高中生物 2.1.2植物细胞工程的应用课后习题（word版含解析）

植物细胞工程的应用
基础练
1.下列有关植物组织培养的应用的说法,错误的是(　　)
A.快速繁殖能保持亲本的优良性状
B.作物脱毒时应选择植物的分生区细胞进行组织培养
C.欲获得大量的细胞产物,可大规模培养愈伤组织细胞
D.突变体育种时,产生的突变体都可以利用
2.(2022山东枣庄三中高二月考)人参是重要的药用植物,常以根入药,由于过度采挖导致人参资源枯竭,人工栽培周期长。研究表明,可采用植物组织培养的方式培养人参不定根,用以满足市场需求。据图分析,下列说法错误的是(　　)
外植体愈伤组织不定根
A.人参不定根培养中有脱分化和再分化过程
B.过程①必须光照培养以增加有机物来源
C.过程②所需要的生长素比例大于细胞分裂素
D.需要检测获得的不定根中有效成分如人参皂苷的含量
3.下图为植物组织培养的大致过程示意图,据此判断错误的是(　　)
①②③→④
A.若①是花粉,则④是单倍体植株,经染色体加倍后可得到稳定遗传的品种
B.若①是不同种植物体细胞融合的杂种细胞,则④可能出现双亲的遗传特性
C.若①是具有杂种优势的农作物细胞,则用③进行繁育必会发生性状分离
D.若①是人参细胞,对②进行扩大化培养可以提高细胞产物人参皂苷的产量
4.下列有关植物细胞工程应用的叙述,错误的是(　　)
A.单倍体育种中经植物组织培养得到的单倍体植株即为能稳定遗传的优良品种
B.利用植物细胞培养技术可实现紫草的细胞产物工厂化生产
C.对愈伤组织进行诱变处理,从分化的植株中可筛选出新品种
D.利用植物组织培养技术培育的脱毒苗具有不含或很少含病毒的特点
5.科研人员用甲基磺酸乙酯处理野生烟草的愈伤组织后,培育出了抗盐碱的烟草。甲基磺酸乙酯的作用是(　　)
A.诱导愈伤组织细胞发生突变
B.诱导愈伤组织细胞中染色体数目加倍
C.对愈伤组织进行消毒
D.诱导愈伤组织再分化出芽和根
6.植物原生质体培养技术的主要流程:首先用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞的细胞壁得到原生质体,然后向原生质体中导入抗病基因或含有抗病基因的DNA片段,再将其转移至合适的环境中,再生细胞壁,形成愈伤组织,得到胚状体,最终发育成完整的植株。下列说法正确的是 (　　)
A.该培养过程中,细胞壁的再生需要经过内质网的作用
B.诱导形成愈伤组织的培养基中生长素所占比值一定高于细胞分裂素
C.原生质体培养液需要保持一定的渗透压以防止原生质体融合
D.从原生质体到愈伤组织的过程中,基因进行了选择性表达
7.愈伤组织细胞可用于细胞产物的工厂化生产,其利用的是愈伤组织细胞的下列哪种特点 (　　)
A.细胞分裂快,细胞代谢旺盛
B.细胞分化程度低,全能性高
C.细胞是不定形的薄壁细胞
D.细胞变异频率高,易发生基因突变
8.现代生物技术可以利用植物体的具有细胞核的活体部分,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,不正确的是(　　)
A.常用茎尖培养获得脱毒苗
B.其应用之一是微型繁殖
C.这种技术属于细胞工程
D.该技术一定要用到纤维素酶和果胶酶
9.疣粒野生稻(2n=24)对白叶枯病的抗性持久稳定,是理想的抗病育种材料。为了充分利用疣粒野生稻资源,通过采用疣粒野生稻和栽培稻(2n=24)体细胞杂交的方法获得后代,从而实现疣粒野生稻遗传物质向栽培稻转移。下列相关叙述错误的是(　　)
A.疣粒野生稻和栽培稻之间存在生殖隔离,自然条件下不能进行基因交流
B.两种水稻细胞经酶解去壁、诱导融合后可通过观察染色体数目筛选出杂种细胞
C.杂种水稻的组织培养过程需要更换培养基,提高生长素的比例有利于根的分化
D.经组织培养获得的杂种幼苗,一般需要经过由无菌到有菌的炼苗过程才能用于生产实践
10.红豆杉属于珍稀植物,从红豆杉树皮中提取的紫杉醇具有独特的抗癌作用,但产量低、成本高。科学家利用植物组织培养的方法解决了这一问题,培养红豆杉的流程如图:
红豆杉组织愈伤组织长出丛芽生根移栽成活
请据图回答下列问题。
(1)①过程的目的是让已经分化的细胞失去其特有的　　　　　　　　　而转变成未分化细胞。②③过程的实质是　　　　　　　　　　　　　　　　。快速繁殖不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖,还可以　　　　　　　　　　　　　　。
(2)愈伤组织的特点是　　　　　　　　　　　　　。从脱分化到再分化需要更换新的培养基,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)红豆杉生长慢,本地桉树生长速度快。利用本地桉树,通过细胞工程改进红豆杉生长慢这一特点的思路是　　　　　　　　　　　　　　　。通过该技术得到的杂种植株通常是可育的,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提升练
11.(2021山东威海高二期末)人参中的人参皂苷具有抑制癌细胞转移、提高机体免疫力的作用。野生人参资源缺乏,近年来多通过组织培养技术生产人参从而获得人参皂苷。下列相关说法错误的是 (　　)
A.组织培养与花药离体培养的原理相同
B.组织培养时需将离体组织细胞放入加有一定比例的生长素和细胞分裂素的液体培养基中
C.离体组织细胞经过脱分化才能形成愈伤组织
D.培养过程中细胞易受培养条件和外界压力的影响而产生突变
12.(多选)花粉植株是体细胞遗传研究和突变育种的理想材料。下面是培育四季柑橘(2N=18)花粉植株的过程示意图,有关叙述正确的是(　　)
取花蕾并消毒取花粉粒,接种到培养基A愈伤组织转接到培养基B丛芽转接到培养基C转接到培养基D花粉植株
A.花粉植株培育的原理是花粉粒细胞具有全能性,其技术是植物组织培养
B.过程③是细胞再分化,其根本原因是基因选择性表达
C.四种培养基均属于固体培养基,其中所含植物激素的种类和比例有差异
D.观察处于分裂中期的四季柑橘花粉植株根尖细胞,可观察到9条染色体
13.(多选)(2021陕西榆林二中高二月考)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。下列相关叙述正确的是(　　)
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
14.(2022山东菏泽郓城一中高二期中)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→愈伤组织挑选生长的愈伤组织→耐盐植株
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、三倍体无子西瓜和单育1号烟草的过程中,必须用到植物组织培养技术的是　　　　　　　　。
参考答案：
1.D　解析快速繁殖技术运用了植物组织培养技术,属于无性繁殖,可以保持亲本的优良性状,A项正确;利用植物分生组织(刚刚产生,病毒很少,甚至无病毒)进行培养可以使新长成的植株不含病毒,B项正确;愈伤组织具有旺盛的分裂能力和代谢能力,因此欲获得大量的细胞产物,可大规模培养愈伤组织细胞,C项正确;突变体育种需要从产生突变的个体中筛选出对人们有用的突变体,进而培育成新品种,D项错误。
2.B　解析图中①表示脱分化形成愈伤组织,②表示再分化形成不定根,人参不定根培养中有①脱分化和②再分化过程,A项正确;脱分化过程不需要光照,再分化过程需要光照,B项错误;生长素和细胞分裂素的比值高时,有利于根的分化,所以过程②再分化形成根所需要的生长素比例大于细胞分裂素,C项正确;需要检测不定根中的有效成分从而判定不定根的药用价值,D项正确。
3.C　解析若①是花粉,则④是花药离体培养形成的单倍体植株,其高度不育,但经染色体加倍后可得到稳定遗传的品种,A项正确;若①是不同种植物体细胞融合的杂种细胞,则④含有两个亲本的遗传物质,可能出现双亲的遗传特性,B项正确;若用③进行无性繁殖,则不会发生性状分离,C项错误;若①是人参细胞,则将其脱分化形成的②愈伤组织进行扩大培养可提高细胞产物人参皂苷的产量,D项正确。
4.A　解析单倍体育种中得到的单倍体植株需要经过诱导染色体加倍,才能得到能稳定遗传的优良品种,A项错误;细胞产物的工厂化生产是从人工培养的愈伤组织细胞中提取某种成分,如紫草宁等,该过程利用了植物组织培养技术,B项正确;在育种中,可以对植物的愈伤组织进行化学或物理的诱变处理,促使其发生突变,再通过诱导分化形成植株,从这些植株中筛选出高抗、高产、优质的突变体,从而培育成新品种,C项正确;利用植物组织培养技术培育脱毒苗的原理是植物细胞的全能性,培育时,一般选取植物茎尖作材料,其依据是茎尖不含病毒(或含病毒极少),D项正确。
5.A　解析根据题意可推知,甲基磺酸乙酯能有效诱导愈伤组织细胞发生突变,从而形成符合生产要求的突变新品种,A项正确。
6.D　解析细胞壁的形成需要高尔基体的参与,不需要内质网的参与,A项错误;诱导形成愈伤组织的培养基中含有等量的生长素和细胞分裂素,B项错误;原生质体培养液需要保持一定的渗透压以保持原生质体的形态,C项错误;从原生质体到愈伤组织,细胞的形态、结构、功能发生了改变,该过程中发生了基因的选择性表达,D项正确。
7.A　解析细胞产物的工厂化生产,利用了愈伤组织细胞分裂快、代谢旺盛的特点,可以在短时间内生产大量的细胞产物。
8.D　解析根据题干信息可知,该技术为植物组织培养技术。在植物体细胞杂交技术中用到了纤维素酶和果胶酶,而题中所述技术中不涉及,D项错误。
9.B　解析疣粒野生稻和栽培稻之间存在生殖隔离,自然条件下不能进行基因交流,故需要植物体细胞杂交技术获得杂种植株,A项正确。两种水稻细胞的染色体数目相同,故不能通过观察染色体数目筛选出杂种细胞,需要观察染色体形态,B项错误。在植物组织培养时,通过调节生长素和细胞分裂素的比值能影响愈伤组织分化出根或芽。生长素与细胞分裂素的比值高时,有利于根的分化、抑制芽的形成;比值低时,有利于芽的分化、抑制根的形成;比值适中时,促进愈伤组织的生长,C项正确。经组织培养获得的杂种幼苗,一般需要经过由无菌到有菌的炼苗过程才能用于生产实践,D项正确。
10.答案(1)结构和功能　基因的选择性表达　保持优良品种的遗传特性　(2)具有分生能力、高度液泡化的薄壁细胞
诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同　(3)将本地桉树的细胞与红豆杉的细胞融合,经植物组织培养获得杂种植株　杂种植株通常含有同源染色体,减数分裂过程中联会正常,能够产生正常的生殖细胞
解析(1)①为脱分化过程,目的是让已经分化的细胞失去其特有的结构和功能,转变成未分化的细胞;②为再分化过程,③为分化过程,二者的实质是基因的选择性表达;快速繁殖技术的优点:既可以保持优良品种的遗传特性,还可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖。(2)愈伤组织是具有分生能力、高度液泡化的薄壁细胞;植物组织培养过程需要激素的作用,而诱导离体植物组织进行脱分化形成愈伤组织和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同,所以从脱分化到再分化需要更换新的培养基。(3)红豆杉生长慢,而本地桉树生长速度快,故可通过植物体细胞杂交技术令两者的优点结合,通过植物细胞工程可以将本地桉树的细胞与红豆杉的细胞融合,经植物组织培养获得杂种植株,该杂种植株可能具备生长快速且能产生紫杉醇的特性;因杂种植株通常含有同源染色体,减数分裂过程中联会正常,能够产生正常的生殖细胞,故通过该技术得到的杂种植株通常是可育的。
11.B　解析组织培养与花药离体培养的原理相同,都是植物细胞的全能性,A项正确;组织培养时需将离体组织细胞放入加有一定比例的生长素和细胞分裂素的固体培养基中,B项错误;离体组织细胞经过脱分化才能形成愈伤组织,C项正确;培养过程中细胞易受培养条件和外界压力的影响而产生突变,D项正确。
12.ABCD　解析花粉植株培育的原理是花粉粒细胞具有全能性,其技术是植物组织培养,A项正确;由愈伤组织到丛芽的过程是再分化,其根本原因是基因选择性表达,B项正确;图中四种培养基的差异主要表现在植物激素的种类和比例上,C项正确;观察处于分裂中期的四季柑橘花粉植株根尖细胞,其染色体数目为9条,D项正确。
13.BCD　解析植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少,甚至无病毒,切取一定大小的茎尖进行植物组织培养,再生的植株就有可能不带病毒,从而获得脱毒苗,因此培育脱毒苗所依据的原理是植物细胞的全能性,没有基因突变,A项错误;培育脱毒苗的技术是植物组织培养,其涉及脱分化和再分化两个阶段,B项正确;由题图可知,在茎尖外植体大小为0.27mm时,幼苗的脱毒率和成苗率均处于较高水平,因此培养脱毒苗时茎尖的适宜大小为0.27mm,D项正确。
14.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、单育1号烟草
解析(1)离体的茎段经过脱分化过程可形成愈伤组织,此时愈伤组织细胞分化程度比较低,具有全能性。(2)图中对愈伤组织进行了两次处理,处理1是用γ射线照射诱发愈伤组织细胞发生基因突变。用γ射线处理愈伤组织是因为愈伤组织细胞分裂能力强,易受到培养条件和外界因素的影响而发生基因突变。处理2是抗盐接种实验,即在培养基中加入NaCl(或盐),适应一定浓度的盐的愈伤组织才可以生长,不适应的愈伤组织死亡。(3)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。单育1号烟草的培育过程中采用了花药(或花粉)离体培养技术,需要用到植物组织培养技术。