2020-2021学年高中人教版生物选修3课后分层检测案2-1-2植物细胞工程的实际应用

2020-2021学年高中人教版生物选修3课后分层检测案2-1-2植物细胞工程的实际应用

课后分层检测案 6 植物细胞工程的实际应用 [基础巩固练] 1．下列属于植物的微型繁殖技术的是( ) A．兰花的芽尖组织培育成兰花幼苗 B．水稻种子萌发并生长新个体 C．扦插的葡萄枝条长成新个体 D．柳树芽发育成枝条 2．某种极具观赏价值的兰科珍稀花卉很难获得成熟种子。为尽快 推广种植，可应用多种技术获得大量优质苗，下列技术中不能选用的 是( ) A．利用茎段扦插诱导生根技术快速育苗 B．采用花粉粒组织培养获得单倍体苗 C．采集幼芽嫁接到合适的其他种类植物体上 D．采用幼叶、茎尖等部位的组织进行组织培养 3．下列属于植物细胞工程实际应用的是( ) ①制备水稻的人工种子 ②培育抗盐碱的烟草 ③培育抗虫棉 ④培育单育 1 号烟草 ⑤生产四倍体草莓 ⑥从野生人参细胞内提取 人参皂甙干粉 ⑦培育无子西瓜 ⑧生产脱毒马铃薯 ⑨工厂化生产紫杉醇 A．①②③⑤⑧⑨ B．①②④⑧⑨ C．①②③④⑧⑨ D．①②③④⑤⑥⑦⑧⑨ 4．下列关于人工种子的叙述，不科学的是( ) A．制作人工种皮的材料有海藻酸钠、明胶、淀粉等 B．利用天然种子进行繁殖属于有性生殖，所以利用人工种子繁殖 也属于有性生殖 C．在人工胚乳中可加入菌肥、农药等，所以人工种子萌发率比自 然种子萌发率高 D．人工种子的胚状体是经植物组织培养形成的 5．下图所示是人工种子的结构简图，对其叙述不正确的是( ) A．人工种子的胚乳中含有胚状体发育所需要的营养物质，还可以 添加农药和植物激素 B．人工种子胚状体还未分化出胚芽、胚轴和胚根等结构 C．人工种子可以工业化生产，播种了人工种子可节省大量粮食 D．人工种子克服了某些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率 低等问题 6．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．培养的细胞收集后一般要破碎提取有效成分 D．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 7．在下列各种育种方法中，与组织培养技术无关的是( ) A．利用花药离体培养得到单倍体植株 B．用秋水仙素处理二倍体植物幼苗，获得四倍体植株 C．培育人工种子 D．通过植物体细胞杂交培育“番茄—马铃薯”杂种植株 8．植物组织培养是克隆植物的一种方法，过程如下图所示，请回 答相应的问题。 (1)为了获得脱毒植株，外植体往往取自植物的花芽、叶芽等处的 分 生 组 织 ， 其 原 因 是 ____________________________________________________________ ____________。 (2)培养皿中的培养基除添加营养物质外，还需要添加植物激素， 其 目 的 是 诱 导 外 植 体 ____________________________________________________________ ____________。 (3)在生产实践中为获得大量的细胞产物(如紫杉醇)，可将 ①________放入液体培养基中经机械作用分散成单个细胞，制备成细 胞悬浮液，再经过__________________即可获得大量细胞。 (4)组织培养过程需要植物生长和繁殖的最适条件，否则在光学显 微镜下可能观察到发生____________________异常，进而使植物出现 遗传不稳定甚至不育的现象。 (5)植物组织培养技术不仅应用于花卉、果树的快速、大量繁殖以 及 脱 毒 植 株 的 获 取 ， 还 广 泛 用 于 ________________ 、 ________________、________________等育种过程中。 [能力提升练] 9．如图为利用体细胞诱变育种技术获得抗除草剂白三叶草新品种 的过程。下列叙述不正确的是( ) A．该育种过程依据的原理有基因突变和植物细胞具有全能性 B．过程①②培养基中，不同植物生长调节剂的浓度比例不同 C．白三叶草愈伤组织和胚状体的细胞中 DNA 和 RNA 种类相同 D．过程③通常采用的筛选方法是向白三叶草幼苗喷洒除草剂 10．下列有关植物细胞工程应用的叙述，不正确的是( ) A．利用组织培养技术培育脱毒苗，获得抗病毒的新品种 B．利用组织培养技术获得人工种子，能保持亲本的优良性状 C．利用植物组织培养技术获得紫草素，实现了细胞产物的工厂化 生产 D．利用植物体细胞杂交技术获得“萝卜—甘蓝”，克服了不同生 物远缘杂交不亲和的障碍 11．细胞工程中，选择合适的生物材料是成功的关键。下列叙述 不合理的是( ) A．选择高度分化的动物体细胞进行培养有利于获得大量细胞 B．选择胚胎细胞作为核供体进行核移植可提高克隆动物的成功率 C．选择一定大小的植物茎尖进行组织培养可获得脱毒苗 D．选择植物的愈伤组织进行诱变处理可获得优质的突变体 12．紫草素具有抗菌、消炎效果，可通过植物组织培养技术培养 出愈伤组织，从愈伤组织的细胞中提取紫草素，大大加快了紫草素的 生产进程。下列叙述正确的是( ) A．紫草离体的叶片灭菌后可做外植体 B．愈伤组织通过减数分裂进行细胞增殖 C．破碎愈伤组织细胞能提高紫草素的提取率 D．愈伤组织生产紫草素体现了细胞的全能性 13．下列叙述正确的是( ) A．愈伤组织是一团有特定结构和功能，排列紧密的薄壁细胞 B．二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株 C．用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工种子 D．植物耐盐突变体可通过添加适量 NaCl 的培养基培养筛选而获 得 14．草莓是人们经常食用的一种水果，有较高的营养价值。草莓 是无性繁殖的作物，长期种植会使病毒积累在体内，产量降低，品质 下降。下图是利用植物组织培养技术培育草莓脱毒苗的过程，请据图 回答： 外植体 ――→① 愈伤组织 ――→② 胚状体 ―→ 脱毒苗 ―→ 草莓植株 (1)外植体能够形成幼苗所依据的原理是________________。培育 脱 毒 苗 时 ， 一 般 选 取 ________ 作 为 外 植 体 ， 其 依 据 是 ________________________。 (2)①是脱分化过程，细胞脱分化是指已经分化的细胞，经过诱导 后，失去其____________________而转变为未分化细胞的过程。②是 ____________过程。 (3)研究表明，多倍体草莓产量高于二倍体，利用组织培养技术获 得多倍体草莓的方法有两种：一是使用________(药剂)处理草莓的愈伤 组织，再经培养获得多倍体植株；二是利用________(药剂)诱导草莓体 细胞融合形成杂种细胞后，再经组织培养获得多倍体植株，这种育种 技术被称为________技术。 [素养养成练] 15．马铃薯是一种种植广泛的农作物，病毒侵染后会导致产量大 幅下降，培育脱毒和抗病毒的马铃薯品种是提高产量的有效方法。请 分析并回答有关问题。 (1)马铃薯茎尖病毒极少甚至无病毒，因此可将马铃薯茎尖接种在 培养基中，经过人工培养获得脱毒苗。培养基中添加植物激素的作用 是诱导离体细胞经过______________完成组织培养过程，从而形成脱 毒 苗 。 为 监 控 脱 毒 苗 的 质 量 ， 可 采 用 ____________________________________________________________ ____________ ________________________________________________________ ________________ 的方法来检测病毒的蛋白质。 (2)研究人员研究了茎尖大小对成苗率和脱毒率的影响。实验结果 如图所示。 结果表明，茎尖越小，______________________，因此马铃薯脱 毒培养中茎尖外植体的适宜大小为________。 (3)若要通过转基因技术获得抗病毒的马铃薯植株，采用最多的方 法是使用________酶切割目的基因和载体，用________酶将目的基因 与载体连接起来，再将含有目的基因的________导入农杆菌，利用农 杆菌的转化作用，可以使目的基因进入植物细胞，并将其插入到植物 细胞中染色体的 DNA 上，使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表 达。待筛选出成功转化的马铃薯细胞后，再通过________技术形成完 整植株。 课后分层检测案 6 1．解析：微型繁殖技术是快速繁殖优良品种的植物组织培养技术， 也叫快速繁殖技术。水稻种子萌发并长成新个体、柳树芽发育成枝条 均属于个体发育；扦插的葡萄枝条长成新个体属于无性繁殖中的营养 繁殖。 答案：A 2．解析：茎段扦插、幼芽嫁接、幼叶与茎尖等部位的组织培养的 方法可以快速繁殖种苗，且能保持亲本的优良性状；采用花粉粒离体 培养可获得单倍体幼苗，其性状可能与亲本不同。 答案：B 3．解析：植物细胞工程的核心技术是植物组织培养，其在生产上 的每一项实际应用利用的都是植物组织培养技术。所以，只要分析这 几个实例有没有涉及植物组织培养技术即可。①利用的是组织培养中 的胚状体；②指的是组织培养中的愈伤组织细胞经诱变后发育成的突 变体；③虽然是转基因技术，但也用到植物组织培养技术；④指的是 单倍体育种；⑤⑦均属于多倍体育种，不涉及组织培养；⑥不涉及植 物组织培养；⑧是利用组织培养生产脱毒苗；⑨是细胞产物的工厂化 生产，涉及植物组织培养。 答案：C 4．解析：植物天然种子是通过有性生殖得到的，所以利用天然种 子进行繁殖属于有性生殖，而人工种子是利用植物组织培养得到的。 如果是利用植物的体细胞进行植物组织培养得到的人工种子，则利用 该人工种子繁殖属于无性生殖；如果是利用花粉进行植物组织培养得 到的人工种子，则利用该人工种子繁殖属于有性生殖。 答案：B 5．解析：解答本题需要明确人工种子的概念。所谓人工种子，就 是以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽或腋芽等为材料，经 人工薄膜包装得到的种子。人工种子在适宜的条件下同样能够萌发长 成幼苗，可见，人工种子的胚状体已经分化出胚芽、胚轴、胚根等结 构。 答案：B 6．解析：细胞产物的工厂化生产是植物细胞工程的重要用途之一， A 正确；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，B 正确；培养的细胞收集后一般要破碎提取有效成分，C 正确； 培养的愈伤组织不需要再分化就能产生特定的细胞产物，D 错误。 答案：D 7．解析：花药离体培养得到单倍体植株需要将花药进行组织培养， 利用了植物(生殖)细胞的全能性。用秋水仙素处理二倍体植物幼苗时， 一般直接处理幼苗的芽，不需要进行组织培养，此方法为多倍体育种。 人工种子和通过植物体细胞杂交获得的杂种植株的培育都需要进行组 织培养。 答案：B 8．解析：(1)植物分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，因此对分 生组织进行植物组织培养可获得脱毒植株。(2)植物组织培养过程中， 培养基中添加植物激素能诱导细胞脱分化和再分化。(3)紫杉醇是愈伤 组织细胞产生的。(4)光学显微镜下能观察到的变异为染色体结构与数 目的异常。(5)植物体细胞杂交育种、单倍体育种和基因工程育种中都 利用了植物组织培养技术。 答案：(1)这些部位病毒极少，甚至无病毒 (2)脱分化和再分化 (3) 愈伤组织 细胞分裂 (4)染色体结构与数目 (5)植物体细胞杂交育种 基因工程育种 单倍体育种 9．解析：当生长素含量高于细胞分裂素时，主要诱导植物组织脱 分化和根原基的形成，而当细胞分裂素的含量高于生长素时，则主要 诱导植物组织再分化和芽原基的形成；白三叶草愈伤组织和胚状体的 细胞中 DNA 种类相同，但因为基因的选择性表达，RNA 和蛋白质的 种类是有差异的。 答案：C 10．解析：利用植物组织培养技术可以得到无病毒植株，但无病 毒植株不一定具有抗病毒的能力，通过基因工程可获得抗病毒的新品 种，A 错误；在植物组织培养过程中，可对胚状体进行包装制备人工 种子，该技术为无性繁殖，可保留亲本的优良性状，B 正确；在植物 组织培养的愈伤组织阶段可得到大量的细胞，细胞代谢可以产生大量 的细胞产物，C 正确；植物体细胞杂交技术克服了远缘杂交不亲和的 障碍，使不同物种优良性状可以集合在一起，D 正确。 答案：A 11．解析：高度分化的细胞已经失去分裂能力，因此选择高度分 化的动物体细胞进行培养不有利于获得大量细胞，A 错误；选择胚胎 细胞作为核供体进行核移植可提高克隆动物的成功率，B 正确；茎尖 等分生区组织几乎不含病毒，因此选择一定大小的植物茎尖进行组织 培养可获得脱毒苗，C 正确；愈伤组织细胞处于分生状态，易受外界 环境因素影响，因此选择植物的愈伤组织进行诱变处理，再进行人工 选择，可获得优质的突变体，D 正确。 答案：A 12．解析：离体的紫草叶片不能进行彻底的灭菌处理，否则会失 去活力，A 错误；减数分裂是指有性生殖过程中产生的生殖细胞的细 胞分裂过程，愈伤组织增殖分裂属于有丝分裂，B 错误；愈伤组织细 胞分裂快，从愈伤组织中提取紫草素，可加快生产进程，C 正确；植 物细胞的全能性是指具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都 具有发育成完整生物体的潜能，愈伤组织生产紫草素不能体现全能性， D 错误。 答案：C 13．解析：愈伤组织是一团排列疏松而无规则、高度液泡化的、 呈无定形状态的、具有分生能力的薄壁细胞，不具有特定的结构和功 能，A 错误； 二倍体植株的花粉中只含一个染色体组，培养得到的个 体为单倍体，高度不育，只有幼苗用秋水仙素处理后得到的植株才能 稳定遗传，B 错误； 人工种子中包裹的是再分化形成的胚状体或不定 芽、顶芽和腋芽等，但不能是愈伤组织，C 错误； 用特定的选择培养 基可筛选出所需的突变体类型，如植物耐盐突变体的筛选可利用加适 量 NaCl 的培养基进行，D 正确。 答案：D 14．解析：图示表示利用植物组织培养技术培育草莓脱毒苗的过 程，其中外植体通过①脱分化形成愈伤组织的过程，愈伤组织通过② 再分化形成胚状体的过程。(1)植物体的任何一个细胞都具有发育成完 整植株的潜能，称为植物细胞的全能性。外植体能够形成幼苗所依据 的原理是植物细胞的全能性。培育脱毒苗时，一般选取茎尖(或芽尖或 根尖)作为外植体，其依据是植物分生区附近(茎尖)病毒极少，甚至无 病毒。(2)已分化的细胞经过诱导后失去其特有的结构和功能而转变成 未分化细胞的过程叫脱分化。②是再分化过程，再分化是指已经脱分 化的愈伤组织在一定条件下，再分化出胚状体，形成完整植株。(3)秋 水仙素可以诱导产生多倍体，使用秋水仙素处理草莓的愈伤组织，再 经培养获得多倍体植株；也可以利用聚乙二醇(PEG)诱导草莓体细胞融 合形成杂种细胞后，再经组织培养获得多倍体植株，这种育种技术被 称为植物体细胞杂交(技术)。 答案：(1)植物细胞的全能性 茎尖(或芽尖或根尖) 植物分生区附 近(茎尖)病毒极少，甚至无病毒 (2)特有的结构和功能 再分化 (3)秋水仙素 聚乙二醇(PEG) 植物体细胞杂交 15．解析：(1)培养脱毒苗的过程即植物组织培养过程，将离体组 织经过脱分化形成愈伤组织，再分化形成胚状体或丛芽，进而培育成 幼苗。对某种蛋白质进行检测时，通常利用病毒蛋白为抗原，进行抗 原—抗体杂交反应，看是否有杂交带形成。(2)由图可知，随茎尖增大， 脱毒率下降，成苗率提高。在茎尖为 0.27 mm 时脱毒率和成苗率均较 高。(3)基因工程技术是采用限制性核酸内切酶切割目的基因和载体， 再用 DNA 连接酶连接成重组质粒。将目的基因导入植物细胞采用最多 的方法是农杆菌转化法。转基因成功后的植物细胞利用植物组织培养 技术，培养成完整植株。 答案：(1)脱分化和再分化 抗原—抗体杂交 (2)脱毒率越高，但成苗率越低 0.27 mm (3)限制性核酸内切(或限制) DNA 连接 重组质粒(或 Ti 质粒) 植物组织培养