高中人教版 (2019)第2章 细胞工程第1节 植物细胞工程本节综合与测试练习

这是一份高中人教版 (2019)第2章 细胞工程第1节 植物细胞工程本节综合与测试练习，共15页。试卷主要包含了花药离体培养是重要的育种手段，某植物有A、B两品种，2%等内容，欢迎下载使用。
第1节综合拔高练
五年选考练
考点1　植物组织培养技术
1.(2019江苏单科,20,2分,)为探究矮牵牛原生质体的培养条件和植株再生能力,某研究小组的实验过程如下图。下列叙述正确的是(　　)

A.过程①获得的原生质体需悬浮在30%蔗糖溶液中
B.过程②需提高生长素的比例以促进芽的分化
C.过程③需用秋水仙素处理诱导细胞壁再生
D.原生质体虽无细胞壁但仍保持细胞的全能性
2.(2018江苏单科,8,2分,)花药离体培养是重要的育种手段。下图是某二倍体植物花药育种过程的示意图,下列叙述正确的是(　　)

A.为了防止微生物污染,过程①所用的花药需在70%乙醇中浸泡30 min
B.过程②的培养基中需添加较高浓度的细胞分裂素以利于根的分化
C.过程③逐步分化的植株中可筛选获得纯合的二倍体
D.过程④应将炼苗后的植株移栽到含有蔗糖和多种植物激素的基质上
3.(2020天津,15节选,)某植物有A、B两品种。科研人员在设计品种A组织培养实验时,参照品种B的最佳激素配比(见下表)进行预实验。
品种B组织
培养阶段
细胞分裂
素浓度(μmol/L)
生长素
浓度(μmol/L)
Ⅰ　诱导形成愈伤组织
m1
n1
Ⅱ　诱导形成幼芽　　
m2
n2
Ⅲ　诱导生根　　　　
m3
n3

据表回答:
(1)Ⅰ阶段时通常选择茎尖、幼叶等作为外植体,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段中发生基因选择性表达的是　　　　阶段。 
(3)为确定品种A的Ⅰ阶段的最适细胞分裂素浓度,参照品种B的激素配比(m1>2.0),以0.5 μmol/L为梯度,设计5个浓度水平的实验,细胞分裂素最高浓度应设为　　　　μmol/L。 
4.(2019课标全国Ⅲ,38节选,)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。

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　　　　　　　　　　　　　　。 
(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。 
考点2　植物体细胞杂交
5.(2020山东,13,2分,)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体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种,过程如图所示。下列说法错误的是(　　)

A.过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞
B.过程②的目的是使中间偃麦草的染色体断裂
C.过程③中常用灭活的病毒诱导原生质体融合
D.耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段
考点3　植物细胞工程的应用
6.(2019课标全国Ⅱ,38节选,)植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应用。回答下列问题。
(1)植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比,这种微型繁殖技术的特点有　　　　　　　　　　　　　　　　(答出2点即可)。 
(3)用脱毒苗进行繁殖,可以减少作物感染病毒。为了获得脱毒苗,可以选取植物的　　　　进行组织培养。 
(4)植物组织培养技术可与基因工程技术相结合获得转基因植株。将含有目的基因的细胞培养成一个完整植株的基本程序是　　　　　　　　　　　　　　　　　　(用流程图表示)。 
三年模拟练
应用实践
1.(2020黑龙江哈师大附中高二月考,)下面的简式表示植物组织培养的大致过程,据此判断不正确的是(　　)
①②③④
A.若①是来自不同植物体细胞融合的杂种细胞,则④可能出现不同植物的遗传特性
B.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
C.若①是人参细胞,对②进行扩大培养可提高细胞产物人参皂苷的产量
D.若①是具有杂种优势的农作物细胞,则用③进行繁育会发生性状分离
2.(2020江苏南京高三一模,)如图表示植物组织培养过程。有关叙述正确的是(　　)

A.②的培养基中只含有植物生长调节剂而不含其他有机物
B.③中的细胞进行脱分化并以减数分裂方式不断增殖
C.调节④培养基中植物生长调节剂的比例可影响植物细胞的发育方向
D.⑤植株根尖中分生区细胞与成熟区细胞的全能性表达程度相当
3.(2020北京西城高二期末,)花椰菜和黑芥均为十字花科植物,花椰菜易患黑腐病(致病菌为黄单胞杆菌,属细菌)。拟通过植物体细胞杂交技术(如图1),将黑芥的抗黑腐病基因引入花椰菜中。

图1
(1)在用酶解法制备原生质体时,需先用较高渗透压的溶液处理植物细胞,使细胞处于微弱的　　　　　状态,然后用　　　　　　　　　　去除细胞壁,获得原生质体。 
(2)用不同剂量紫外线处理黑芥原生质体,统计愈伤组织数和再生植株率,结果如图2。

图2
由图2可知,处理黑芥原生质体的适宜紫外线剂量为　　　　　J·cm-2,此处理下融合细胞的　　　　　能力较强,既能得到大量愈伤组织,再生植株率也最高。 
(3)杂种细胞经组织培养发育成植株,该过程所用培养基中包括水、无机盐、有机物等营养物质,此外还需加入一定浓度和比例的　　　　　,以调节细胞的发育方向。 
(4)杂种细胞分裂过程中会丢失来自黑芥的部分染色体,有时会发生染色体易位,这使杂种植株染色体组成呈现多样性。如何对杂种植株进行选择和培育,才能得到既抗黑腐病、又最大程度减少非目标性状的花椰菜植株?请写出基本思路。  。 
4.(2020四川宜宾四中高三一模,)甲、乙两名同学分别以某种植物的绿色叶片和白色花瓣为材料,利用植物组织培养技术繁殖该植物。回答下列问题:
(1)分别以该植物的绿色叶片和白色花瓣为外植体,在一定条件下进行组织培养,均能获得试管苗,其原理是　　　　　　　　　　　。 
(2)甲、乙同学在诱导愈伤组织所用的培养基中,均加入一定量的蔗糖,蔗糖水解后可得到　　　　　　。若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗,该细胞应具备的条件是　　　　　　　(填“具有完整的细胞核”“具有叶绿体”或“已转入抗性基因”)。 
(3)在植物组织培养过程中,愈伤组织的成功诱导至关重要,科学家研究了植物生长调节剂对某药用植株愈伤组织的影响,实验结果如下表:
培养基代号
2,4-D/
(mg·L-1)
6-BA/
(mg·L-1)
愈伤组织诱导率/%
L1
1.0
0
65.41
L2
2.0
0
68.76
L3
3.0
0
91.01
L4
3.0
0.2
54.48
L5
3.0
0.5
57.35
L6
3.0
1.0
51.71

注:愈伤组织诱导率(%)=产生愈伤组织的外植体数/接种外植体总数×100%
①诱导形成愈伤组织　　　　(填“需要”或“不需要”)光照的条件。 
②由表格数据可以得出的结论是  。 
(4)若该种植物是一种杂合子的名贵花卉,要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉,可用组织培养方法繁殖,在培养时一般不采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体,原因是  。 
5.()传统的人工繁殖兰花的方法是分株繁殖和用种子播种,随着科学技术的进步,人们开始采用“组织培养繁殖兰花”。
(1)兰花的叶肉细胞之所以能培养为新个体,是因为细胞中含有　　　　　　　　　　　　,具有产生完整个体或分化成其他各种细胞的潜能。利用上述方法繁殖兰花的技术称为　　　　　　　　　　,除能高效、快速地实现种苗繁殖外,还具有能够　　　　　　　　　　　　　　　　的优点。 
(2)植物组织培养常用到愈伤组织培养基、生芽培养基和生根培养基。在愈伤组织培养基上,外植体经脱分化形成愈伤组织,愈伤组织是一团具有　　　　能力的　　　　　细胞。在再分化阶段,生长素和细胞分裂素参与了细胞分化方向的调节,与生根培养基相比,一般情况下生芽培养基中　。 
(3)如果长期利用分株的方法对兰花进行繁殖,可能会导致病毒的大量积累,从而影响品质。培育脱毒兰花时,宜选用　　　　　(填“茎尖”或“叶片”)作为培养材料,不选另一个的理由是　。 
(4)有人想到利用植物体细胞杂交技术解决兰花生根速度慢、幼苗生存能力弱的好办法,但操作后得到的“韭菜—兰花”,并没有预想中的“繁殖容易,香气浓郁”,可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;培育该杂种植物的过程中,遗传物质的传递　　　　(填“遵循”或“不遵循”)孟德尔遗传规律。 
6.(2020安徽黄山高三一模,)紫杉醇是从红豆杉的树皮和树叶中提取的高效抗癌物质,细胞培养生产紫杉醇是扩大紫杉醇来源的重要途径。如图为三种红豆杉细胞培养过程中细胞数量与紫杉醇产量的数据图。


(1)以南方红豆杉为原料获得生产紫杉醇的愈伤组织需要通过细胞的　　　　,愈伤组织细胞具有较强的　　　　能力。这一技术的成功实现了组织培养技术在一个重要领域的应用,即　　　　　　　　　　。 
(2)对比分析两个曲线图可知:培养后期紫杉醇产量出现下降的原因可能是　　　　　　　　;在培养过程中,要不断通入无菌空气并进行搅拌,其目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答三点);与传统方法获得紫杉醇相比,利用植物组织培养技术生产紫杉醇,具有　　　　　　　　(答两点即可)等优点。 
迁移创新
7.(不定项)(2020山东日照高三二模改编,)为探究提高“日照蓝莓”品质和产量的新途径,某生物兴趣小组以“日照蓝莓”的主要品种——兔眼蓝莓为实验材料进行脱毒处理,其技术路线为“取材→消毒→愈伤组织培养→出芽→生根→移栽”。下列有关叙述正确的是(　　)
A.取材时可选用兔眼蓝莓的芽尖等分生组织作为外植体
B.用70%酒精和5%左右次氯酸钠对外植体消毒时,要控制好时间以避免造成伤害
C.对分化培养基灭菌前需添加生长素类、细胞分裂素类和赤霉素类等生长调节剂
D.脱毒后的兔眼蓝莓果实体积更大,产量更高,后代个体中更不易被病毒感染
8.(不定项)(2020山东威海高三一模改编,)草莓是一种营养价值较高的水果,深受人们喜爱,但由于草莓是无性繁殖,感染的病毒很容易传给后代,导致产量降低,品质变差。科研人员通过热处理结合茎尖培养法,取得了较好的脱毒效果,实验结果如表所示(S代表成活率,D代表脱毒率)。下列叙述错误的是(　　)
茎尖长度
( m)
38 ℃热处理时间(d)
10
20
30
40
0.3~0.5
S:36.7%;
D:81.8%
S:40.0%;
D:83.3%
S:30.0%;
D:100%
S:16.7%;
D:100%
0.5~0.8
S:60.0%;
D:66.7%
S:60.0%;
D:72.2%
S:50.0%:
D:93.3%
S:40.0%;
D:100%
0.8~1.0
S:93.3%;
D:57.1%
S:85.7%;
D:69.2%
S:60.0%;
D:94.4%
S:46.7%;
D:92.8%

A.茎尖培养法运用了植物组织培养技术
B.一般来说,茎尖越小,脱毒率越高
C.热处理时间越长,成活率越高
D.适当提高热处理温度,脱毒效果会更好
















第1节综合拔高练
五年选考练
1.D
2.C
5.C






1.D　原生质体在30%蔗糖溶液中会失水皱缩,A错误;②诱导芽分化时,需要提高细胞分裂素的比例,B错误;③可以表示诱导根的分化形成幼苗,而秋水仙素的作用是抑制纺锤体的形成,诱导染色体数目加倍,C错误;原生质体含有该物种的一整套遗传物质,故具有全能性,D正确。
2.C　植物组织培养过程应该在无菌的条件下进行,因此过程①所用的花药用酒精消毒30 s,然后立即用无菌水清洗2~3次,再用次氯酸钠溶液处理30 min,再立即用无菌水清洗2~3次,A错误;过程②的培养基中需添加比例适中的细胞分裂素和生长素,以利于形成愈伤组织,B错误;过程③得到的植株是经过花药离体培养和人工诱导染色体加倍处理的,因此可筛选获得纯合的二倍体,C正确;过程④获得的植株可以进行光合作用,因此培养基中不需要加入蔗糖,D错误。
3.答案　(1)细胞分化程度低,容易诱导产生愈伤组织　(2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ　(3)m1+1.0
解析　(1)在诱导愈伤组织形成时,通常采用茎尖、幼叶等作为外植体,因为这些部位的细胞分裂能力强、分化程度低,全能性容易表达,容易诱导其脱分化产生愈伤组织。(2)Ⅰ阶段愈伤组织形成是离体的植物细胞脱分化的结果,脱分化过程中细胞的结构和功能发生明显改变,Ⅱ、Ⅲ阶段形成幼芽、根的过程存在细胞的分化,再分化和脱分化都存在基因的选择性表达,故Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段都存在基因的选择性表达。(3)根据题意,表中数据为品种B的最佳激素配比,若要确定品种A的Ⅰ阶段最佳细胞分裂素浓度,以0.5 μmol/L为梯度,可参考m1为中间值,故实验中细胞分裂素最高浓度可设为m1+1.0 μmol/L。
4.答案　(1)全能性(或答:形成完整植株所需的全部基因)　(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
解析　(1)植物细胞具有全能性,故用分化的植物细胞可以培养成完整的植株。(3)培养愈伤组织到试管苗的过程中,需要的生长素和细胞分裂素的比例不同,所以从步骤⑤到⑥需要更换新的培养基。在新的培养基上愈伤组织通过细胞的再分化过程,最终可形成试管苗。(4)光照在愈伤组织分化形成试管苗的过程中具有重要作用,其可诱导叶绿素的形成,使试管苗能够进行光合作用。(5)植物组织培养技术不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖,还可以保持优良品种的遗传特性,因此用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,被人们形象地称为植物的快速繁殖技术,也叫微型繁殖技术。植物组织培养技术没有生殖细胞的参与,属于无性繁殖。
5.C　过程①需用纤维素酶和果胶酶处理去除细胞壁,获得原生质体,A正确;根据题干信息可知,过程②是通过紫外线照射使中间偃麦草的染色体断裂,B正确;人工诱导原生质体融合的方法有物理法(电融合法、离心法等)和化学法(PEG融合法、高Ca2+—高pH融合法),灭活病毒不能诱导原生质体融合(在第2章第2节涉及诱导动物细胞融合特有的方法是灭活病毒诱导法),C错误;由题意知,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,普通小麦的染色体上整合了耐盐性强的中间偃麦草的染色体片段,获得了耐盐小麦新品种,D正确。
6.答案　(1)能保持植物原有的遗传特性,繁殖速度快　(3)茎尖
(4)含目的基因的细胞愈伤组织小植株
解析　(1)植物微型繁殖技术(快速繁殖技术)是指用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,与常规的种子繁殖方法相比,这种微型繁殖技术有高效、快速地实现种苗的大量繁殖和保持优良品种的遗传特性的特点。(3)植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少,甚至无病毒,因此为了获得脱毒苗,可以选取植物的茎尖进行组织培养。(4)将含有目的基因的植物细胞培养成一个完整植株的过程,需借助植物组织培养技术才能实现,其基本程序是:含目的基因的细胞愈伤组织小植株。
三年模拟练
1.D
2.C
7.AB
8.CD





1.D　不同植物体细胞融合的杂种细胞,可能会表现出不同植物的遗传特性,A正确;单倍体育种得到的植株都是纯合子,能稳定遗传,B正确;提取人参皂苷只需要将人参细胞培养到愈伤组织即可,因此对②进行扩大培养可提高细胞产物人参皂苷的产量,C正确;图中③为胚状体,由胚状体发育成幼苗的过程为无性繁殖,不会出现性状分离,D错误。
2.C　②的培养基中含有植物生长调节剂和有机物等,A错误;③中的细胞进行的分裂方式是有丝分裂,B错误;④培养基中植物生长调节剂的比例不同,可影响植物细胞的发育方向,C正确;一般情况下,细胞分化程度越低,全能性越高,⑤植株根尖中分生区细胞全能性表达程度大于成熟区细胞,D错误。
3.答案　(1)失水　纤维素酶和果胶酶　(2)0.1　再生　(3)植物激素　(4)对杂种植株接种黑腐病菌,能正常生长的即为具有高抗性的杂种植株
解析　(1)根据渗透原理,外界溶液浓度高于细胞液浓度时,细胞会失水;植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,因此去除植物细胞壁应该用纤维素酶和果胶酶。(2)由图2可知,紫外线剂量为0.1 J·cm-2时,细胞的再生能力较强,既能得到大量愈伤组织,再生植株率也较高,因此处理黑芥原生质体的适宜紫外线剂量为0.1 J·cm-2。(3)植物组织培养时,培养基中包括水、无机盐、有机物等营养物质,此外还需加入一定浓度和比例的植物激素(生长素和细胞分裂素),以调节细胞的发育方向。(4)根据题干信息可知,要获得抗黑腐病,又要最大程度减少非目标性状的花椰菜植株,则可对杂种植株接种黑腐病菌,能正常生长的即为具有高抗性的杂种植株。
4.答案　(1)植物细胞的全能性　(2)葡萄糖、果糖　具有完整的细胞核　(3)①不需要　②在基本培养基中添加较高浓度的2,4-D有利于形成愈伤组织,而添加6-BA则不利于形成愈伤组织　(4)对杂合子的植株来说,其体细胞的基因型相同,而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同,用花粉粒进行组织培养得到的花卉基因型不同于原植株
解析　(1)植物绿色叶片和白色花瓣是细胞分化的结果,细胞分化过程中遗传物质没有发生改变,所以分别以该植物的绿色叶片和白色花瓣为外植体,在一定条件下进行组织培养,均能获得试管苗,其原理是绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性。(2)蔗糖是由一分子的葡萄糖和一分子的果糖组成的,所以蔗糖水解后可得到葡萄糖、果糖。若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗,利用的是植物组织培养技术,则该细胞应具有完整的细胞核。(3)①诱导愈伤组织形成的过程不需要光照,而愈伤组织形成胚状体的过程需要适宜光照。②根据表格数据分析可知,在基本培养基中添加较高浓度的2,4-D有利于形成愈伤组织,而添加6-BA则不利于形成愈伤组织。(4)对杂合子的植株来说,其体细胞的基因型相同,而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同,用花粉粒进行组织培养得到的花卉基因型不同于原植株,因此要保持名贵花卉的基因型和表现型,一般不适宜采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体进行组织培养。
5.答案　(1)本物种的全部遗传信息　快速繁殖技术(微型繁殖技术)　保持优良品种的遗传特性　(2)分生　薄壁　生长素含量低,细胞分裂素含量高　(3)茎尖　叶片细胞含有病毒较多　(4)两个物种之间的基因相互影响,导致某些基因无法正常表达　不遵循
解析　(1)高度分化的植物细胞含有本物种的全部遗传信息,具有产生完整个体或分化成其他各种细胞的潜能。用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,称为植物的快速繁殖技术。它不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖,还可以保持优良品种的遗传特性。(2)愈伤组织是一团具有分生能力的薄壁细胞。一般情况下,再分化过程中,生芽的培养基中生长素含量低,细胞分裂素含量高,生根的培养基中生长素含量高,细胞分裂素含量低。(3)培养脱毒苗一般选用茎尖,因为植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少,甚至无病毒,叶片中含有较多病毒。(4)韭菜、兰花是两个物种,两个物种之间的基因相互影响,导致某些基因无法正常表达,因此得到的“韭菜—兰花”并没有预想中的“繁殖容易,香气浓郁”。孟德尔的遗传规律发生在有性生殖过程中,该杂种植物的培育过程是无性繁殖,因此其遗传物质的传递不遵循孟德尔的遗传规律。
6.答案　(1)脱分化　分裂、分化(分生)　细胞产物的工厂化生产　(2)培养的细胞数量减少、某些代谢物积累等(答出一点即可)　防止微生物污染,保证氧气供应充足,使细胞与培养液充分接触　产量高、节约资源、保护环境
解析　(1)以南方红豆杉为原料获得生产紫杉醇的愈伤组织需要通过细胞的脱分化,愈伤组织细胞具有较强的分裂、分化能力。这一技术的成功实现了组织培养技术在细胞产物的工厂化生产方面的应用。(2)对比分析两个曲线图可知:培养后期,随着培养基中营养物质减少和某些代谢物积累等,导致可培养的细胞数量减少,进而导致紫杉醇产量下降。植物细胞培养过程需要充足的氧气,因此,在培养过程中,要不断通入无菌空气并进行搅拌,其目的是防止微生物污染,保证O2供应充足,使细胞与培养液充分接触。与传统方法获得紫杉醇相比,利用植物组织培养技术生产紫杉醇,具有产量高、节约资源、保护环境等优点。
7.AB　芽尖等分生组织分裂旺盛,且含病毒极少,甚至无病毒,取材时常选用其作为外植体,A正确;对外植体消毒可用70%的酒精和5%左右的次氯酸钠,但消毒时间不宜过长,否则容易对外植体造成伤害,B正确;生长调节剂应该在分化培养基灭菌后添加,C错误;脱毒后的兔眼蓝莓果实体积更大,产量更高,后代个体含病毒少,但不是不易被病毒感染,D错误。
8.CD　茎尖培养法运用了植物组织培养技术,依据的原理是植物细胞的全能性,A正确;根据表格中的D值可知,一般来说,茎尖越小,脱毒率越高,B正确;由表格数据中的S值可知,热处理时间越长,成活率越低,C错误;表格信息显示的是在38 ℃下热处理时间和茎尖长度对成活率和脱毒率的影响,无法确定提高热处理温度之后的脱毒效果,D错误。