8．下列生物工程技術(shù)的實際應(yīng)用過程中，能形成愈傷組織的是()①作物脫毒②細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)③生產(chǎn)人工種子④轉(zhuǎn)基因植物的培育A．①②③ B．①②④C．①③④ D．①②③④D解析作物脫毒、細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)、生產(chǎn)人工種子都是植物細胞工程的實際應(yīng)用，其技術(shù)基礎(chǔ)是植物的組織培育技術(shù)，都有脫分化形成愈傷組織的過程。轉(zhuǎn)基因植物的培育利用的是基因工程和植物組織培育技術(shù)，該過程中也會形成愈傷組織。9．辣椒素作為一種生物堿廣泛用于食品保健、醫(yī)藥工業(yè)等領(lǐng)域，其獲得途徑如圖所示。下列敘述錯誤的是()A．圖中愈傷組織、脫毒苗和高產(chǎn)細胞系的獲得都體現(xiàn)了植物細胞的全能性B．圖中①和②分別表示辣椒組織培育中細胞的脫分化和再分化過程C．②過程中須要用相宜配比的生長素和細胞分裂素溶液處理D．用酶解法將愈傷組織分別成單細胞時，常用的酶是纖維素酶和果膠酶A解析細胞的全能性是指已經(jīng)分化的細胞仍具有發(fā)育成完整個體的潛能，圖中脫毒苗的獲得體現(xiàn)了植物細胞的全能性，愈傷組織和高產(chǎn)細胞系不是完整植株，不能體現(xiàn)植物細胞的全能性，A項錯誤；圖中①和②分別表示辣椒組織培育中細胞的脫分化和再分化過程，B項正確；②再分化過程中須要用相宜配比的生長素和細胞分裂素溶液處理，以誘導(dǎo)細胞分化的方向，C項正確；用酶解法將愈傷組織分別成單細胞時，常用的酶是纖維素酶和果膠酶，以分解植物細胞之間的成分，D項正確。10．圖為利用體細胞誘變育種技術(shù)獲得抗除草劑白三葉草新品種的過程，下列敘述錯誤的是()A．該育種過程所依據(jù)的原理有基因突變和植物細胞的全能性B．過程①和②所涉及的培育基中，不同植物生長調(diào)整劑的濃度比例不同C．白三葉草愈傷組織和胚狀體的細胞中DNA和RNA種類相同D．過程③通常采納的篩選方法是向白三葉草幼苗噴灑除草劑C解析誘變育種所依據(jù)的原理是基因突變，植物組織培育的原理是植物細胞的全能性。過程①和②所得到的產(chǎn)物不同，因此培育基中生長素和細胞分裂素的濃度比例不同。白三葉草愈傷組織和胚狀體的細胞中DNA相同，但RNA種類不完全相同。過程③通常采納的篩選方法是向白三葉草幼苗噴灑除草劑。[發(fā)展目標]11．下圖是利用某植物(基因型為AaBb)產(chǎn)生的花粉進行單倍體育種的示意圖，據(jù)圖推斷錯誤的是()eq\x(花粉\o(→,\s\up7(①))植株A\o(→,\s\up7(②))植株B)A．過程②通常運用的試劑是秋水仙素，作用時期為有絲分裂前期B．通過過程①得到的植株既有純合子又有雜合子C．過程①屬于植物的組織培育，在此過程中必需運用肯定量的植物激素D．與雜交育種相比，該育種方法的優(yōu)點是能明顯縮短育種年限B解析題圖所示為單倍體育種過程，過程①是花藥離體培育，過程②是染色體加倍，常用試劑是秋水仙素，其原理是抑制紡錘體的形成，作用時期是有絲分裂前期，A項正確；過程①花藥離體培育得到的是單倍體植株，基因型為AB、Ab、aB、ab四種，B項錯誤；花藥離體培育過程中必需運用肯定量的植物激素誘導(dǎo)其脫分化和再分化，C項正確；單倍體育種所得后代為純合的二倍體，與雜交育種相比，能明顯縮短育種年限，D項正確。12．下列有關(guān)植物細胞工程應(yīng)用的敘述，不正確的是()A．利用組織培育技術(shù)培育脫毒苗，獲得抗病毒的新品種B．利用組織培育技術(shù)獲得人工種子，能保持親本的優(yōu)良性狀C．利用細胞培育技術(shù)獲得紫草素，實現(xiàn)了細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)D．利用植物體細胞雜交技術(shù)獲得“蘿卜—甘藍”，克服不同生物遠緣雜交不親和的障礙A解析利用植物組織培育技術(shù)可以得到無病毒植株，但無病毒植株不肯定具有抗病毒的實力；在植物組織培育過程中，待外植體分化出根、芽形成胚狀體后，可進行包裝制備人工種子，該技術(shù)為無性繁殖，可保留親本的優(yōu)良性狀；在植物組織培育的愈傷組織階段可得到大量的細胞，細胞代謝可以產(chǎn)生大量的細胞產(chǎn)物；植物體細胞雜交得到的是異源多倍體，后代可育，可克服不同物種之間遠緣雜交不親和的障礙。13．如圖表示花藥離體培育及單倍體育種的大致過程，據(jù)圖回答下列問題：(1)過程①是把幼小的花藥分別出來，在無菌條件下放在人工培育基上進行離體培育，該培育基中加入的養(yǎng)分物質(zhì)應(yīng)當有________________________(至少答兩種)，加入的激素有____________、____________。(2)過程②是花藥在培育基所供應(yīng)的特定條件下發(fā)生多次細胞分裂，形成愈傷組織，此過程叫作________，細胞分裂的方式是__________。(3)過程③是誘導(dǎo)愈傷組織分化出芽和根，這一過程叫作________，然后長成植株。要使該植株染色體數(shù)目加倍，通常采納肯定濃度的____________處理。(4)花藥離體培育應(yīng)用的是__________________技術(shù)，其理論基礎(chǔ)是____________________。解析(1)植物組織培育培育基中的養(yǎng)分物質(zhì)主要包括大量元素、微量元素、有機物(如維生素、蔗糖等)等，用到的植物激素主要為生長素和細胞分裂素。(2)脫分化是由高度分化的植物組織或細胞產(chǎn)生愈傷組織的過程，此過程的細胞進行有絲分裂。(3)愈傷組織通過再分化形成芽和根，經(jīng)過花藥離體培育得到的植株為單倍體，表現(xiàn)為高度不育，用秋水仙素處理單倍體幼苗，可使其染色體數(shù)目加倍。(4)花藥離體培育是通過植物組織培育技術(shù)將生殖細胞培育成一個完整個體，其理論基礎(chǔ)為植物細胞的全能性。答案(1)礦質(zhì)元素、蔗糖、維生素等生長素細胞分裂素(2)脫分化有絲分裂(3)再分化秋水仙素(4)植物組織培育植物細胞的全能性14．為了獲得植物次生代謝產(chǎn)物，先用植物外植體獲得愈傷組織，然后在液體培育基中懸浮培育。請回答下列問題：(1)外植體經(jīng)誘導(dǎo)后形成愈傷組織的過程稱為_________________________。(2)在愈傷組織懸浮培育時，細胞干重、蔗糖濃度和pH的變更如圖所示。細胞干重在12d后下降的緣由有__________________________________；培育液中蔗糖的作用是____________、____________。(3)多倍體愈傷組織細胞產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物量常高于二倍體。二倍體愈傷組織細胞經(jīng)____________處理，會產(chǎn)生染色體加倍的細胞。為檢測愈傷組織細胞染色體數(shù)目，壓片前常用纖維素酶和________酶解離愈傷組織。若愈傷組織細胞(2n)經(jīng)誘導(dǎo)處理后，視察到染色體數(shù)為8n的細胞，對此合理的說明是_______________________________________________________________________________________________________________________。解析(1)外植體經(jīng)脫分化可形成愈傷組織。(2)分析坐標曲線圖，可見12d后培育液中的蔗糖濃度已降至較低水平，pH也由6降為4，因此使細胞生命活動受阻，細胞干重下降。培育液中的蔗糖可為培育的細胞供應(yīng)能源，又可調(diào)整培育液的滲透壓。(3)二倍體愈傷組織經(jīng)人工誘導(dǎo)如秋水仙素、低溫等處理，可產(chǎn)生染色體數(shù)目加倍的細胞。植物細胞之間除纖維素外，還存在果膠層，因此可利用纖維素酶和果膠酶解離愈傷組織。若愈傷組織細胞染色體由2n變?yōu)?n，其緣由可能是愈傷組織細胞(2n)經(jīng)人工誘導(dǎo)后，細胞中染色體數(shù)目加倍成4n，染色體數(shù)為4n的細胞進行有絲分裂，后期時細胞中含有8n條染色體；若愈傷組織細胞(2n)經(jīng)人工誘導(dǎo)后，細胞中染色體數(shù)目加倍成8n，這樣的細胞再進行有絲分裂，在中期時會看到染色體數(shù)為8n的細胞。答案(1)脫分化(2)蔗糖濃度下降，pH降低供應(yīng)能源調(diào)整滲透壓(3)秋水仙素(或低溫)果膠經(jīng)加倍到4n的細胞處于有絲分裂后期或經(jīng)加倍到8n的細胞處于有絲分裂中期15．如圖表示形成植株的5種途徑，形成的植株分別用植株1、植株2、植株3、植株4、植株5來表示，請據(jù)圖回答下列問題：(1)若植株甲和乙分別為基因型是AABB和aabb的玉米植株，玉米籽粒黃色(A)對白色(a)為顯性，非糯(B)對糯(b)為顯性，兩對性狀自由組合。圖示形成的5種植株中基因型相同的植株有______________，多倍體植株是________。(2)取植株3(體細胞染色體20條)的花粉進行離體培育，對獲得的幼苗用________________進行處理，得到一批可育植株，其染色體數(shù)為________。(3)圖中________包袱人工種皮可構(gòu)建人工種子，與種子n的來源相比，該種子是通過________生殖方式產(chǎn)生。(4)離體體細胞甲和離體體細胞乙融合前，需用______________________去掉細胞壁，融合后可出現(xiàn)________種融合細胞(只考慮兩個細胞的融合)。若用融合細胞進行組織培育，發(fā)