2019-2020学年人教版生物选修三同步导练课时作业6　植物细胞工程的实际应用 12页

课时作业 6 植物细胞工程的实际应用 一、选择题 1．下列属于植物细胞工程实际应用的是( ) ①制造人工种子 ②微型繁殖 ③培育抗病毒烟草 ④培育单倍体 ⑤生产脱毒植株 A．①②③④ B．①③④⑤ C．①②④⑤ D．②③④⑤ 解析：植物细胞工程应用范围较广，除①②④⑤外还包括利用植 物体细胞杂交生产杂种植物，利用植物细胞培养生产香料、药物等。 ③中培育抗病毒烟草属于基因工程的操作。 答案：C 2．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 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 生物的个体发育部分；扦插的葡萄枝长成新个体属于无性繁殖中的营 养生殖。 答案：A 3．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 4．某株名贵花卉用种子繁殖时会发生性状分离，为了防止性状分 离并快速繁殖，可利用该植物体的一部分器官或组织进行离体培养， 但不能采用该植株的( ) A．茎尖 B．芽 C．叶片 D．花粉粒 解析：花粉粒细胞离体培养得到的植株是单倍体，改变了原有植 株遗传物质。 答案：D 5．在下列选项中，需要采用植物组织培养技术的是( ) ①利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，获得多倍体植株 ②获取大量的脱毒苗 ③利用基因工程培育抗棉铃虫的植株 ④单倍体育种 ⑤无子西瓜的快速大量繁殖 A．①②③ B．③④⑤ C．①②④⑤ D．②③④⑤ 解析：培育多倍体利用的原理是秋水仙素抑制纺锤体的形成，导 致染色体数目加倍，不需要采用植物组织培养；获取大量脱毒苗，快 速大量繁殖无子西瓜必须采用植物组织培养；基因工程育种以及单倍 体育种过程中，受体细胞及花药离体培养均采用植物组织培养。 答案：D 6．用甘薯的茎尖分生组织离体培养，可快速繁殖脱毒的种苗。下 列说法不正确的是( ) A．该过程依据的主要原理是植物细胞的全能性 B．形成脱毒的种苗只经过细胞分裂，没有细胞分化的发生 C．显微镜下观察处于细胞周期中的细胞，在多数细胞中看不到 染色体 D．甘薯的茎尖细胞中含有甘薯的全套遗传物质 解析：甘薯的茎尖分生组织离体培养之所以能够快速繁殖脱毒种 苗，是因为甘薯的茎尖细胞中含有甘薯的全套遗传物质；快速繁殖脱 毒种苗所依据的原理是植物细胞的全能性；由于细胞分裂周期中间期 时间远长于分裂期，因此绝大多数细胞处于间期，少数处于分裂期， 自然多数细胞中看不到染色体；形成脱毒的种苗需要经过细胞的分裂 与分化。 答案：B 7．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 8．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。目前可迅速大量获取人参皂甙粉的技术是 ( ) 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 9．在下列各育种方式中，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．秋水仙素处理二倍体幼苗，获得四倍体植株 C．通过组织培养培育人工种子 D．通过体细胞杂交培养“番茄—马铃薯”杂种植株 解析：花药离体培养实质是将花粉培育为新个体，人工种子是将 植物细胞经组织培养形成胚状体再包装成人工种子，体细胞杂交形成 的杂种细胞培育成杂种植株，都采用了组织培养技术。秋水仙素处理 二倍体幼苗获得四倍体植株，是利用染色体变异的原理。 答案：B 10．下图表示应用植物组织培养技术培育优质玉米的过程。对此 过程的相关描述错误的是( ) A．B→E 过程中细胞全能性的高低发生了改变 B．C 试管中形成的是高度液泡化的薄壁细胞 C．A 植株和 F 植株体细胞中的染色体组数相同 D．培养出的 F 植株一般不能直接应用于扩大种植 解析：从 B→E 过程中细胞的全能性经历了从低到高再降低的变 化，这与细胞的分化程度呈相反趋势；C 试管中的愈伤组织是一群高 度液泡化的薄壁细胞；F 是由 A 的花粉经组织培养获得的，因而其体 细胞中染色体数与 A 的配子中染色体数相同，染色体组数减少一半， 为单倍体植株；由于 F 为单倍体植株，具有高度不育的特点，因而一 般不能直接应用于扩大种植。 答案：C 二、综合题 11．制造人工种子的原理是在组织培养得到的“胚状体”的最外 面用一层有机膜包裹，并在薄膜以内放入一些营养物质，这层膜和这 些营养物质分别具有种皮和胚乳的功能(如下图所示)。在制造过程中 还可以加入某些农药、菌肥等。 据此材料回答下列问题。 (1)胚状体来源于离体的植物体细胞，其形成过程中要经过的生理 变化大体上是________和________。在这一过程中被培养的细胞始终 受________的调节。 (2)从保证人造种子正常生命力及生态系统物质循环上来看，其外 部薄膜应具有________特点。在人工种子萌发过程中胚状体细胞吸收 营养液中的物质用于____________________________________等。 (3)在人工种子中被包入的菌肥通常是___________________。 答案：(1)脱分化 再分化 植物激素 (2)半透性(透水、透气性)和能被微生物降解 代谢生长 (3)固氮菌 12．植物组织培养是克隆植物的一种方法。回答下列问题。 (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 ________________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)组织培养过程需要提供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现象。 (5)植物组织培养技术不仅应用于花卉和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。 解析：(1)刚长出的芽尖还没有受到病毒的侵染，因此用这些部位 的细胞作植物组织培养的材料，可以获得脱毒植株。(2)在植物组织培 养时，常用生长素和细胞分裂素来诱导外植体形成愈伤组织，生根、 发芽，从而形成新的植物体。(3)一般利用外植体脱分化形成的愈伤组 织获得细胞产物，愈伤组织有很强的分裂能力，通过培养愈伤组织细 胞可获得大量细胞产物。(4)愈伤组织细胞分裂时易受环境条件影响而 发生染色体结构或数目的变异，故需要在适宜的条件下进行组织培养。 (5)植物体细胞杂交、植物基因工程、单倍体育种等育种过程均需要用 到植物组织培养技术。 答案：(1)这些部位还未受到病毒等病原体的侵害 (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 13．(2019 年高考·课标全国卷Ⅲ)培养胡萝卜根组织可获得试管 苗，获得试管苗的过程如图所示。 切取洁净的 胡萝卜根段 → 对根段进 行消毒 → 切取 1 cm3 左右带 有形成层的组织块 → 接种组 织块 → ① ② ③ ④ 诱导组织块形 成愈伤组织 → 诱导愈伤组织 形成试管苗 ⑤ ⑥ 回答下列问题。 (1)利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物 细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有________。 (2) 步 骤 ③ 切 取 的 组 织 块 中 要 带 有 形 成 层 ， 原 因 是 ________________________________。 (3) 从 步 骤 ⑤ 到 步 骤 ⑥ 需 要 更 换 新 的 培 养 基 ， 其 原 因 是 ____________________________________。 在新的培养基上愈伤组织通过细胞的________过程，最终可形成 试管苗。 (4)步骤⑥要进行照光培养，其作用是________。 (5)经组织培养得到的植株，一般可保持原品种的________，这种 繁殖方式属于________繁殖。 解析：(1)分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物 细胞具有全能性。(2)在本实验中，切取胡萝卜块时要切取含有形成层 的部分，原因是形成层容易诱导形成愈伤组织。(3)决定植物细胞脱分 化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，步骤⑤(诱导愈伤组 织形成)和步骤⑥(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，故步骤⑤到步骤⑥需更换培养基。愈伤组织通过 细胞的再分化过程形成试管苗。(4)步骤⑥需要光照培养，其作用是诱 导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用。(5)组织培养没有经过 两性生殖细胞的结合，因此属于无性繁殖，组织培养得到的植株保持 了原品种的遗传特性。 答案：(1)全能性(或答：形成完整植株所需的全部基因) (2)形成层容易诱导形成愈伤组织 (3)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 分化(或答：再分化) (4)诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用 (5)遗传特性 无性 14．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)为了培养该新型药用植物，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。 这种培养技术称为____________________。 (2)上述杂种植株属于多倍体，多倍体是指___________________ ________________________________________________________ _______________________________________________________。 假设甲和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：(1)该新型药用植物是通过植物体细胞杂交技术获得的，要 获得有活力的原生质体才能进行体细胞杂交。细胞壁的成分为纤维素 和果胶，因此首先用纤维素酶和果胶酶去掉植物的细胞壁，然后用 PEG 化学诱导剂(物理方法：离心、振动等)诱导二者的原生质体融合。 然后采用植物组织培养技术获得杂种植株，植物组织培养的主要过程 是：先脱分化形成愈伤组织，然后再分化形成植物体，利用了植物细 胞的全能性。(2)如果植物甲、乙是两个物种，二者不能通过有性杂交 产生可育后代，原因是甲、乙有性杂交所产生的后代没有同源染色体， 在减数分裂过程中同源染色体联会异常，也就是存在着生殖隔离。但 植物甲、乙通过植物体细胞杂交技术产生的后代却是可育的，因为在 减数分裂过程中同源染色体能完成正常的联会，产生正常的配子。由 于甲、乙都是二倍体，因此，植物体细胞杂交得到的后代是异源多倍 体(四倍体)。(3)人工种子生产不受气候、季节和地域等因素限制，而 且可以避免后代发生性状分离等优点，因此，植物细胞工程重要的应 用之一是制备人工种子，用到的核心技术是植物组织培养技术，将植 物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等材料用人工薄膜包 装后可得到人工种子。 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)由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的 个体 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 (3)胚状体、顶芽、不定芽、腋芽(答对一个即可)