2019秋 金版学案 生物·选修3（人教版）练习：专题2 2-1-2-1-2植物细胞工程的实际应用

2019秋 金版学案 生物·选修3（人教版）练习：专题2 2-1-2-1-2植物细胞工程的实际应用

专题 2 细胞工程 2.1 植物细胞工程 2.1.2 植物细胞工程的实际应用 1．下列属于微型繁殖的是( ) A．马铃薯的块茎繁殖 B．胡萝卜根的形成层繁殖 C．杨树的扦插繁殖 D．果树的嫁接繁殖 解析：人们形象地把用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术， 叫作植物的微型繁殖技术，也叫快速繁殖技术，A、C、D 项所描述的 均属于营养生殖，只有 B 项运用植物组织培养技术，属于微型繁殖。 答案：B 2．在植物组织培养过程中，容易获得突变体的主要原因是( ) A．培养的细胞一直处于不断的分生状态 B．培养基营养丰富，适于植物生长 C．纺锤丝的形成容易受抑制 D．DNA 复制容易受抑制 解析：在植物组织培养过程中，由于培养的细胞一直处于不断的 分生状态，容易受一些条件的影响而产生突变。 答案：A 3．单倍体育种的优点是可明显缩短育种年限，下列有关单倍体育 种的说法正确的是( ) A．花药离体培养的脱分化过程中不需要使用植物激素 B．两个单倍体经植物体细胞杂交，后代一定是纯合子 C．单倍体育种获得的是单倍体，还需要经过秋水仙素处理 D．以上说法均不正确 解析：花药离体培养属于植物组织培养，在脱分化的过程中需用 到两种植物激素，A 错误；两个单倍体的基因组成可能不同，因此， 两者经植物体细胞杂交，获得的后代可能是杂合子，B 错误；单倍体 育种包括花药离体培养和秋水仙素诱导染色体加倍两个过程，所以， 单倍体育种获得的不是单倍体，C 错误。 答案：D 4．下列关于细胞产物的工厂化生产的叙述，错误的是( ) A．细胞产物的工厂化生产是植物细胞工程的重要用途之一 B．培养过程中需要脱分化形成愈伤组织，然后悬浮培养愈伤组织 细胞 C．培养的愈伤组织需要经过再分化产生特定的组织细胞后才能产 生特定的细胞产物 D．培养的细胞收集后一般要破碎提取有效成分 解析：在细胞产物的工厂化生产过程中只需要悬浮培养愈伤组织 细胞，利用愈伤组织细胞的分裂和代谢产生所需要的产物即可，不需 要再分化。 答案：C 5．如图表示植物组织培养过程，请据图回答下列问题： (1)通过组织培养技术进行植物繁育，可以很好地保持亲本的优良 性状，原因是_____________________________________________ _____________________________________________________。 (2)过程①②中需要保持无菌状态的是________，需要给予光照处 理的是________，光照的目的是_____________________________ _____________________________________________________。 (3)B 结构用人工种皮加以包裹，可制成人工种子。人工种皮应该 含有的物质主要是___________________________________。 (4)选择人参根作为外植体进行培养，在________(填字母)阶段通 过发酵可大量生产人参皂甙。 解析：(1)植物组织培养只涉及有丝分裂，其子代遗传物质与亲代 相同，所以能保持亲本的优良性状。(2)植物组织培养过程中均需要保 证无菌状态，再分化阶段需要进行光照，有利于叶绿素的形成。(3)胚 状体萌发初期需要分解有机物，以获得物质能量，人工种皮应该主要 含有糖类等有机物。(4)在愈伤组织阶段通过发酵可大量生产人参皂甙。 答案：(1)植物组织培养只涉及有丝分裂过程，其子代遗传物质与 亲代相同 (2)①② ② 有利于叶绿素的形成 (3)糖类等有机物 (4)A A 级 基础巩固 1．植物的微型繁殖技术是指( ) A．植物体细胞杂交技术 B．嫁接 C．营养繁殖 D．植物组织培养 解析：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，叫微型繁殖 技术，也叫快速繁殖技术。 答案：D 2．人参皂甙粉是人参中重要的药用成分，以前只能从人参中提取， 产量低，因而价格较贵。目前可通过下列哪项技术迅速大量获取( ) A．基因工程 B．植物组织培养 C．植物体细胞杂交 D．发酵工程 解析：人参皂甙粉是利用人参细胞经植物组织培养而获得的。 答案：B 3．下列关于人工种子的叙述，不正确的是( ) A．可以克服季节、气候、地域的限制 B．可以节约时间 C．可防止性状分离 D．由人工种子得到的植株为纯合子 解析：由人工种子得到的植株并不一定是纯合子，如果所用材料 为纯合子，则得到的植株为纯合子，如果所用材料为杂合子，则所得 植株为杂合子。 答案：D 4．马铃薯利用它的块茎进行无性繁殖，种植的世代多了以后往往 会感染病毒而减产，为此农民希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得 无病毒幼苗的最佳方法是( ) A．选择优良品种进行杂交 B．进行远缘植物体细胞杂交 C．利用芽尖进行组织培养 D．人工诱导基因突变 解析：本题的关键词是“获得无病毒幼苗”，根据这一点，首先 要想到作物脱毒这一技术。况且，马铃薯本身就是无性繁殖的，而作 物脱毒时采用植物组织培养技术，形成的脱毒苗中遗传物质和亲本是 完全相同的，只是少了原来的病毒，这也是无性繁殖。 答案：C 5．下列选项中没有采用植物组织培养技术的是( ) A．利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，得到多倍体植株 B．利用花药离体培养得到单倍体植株 C．利用基因工程培育抗棉铃虫的棉花植株 D．利用细胞工程培育“番茄—马铃薯”杂种植株 解析：A 项属于多倍体育种，其中涉及植物组织培养技术。 答案：A B 级 能力训练 6．应用植物组织培养技术，不仅可实现种苗的快速繁殖、培育无 病毒植株，也可加快作物及苗木育种。下面是培育柑橘耐盐植株的实 验流程： 茎段→ 愈伤 组织 ――――――――――――――――→ 处理 1：先用γ射线照射 处理 2：后在培养基中加入物质 X 挑选生长的 愈伤组织 →耐盐 植株 据此回答下列问题： (1)愈伤组织是由离体的茎段经________过程形成的，此时愈伤组 织细胞________(填“具有”或“不具有”)细胞的全能性。 (2)对愈伤组织进行了两次处理，处理 1 中γ射线照射的目的是 ________________，用γ射线不直接处理茎段而是处理愈伤组织，原因 是____________________________________________________ _______________；处理 2 中添加的物质 X 为________。 (3)植物组织培养技术也被广泛应用于其他作物的育种中。在培育 白菜—甘蓝、三倍体无子西瓜、农杆菌转化法获得的抗虫棉中，必须 用到植物组织培养技术的是________________________________ ______________________________________________________。 解析：(1)离体的茎段经过脱分化过程可形成愈伤组织，此时愈伤 组织具有未分化的特点，细胞依然具有较高的全能性。(2)图中对愈伤 组织进行了两次处理，第一次处理是用γ射线照射诱发愈伤组织细胞发 生基因突变。愈伤组织细胞分裂能力强，易受到培养条件和外界压力 的影响而发生基因突变。第二次处理是抗盐接种实验，即在培养基中 加入氯化钠，适应一定浓度盐的愈伤组织才可以生长，不适应的愈伤 组织死亡。(3)作物育种研究中常用农杆菌转化法将含抗虫基因的 Ti 质粒导入到植物体细胞中，再利用植物组织培养技术获得抗虫的农作 物。运用细胞工程培育白菜—甘蓝杂种植株，需要采用植物组织培养 技术将杂种细胞培养成杂种植株。 答案：(1)脱分化 具有 (2)诱发基因突变 愈伤组织细胞分裂能力强，易诱发基因突变 NaCl(或盐) (3)白菜—甘蓝、抗虫棉 7．蓝莓中富含的花青素能有效地改善视力，下面为科学家利用植 物组织培养的方法，大量培养蓝莓具体流程的文字图解。请据此回答 下列问题： 蓝莓组织――→① 愈伤组织――→② 长出丛芽――→③ 生根――→④ 移栽成 活 (1)用于离体培养的蓝莓组织叫作________，该技术的原理是 ________。 (2)配制 MS 培养基时，应加入一定量的琼脂、蔗糖、无机盐、维 生 素 、 有 机 物 等 营 养 物 质 ， 蔗 糖 除 作 为 碳 源 外 ， 还 具 有 ________________的功能。常用的培养基有脱分化培养基、生根培养 基和生芽培养基，这三种培养基的主要差异是__________________ _______________________________________________________ _____________________________________________________。 (3)图中蓝莓组织要经过消毒处理后才能进行培养。其①过程中， 细胞的分化程度会________(填“升高”“降低”或“不变”)。 (4) 愈 伤 组 织 经 过 ② ③ 过 程 重 新 分 化 成 根 或 丛 芽 的 过 程 叫 ________。 解析：(1)植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性，用于离体 培养的组织叫作外植体。(2)配制 MS 培养基时，应加入一定量的琼脂、 蔗糖、无机盐、维生素、有机物等营养物质，蔗糖除作为碳源外，还 具有提供能量和维持渗透压的功能。常用的培养基有脱分化培养基、 生根培养基和生芽培养基，这三种培养基的主要差异是生长素和细胞 分裂素的用量及比例不同。(3)图中①过程是脱分化形成愈伤组织的过 程，高度分化的细胞恢复分裂能力，则分化程度降低。(4)图中②③过 程是愈伤组织经过再分化形成丛芽或根的过程。 答案：(1)外植体 植物细胞具全能性 (2)提供能量和维持渗透压 生长素和细胞分裂素的用量及比例不 同 (3)降低 (4)再分化 8．作物育种的方法有多种。请针对图中的两种方法回答问题： 方法 1 种子――→射线 新基因 型种子→新性状植株――→选择 良种 方法 2 细胞 ――→基因导入愈伤组织→胚状体→种苗 (1)方法 1 称为________；方法 2 称为________。 (2)方法 1 的“新性状植株”不能都作为良种保留，根本原因是 ______________________________________________________。 (3)方法 2 产生“愈伤组织”的过程，称为细胞的________，它形 成“胚状体”的过程可称为________。此方法的基本技术手段可称为 ________。上述过程证实了已分化的植物体细胞仍具有________性。 (4)两种方法都能获得新品种，共同原因是利用了生物能够产生 ________变异的特性，但二者的本质区别是方法 1 利用了________的 变异；方法 2 利用了________的变异。 解析：(1)由分析可知，方法 1 为诱变育种；方法 2 为基因工程育 种。 (2)由于基因突变是不定向的，且多害少利，所以诱变育种得到的 “新性状植株”不能都作为良种保留。 (3)在植物组织培养过程中，先进行脱分化形成愈伤组织，后通过 再分化形成胚状体，其利用的原理是植物细胞的全能性。 (4)诱变育种和基因工程育种都利用了生物能够产生可遗传变异 的特性，但前者是不定向变异，后者是根据人们的意愿，实现定向变 异。 答案：(1)诱变育种 基因工程育种(转基因育种) (2)突变多害少利(突变是不定向的) (3)脱分化 再分化 植物组织培养 全能 (4)可遗传 不定向 人为定向 9．甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物，甲含有效成 分 A，乙含有效成分 B。某研究小组拟培育同时含有 A 和 B 的新型药 用植物。回答下列问题： (1)为了培育该新型药用植物，可取甲和乙的叶片，先用________ 酶和________酶去除细胞壁，获得具有活力的________，再用化学诱 导剂诱导二者融合。形成的融合细胞进一步培养形成________组织， 然后经过________形成完整的杂种植株。这种培育技术称为________。 (2)上述杂种植株属于多倍体，多倍体是指_______________。假设 甲与乙有性杂交的后代是不育的，而上述杂种植株是可育的，造成这 种差异的原因是_______________________________________ ____________________________________________________。 (3)这种杂种植株可通过制作人工种子的方法来大量繁殖。经植物 组织培养得到的________________等材料用人工薄膜包装后可得到人 工种子。 解析：本题主要考查植物体细胞杂交过程。 (1)纤维素和果胶是植物细胞壁的主要成分，去除细胞壁常用的方 法是用纤维素酶和果胶酶处理。去除细胞壁后，得到原生质体。诱导 融合后，原生质体需要经过脱分化过程形成愈伤组织，然后经过再分 化形成完整的杂种植株。 (2)多倍体是指体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体，多 倍体后代不育一般是由于减数分裂过程中同源染色体联会紊乱，无法 形成正常配子导致不育。 (3)经植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽或腋芽，包裹上 人工种皮即可形成人工种子。 答案：(1)纤维素 果胶 原生质体 愈伤 再分化 植物体细胞 杂交技术 (2)体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体(其他合理答案 也可) 在减数分裂过程中，前者染色体联会异常，而后者染色体联会 正常(其他合理答案也可) (3)胚状体、不定芽、顶芽、腋芽(答对其中一个即可)