2024-2025學(xué)年高中生物限時規(guī)范訓(xùn)練6植物細(xì)胞工程的實際應(yīng)用含解析新人教版選修3

PAGEPAGE9植物細(xì)胞工程的實際應(yīng)用1．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(xì)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．①②③④答案D解析作物脫毒、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)、生產(chǎn)人工種子都是植物細(xì)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)，都有外植體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技術(shù)和植物組織培育技術(shù)，該過程中也形成愈傷組織。2．下圖為制備人工種子部分流程示意圖，下列敘述正確的是()A．胚狀體是外植體在培育基上脫分化形成的一團(tuán)愈傷組織B．該過程以海藻酸鈉作為養(yǎng)分成分，以CaCl2溶液作為凝固劑C．可在海藻酸鈉溶液中添加蔗糖，為胚狀體供應(yīng)碳源D．包埋胚狀體的凝膠珠能夠隔絕空氣，有利于人工種子的貯存答案C解析該過程采納固定化細(xì)胞技術(shù)中的包埋法制備人工種子，海藻酸鈉僅是載體，無法為胚狀體供應(yīng)養(yǎng)分物質(zhì)，為了保證胚狀體能夠生長，可向海藻酸鈉溶液中加入蔗糖，作為胚狀體的碳源，C項正確、B項錯誤；離體的植物器官、組織或細(xì)胞，在培育基上培育一段時間后，會通過細(xì)胞分裂脫分化形成愈傷組織，其細(xì)胞排列疏松而無規(guī)則，是一種高度液泡化的呈無定形態(tài)態(tài)的薄壁細(xì)胞；在植物細(xì)胞懸浮培育液中，某些體細(xì)胞在形態(tài)上轉(zhuǎn)變?yōu)榕c合子發(fā)育成的胚特別相像的結(jié)構(gòu)，它的發(fā)育過程也與合子胚類似，胚芽、胚根、胚軸等結(jié)構(gòu)完整，該結(jié)構(gòu)即為胚狀體，A項錯誤；包埋胚狀體的凝膠珠為海藻酸鈉，海藻酸鈉是多孔性載體，可與外界進(jìn)行氣體交換，使胚狀體可以進(jìn)行呼吸作用；若隔絕空氣，胚狀體最終會因無法進(jìn)行正常的有氧呼吸而死亡，不利于人工種子的貯藏，D項錯誤。3．如圖為植物組織培育的基本過程，則制備人工種子及生產(chǎn)治療燙傷、割傷的藥物——紫草素，應(yīng)分別選用編號()①外植體eq\o(→,\s\up7(脫分化))②愈傷組織eq\o(→,\s\up7(再分化))③胚狀體→④植株A．④② B．③②C．③④ D．④③答案B解析人工種子是指將已分化的胚狀體等用合適的人工薄膜進(jìn)行包袱得到的種子；獲得細(xì)胞產(chǎn)物紫草素只需培育到愈傷組織階段，無需獲得植株。4．某優(yōu)良品種水稻的基因型為AaBb，利用其花藥通過組織培育形成試管苗。下列對這一培育過程的敘述，錯誤的是()A．花粉形成試管苗要經(jīng)過脫分化和再分化的過程B．試管苗有四種基因型，其體細(xì)胞含有一個染色體組C．通過該過程培育出的試管苗還不能干脆用于生產(chǎn)D．這些試管苗自交，后代性狀不發(fā)生分別答案D解析花藥通過組織培育形成試管苗要采納植物組織培育技術(shù)，該過程要先經(jīng)過脫分化形成愈傷組織，再通過再分化形成試管苗；由水稻的基因型為AaBb可知，水稻為二倍體，其配子含一個染色體組，由配子干脆發(fā)育成的試管苗的體細(xì)胞中含有一個染色體組；試管苗為單倍體，高度不育，不能通過有性生殖繁殖后代，不能干脆用于生產(chǎn)。5．下列關(guān)于細(xì)胞產(chǎn)物工廠化生產(chǎn)的敘述，錯誤的是()A．細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)是植物細(xì)胞工程的重要用途之一B．培育過程中須要脫分化形成愈傷組織，然后懸浮培育愈傷組織細(xì)胞C．培育的細(xì)胞收集后一般要破裂提取有效成分D．培育的愈傷組織須要經(jīng)過再分化產(chǎn)生特定的組織細(xì)胞后才能產(chǎn)生特定的細(xì)胞產(chǎn)物答案D解析細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)是植物細(xì)胞工程的重要用途之一；培育過程中須要脫分化形成愈傷組織，然后懸浮培育愈傷組織細(xì)胞；培育的細(xì)胞收集后一般要破裂提取有效成分；培育的愈傷組織不須要再分化就能產(chǎn)生特定的細(xì)胞產(chǎn)物。6．如圖表示利用高稈抗銹病玉米(基因型為AaBb，兩對基因獨立遺傳)的花粉細(xì)胞生產(chǎn)人工種子的過程。下列敘述不正確的是()A．通過①過程兩兩融合得到的細(xì)胞基因型有9種B．②③過程培育基中植物激素的比例不同C．④過程需用秋水仙素處理才能獲得可育的人工種子D．人工種子中加入植物生長調(diào)整劑可促進(jìn)胚狀體的發(fā)育答案C解析高稈抗銹病玉米的基因型為AaBb，能產(chǎn)生四種配子，即AB、Ab、aB、ab，通過①過程兩兩融合得到的細(xì)胞基因型有9種，A項正確。生長素與細(xì)胞分裂素比值高時，促進(jìn)根分化，抑制芽形成；比值低時，促進(jìn)芽分化，抑制根形成；比值適中時，促進(jìn)愈傷組織的形成，故②脫分化和③再分化過程植物激素的比例不同，B項正確。花粉細(xì)胞雜交形成的植株可育，不須要用秋水仙素處理，C項錯誤。人工種子中加入植物生長調(diào)整劑可促進(jìn)胚狀體的發(fā)育，D項正確。7．下列有關(guān)植物細(xì)胞工程應(yīng)用的敘述，錯誤的是()A．利用組織培育技術(shù)培育脫毒苗，獲得具有抗病毒的新品種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(xì)胞培育技術(shù)獲得紫草素，實現(xiàn)了細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)D．利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)獲得“白菜—甘藍(lán)”，克服不同生物遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙答案A解析脫毒苗是用含病毒極少，甚至無病毒的莖尖等植物分生組織培育而成的，再生的植株可能不帶病毒，但它并未具備抗病毒的實力。8．紅豆杉是瀕危植物，其樹皮產(chǎn)生的紫杉醇對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，請據(jù)圖回答下列問題：(1)圖中②為愈傷組織，通過B過程可最終產(chǎn)生新的植株，通過C過程可產(chǎn)生大量細(xì)胞，則圖中A、B、C分別表示的過程為________________________。其中B過程的實質(zhì)是________________。(2)對⑤的培育一般要采納________培育基，并要不斷通入無菌空氣并進(jìn)行攪拌，其目的是______________________________________。(3)對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。(4)若①是紅豆杉(基因型為DdTt)的花藥，可選用________(填編號)制成人工種子，該“種子”萌發(fā)的幼苗用________處理，可快速獲得純種植株，該植株的基因型為________________________________。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(4)③秋水仙素(或低溫)DDTT、DDtt、ddTT、ddtt解析(1)圖中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；A過程為脫分化，B過程為再分化，C過程表示有絲分裂。再分化的實質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)基因的選擇性表達(dá)。(2)對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。在培育過程中通入無菌空氣是為了保證細(xì)胞生長過程中氧氣的供應(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、養(yǎng)分物質(zhì)的消耗、pH的變更等，導(dǎo)致細(xì)胞數(shù)量削減，其代謝產(chǎn)物削減。(4)紅豆杉(二倍體)的花藥經(jīng)培育可獲得單倍體，再經(jīng)秋水仙素或低溫處理，可使染色體數(shù)目加倍，快速獲得純種植株。假如親本的基因型為DdTt，則獲得純種植株的基因型有DDTT、DDtt、ddTT、ddtt四種。9．下面為植物組織培育過程流程圖解，下列相關(guān)敘述錯誤的是()A．脫分化發(fā)生在b步驟，在此過程中植物激素發(fā)揮了重要作用B．再分化發(fā)生在d步驟，是愈傷組織重新分化成根或芽等器官的過程C．從葉組織塊到種苗形成的過程說明植物葉片細(xì)胞具有全能性D．人工種子可以解決有些作物品種繁殖實力差、結(jié)籽困難或發(fā)芽率低等問題答案B解析植物組織培育首先要取部分細(xì)胞，這些離體的細(xì)胞稱為外植體，經(jīng)過脫分化后，形成一些薄壁細(xì)胞群，這些細(xì)胞群稱為愈傷組織，經(jīng)過再分化，形成具有生根和發(fā)芽實力的胚狀體或干脆形成根和芽，最終發(fā)育成完整植株。所以b為脫分化，c為再分化，植物組織培育的科學(xué)原理是植物細(xì)胞具有全能性。10．甘薯由于能增加免疫功能、防癌抗癌、抗蒼老、預(yù)防動脈硬化等越來越被人們寵愛。但甘薯是無性繁殖作物，同時又是同源六倍體，具有自交不育和雜交不親和的特點，這使甘薯生產(chǎn)和育種過程中存在諸多常規(guī)方法難以解決的問題。下列相關(guān)敘述不合理的是()A．利用植物組織培育形成的胚狀體制作人工種子，解決種苗用量大的問題B．利用莖尖分生組織培育脫毒苗，使植株具備抗病毒的實力，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量C．通過原生質(zhì)體融合等實現(xiàn)體細(xì)胞雜交，可以克服雜交不親和的障礙，充分利用遺傳資源D．利用培育的愈傷組織進(jìn)行誘變育種，可以顯著提高突變頻率答案B解析植物細(xì)胞工程的應(yīng)用之一是以植物組織培育得到的胚狀體等為材料，經(jīng)人工薄膜包袱制成人工種子，實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，A項正確。莖尖等分裂旺盛部位的病毒極少，甚至無病毒，所以可利用莖尖分生組織培育出無病毒且保持優(yōu)良性狀的幼苗，即脫毒苗；通過基因工程將抗病毒基因轉(zhuǎn)移至受體細(xì)胞可培育出抗病毒的轉(zhuǎn)基因植物，但脫毒≠抗病毒，B項錯誤。植物體細(xì)胞雜交可克服雜交不親和的障礙，并可充分利用遺傳資源，C項正確。愈傷組織具有分裂旺盛的特點，簡單受到培育條件和外界壓力的影響而產(chǎn)生突變，是誘變育種的良好材料，因此，利用愈傷組織進(jìn)行誘變處理，可以顯著提高突變頻率，D項正確。11．利用植物組織培育技術(shù)從紅豆杉細(xì)胞中提取抗癌物質(zhì)紫杉醇，不須要進(jìn)行的是()A．選取合適的外植體并對外植體進(jìn)行消毒B．培育基中加入適量的蔗糖，以供應(yīng)養(yǎng)分并維持滲透壓C．限制植物激素的種類和含量誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織D．選擇適當(dāng)?shù)姆只嘤嘤t豆杉幼苗答案D解析植物組織培育須要選取合適的外植體并對外植體進(jìn)行消毒，以防止雜菌污染，A項正確；培育基中加入適量的蔗糖，蔗糖既可供應(yīng)養(yǎng)分又能維持滲透壓，B項正確；脫分化過程中需限制植物激素的種類和含量，C項正確；若要從紅豆杉細(xì)胞中提取抗癌物質(zhì)紫杉醇，只需培育到愈傷組織階段，不需培育出紅豆杉幼苗，D項錯誤。12．科研工作者將基因型為Bb的某植物幼苗用秋水仙素處理，使其成為四倍體；然后將該四倍體產(chǎn)生的配子進(jìn)行花藥離體培育，形成幼苗后再用秋水仙素處理使其染色體數(shù)目加倍。依據(jù)上述材料，你認(rèn)為正確的是()①最終獲得的后代有2種表現(xiàn)型、3種基因型②上述育種方式包含了多倍體育種和單倍體育種③最終獲得的后代都是純合子④其次次用秋水仙素處理后得到的植株是可育的A．①②③ B．①②④C．①②③④ D．②③④答案B解析分析題干信息：某植物幼苗(Bb)→秋水仙素處理→四倍體(BBbb)→產(chǎn)生配子(BB、Bb、bb)→花藥離體培育→單倍體幼苗(BB、Bb、bb)→秋水仙素處理→四倍體(BBBB、BBbb、bbbb)。通過上述分析，最終獲得的后代有2種表現(xiàn)型、3種基因型，其中基因型為BBbb的個體為雜合子，①正確、③錯誤。由二倍體幼苗(Bb)經(jīng)秋水仙素處理得到四倍體屬于多倍體育種；由四倍體產(chǎn)生的配子經(jīng)花藥離體培育和秋水仙素處理后得到四倍體屬于單倍體育種，該育種方法得到的后代由于減數(shù)分裂過程中同源染色體聯(lián)會正常，所以是可育的，②④正確。13．花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用肯定劑量的紫外線處理黑芥原生質(zhì)體可使其染色體片段化，并丟失再生實力，再利用此原生質(zhì)體作為部分遺傳物質(zhì)的供體與完整的花椰菜原生質(zhì)體融合，以獲得抗黑腐病雜種植株。流程如下圖所示：據(jù)圖回答下列問題：(1)過程①所需的酶是________________。(2)過程②后，在顯微鏡下視察融合的活細(xì)胞中有供體的________存在，這一特征可作為初步篩選雜種細(xì)胞的標(biāo)記。(3)原生質(zhì)體培育液中須要加入相宜濃度的甘露醇以保持肯定的滲透壓，其作用是____________________。原生質(zhì)體經(jīng)過________再生，進(jìn)而分裂和脫分化形成愈傷組織。(4)若分析再生植株的染色體變異類型，應(yīng)剪取再生植株和________________植株的根尖，通過________、________、染色和制片等過程制成裝片，然后在顯微鏡下視察比較染色體的形態(tài)和數(shù)目。(5)采納特異性引物對花椰菜和黑芥基因組DNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增，得到兩親本的差異性條帶，可用于雜種植株的鑒定。下圖是用該引物對雙親及再生植株1～4進(jìn)行PCR擴(kuò)增的結(jié)果。據(jù)圖推斷，再生植株1～4中肯定是雜種植株的有________。(6)對雜種植株進(jìn)行________接種試驗，可是篩選出具有高抗性的雜種植株。答案(1)纖維素酶和果膠酶(2)葉綠體(3)保持原生質(zhì)體完整性細(xì)胞壁(4)雙親(或花椰菜和黑芥)解離漂洗(5)1、2、4(6)黑腐病菌解析(1)過程①表示原生質(zhì)體的制備，要用纖維素酶和果膠酶去掉植物細(xì)胞的細(xì)胞壁。(2)用于融合的兩個細(xì)胞，一個是黑芥苗的葉肉細(xì)胞，一個是花椰菜的根部細(xì)胞，其中供體細(xì)胞特有的結(jié)構(gòu)是葉綠體，可通過視察葉綠體的有無作為初步篩選雜種細(xì)胞的標(biāo)記。(3)原生質(zhì)體沒有細(xì)胞壁的愛護(hù)，須要加入相宜濃度的甘露醇以保持滲透壓的穩(wěn)定，以避開原生質(zhì)體吸水或失水破壞原生質(zhì)體的完整性。原生質(zhì)體通過細(xì)胞壁再生形成雜種細(xì)胞，進(jìn)而形成愈傷組織。(4)分析再生植株染色體變異類型，須要將再生植株細(xì)胞染色體和黑芥苗與花椰菜細(xì)胞中的染色體制片視察進(jìn)行比較，制片的基本程序是解離、漂洗、染色、制片。(5)依據(jù)圖譜，花椰菜含有堿基對為300和600的DNA片段，黑芥含有堿基對為1000、1300和1500的DNA片段，再生植株3只含有長度為300和600的DNA片段，與花椰菜一樣，1、2、4既含有花椰菜DNA片段，又含有黑芥DNA片段，為雜種植株。(6)對雜種植株接種黑腐病菌，能正常生長的即為具有高抗性的雜種植株。14．通過植物組織培育技術(shù)，可以快速繁殖并培育無病毒的植物。據(jù)圖回答問題。離體的植物器官、組織或細(xì)胞eq\o(→,\s\up7(①))愈傷組織eq\o(→,\s\up7(②))胚狀體eq\o(→,\s\up7(③))植物體圖1(1)紫草細(xì)胞中提取的紫草素是制造治療燙傷和割傷的藥物、染料和化妝品的原料。若要從大量培育的紫草愈傷組織中提取紫草素，不須要經(jīng)過圖中[②]________過程，且不須要的條件是________。A．消毒滅菌 B．相宜溫度C．足夠光照 D．相宜養(yǎng)料和激素(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)芽實力的胚狀體結(jié)構(gòu)，若包袱上人工種皮，可制成人工種子，則圖2中的C相當(dāng)于種子結(jié)構(gòu)中的________，主要作用是________________。(3)人工種子的培育具有哪些顯著的優(yōu)點？________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(至少答出兩點)。(4)為了有利于幼苗強(qiáng)壯成長，提高農(nóng)作物產(chǎn)量，請設(shè)計兩種對人工種子處理的方法：__________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)再分化C(2)胚乳為胚狀體供應(yīng)養(yǎng)分(3)生產(chǎn)不受季節(jié)、氣候和地域的限制；后代一般不會出現(xiàn)性狀分別；能保持優(yōu)良品種的遺傳特性；便利儲存和運輸?shù)?答案合理即可，至少答出兩點)(4)在人工種子包袱劑中添加養(yǎng)分、無機(jī)鹽、有機(jī)碳源、有益菌、農(nóng)藥、抗生素等；向人工種皮中加入植物生長調(diào)整劑(答案合理即可)解析分析圖1可知，①表示脫分化，②表示再分化；分析圖2可知，A表示人工種皮，B表示胚狀體，C表示人工胚乳。(1)若要從大量培育的紫草愈傷組織中提取紫草素，只須要將外植體脫分化形成愈傷組織即可，不須要經(jīng)過再分化過程。愈傷組織不含葉綠體，不能進(jìn)行光合作用，因此從大量培育的紫草愈傷組織中提取紫草素時，不須要足夠的光照條件。(2)圖2中的C人工胚乳相當(dāng)于種子結(jié)構(gòu)中的胚乳，主要作用是為胚狀體供應(yīng)養(yǎng)分。(3)人工種子具有的優(yōu)點有生產(chǎn)不受季節(jié)、氣候和地域的限制；后代一般不會出現(xiàn)性狀分別；能保持優(yōu)良品種的遺傳特性；便利儲存和運輸；節(jié)約土地；節(jié)約糧食等。(4)為了有利于幼苗強(qiáng)壯成長，提高農(nóng)作物產(chǎn)量，可以在人工種子包袱劑中添加養(yǎng)分、無機(jī)鹽、有機(jī)碳源、有益菌、農(nóng)藥、抗生素等；可以向人工種皮中加入植物生長調(diào)整劑。15．青蒿素被譽為“世界上唯一有效的瘧疾治療藥物”，幾乎不溶于水，且對熱不穩(wěn)定，所以提取工藝始終難以突破。中國科學(xué)家屠呦呦因在抗瘧疾藥物青蒿素的提取方面做出了突出貢獻(xiàn)而獲2024年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。如圖為通過植物組織培育獲得含青蒿素較高的黃花蒿的基本流程。試回答下列問題：(1)圖中①②代表的生理過程分別是________________，此過程除養(yǎng)分物質(zhì)外還須要向培育基中添加____________。植物組織培育的原理是_____