2.1.2 植物细胞工程的应用-课后训练-(人教版2019选择性必修3)(含解析)

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名称 2.1.2 植物细胞工程的应用-课后训练-(人教版2019选择性必修3)(含解析)
格式 docx
文件大小 425.2KB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2025-03-06 16:17:45

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文档简介

2.1.2 植物细胞工程的应用
[基础达标]
题组一 植物繁殖的新途径
1.通过植物组织培养技术繁育农作物,其优点不包括(  )
A.加快繁育速度
B.保持亲本优良性状
C.培育出无病毒植株
D.改变植物的基因型
2.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
3.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,为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无毒幼苗的最佳方法是(  )
A.选择优良品种进行杂交
B.选择远缘植物体细胞杂交
C.利用芽体进行组织培养
D.人工诱导基因突变
题组二 作物新品种的培育
4.(2024·云南普洱期末)育种工作者运用相关工程技术,快速培育出抗除草剂的水稻(2N=24),育种流程如下图所示。下列叙述错误的是(  )
A.过程①代表花药离体培养,原理是植物细胞具有全能性
B.过程②目的是使单倍体幼苗定向突变产生抗除草剂基因
C.过程③需要用除草剂处理,进而筛选出抗除草剂的叶片
D.过程⑤可以用秋水仙素或低温处理使其染色体数目加倍
5.(2024·四川乐山三模)装满“米袋子”、充实“菜篮子”,把14亿多中国人的饭碗牢牢端在自己手中。生物育种对推动农业可持续发展具有重要的意义。下列有关变异与育种的叙述,正确的是(  )
A.杂交育种是通过基因的结构、位置或数量的改变培育新品种
B.单倍体育种时,常用秋水仙素处理单倍体萌发的种子或幼苗
C.杂交水稻的诞生离不开基因重组
D.太空育种主要是通过宇宙辐射诱导染色体变异,选育新品种
6.(2024·山东泰安二模)通过植物细胞工程对光果甘草进行培养以获得药物甘草西定,过程如图所示。下列相关叙述正确的是(  )
A.过程③通常先在生长素与细胞分裂素比例高的培养基中培养
B.过程④常用射线或化学物质处理即可获得大量所需的突变体植株丙
C.过程⑥中甘草西定可通过植物细胞培养获得,应将愈伤组织细胞悬浮培养
D.所得三种植株中乙和丙的遗传信息与甲相同,植株丁和甲是同一物种
题组三 细胞产物的工厂化生产
7.下列有关植物细胞工程的应用的叙述,错误的是(  )
A.利用植物细胞培养获得的细胞产物都是植物基本的生命活动所必需的物质
B.利用茎尖进行作物脱毒的原因是茎尖的病毒极少,甚至无病毒
C.利用射线、化学物质等诱变因素处理愈伤组织并进一步培养,可获得突变体
D.快速繁殖技术不仅能实现种苗的大量繁殖,还能保持优良品种的遗传特性
8.科学家从红豆杉树皮中分离出具有高抗癌活性的紫杉醇,为避免红豆杉遭受掠夺式砍伐,同时获得紫杉醇,某科研小组设计了如图所示的实验流程,并发现另有植物甲产生的物质X可提高紫杉醇抗癌效果。下列有关叙述错误的是(  )
A.诱导生根、生芽时,培养基中生长素和细胞分裂素的比值相同
B.利用植物组织培养技术快速繁殖红豆杉植株可以保持其优良的遗传特性
C.紫杉醇的工厂化生产主要是利用植物细胞培养技术使细胞增殖以获得更多的紫杉醇
D.欲获得既产生紫杉醇又产生物质X的植株,可用植物体细胞杂交技术获得杂种植株
[能力提升]
9.(2024·河北衡水模拟预测)马铃薯在广东种植广泛,主要通过无性繁殖的方式繁殖,它们感染的病毒很容易传给后代,且逐年积累,导致产量降低、品质变差。利用植物组织培养技术可以获得脱毒幼苗,流程如图所示。下列相关叙述正确的是(  )
马铃薯外植体B芽根―→脱毒苗
A.马铃薯脱毒时通常选用茎尖作为外植体,是因为茎尖处的细胞分裂能力强,分化程度低,成功率高
B.过程①代表脱分化,过程②③代表再分化,过程②③所用的培养基成分及配比相同,但与过程①的培养基成分及配比不同
C.图中B代表愈伤组织,可以利用质壁分离与复原的实验来鉴定其细胞的死活
D.利用上述过程还可以实现优质马铃薯苗的快速繁殖,并保留优良品种的遗传特性
10.(2024·山东泰安模拟预测)红豆杉能产生抗癌药物紫杉醇。为了培育产生紫杉醇的柴胡,科研人员将红豆杉(2n=24)与柴胡(2n=12)进行了不对称体细胞杂交。用一定剂量的紫外线照射红豆杉原生质体,破坏部分染色体,与未经紫外线照射的柴胡原生质体用化学诱导剂诱导融合,得到融合细胞。诱导融合后,科研人员只统计了7组染色体数目不大于24条的细胞,如表所示。红豆杉和柴胡的亲缘关系较远,两种植物细胞的染色体间排斥较为明显。下列叙述错误的是(  )
材料 融合细胞组号
1 2 3 4 5 6 7
染色体数/条 9~11 12 12~14 12~16 13 14 24
A.将红豆杉愈伤组织和柴胡愈伤组织用纤维素酶和果胶酶分别处理,各自获得有活力的原生质体
B.筛选的目标细胞不包括染色体数目大于24条的细胞,因为柴胡细胞染色体数为12条,并且红豆杉细胞一个染色体组的染色体数为12条
C.判断组号为3、4、5、6、7的细胞为杂交细胞,并进一步采用PCR方法鉴定这几组细胞
D.应在能够高效合成紫杉醇的杂种细胞中选择红豆杉的核基因含量较低的杂种细胞进行培养
11.(2024·安徽)植物细胞悬浮培养技术在生产中已得到应用。某兴趣小组尝试利用该技术培养胡萝卜细胞并获取番茄红素,设计了以下实验流程和培养装置(如图),请同学们进行评议。下列评议不合理的是(  )
实验流程
细胞培养装置
A.实验流程中应该用果胶酶等处理愈伤组织,制备悬浮细胞
B.装置中的充气管应置于液面上方,该管可同时作为排气管
C.装置充气口需要增设无菌滤器,用于防止杂菌污染培养液
D.细胞培养需要适宜的温度,装置需增设温度监测和控制设备
12.两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出。若其中一个细胞的染色体在融合前由于某种原因断裂,形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出,未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中。依据该原理,将普通小麦与耐盐性强的中间偃麦草进行细胞杂交获得了耐盐小麦新品种,过程如下图所示。
(1)过程①需要用__________________去除细胞壁,有人说该过程体现了酶的专一性,请为他的说法提供依据:______________________________________。
(2)过程②紫外线的作用是_____________________________________;过程③采用的化学法有___________________________(答出2种方法即可)。
(3)过程④利用的原理是______________________________________________,过程④培养得到的试管苗要先洗去培养基,移植到消毒过的珍珠岩或蛭石等环境中,其目的是______________________________________。
13.如图为植株繁殖的四种人工方式示意图,请据图回答下列问题。
(1)图中单倍体植株通常的获取方式是________________。若图中单倍体细胞含2个染色体组,A有4个染色体组,则③过程所用化学试剂的作用是________________________。
(2)若想在C过程中获得突变体,进而培育成新品种植株,应用物理诱变或化学诱变的方法处理____________。
(3)若D为胡萝卜-羊角芹,②过程常用的化学诱导法有________融合法、高Ca2+-高pH融合法 ,融合依据的原理是___________________________________________。
在融合细胞的培养过程中,培养基的成分通常包括琼脂、无机营养、有机营养和______________等。
参考答案
【基础达标】
1.【答案】D 【解析】通过植物组织培养技术进行快速繁殖属于无性生殖,可以保持亲本的优良性状,加速繁育速度,培育出无病毒植物,但不会改变植物的基因型,A、B、C正确,D错误。
2.【答案】A 【解析】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部分,B、D不符合题意;扦插的葡萄枝长成新个体属于无性生殖中的营养生殖,C不符合题意;植物的快速繁殖技术实质就是植物组织培养技术,兰花的茎尖组织培育成兰花幼苗利用的就是植物组织培养技术,A符合题意。
3.【答案】C 【解析】马铃薯的芽体病毒极少,因此切取一定大小的芽体进行组织培养,再生的植株就可能不带病毒,C正确。
4.【答案】B 【解析】过程①是花药离体培养,目的是获得单倍体幼苗,利用了植物细胞具有全能性的原理,A正确;过程②用γ射线照射单倍体幼苗,目的是提高幼苗的突变率,基因突变是不定向的,B错误;用③除草剂喷洒单倍体幼苗,目的是要筛选出抗除草剂的植株,该过程中除草剂起选择作用,C正确;过程⑤可以用秋水仙素处理使其染色体数目加倍,形成二倍体,从而培育出抗除草剂的水稻(2N=24),D正确。
5.【答案】C 【解析】杂交育种是通过基因重组,分离出优良性状或使各种优良性状集中在一起,A错误;单倍体育种时没有种子,因此用适宜浓度的秋水仙素处理幼苗,B错误;杂交水稻是通过杂交育种获得的,其原理是基因重组,C正确;太空育种主要是通过宇宙辐射诱导基因突变,选育新品种,D错误。
6.【答案】C 【解析】生长素/细胞分裂素的值高时,利于生根,该值低时利于生芽,过程③是再分化,需先生芽,再生根,所以需要先在生长素与细胞分裂素比例低的培养基中培养,A错误。过程④为诱变育种,常用射线或化学物质处理的是愈伤组织,经筛选,并进一步培养才能获得大量所需的突变体植株丙,B错误。过程⑥中甘草西定可通过植物细胞培养获得,应将愈伤组织细胞悬浮培养,即植物组织培养,C正确。所得三种植株中乙和丙的遗传信息不一定与甲相同,因为植株丙是诱变育种得到的,遗传信息可能会发生改变;植株丁经过了植物体细胞杂交,染色体数目发生了改变,和甲不一致,所以不是同一物种,D错误。
7.【答案】A 【解析】利用植物细胞培养获得的细胞产物大部分是次级代谢物,不是植物基本的生命活动所必需的物质,A错误;茎尖分生组织代谢旺盛,不含病毒或极少含病毒,因此利用茎尖分生组织进行组织培养,可获得脱毒苗,B正确;愈伤组织细胞分裂旺盛,DNA复制过程中易受到射线、化学物质等诱变而发生基因突变,因此利用射线、化学物质等诱变因素处理愈伤组织并进一步培养,可获得突变体,C正确;快速繁殖属于无性生殖,不仅能实现种苗的大量繁殖,还能保持优良品种的遗传特性,D正确。
8.【答案】A 【解析】培养基中生长素和细胞分裂素的比值大于1时有利于根的形成,比值小于1时,则促进芽的形成,A错误;利用植物组织培养技术快速繁殖红豆杉植株属于无性生殖,因此可保持其优良的遗传特性,B正确;图中获得紫杉醇的过程只要培养到愈伤组织,不需要形成完整植株,利用了细胞增殖的原理,即紫杉醇的工厂化生产主要是利用植物细胞培养技术使细胞增殖以获得更多的紫杉醇,C正确;植物甲和红豆杉是不同的物种,自然状态下存在生殖隔离,欲获得既能产生紫杉醇又能产生物质X的植株,可利用植物体细胞杂交技术获得“红豆杉—植物甲”杂种植株,D正确。
【能力提升】
9.【答案】D 【解析】马铃薯脱毒时通常选用茎尖作为外植体,是因为茎尖处分生区的细胞病毒极少甚至没有病毒,可以通过植物组织培养技术获得无毒的植株,A错误;过程①代表脱分化,过程②③代表再分化,过程①②③所用的培养基成分及配比不都相同,主要是植物激素的含量比例不同,B错误;图中B代表愈伤组织,愈伤组织没有中央大液泡,所以不能利用质壁分离与复原的实验来鉴定其细胞的死活,C错误;植物组织培养可以实现优质马铃薯苗的快速繁殖,并保留优良品种的遗传特性,D正确。
10.【答案】C 【解析】将红豆杉愈伤组织和柴胡愈伤组织用纤维素酶和果胶酶分别处理,去掉细胞壁,可以获得有活力的原生质体,A正确;因为柴胡细胞染色体数为12条,并且红豆杉细胞一个染色体组的染色体数为12条,目标是筛选得到具有紫杉醇合成基因的柴胡,所以此杂种细胞理论应该包含全部柴胡染色体和一套红豆杉染色体(含有一个紫杉醇合成基因)即可,因此科研人员筛选的目标细胞不包括染色体数目大于24条的细胞,B正确;柴胡细胞染色体数为12条,多余的染色体是其他细胞融合参与进去的,可判断组号为3、4、5、6的细胞为杂交细胞,C错误;红豆杉和柴胡的有远缘杂交不亲和障碍,两种植物细胞的染色体间排斥较为明显,应在能够高效合成紫杉醇的杂交细胞中选择红豆杉的核基因含量较低的杂交细胞进行培养,D正确。
11.【答案】B 【解析】植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,欲利用愈伤组织制备悬浮细胞,可用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织,A正确;装置中的充气管应置于液面下方,以利于培养液中的溶氧量的增加,该管不能同时作为排气管,B错误;为了防止杂菌污染培养液,装置充气口需要增设无菌滤器,C正确; 细胞培养时需要保证适宜的温度,因此装置需增设温度监测和控制设备,D正确。
12.【答案】(1)纤维素酶和果胶酶 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶
(2)诱发中间偃麦草的染色体断裂,从而出现变异类型 聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+-高pH融合法
(3)植物细胞的全能性 待幼苗长壮后再移植到土壤中,保证移植的成活率
【解析】(1)细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,因此,依据酶的专一性推测,过程①需要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,即该过程之所以能体现酶的专一性是因为植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。(2)过程②紫外线的作用是诱导中间偃麦草的染色体断裂,从而可能实现偃麦草的耐盐相关基因整合到小麦染色体上,从而获得高耐盐的小麦;过程③为促进原生质体融合的方法,通常可采用物理或化学的方法进行诱导,其中采用的化学法有聚乙二醇(PEG)融合法和高Ca2+-高pH融合法。(3)过程④为利用植物组织培养技术获得杂种植株的过程,该过程利用的原理是植物细胞的全能性,过程④培养得到的试管苗要先洗去培养基,移植到消毒过的珍珠岩或蛭石等环境中,待幼苗长壮后再移植到土壤中,这样可以起到壮苗的目的,同时也能保证试管苗的成活。
13.【答案】(1)花药离体培养 抑制纺锤体的形成,使染色体数目加倍 (2)愈伤组织 (3)聚乙二醇(PEG) 细胞膜具有一定的流动性 植物激素
【解析】(1)图中培育获得A的过程表示单倍体育种,获取单倍体植株常用花药离体培养的方法;常用秋水仙素处理单倍体幼苗,使其染色体加倍。秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成,使染色体数目加倍。(2)若要在植物组织培养过程中获得突变体,一般用物理诱变或化学诱变的方法处理愈伤组织,再由愈伤组织经再分化形成突变植株。(3)诱导细胞融合的化学方法有聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+-高pH融合法,融合的原理是细胞膜具有一定的流动性,在融合细胞的培养过程中,培养基的成分通常包括琼脂、无机营养、有机营养和植物激素等。