2020-2021学年高中生物人教版选修3习题：2-1-2　植物细胞工程的实际应用 5页

2.1.2 植物细胞工程的实际应用 课后篇巩固提升 基础知识巩固 1.下列不属于植物细胞工程的应用的是( ) A.培育人工种子 B.获得脱毒草莓 C.微型繁殖杨树 D.水稻杂交育种 解析因为在水稻杂交育种的过程中,不存在植物组织培养过程,也不涉及植物体细胞杂交,故杂 交育种不属于植物细胞工程的应用。 答案 D 2.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 答案 D 3.下列育种措施,可以提高植物突变体出现概率的是( ) A.采用嫁接方法培育苹果新品种 B.将鱼的抗冻蛋白基因导入烟草受精卵中,培育抗冻烟草 C.用紫外线对组织培养中的愈伤组织进行照射 D.用秋水仙素对棉花植株进行处理 解析愈伤组织具有旺盛的分裂能力,容易受到培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影 响而产生突变,因此用紫外线对组织培养中的愈伤组织进行照射,可以增加植物突变体出现的 概率,C 项正确。 答案 C 4.下图为植物组织培养过程的流程图解。下列相关叙述不正确的是( ) A.脱分化发生在 b 步骤,形成愈伤组织 B.再分化发生在 d 步骤 C.a~e 属于无性生殖过程 D.人工种子可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题 解析从图中分析可知,b 代表的是脱分化,A 项正确。c 表示再分化,即由愈伤组织形成胚状体,B 项错误。a~e 是由植物叶片通过组织培养获得人工种子并得到后代植株的过程,属于无性生殖过 程,C 项正确。人工种子是一种人工制造的代替天然种子的颗粒体,可以直接播种于田间,可解决 有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题,D 项正确。 答案 B 5.人工种子的核心部分胚状体可以由悬浮培养的芽尖细胞得到,也可以通过试管培养的花粉或 胚囊获得,由此人们把胚状体分为“体细胞胚”和“花粉胚”。请据此判断下列说法不正确的是 ( ) A.人工种子的胚状体已经分化出胚芽、胚轴和胚根 B.培育胚状体利用了植物组织培养技术 C.同一种植物“体细胞胚”和“花粉胚”的染色体组的数目比为 1∶1 D.该项技术的成功应用体现了细胞的全能性 解析人工种子的培育利用了植物组织培养技术,是在胚状体、不定芽等材料的外部包上人工种 皮得到的,其原理是细胞的全能性。“体细胞胚”是由植物的体细胞经过脱分化和再分化形成 的,“花粉胚”是由花粉经过脱分化和再分化形成的,因此同一种植物“体细胞胚”和“花粉胚”的染 色体组的数目比为 2∶1,所以 C 项是错误的。 答案 C 6.下图表示基因型为 AaBb 的水稻单倍体育种过程,下列说法不正确的是( ) A.图示花粉发育成的二倍体水稻的基因型为 aaBB B.单倍体育种比杂交育种时间短 C.AaBb 水稻经单倍体育种可育出两种二倍体水稻 D.未经秋水仙素处理的试管苗长成的植株高度不育 解析由基因型为 aB 的花粉发育成的单倍体水稻幼苗的基因型为 aB,秋水仙素处理单倍体幼苗 后得到的二倍体水稻的基因型为 aaBB,A 项正确;单倍体育种相较于杂交育种来说,明显缩短了 育种年限,B 项正确;AaBb 植株的花粉的基因型有 AB、Ab、aB、ab 四种,花粉离体培养形成单 倍体幼苗,用秋水仙素处理后形成的二倍体水稻有四种基因型,C 项错误;基因型为 aB 的花粉离 体培养形成单倍体幼苗,单倍体高度不育,故未经秋水仙素处理的试管苗长成的植株高度不育,D 项正确。 答案 C 7.某二倍体植物是杂合子,下图为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生完整植株的 过程。据图回答下列问题。 (1)图中①表示的是该花粉培养过程中的 过程,②表示的是 过程。X 代表的是 ,③表示的是 过程,④表示的是诱导 过程。 (2)图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条,具体通过哪一条途径主要取决于培养基成分中 的种类及其浓度配比,最后获得的来源于未成熟花粉的完整植株都称为 植株(甲)。 未成熟花粉经培养能形成完整植株,说明未成熟花粉具有 。 (3)对植株甲进行 处理,才能使其结实产生后代(乙),否则植株甲只有通过 的方式才能产生后代(丙)。乙、丙两种植株中,能产生可育花粉的是 植 株,该植株群体中每一植株产生可育花粉的基因组成种类数为 种,该群体植株产生可育 花粉的基因组成种类数为 种。花药培养在育种上的特殊意义是 , 从而开辟育种新途径。 答案(1)脱分化 再分化 胚状体 分化(或发育) 生根 (2)激素 单倍体 全能性 (3)染色体加倍(或秋水仙素) 无性繁殖 乙(或经过染色体 加倍的) 一 多 缩短育种年限 能力素养提升 8.下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 ( ) γ射线 白三叶草 组织细胞 愈伤 组织 胚状体 白三叶 草幼苗 抗除草剂 白三叶草 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①②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 解析γ射线照射愈伤组织,能诱发基因突变;白三叶草组织细胞培养形成白三叶草植株的原理是 植物细胞的全能性,A 项正确。图中过程①为脱分化,过程②为再分化,B 项正确。白三叶草愈伤 组织再分化形成胚状体,由于细胞分化,基因选择性表达,故 RNA 种类不同,C 项错误。由于基因 突变具有多害少利性和不定向性,需要通过检测与筛选培育作物新品种,所以过程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,D 项正确。 答案 C 9.下图表示利用高秆抗锈病玉米(基因型为 AaBb,两对基因独立遗传)的花粉细胞生产人工种子 的过程。下列叙述不正确的是( ) A.通过①过程两两融合得到的细胞的基因型有 9 种 B.②③过程培养基中植物激素的比例不同 C.④过程需用秋水仙素处理才能获得可育的人工种子 D.人工种子中加入植物生长调节剂可促进胚状体的发育 解析高秆抗锈病玉米的基因型为 AaBb,能产生四种配子,即 AB、Ab、aB、ab,通过①过程两两 融合得到的细胞的基因型有 9 种,A 项正确;生长素与细胞分裂素比值大时,促进根分化,抑制芽 形成;比值小时,则相反;比值适中时,促进愈伤组织的生长,故②脱分化和③再分化过程植物激素 的比例不同,B 项正确;花粉细胞杂交形成的植株可育,不需要用秋水仙素处理,C 项错误;人工种 子中加入植物生长调节剂可促进胚状体的发育,D 项正确。 答案 C 10.马铃薯是一种种植广泛的农作物,病毒侵染后导致产量大幅下降,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 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,实验结果如下图所示。 该结果表明,茎尖越小, ,据图分析马铃薯脱毒培养中 茎尖的适宜大小为 。 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。(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。 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 11.铁皮石斛是我国的名贵中药,生物碱是其有效成分之一。应用组织培养技术培养铁皮石斛拟 原球茎(简称 PLBs,类似愈伤组织)生产生物碱的实验流程如图 1。 图 1 在固体培养基上,PLBs 的质量、生物碱含量随增殖培养时间的变化如图 2 所示,请回答下列问 题。 图 2 (1)选用新生营养芽为外植体的原因是 ,诱导外植体形 成 PLBs 的过程称为 。 (2)与黑暗条件下相比,PLBs 在光照条件下生长的优势体现 在 , , 。 (3)脱落酸(ABA)能提高生物碱含量,但会抑制 PLBs 的生长。若采用液体培养,推测添加适量的 ABA 可提高生物碱产量。同学们拟开展探究实验验证该推测,在设计实验方案时探讨了以下问 题。 ①ABA 的浓度梯度设置和添加方式:设 4 个 ABA 处理组,1 个空白对照组,3 次重复。因 ABA 受 热易分解,故一定浓度的无菌 ABA 母液应在各组液体培养基 后按比例加入。 ②实验进程和取样:实验 50 天完成,每 10 天取样,将样品(PLBs)称重(g)后再测定生物碱含量。如 初始(第 0 天)数据已知,实验过程中还需测定的样品数为 。 ③依所测定数据确定适宜的 ABA 浓度和培养时间:当某 3 个样品(重复样)的 时,其对应的 ABA 浓度为适宜浓度,对应的培养时间是适宜培养时间。 解析(1)选用新生营养芽为外植体是因为其细胞分化程度低,容易诱导形成 PLBs,且几乎不携带 病毒。诱导外植体形成类似愈伤组织的 PLBs 的过程称为脱分化。(2)分析曲线图可知,在光照 条件下 PLBs 生长起始较快,快速生长时间较长,PLBs 产量较高。(3)①ABA 受热易分解,故一定 浓度的无菌 ABA 母液应在各组液体培养基灭菌、冷却后按比例加入。②据题意可知,该实验共 设置 4 个实验组和 1 个对照组,共 5 组;实验 50 天完成,每 10 天取样,初始数据已知,只需测 5 次, 故 5 组样品重复 3 次,共需测定的样品数为 25×3=75。③确定适宜的 ABA 浓度和适宜的培养时 间的标准:样品中生物碱的总量最多。生物碱的总量应等于每瓶 PLBs 的质量(g)和生物碱含量 (g·kg-1,即每千克 PLBs 中含有生物碱的量)的乘积,故当某 3 个样品(重复样)的 PLBs 质量和生物 碱含量乘积的平均值最大时,对应的 ABA 浓度和培养时间是适宜的。 答案(1)细胞分化程度低,容易诱导形成 PLBs,且含病毒少 细胞的脱分化 (2)生长起始较快(或开始生长的时间早) 快速生长时间较长 PLBs 产量较髙 (3)①灭菌、冷却 ②75 ③PLBs 质量和生物碱含量乘积的平均值最大