2020-2021学年高二生物人教版选择性三2.1.2 植物细胞工程的应用分层训练（含答案）

第1节
第2课时
植物细胞工程的应用分层训练
层级一--课堂基础练
1．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
2．如图为培育甘蔗脱毒苗的两条途径，研究发现经②过程获得的幼苗脱毒效果更好。下列相关叙述错误的是(　　)
A．①过程所取茎尖中的叶原基具有较高的分裂、分化能力
B．②过程的作用可能是阻碍病毒等进入茎尖分生组织
C．③④过程中基因的选择性表达导致了细胞脱分化
D．培养基A、B中生长素和细胞分裂素的浓度和比例不同
3．如图是利用某种植物(基因型为AaBb)产生的花粉进行单倍体育种的示意图。据图判断，下列叙述错误的是(　　)
花粉幼苗A植株B
A．过程②通常使用的试剂是秋水仙素，作用时期为细胞有丝分裂前期
B．通过过程①②得到的植株既有纯合子又有杂合子
C．过程①属于植物的组织培养，在此过程中必须使用一定量的植物激素或植物生长调节剂
D．与杂交育种相比，该育种方法的优点是能明显缩短育种的年限
4．如图所示为利用体细胞诱变技术获得抗除草剂白三叶草新品种的过程，下列叙述错误的是(　　)
A．该育种过程所依据的原理有基因突变和植物细胞的全能性
B．过程①、②分别为脱分化、再分化
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适宜浓度的除草剂
5．如图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径，下列叙述正确的是(　　)
A．该途径依据的原理是植物细胞具有全能性
B．过程①需控制好培养基中植物激素的比例
C．经过程①细胞的形态和结构未发生变化
D．过程③需使用固体培养基，有利于细胞增殖
1-5
BCBCB
6．(2019·福建三明一中第一次月考)三七富含三七皂苷、三七多糖、三七素、黄酮等有效成分，具有止血、活血化瘀、消肿定痛、滋补强壮、抗疲劳、耐缺氧、抗衰老、降血脂、降血糖、提高机体免疫功能等众多作用。为了获取上述有效成分，某制药公司利用植物组织培养技术，从培养的愈伤组织中提取这些有效成分。请回答下列问题：
(1)培养时，通常选择新生营养芽作为外植体，这是因为________________________________。外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为__________，此过程需要使用的生长调节剂是__________________(填“脱落酸”或“2,4－D”)。
(2)多倍体的愈伤组织细胞产生的有效成分量常高于二倍体。为了获得更多的有效成分，科研人员利用______________________处理二倍体愈伤组织细胞，使其细胞中的染色体数目加倍。欲确定愈伤组织细胞中的染色体数目，通常需制成装片，进行显微镜观察，此过程中需要对染色体染色，常用的染色剂是_____________________________________________。
(3)为获得多倍体的愈伤组织细胞，也可以先用______________酶去除细胞壁，获得具有活力的______________。再用化学诱导剂诱导细胞两两融合，形成的融合细胞进一步培养形成愈伤组织。若要得到多倍体植株，可在上述的基础上，再经______________形成。
答案　(1)细胞分化程度低，容易诱导形成愈伤组织　脱分化　2,4－D　(2)秋水仙素或低温　醋酸洋红液(或甲紫溶液)　(3)纤维素酶和果胶　原生质体　再分化
解析　(1)新生营养芽细胞的分化程度低，容易诱导形成愈伤组织，进行植物组织培养时，选择新生营养芽作为外植体容易获得成功。外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为脱分化。2,4－D为生长素类似物，而生长素能够促进细胞伸长生长，脱落酸的主要作用之一是抑制细胞分裂，所以脱分化过程需要使用的生长调节剂是2,4－D。(2)秋水仙素或低温可抑制纺锤体的形成，进而使其细胞中的染色体数目加倍。染色体可被醋酸洋红液或甲紫溶液等碱性染料染成深色，因此欲用显微镜观察确定愈伤组织细胞中的染色体数目，常用醋酸洋红液或甲紫溶液对染色体染色。(3)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此可用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体。愈伤组织细胞经过再分化可发育成植物体。
层级二--课时提升练
题组一　植物繁殖的新途径
1．下列属于植物的快速繁殖技术的是(　　)
A．兰花的茎尖组织培育成兰花幼苗
B．水稻种子萌发并长成新个体
C．扦插的葡萄枝长成新个体
D．柳树芽发育成枝条
2．研究发现，经水浴处理后再组织培养获得的草莓幼苗脱毒效果更好。下列叙述错误的是(　　)
→→→→
A．病毒在植物体内的分布是不均匀的
B．40
℃水浴可能有利于延缓病毒增殖扩散速度
C．剥取的茎尖需要进行无菌处理
D．脱毒苗具有病毒抗性，不会再感染病毒
3．(2020·陕西榆林第二中学高二月考)科研人员研究了马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响，结果如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)
A．培育脱毒苗所依据的原理有基因突变和细胞的全能性
B．培育脱毒苗的过程涉及脱分化和再分化两个阶段
C．实验结果表明，茎尖越小脱毒率越高，成苗率越低
D．根据本实验可知，培养脱毒苗时茎尖的适宜大小为0.27
mm
题组二　作物新品种的培育
4．下列哪一项不是单倍体育种的优点(　　)
A．缩短育种年限
B．得到稳定遗传的优良品种
C．突变率高
D．节约人力、物力
5．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增殖的状态
B．培养基营养丰富，易于植物生长
C．纺锤丝的形成容易受抑制
D．DNA复制容易受抑制
6．(2020·江西临川实验学校高二期中)科技活动小组将二倍体番茄植株的花粉按如图所示的程序进行实验。据图分析错误的是(　　)
A．由花粉培养到植株A，体现了植物的生殖细胞具有全能性
B．植株A一定为单倍体植株，其特点之一是高度不育
C．由花粉培养到植株B，必须在无菌条件下进行
D．在植株B的细胞中，每对同源染色体上的成对基因都是纯合的
题组三　细胞产物的工厂化生产
7．利用植物细胞培养技术从红豆杉细胞中提出抗癌物质紫杉醇，不需要进行的是(　　)
A．选取合适的高产紫杉醇的细胞
B．培养基中加入适量的蔗糖，以提供营养并维持渗透压
C．控制植物激素的种类和含量诱导产生愈伤组织
D．选择适当的分化培养基培育红豆杉幼苗
8．辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域，其获得途径如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．图中愈伤组织、脱毒苗和高产细胞系的获得都体现了植物细胞的全能性
B．图中①和②分别表示辣椒组织培养中细胞的脱分化和再分化过程
C．②过程中需要用适宜配比的生长素和细胞分裂素溶液处理
D．用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时，常用的酶是纤维素酶和果胶酶
9．紫草宁具有抗菌、消炎效果。在工业化生产中，取紫草植株部分组织诱导形成紫草愈伤组织，再转入紫草宁形成培养基，然后再将细胞破碎后提取出紫草宁。下列相关叙述中，不正确的是(　　)
A．工业化生产过程包括细胞的脱分化和再分化
B．在紫草宁生产过程中，不必将愈伤组织培养出根、芽等器官
C．紫草的愈伤组织细胞在低渗溶液中不会涨破
D．紫草宁在细胞内合成后被分泌到细胞外
1-9
ADACA
CDAD
10．请回答下列问题：
(1)植物快速繁殖技术属于植物组织培养的范畴。该技术可以保持品种的________________，繁殖种苗的速度________。离体的叶肉细胞在适宜的条件下培养，最终能够形成完整的植株，说明该叶肉细胞具有该植物的全部____________。
(2)把试管苗转接到新的培养基上时，需要在超净工作台上进行，其原因是避免__________的污染。
(3)二倍体植物(基因型为Aa)的花药经离体培养获得的植株进行______________________才能使其结出果实并产生后代(甲)，否则该植株只有通过____________的方式才能产生后代(乙)。甲、乙两种植株中，能产生可育花粉的是________植株，该植株产生的可育花粉的基因组成种类数为________种。花药离体培养在育种上的特殊意义是________________，从而开辟育种新途径。
答案　(1)遗传特性　快　遗传信息　(2)微生物　(3)染色体数目加倍　无性繁殖　甲　1　可明显缩短育种年限
解析　(1)叶肉细胞具有全能性，具有该植物的全部遗传信息，可经植物组织培养形成完整个体。植物快速繁殖技术属于无性繁殖，能保持亲本优良遗传特性且繁殖速度快。(2)植物组织培养全过程需要无菌操作，防止微生物污染。(3)二倍体植物的花药经离体培养获得的植株是单倍体，无法产生配子，只有将其染色体数目加倍才能结出果实产生二倍体后代(甲)，否则只能通过无性繁殖的方式继续产生单倍体的后代(乙)。甲植株是二倍体，能通过减数分裂产生可育花粉，乙植株是单倍体，无法通过减数分裂产生花粉。原二倍体植株的基因型是Aa，其花粉的基因组成是A或a，所以甲植株的基因型是AA或aa，其产生的可育花粉的基因组成为A或a一种。花药离体培养在育种上的特殊意义是可明显缩短育种年限。
层级三--综合加强练
11．为给工厂繁殖脱毒甘薯苗提供技术上的支持，科研人员利用植物组织培养技术研究甘薯茎尖(外植体)大小对诱导分化苗和脱毒苗的影响，结果如表所示，下列相关叙述正确的是(　　)
茎尖大小
外植体数/个
分化苗数/苗
脱毒苗数/苗
小于0.3
mm
20
1
1
0.3～0.5
mm
20
10
7
大于0.6
mm
20
13
4
A.在不同的培养阶段，培养基中的激素种类和比例不同
B．脱分化过程中应给予充足光照使其进行光合作用
C．培育脱毒苗时依据的原理有基因突变和细胞的全能性
D．0.3～0.5
mm大小的茎尖最有利于获得抗病毒的特性
12．现代生物技术可以利用植物体的任何一个活体部分，包括茎尖、叶片和花药等，在一定的条件及培养基中使它发育成完整的植株。这种技术可以在较短时间内大量繁殖、培育新品种及防止病毒的危害等。下列关于该生物技术的叙述，正确的是(　　)
①常用茎尖或花药培养获得脱毒苗　②其应用之一是微型繁殖　③这种技术属于细胞工程　④该技术一定要用到纤维素酶和果胶酶
A．①②④
B．②③
C．①④
D．①②③④
13．如图表示四倍体兰花叶片通过植物组织培养形成植株的过程。下列相关叙述正确的是(　　)
A．②和③阶段发生减数分裂
B．①阶段需要生长素而③阶段仅需要细胞分裂素
C．此兰花的花药离体培养所得的植株体细胞中有两个染色体组
D．①阶段不仅有细胞增殖且细胞分化速率很快
14．用纯种的高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮秆(d)易染锈病(t)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下：
下列有关此种育种方法的叙述，正确的是(　　)
A．这种育种方法叫杂交育种
B．过程④必须使用生长素处理
C．这种方法的最大优点是可明显缩短育种年限
D．③过程必须经过受精作用
15．下列关于细胞产物的工厂化生产的叙述中，错误的是(不定项)(　　)
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．培养的愈伤组织一定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不需要破碎提取有效成分
16．下列有关植物细胞工程应用的叙述，正确的是(不定项)
(　　)
A．利用植物组织培养技术培育脱毒苗，获得具有抗病毒的新品种
B．利用花药离体培养获取单育1号烟草
C．利用植物细胞培养技术获得紫草宁，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“白菜—甘蓝”，克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍
11-16
ABCC
;CD;BCD
17．育种工作者利用不同的方法进行了如图所示的四组实验。请据图回答下列问题：
(1)图Ⅰ过程由番茄韧皮部细胞形成幼苗A的过程要经过________形成愈伤组织，再经过再分化形成幼苗，该过程依据的原理是________________________。
(2)植物组织培养除了需要提供一定的营养、________________________、温度和光照外，还必须在无菌的条件下进行。
(3)已知番茄的红果(Y)对黄果(y)为显性，少室(M)对多室(m)为显性，控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。用红果多室(Yymm)番茄植株的花粉进行Ⅱ、Ⅲ有关实验，则Ⅱ过程中，从花粉形成幼苗B所进行的细胞分裂方式是____________。Ⅲ过程中植物体C的基因型为________________________。
(4)获得植物体D首先需对番茄和马铃薯的韧皮部细胞用__________________________酶处理以去除细胞壁。
(5)获得植物体D的过程叫________________________。植物体D与细胞B一样具有两亲本的遗传物质，原因是_______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)脱分化　植物细胞具有全能性
(2)植物激素(或生长素和细胞分裂素)
(3)有丝分裂　YYmm或Yymm或yymm
(4)纤维素酶和果胶
(5)植物体细胞杂交技术　细胞B是由番茄与马铃薯的体细胞融合而成的，则细胞B具有番茄和马铃薯两亲本的遗传物质，植物体D是由细胞B经植物组织培养而成的，故细胞B的基因型决定了植物体D的基因型
18．红豆杉是濒危植物，其树皮产生的紫杉醇对癌症有一定的疗效。下图是红豆杉的组织培养和细胞培养的流程图，请据图回答下列问题：
(1)图中②为愈伤组织，通过B过程可最终产生新的植株，通过C过程可产生大量细胞，则图中A、B、C分别表示的过程为____________________________________，其中B过程的实质是______________________。
(2)对⑤的培养可获得代谢物——紫杉醇，但培养后期紫杉醇产量下降，其原因包括__________________________________________________等。
(3)若①是红豆杉(基因型为DdTt)的花药，由③发育成的幼苗用________处理，可快速获得纯种植株，该植株的基因型为____________________________。
答案　(1)脱分化、再分化、有丝分裂　基因的选择性表达　(2)某些代谢物积累，活细胞数量减少　(3)秋水仙素　DDTT或DDtt或ddTT或ddtt
解析　(1)图中①为红豆杉离体的植物器官、组织或细胞(外植体)，②为愈伤组织，③为试管苗(胚状体),
④为植物体，⑤为大量的红豆杉细胞；再分化的实质是细胞内基因的选择性表达。(2)培养的后期，由于细胞代谢物的积累，以及营养物质的消耗等，导致活细胞数量减少，其代谢物减少。(3)红豆杉的花药经培养可获得单倍体，再经秋水仙素处理，可使染色体数目加倍，快速获得纯种植株。如果亲本的基因型为DdTt，则获得纯种植株的基因型有DDTT、DDtt、ddTT、ddtt四种。