2024-2025學(xué)年新教材高中生物第2章細(xì)胞工程第1節(jié)第2課時(shí)植物細(xì)胞工程的應(yīng)用課時(shí)分層作業(yè)含解析新人教版選擇性必修3

PAGE7-第2課時(shí)植物細(xì)胞工程的應(yīng)用(建議用時(shí)：40分鐘)題組一植物繁殖的新途徑1．下列屬于植物的微型繁殖技術(shù)的是()A．蘭花的芽尖組織培育成蘭花幼苗B．水稻種子萌發(fā)并長(zhǎng)成新個(gè)體C．扦插的葡萄枝條長(zhǎng)成新個(gè)體D．柳樹(shù)芽發(fā)育成枝條A[微型繁殖技術(shù)是快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培育技術(shù)，也叫快速繁殖技術(shù)。水稻種子萌發(fā)并長(zhǎng)成新個(gè)體、柳樹(shù)芽發(fā)育成枝條均屬于個(gè)體發(fā)育；扦插的葡萄枝條長(zhǎng)成新個(gè)體屬于無(wú)性繁殖中的養(yǎng)分繁殖。]2．某種極具欣賞價(jià)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?jī)?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(lèi)植物體上D．采納幼葉、莖尖等部位的組織進(jìn)行組織培育B[莖段扦插、幼芽嫁接、幼葉與莖尖等部位的組織培育等方法可以快速繁殖種苗，且能保持親本的優(yōu)良性狀；采納花粉粒離體培育可獲得單倍體幼苗，其性狀可能與親本不同。]3．馬鈴薯是一種重要的經(jīng)濟(jì)作物，傳統(tǒng)的繁殖方式感染病毒嚴(yán)峻，導(dǎo)致產(chǎn)量大大降低。科研人員利用種苗脫毒技術(shù)可有效解決這個(gè)問(wèn)題，基本操作流程如下：請(qǐng)回答問(wèn)題：(1)該技術(shù)稱(chēng)為_(kāi)______________，其理論基礎(chǔ)是______________________。(2)配制培育基，應(yīng)加入肯定量的瓊脂、蔗糖、無(wú)機(jī)鹽、維生素、有機(jī)添加物等養(yǎng)分物質(zhì)，蔗糖除作為碳源外，還具有________________________的功能。(3)利用種苗脫毒技術(shù)培育馬鈴薯，常用的培育基有脫分化培育基、生芽培育基、生根培育基，這三種培育基的主要差異在于_________________________。(4)在培育過(guò)程中，選取的外植體是_______________________________，緣由是_____________________________________________。(5)對(duì)形成的愈傷組織進(jìn)行培育時(shí)需將外植體置于25℃、無(wú)菌和________條件下培育，當(dāng)試管苗長(zhǎng)到3～4片葉時(shí)即可移栽。[解析](1)題述操作應(yīng)用的是植物組織培育技術(shù)，理論基礎(chǔ)是植物細(xì)胞具有全能性。(2)蔗糖在培育基中，可作為碳源，也可為植物生長(zhǎng)供應(yīng)能量且維持肯定的滲透壓。(3)植物組織培育中的關(guān)鍵性激素是生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素；這兩種激素比例不同會(huì)影響植物細(xì)胞發(fā)育方向，生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素的比值高時(shí)，有利于根的分化、抑制芽的形成，比值低時(shí)，有利于芽的分化、抑制根的形成。(4)由于莖尖、芽尖分生區(qū)無(wú)病毒或低毒，因此常作為植物組織培育中的外植體。(5)植物生長(zhǎng)須要進(jìn)行光合作用，因此，需將外植體置于25℃、無(wú)菌和光照條件下培育，當(dāng)試管苗長(zhǎng)到3～4片葉時(shí)即可移栽。[答案](1)植物組織培育植物細(xì)胞的全能性(2)供應(yīng)能量和維持滲透壓(3)生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的用量比例不同(4)莖(芽)尖莖(芽)尖分生區(qū)無(wú)病毒或低毒(5)光照題組二作物新品種的培育4．下圖表示基因型為AaBb的水稻單倍體育種過(guò)程，下列說(shuō)法不正確的是()A．圖示花粉發(fā)育成的二倍體水稻的基因型為aaBBB．單倍體育種比雜交育種時(shí)間短C．AaBb水稻經(jīng)單倍體育種可培育出兩種二倍體水稻D．未經(jīng)秋水仙素處理的試管苗長(zhǎng)成的植株高度不育C[由基因型為aB的花藥發(fā)育成的單倍體水稻幼苗的基因型為aB，秋水仙素處理單倍體幼苗后得到的二倍體水稻的基因型為aaBB，A正確；單倍體育種相較于雜交育種來(lái)說(shuō)，明顯縮短了育種年限，B正確；AaBb植株的花粉的基因型有AB、Ab、aB、ab四種，花粉離體培育形成單倍體幼苗，用秋水仙素處理后形成的二倍體水稻有四種基因型，C錯(cuò)誤；基因型為aB的花粉離體培育形成單倍體幼苗，單倍體高度不育，故未經(jīng)秋水仙素處理的試管苗長(zhǎng)成的植株高度不育，D正確。]5．下圖是利用某植物(基因型為AaBb)產(chǎn)生的花粉進(jìn)行單倍體育種的示意圖，據(jù)圖推斷，下列敘述錯(cuò)誤的是()花粉eq\o(→,\s\up9(①),\s\do5())植株Aeq\o(→,\s\up9(②),\s\do5())植株BA．過(guò)程②通常運(yùn)用的試劑是秋水仙素，作用時(shí)期為有絲分裂前期B．通過(guò)過(guò)程①得到的植株既有純合子又有雜合子C．過(guò)程①屬于植物的組織培育，在此過(guò)程中必需運(yùn)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(diǎn)是能明顯縮短育種年限B[該過(guò)程是單倍體育種，所以過(guò)程①是花藥離體培育，獲得的是單倍體植株，基因型為AB、Ab、aB、ab4種，經(jīng)染色體加倍后的植株B都為純合子；過(guò)程②運(yùn)用秋水仙素使染色體數(shù)目加倍，其作用機(jī)理是抑制有絲分裂前期紡錘體的形成，到后期染色單體分開(kāi)后不能向細(xì)胞兩極移動(dòng)；過(guò)程①屬于植物組織培育，須要生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的誘導(dǎo)。]6．(不定項(xiàng))下圖表示利用棉花葉肉細(xì)胞原生質(zhì)體培育進(jìn)行遺傳改良的過(guò)程，據(jù)圖分析正確的是()A．①過(guò)程需在相宜條件下用纖維素酶和果膠酶的混合物處理B．③過(guò)程能定向誘導(dǎo)原生質(zhì)體產(chǎn)生優(yōu)良性狀的突變C．②過(guò)程中葉肉細(xì)胞失去了其特有的結(jié)構(gòu)和功能D．④過(guò)程需用相宜配比的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素處理ACD[紫外線照耀可誘導(dǎo)原生質(zhì)體發(fā)生突變，但突變是不定向的。]7．下圖表示單倍體育種過(guò)程，據(jù)圖回答：(1)②③過(guò)程中，②屬于________過(guò)程，其中須要光照的是________(填序號(hào))。(2)由花粉能培育成試管苗，說(shuō)明植物細(xì)胞具有_______，根本緣由是______。(3)花粉在試驗(yàn)條件下發(fā)育成植株這一技術(shù)，可應(yīng)用于________育種，從而獲得穩(wěn)定遺傳的新品種，該項(xiàng)技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)是________________。(4)若花藥壁細(xì)胞的基因型是AaBb，則最終得到的純合二倍體植株可能有________種基因型。[解析](1)②是由細(xì)胞培育到愈傷組織階段，屬于脫分化；③是由愈傷組織培育到試管苗階段，屬于再分化，再分化過(guò)程中由于形成葉等，須要光照。(2)由一個(gè)植物細(xì)胞培育成一個(gè)個(gè)體，體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性。植物細(xì)胞表現(xiàn)全能性的根本緣由是每個(gè)細(xì)胞中都含有發(fā)育成完整個(gè)體所須要的全部遺傳物質(zhì)。(3)花藥離體培育技術(shù)是單倍體育種的流程之一，花粉在試驗(yàn)條件下發(fā)育成植株這一技術(shù)，可應(yīng)用于單倍體育種。單倍體育種的優(yōu)點(diǎn)是明顯縮短育種年限。(4)若花藥壁細(xì)胞的基因型是AaBb，則花粉基因型有AB、Ab、aB、ab4種，最終得到的純合二倍體植株可能有AABB、AAbb、aaBB、aabb4種基因型。[答案](1)脫分化③(2)全能性每個(gè)細(xì)胞中都含有發(fā)育成完整個(gè)體所須要的全部遺傳物質(zhì)(3)單倍體明顯縮短育種年限(4)4題組三細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)8．(不定項(xiàng))紫草寧具有抗菌、消炎效果。在工業(yè)化生產(chǎn)中，取紫草植株部分組織誘導(dǎo)形成紫草愈傷組織，再轉(zhuǎn)入紫草寧形成培育基，然后再將細(xì)胞破裂后提取出紫草寧。下列相關(guān)敘述中，正確的是()A．工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程包括細(xì)胞的脫分化和再分化B．在紫草寧生產(chǎn)過(guò)程中，不必將愈傷組織培育出根、芽等器官C．紫草寧的愈傷組織細(xì)胞在低滲溶液中不會(huì)漲破D．紫草寧在細(xì)胞內(nèi)合成后被分泌到細(xì)胞外ABC[由題意“取紫草植株部分組織誘導(dǎo)形成紫草愈傷組織，再轉(zhuǎn)入紫草寧形成培育基”可知，工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程包括細(xì)胞的脫分化和再分化，A正確；在紫草寧生產(chǎn)過(guò)程中，不必將愈傷組織培育出根、芽等器官，B正確；紫草的愈傷組織細(xì)胞有細(xì)胞壁，在低滲溶液中不會(huì)漲破，C正確；依據(jù)題意可知，需將細(xì)胞破裂后取出紫草寧，因此紫草寧在細(xì)胞內(nèi)合成后不能分泌到細(xì)胞外，D錯(cuò)誤。]9．紅豆杉是瀕危植物，其樹(shù)皮產(chǎn)生的紫杉醇對(duì)抗癌癥有肯定的療效。下圖是紅豆杉植株組織培育和細(xì)胞培育的流程圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)圖中②為愈傷組織，通過(guò)B過(guò)程可最終產(chǎn)生新的植株，通過(guò)C過(guò)程可產(chǎn)生大量細(xì)胞，則圖中A、B、C分別表示的過(guò)程為_(kāi)__________________________。其中B過(guò)程的實(shí)質(zhì)是____________________________________________。(2)對(duì)⑤的培育一般要采納________培育基，并要不斷通入無(wú)菌空氣并進(jìn)行攪拌，其目的是_____________________________________________________。(3)對(duì)⑤的培育可獲得代謝產(chǎn)物——紫杉醇，但培育后期紫杉醇產(chǎn)量下降，其緣由包括________________________________________________________等。[解析](1)分析題圖可知，①為紅豆杉離體的植物器官、組織或細(xì)胞(外植體)，②為愈傷組織，③為試管苗(胚狀體)，④為植物體，⑤為大量的紅豆杉細(xì)胞，故A表示悅分化，B表示在分化，C表示有絲分裂；再分化的實(shí)質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)基因的選擇性表達(dá)。(2)對(duì)⑤的培育目的是快速增殖細(xì)胞，一般采納液體培育基進(jìn)行培育。在培育過(guò)程中通入空氣是為了保證細(xì)胞生長(zhǎng)過(guò)程中氧氣的供應(yīng)，不斷攪拌的目的是讓細(xì)胞和培育液充分接觸。(3)培育的后期，由于細(xì)胞代謝產(chǎn)物的積累，以及養(yǎng)分物質(zhì)的消耗等，導(dǎo)致細(xì)胞數(shù)量削減，其代謝產(chǎn)物削減。[答案](1)脫分化、再分化、有絲分裂基因的選擇性表達(dá)(2)液體保證氧氣的供應(yīng)、使細(xì)胞和培育液充分接觸(3)活細(xì)胞數(shù)量削減，某些代謝產(chǎn)物積累10．下列關(guān)于植物組織培育應(yīng)用的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是()A．脫毒苗、人工種子的制備都運(yùn)用了植物組織培育技術(shù)B．采納莖尖、根尖等組織經(jīng)培育得到的脫毒植物可提高產(chǎn)量和品質(zhì)C．運(yùn)用組織培育得到人參、紫草等植株，然后從它們的細(xì)胞中提取細(xì)胞產(chǎn)物D．組織培育過(guò)程中經(jīng)人工誘變等可得到有用突變體，如抗除草劑的白三葉草等已用于生產(chǎn)C[運(yùn)用組織培育技術(shù)大量生產(chǎn)人參皂苷、紫草寧等藥物，利用了細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)，并未培育出完整的植株，而是將離體組織、器官培育到愈傷組織階段，利用細(xì)胞的分裂增殖，獲得大量的細(xì)胞產(chǎn)物。]11．下圖為培育甘蔗脫毒苗的兩條途徑，探討發(fā)覺(jué)經(jīng)②過(guò)程獲得的幼苗脫毒效果更好，相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．①過(guò)程所取莖尖中的葉原基具有較高的分裂、分化實(shí)力B．②過(guò)程的作用可能是阻礙病毒等進(jìn)入莖尖分生組織C．③④過(guò)程中基因的選擇性表達(dá)導(dǎo)致了細(xì)胞脫分化D．培育基A、B中生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的含量和比例不同C[①過(guò)程所取莖尖中的葉原基具有較高的分裂、分化實(shí)力，A正確；②過(guò)程的作用可能是阻礙病毒等進(jìn)入莖尖分生組織，B正確；③④過(guò)程中基因的選擇性表達(dá)導(dǎo)致了細(xì)胞再分化，C錯(cuò)誤；培育基A、B中生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的含量和比例不同，D正確。]12．通過(guò)植物組織培育技術(shù)可以快速繁殖、生產(chǎn)藥物及培育無(wú)病毒的植物等。據(jù)圖表回答問(wèn)題：植物的花芽分別在含有不同濃度及比例的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的培育基中的生長(zhǎng)狀況A組B組C組D組E組生長(zhǎng)素03ppm3ppm0.03ppm0細(xì)胞分裂素00.2ppm0.002ppm1.0ppm0.2ppm花芽生長(zhǎng)狀況仍是組織切塊形成愈傷組織愈傷組織分化出根愈傷組織分化出嫩芽稍生長(zhǎng)(1)離體的植物器官、組織或細(xì)胞能夠被培育成新的植物體的緣由是_______________________________________________________________。(2)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(shí)力的胚狀體結(jié)構(gòu)，若包袱上人造種皮，制成人工種子，可能解決有些作物品種繁殖實(shí)力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問(wèn)題。胚狀體來(lái)源于離體的植物體細(xì)胞，其形成過(guò)程中要經(jīng)過(guò)的生理改變大體上是圖中[]________和[]________過(guò)程，在此過(guò)程中被培育的細(xì)胞始終受________的調(diào)整。(3)應(yīng)用植物組織培育技術(shù)培育莖尖或根尖組織可獲得無(wú)病毒植株，其緣由是植物的莖尖或根尖很少____________________。(4)從上表的試驗(yàn)結(jié)果可看出：生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素是試驗(yàn)中的兩種重要物質(zhì)，其中，新芽形成必需的條件是細(xì)胞分裂素的濃度________(填“大于”或“小于”)生長(zhǎng)素的濃度；而在培育形成完整新個(gè)體過(guò)程中，對(duì)它們的調(diào)控關(guān)鍵是______________________________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)離體的植物器官、組織或細(xì)胞能夠被培育成新的植物體的緣由是植物細(xì)胞具有全能性。(2)胚狀體來(lái)源于離體的植物體細(xì)胞，其形成過(guò)程中要經(jīng)過(guò)的生理改變大體上是圖甲中①脫分化和②再分化過(guò)程，脫分化和再分化過(guò)程須要植物激素的調(diào)整。(3)植物的莖尖或根尖很少被病毒感染，甚至無(wú)病毒，因此應(yīng)用植物組織培育技術(shù)培育莖尖或根尖組織可獲得無(wú)病毒植株。(4)在植物組織培育過(guò)程中，細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素起著重要的調(diào)整作用，當(dāng)細(xì)胞分裂素濃度高時(shí)，可以誘導(dǎo)叢芽的產(chǎn)生；當(dāng)生長(zhǎng)素濃度高時(shí)，可以誘導(dǎo)根的產(chǎn)生。由此可見(jiàn)，調(diào)控的關(guān)鍵是適當(dāng)限制好不同培育期的培育基中細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素的濃度及二者的比例。[答案](1)植物細(xì)胞具有全能性(2)[①]脫分化[②]再分化植物激素(3)被病毒感染，甚至無(wú)病毒(4)大于調(diào)控好不同培育期的培育基中細(xì)胞分裂素與