高中生物人教版 (2019)选择性必修3二 植物细胞工程的应用第2课时习题

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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
【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．下列属于植物的微型繁殖技术的是( )
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
【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；植物的微型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．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
【答案】C
【解析】进行植物脱毒苗培育时，常采用茎尖或根尖作为外植体，原因是茎尖或根尖病毒极少，因此切取一定大小的茎尖或根尖进行组织培养，再生的植株就可能不带病毒，C正确。
题组二 作物新品种的培育
4．下列有关植物组织培养技术的叙述，不正确的是( )
A．利用植物的愈伤组织进行诱变处理可获得有用的突变体
B．经脱分化和再分化过程形成的幼芽细胞不具有细胞全能性
C．利用茎尖、花粉进行组织培养可分别获得脱毒苗和单倍体植株
D．培养基中生长素和细胞分裂素的比例将影响愈伤组织分化的方向
【答案】B
【解析】利用植物的愈伤组织进行诱变处理可获得有用的突变体，A正确；经脱分化和再分化过程形成的幼芽细胞具有细胞全能性，在一定条件下可培育成植株个体，B错误；利用茎尖、花粉进行组织培养可分别获得脱毒苗和单倍体植株，C正确；培养基中生长素和细胞分裂素的比例将影响愈伤组织分化的方向，D正确。
5．某科技活动小组将二倍体番茄植株的花粉按如图所示的程序进行实验。据图所示实验分析错误的是( )
A．由花粉培养到植株A，体现了植物的生殖细胞具有全能性
B．植株A一定为单倍体植株，其特点之一是高度不育
C．在植株B细胞中，每对同源染色体上的成对基因都是纯合的
D．由花粉培养到植株B，所有过程必须在无菌条件下培养
【答案】D
【解析】细胞全能性是指已经分化的细胞具有发育成完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能，花粉细胞发育成植株，体现了花粉细胞全能性，A正确；植物A由花粉细胞发育而来，一定是单倍体，由题意知花粉细胞的染色体组只有一个，所以植物A是高度不育的，B正确；由于花粉细胞的染色体组只有一个，植物A的染色体组也只有一个，秋水仙素处理后，染色体组加倍，基因加倍是纯合的，C正确；由花粉培养成植株幼苗需要无菌环境，幼苗移栽后则不需要无菌环境，D错误。
6．下图表示利用棉花叶肉细胞原生质体培养进行遗传改良的过程，据图分析不正确的是( )
A．该培养过程可以体现棉花叶肉细胞的全能性
B．②过程能定向诱导原生质体产生优良性状的突变
C．③过程中叶肉细胞失去了其特有的结构和功能
D．③④过程需用适宜浓度的生长素和细胞分裂素处理
【答案】B
【解析】图表示利用棉花叶肉细胞原生质体培养成植物体的过程，属于植物的组织培养，可以体现棉花叶肉细胞的全能性，A正确；②表示人工诱变过程，基因突变是不定向的，B错误；③是脱分化过程，该过程中叶肉细胞失去了其特有的结构和功能，C正确；③表示脱分化过程，④表示再分化过程，决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，特别是生长素和细胞分裂素的协同作用在组织培养过程中非常重要，D正确。
题组三 细胞产物的工厂化生产
7．有文章称，人参的主要有效成分为人参皂苷和黄酮类物质，具有抗衰老、抗疲劳、抗肿瘤、提高免疫力、调节内分泌等功能。若大量、快速生产人参皂苷粉和黄酮类物质需借助下列哪项生物技术( )
A．基因工程B．诱变育种
C．植物组织培养D．植物体细胞杂交
【答案】C
【解析】大量快速生产人参皂苷粉和黄酮类物质需借助植物组织培养技术，C符合题意。
8．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．培养的细胞收集后一般要破碎提取有效成分
D．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
【答案】D
【解析】细胞产物的工厂化生产是植物细胞工程的重要用途之一，A正确；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，B正确；培养的细胞收集后一般要破碎提取有效成分，C正确；培养的愈伤组织不需要再分化就能产生特定的细胞产物，D错误。
[能力提升]
9．下列有关植物细胞工程应用的叙述，正确的是( )
A．利用组织培养技术培育脱毒苗，获得抗病毒的新物种
B．利用组织培养技术产生突变体，不需经筛选即可获得具有优良性状新品种
C．利用细胞培养技术获得紫草宁，实现了细胞产物的工厂化生产
D．利用植物体细胞杂交技术获得“萝卜—甘蓝”，遵循基因的自由组合定律
【答案】C
【解析】因为分生组织的病毒极少，甚至没有病毒，所以将分生组织(如根尖、茎尖)进行离体培养能获得脱毒植株，但不能获得抗病毒植株，A错误；基因突变是不定向的，故利用植物组织培养技术产生突变体，再筛选可获得具有优良性状的新品种，B错误；组织培养技术除了在农业生产上的应用外，还可广泛应用于另一个重要的领域，即细胞产物的工厂化生产，C正确；利用植物体细胞杂交技术获得“萝卜－甘蓝”，属于无性繁殖，不遵循基因的自由组合定律，D错误。
10．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( )
①eq \(――→,\s\up7(脱分化))②eq \(――→,\s\up7(再分化))③→④
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是二倍体植物的花粉，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
【答案】D
【解析】若①是来自不同植物体细胞融合的杂种细胞，则其含有两个亲本的遗传物质，所以④可能出现不同植物的遗传特性，A正确；若①是二倍体植物的花粉，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正确；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，这是植物组织培养在生产中的具体应用，C正确；若①是具有杂种优势的农作物细胞，则用该方法获得的植株一般也具有杂种优势，则用③进行繁育不会发生性状分离，D错误。
11．下图是对基因型为Aabb的玉米所作的处理，据图分析下列叙述错误的是( )
A．过程a所采取的技术手段是花药离体培养
B．过程b用秋水仙素处理后可以得到2种基因型的玉米
C．c和d分别是再分化和脱分化过程，需要一定的植物激素诱导
D．图中过程a或过程c、d能够说明植物细胞具有全能性
【答案】C
【解析】a过程由花粉粒变为单倍体植株，一定要经过花药离体培养，A正确；基因型为Aabb的玉米能产生2种基因型的花粉：Ab和ab，经花药离体培养后可得到2种单倍体幼苗，幼苗再经秋水仙素处理后得到Aabb和aabb,2种基因型的可育玉米，B正确；c是脱分化和，d是再分化，需要一定的植物激素的诱导，C错误；过程a或过程c、d是植物细胞培育成了植物个体，所以能够说明植物细胞具有全能性， D正确。
12．如图所示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。
【答案】(1)花药离体培养 抑制纺锤体的形成
(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。(2)若要在植物组织培养过程种获得突变体，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。
13．美国化学家从红豆杉树皮中分离出高抗癌活性的紫杉醇，从此，国家重点保护珍稀植物——红豆杉遭受了掠夺式的砍伐。为拯救红豆杉，同时获得紫杉醇，科研小组设计了如下图所示的实验流程。请回答下列问题。
(1)选用茎尖分生组织进行组织培养可以获得脱毒苗，原因是茎尖分生组织细胞______________；诱导茎尖分生组织形成愈伤组织的过程叫__________________________。
(2)茎尖分生组织细胞具有全能性的原因是_______________________________。
(3)紫杉醇作为常见的细胞产物，抗癌效果显著，通常取自愈伤组织的__________(细胞器)。
(4)现有植物甲中提取的物质X，能提高紫杉醇的抗癌效果。科研小组欲获得既能产生紫杉醇又能产生物质X的植株，可利用__________________技术获得杂种植株。该方法首先要利用________________(物质)除去细胞壁获得具有活力的原生质体，再通过一定方法融合形成杂种细胞。该技术的优点是_________________________________________。
【答案】(1)病毒极少，甚至无病毒 脱分化
(2)茎尖分生组织细胞含有该种生物的全部遗传信息
(3)液泡
(4)植物体细胞杂交 纤维素酶和果胶酶 克服远缘杂交不亲和的障碍
【解析】 (1)茎尖分生组织细胞病毒极少，甚至无病毒，因此选用茎尖分生组织进行组织培养可以获得脱毒苗。诱导茎尖分生组织形成愈伤组织的过程叫脱分化。(2)茎尖分生组织细胞含有该种生物的全部遗传信息，因此具有全能性。(3)紫杉醇是从红豆杉树皮中分离出来的高抗癌活性的物质，作为常见的细胞产物，通常取自愈伤组织的液泡。(4)植物甲可以产生物质X，红豆杉可以产生紫杉醇，利用植物体细胞杂交技术将两种植物的体细胞融合获得杂种细胞，再将获得的杂种细胞培养成杂种植株，则该杂种植株的细胞既能产生紫杉醇又能产生物质X。在植物体细胞杂交过程中，首先要利用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁获得具有活力的原生质体，再通过一定的方法诱导融合形成杂种细胞。植物体细胞杂交技术的优点是克服远缘杂交不亲和的障碍。