浙教版2019 高中生物 选修3 第2章 植物细胞工程 能力提升单元测试（含解析）

第2章 植物细胞工程  能力提升——2022-2023学年高二生物浙科版（2019）选择性必修三单元测试

1.下列属于植物快速繁殖技术的是(   )

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.柳树芽发育成枝条  D.扦插的葡萄枝长成新个体

2.利用植物的茎尖或叶片、茎段等，在无菌条件下，在玻璃器皿中人工配制的培养基上培养，使它们发育成完整的植株。这种技术可以用来培育植物新品种，也可以在较短时间内大量繁殖植物，还可以防止植物病毒的危害。下列关于这种技术的叙述，正确的是(   )
①这种技术利用了植物细胞的全能性
②这种技术叫作植物组织培养，可以克隆生物体
③这种技术属于细胞工程的应用领域之一
④这种技术是一种无性繁殖的方式

A.① B.①② C.①②③ D.①②③④

3.人工种子是人们模仿天然种子的结构制造出来的生命有机体，它能像天然种子一样萌发生长。人工种子的核心部分——胚状体可以由悬浮培养的芽尖细胞制得，也可以用通过试管培养的花粉制得，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错误的是(   )

A.人工种子可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难、发芽率低等问题

B.培育胚状体利用了植物组织培养技术

C.同一种植物的“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植物细胞的全能性

4.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。下列相关叙述不正确的是(   )

A.植物组织培养时所用的外植体必须经过表面消毒处理后才能接种

B.以绿色叶片和白色花瓣作为外植体，进行组织培养均能获得试管苗

C.外植体脱分化培养成愈伤组织的过程，需要植物生长调节剂的处理

D.若用某一植物细胞进行组织培养，则该细胞必须有完整的细胞核和叶绿体

5.实验人员利用矮牵牛（二倍体，2n=14）的红色花瓣细胞（液泡呈红色）与枸杞（四倍体，4n=48）的叶肉细胞，制备了相应的原生质体，并诱导其融合，经筛选、培养获得杂种植株。下列有关叙述错误的是(   )

A.获得该杂种植株克服了远缘杂交不亲和的障碍

B.可利用电融合、离心等方法诱导原生质体融合

C.可利用光学显微镜观察，筛选出杂种原生质体

D.若原生质体均为两两融合，则融合后的细胞中染色体数目均为62条

6.下列关于植物细胞的叙述，错误的是(   )

A.种子胚根和胚芽中的所有细胞都是由受精卵分裂分化而来的

B.高度分化的成熟叶肉细胞也具备发育成完整植株的潜能

C.叶肉细胞和根尖细胞在结构和功能上的差异是细胞分化的结果

D.对叶肉细胞进行组织培养时获得了愈伤组织说明高度分化的植物细胞具有全能性

7.下图是植物体细胞杂交过程示意图，下列叙述正确的是(   )

A.过程①需用纤维素酶和果胶酶溶液处理，且溶液的渗透压等于细胞液渗透压

B.过程②可用聚乙二醇诱导原生质体融合，主要依据细胞膜具有选择透过性原理

C.过程③表示细胞壁的再生，④⑤需要根据生长发育进程更换不同的液体培养基

D.最终得到的植株相对于甲、乙，发生了染色体数目变异，因此不具有可育性

8.为了培育菊花新品种,科学家利用二倍体野生夏菊和六倍体栽培秋菊进行杂交,培育过程如图所示。下列有关叙述正确的是(   )

A.野生夏菊和栽培秋菊自然杂交后是四倍体,属于同一物种
B.① 过程常选择酶解法去壁,一般在低渗溶液中进行
C.② 过程只有高尔基体比较活跃
D.d植株含有夏菊和秋菊的遗传物质

9.如图为利用体细胞诱变育种技术获得抗除草剂白三叶草新品种的过程。下列叙述不正确的是(   )

A.该育种过程依据的原理有基因突变和植物细胞具有全能性

B.过程①②培养基中，不同植物生长调节剂的浓度比例不同

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除草剂

10.下图为人工种子的示意图，有关叙述不正确的是（    ）

A. 与常规种子繁殖方法相比，人工种子具有繁殖速度快的优点

B. 人工种皮应具有透气性，保证胚状体呼吸作用的正常进行

C. 胚状体是经过脱分化形成的，此时细胞处于未分化状态

D. 人工胚乳中应含有植物激素、糖类、水和无机盐等营养物质

11.下列有关植物细胞工程应用的叙述,不正确的是(   )  

A.利用组织培养技术培育脱毒苗,获得具有抗病毒的新品种

B.利用组织培养技术获得个体,能保持亲本的优良性状

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”植株,克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍

12.在名贵花卉培养与繁殖过程中，常采用植物组织培养技术获得大量幼苗，该技术的基本流程为“取材→对外植体进行消毒→愈伤组织的培养→试管苗的形成→移栽”。下列相关叙述，错误的是(   )

A.可用70%的酒精对外植体进行消毒并尽量减小其对细胞的伤害

B.培养基中生长素和细胞分裂素的含量及比例会影响愈伤组织的形成

C.由愈伤组织形成试管苗的过程称作脱分化，受基因选择性表达的调控

D.由外植体形成试管苗的过程表明离体的植物细胞具有全能性

13.科研人员研究了马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响，结果如图。下列相关叙述错误的是(   )

A.培育脱毒苗所依据的原理有基因突变和细胞全能性

B.培育脱毒苗的过程中涉及脱分化和再分化两个阶段

C.实验结果表明茎尖越小，脱毒率越高，成苗率越低

D.根据本实验，培养脱毒苗时茎尖的适宜大小为0.27 mm

14.下列关于植物细胞工程的有关叙述，正确的是(   )

A.植物组织培养过程中，培养物的胚胎发生和器官形成能力下降的可能原因有染色体畸变、细胞核变异或非整倍体产生等，但其结果是可逆的

B.处于适当液体培养条件的单个植物细胞，经过培养基中成分的诱导，可发生类似受精卵发育成胚的过程，即从单细胞依次到细胞团、心形胚、球形胚和胚状体，最后再生出完整植株

C.植物组织培养中培养物缺乏成胚性细胞系的原因可能是细胞或组织中激素平衡被破坏，或细胞对外源生长物质的敏感性发生改变

D.植物器官培养方面，器官发生和形态建成主要是通过平衡的植物激素配比进行调控，适量的生长素和细胞分裂素配比可以诱导根的分化

15.20世纪60年代，以植物细胞克隆为代表的细胞工程诞生。随后，植物花药培养、原生质体培养以及植物体细胞杂交技术得以确立和发展，标志着植物细胞工程技术进入了高速发展的阶段。下列有关说法不正确的是(   )

A.在胡萝卜组织培养过程中，愈伤组织的培养过程需要灭菌和适温恒温、激素等条件

B.试管苗不可以直接移栽入土

C.在进行植物体细胞杂交之前，必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得原生质体

D.进行原生质体融合的化学法包括聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+—高pH融合法等

16.马铃薯是重要的经济作物，植物细胞工程在马铃薯的脱毒及育种等方面有重要应用。请回答下列问题：

(1)培育脱毒马铃薯时，外植体宜选用__________(填“茎尖”或“叶片”)，不选另一个的理由是_____________。

(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____________。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)马铃薯栽培种的抗病性和抗逆性较差，野生马铃薯种的抗病性和抗逆性较好，但二者存在杂交不亲合性。利用野生马铃薯种，通过细胞工程改进马铃薯栽培种种质的思路是_____________。

(4)避免微生物污染、优化培养条件可提高植物组织培养的成功率。在植物组织培养时，应从_______________等方面制定措施，减少污染(至少答出2点)；在培养室中培养时，注意优化培养环境，控制________________(至少答出3点)等培养条件。

17.花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，并丧失再生能力。再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合，以获得抗黑腐病杂种植株。流程如下图。

据图回答下列问题：

(1)过程①所需的酶是____________________。

(2)诱导原生质体融合的方法除了用PEG诱导融合，还有______________(至少写2项)等方法。原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压，其作用是_______

____________________。原生质体经过______________再生，进而分裂和脱分化形成愈伤组织。

(3)过程②后，在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的______________存在，这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。

(4)将生长良好的愈伤组织转接到_________________培养基上，培养基中由于含有不同的_____________成分，诱导愈伤组织再分化为胚状体或_______，进而形成完整的小植株。

(5)若分析再生植株的染色体变异类型，应剪取再生植株和__________________植株的根尖，制成装片，然后在显微镜下观察比较染色体的形态和数目。

(6)对杂种植株进行__________________接种实验，可筛选出具有高抗性的杂种植株。

18.狼爪瓦松是一种具有观赏价值的野生花卉，其生产的黄酮类化合物可入药。狼爪瓦松野生资源有限，难以满足市场化需求。因此，目前一般通过植物细胞工程手段进行培养，具体过程如图所示，其中的数字序号代表处理或生理过程。

（1）狼爪瓦松植株乙、丙、丁的获得都利用了_____技术，三种植株中遗传物质可与甲相同的是_____。

（2）①选择幼嫩的叶用于接种的原因是_____，启动②③的关键激素是_____。

（3）⑤需要用_____处理，原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇，请从细胞吸水与失水的角度分析原因：_____。

（4）正常愈伤组织中几乎没有黄酮类化合物，加入茉莉酸甲酯和水杨酸会明显促进愈伤组织中黄酮类化合物的积累，且细胞中与黄酮类化合物合成相关酶的含量显著升高，从基因控制生物性状的角度推测，茉莉酸甲酯和水杨酸的作用途径是_____。

答案以及解析

1.答案：A

解析：微型繁殖技术是快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，也叫植物的快速繁殖技术。兰花的芽尖组织培育成兰花幼苗，属于植物快速繁殖技术，A正确；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，B、C错误；扦插的葡萄枝长成新个体属于无性繁殖中的营养繁殖，D错误。

2.答案：D

解析：植物体细胞都含有该物种的全套遗传信息，所以每个细胞理论上都具有全能性，都有发育成完整生物体的潜能。植物组织培养就是在体外通过人工方法，让植物细胞表现出全能性，是植物细胞工程的一个基础技术手段，①②③正确；因为没有生殖细胞的结合，所以植物组织培养属于一种无性生殖的方式，④正确。故选D。本题考查植物组织培养。考查了学生对基础知识掌握和应用能力。

3.答案：C

解析：人工种子具有很多优点，如解决有些作物品种繁殖能力差、结籽困难、发芽率低等问题，A正确；胚状体是离体的细胞经脱分化和再分化形成的，即利用了植物组织培养技术，B正确；根据题意可知“体细胞胚”是由植物的体细胞经脱分化和再分化形成的，而“花粉胚”是由花粉（经减数分裂形成）经脱分化和再分化形成的，因此，同一种植物的“体细胞胚”和“花粉胚”的染色体的数目比是2︰1，C错误；植物组织培养的理论依据是植物细胞的全能性，D正确。

4.答案：D

解析：植物组织培养技术中，为了避免杂菌污染，外植体要经过表面消毒处理后，才能进行接种，A正确；某种植物的绿色叶片和白色花瓣均具有个体发育所需的全套遗传物质，因此以绿色叶片和白色花瓣作为外植体，进行组织培养均能获得试管苗，B正确；外植体脱分化培养成愈伤组织的过程，需要植物生长调节剂（生长素和细胞分裂素类似物）的处理，C正确；若用某一植物细胞进行组织培养，则该细胞必须有完整的细胞核，但是不一定需要有叶绿体，D错误。

5.答案：D

解析：获得该杂种植株的方法是植物体细胞杂交技术，其最大的优点是可以克服远缘杂交不亲和的障碍，A正确；诱导植物原生质体融合时，可以采用物理方法（电融合法、离心法等）和化学方法（聚乙二醇融合法、高Ca2+—高pH融合法等），B正确；杂种原生质体的染色体数目是两种细胞染色体数目之和，可通过显微镜观察到染色体数目的变化，所以可利用显微镜筛选得到融合后的杂种原生质体，C正确；若原生质体均为两两融合，则会形成3种细胞，即矮牵牛细胞自身融合的细胞、枸杞细胞自身融合的细胞、杂种细胞，所以融合后的细胞中染色体数目为28条或96条或62条，D错误。

6.答案：D

解析：受精卵发育成胚，胚包括胚芽、胚轴和胚根，A正确；高度分化的成熟叶肉细胞具备该物种生长发育所需的全部遗传物质，具有发育成完整植株的潜能，B正确；叶肉细胞和根尖细胞在结构和功能上的差异是细胞分化的结果，其实质是基因的选择性表达，C正确；对叶肉细胞进行组织培养时获得了愈伤组织，并没有发育成完整的个体，因此不能体现植物细胞的全能性，D错误。

7.答案：C

解析：

8.答案：D

解析：野生夏菊和栽培秋菊属于不同物种,存在生殖隔离,自然条件下不能杂交成功,A错误;①为去除细胞壁的过程,该过程常选择酶解法(纤维素酶和果胶酶),但此操作一般在等渗溶液中进行,如果在低渗溶液中进行,则去掉细胞壁的原生质体会因吸水而膨胀,甚至涨破,B错误;②是杂种细胞形成细胞壁的过程,与该过程有关的细胞器有髙尔基体、线粒体等,C错误;d植株含有野生夏菊和栽培秋菊的遗传物质,D正确。

9.答案：C

解析：由题图可知，该育种过程依据的原理有基因突变和植物细胞具有全能性，A正确。当生长素与细胞分裂素的比值适中时，可促进愈伤组织的形成，当生长素与细胞分裂素比值高时，有利于根的分化；当比值低时，有利于芽的分化，故过程①②培养基中，不同植物生长调节剂的浓度比例不同，B正确。白三叶草愈伤组织和胚状体的细胞中DNA种类相同，因为基因的选择性表达，RNA和蛋白质的种类是有差异的，C错误。过程③是在个体水平上进行筛选，方法是用除草剂喷洒白三叶草幼苗，D正确。

10.答案：C

解析：A、与常规种子繁殖相比，人工种子能够保持植物本身的遗传特性，且繁殖速度较快，A正确；

B、人工种皮具有透气性，需要保证胚状体可以获得足够的氧气，B正确；

C、胚状体是再分化得来的，此时的细胞是已分化的细胞，C错误；

D、人工胚乳中含有植物激素、糖类、无机盐等营养物质，可以保证种子正常的生命活动，D正确。

故选C。

11.答案：A

解析：

12.答案：C

解析：

13.答案：A

解析：本题考查的是植物培养的条件及过程的相关知识。分析题图:图示表示茎尖外植体大小对苗的脱毒率和成活率的影响。根尖越小，脱毒率越高，成苗率越低。在茎尖外植体大小为0.27mm时，脱毒率和成苗率均较高，因此马铃薯脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为0.27mm。马铃薯茎尖病毒极少甚至无病毒，因此可利用马铃薯茎尖进行组织培养形成脱毒苗，所依据的原理是细胞全能性，A错误；培育脱毒苗的过程中涉及脱分化和再分化两个阶段，B正确；由图可知，茎尖越小，脱毒率越高，成苗率越低，C正确；在茎尖外植体大小为0.27mm时，脱毒率和成苗率均较高，因此马铃薯脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为0.27mm，D正确。本题选A。

14.答案：C

解析：植物组织培养过程中，培养物的胚胎发生和器官形成能力下降的原因可能是染色体畸变、细胞核变异或非整倍体产生等，而且其结果是不可逆的，也可能是细胞或组织中激素平衡被破坏，或细胞对外源生长物质的敏感性发生改变，A错误、C正确；处于适当液体培养条件的单个植物细胞，经过培养基中成分的诱导，可发生类似受精卵发育成胚的过程，即从单细胞依次到细胞团、球形胚、心形胚和胚状体，最后再生出完整植株，B错误；植物器官培养方面，器官发生和形态建成主要是通过平衡的植物激素配比进行调控的，例如，适量的生长素和细胞分裂素配比可以诱导芽的分化，适量的生长素（吲哚乙酸）及适当减除其他某些激素可诱导生根，D错误。

15.答案：A

解析：在胡萝卜组织培养过程中，愈伤组织的培养需要消毒和一定的温度、激素等条件，而灭菌会损害愈伤组织，A错误；移栽前先打开封口膜或瓶盖，让试管苗在培养箱内生长几日，用流水洗掉根部的培养基后，将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入土，B正确；在进行植物体细胞杂交之前，必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得原生质体，C正确；诱导原生质体融合的化学法包括聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+—高pH融合法等，D正确。

16.答案：（1）茎尖；叶肉细胞带病毒（病毒载量大）、细胞的全能性低

（2）具有分生能力（高度液泡化）的薄壁细胞；生长素含量低、细胞分裂素含量高

（3）将野生马铃薯种细胞与马铃薯栽培种细胞融合，经植物组织培养培育成植株

（4）外植体消毒、培养基及器械灭菌、实验人员无菌操作；温度、光照、湿度、气体环境

（O2、CO2）

解析：（1）培育脱毒马铃薯时，一般选择茎尖作为外植体而不选叶肉细胞，这是因为叶肉细胞带病毒（病毒载量大）且细胞的全能性低。

（2）外植体经过脱分化形成的愈伤组织是一团具有分生能力（高度液泡化）的薄壁细胞。再分化形成芽和根的过程中，生长素和细胞分裂素的比例是有一定的要求的，与生根培养基相比，一般情况下生芽培养基中生长素含量低、细胞分裂素含量高。

（3）根据题意分析，两种马铃薯之间存在生殖隔离，但是各有其优点，则可以通过体细胞杂交技术将两者的优点集合到同一植株身上，即将野生马铃薯种细胞与马铃薯栽培种细胞融合，经植物组织培养培育成植株。

（4）在植物组织培养时，为了避免微生物污染，应该从外植体消毒、培养基及器械灭菌、实验人员无菌操作等方面制定措施；在培养室中培养时，注意优化培养环境，控制温度、光照、湿度、气体环境（O2、CO2）等培养条件。

17.答案：(1)纤维素酶和果胶酶   

(2)离心，振荡，电刺激    保持原生质体完整性    细胞壁   

(3)叶绿体   

(4)分化    植物激素    丛芽   

(5)双亲(或花椰菜和黑芥)   

(6)黑腐病菌

解析：(1)①过程为原生质体的制备，需要去掉细胞壁，细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，酶具有专一性等特点，故用纤维素酶和果胶酶。

(2)诱导原生质体融合的方法包括物理法和化学法，物理法包括离心，振荡，电刺激等，化学法一般用聚乙二醇(PEG)诱导融合；原生质体没有细胞壁的保护，需要加入适宜浓度的甘露醇以保证渗透压的稳定，以避免原生质体吸水或失水破坏原生质体的完整性；原生质体通过细胞壁再生形成杂种细胞，进而形成愈伤组织。

(3)用于融合的两个细胞，一个是黑芥苗的叶肉细胞，一个是花椰菜的根部细胞，其中供体细胞特有的结构是叶绿体，可通过观察叶绿体的有无作为初步筛选杂种细胞的标志。

(4)杂种细胞具有全能性，在一定的营养和激素条件下，可以脱分化形成愈伤组织。将愈伤组织转接到含有不同激素成分的培养基上，就可以诱导其再分化生成胚状体或丛芽，进而形成完整植株。

(5)分析再生植株染色体变异类型，需要将再生植株细胞染色体和黑芥苗与花椰菜细胞中的染色体制片观察进行比较，制片的基本程序是解离、漂洗、染色、制片。

(6)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。

18.答案：（1）植物组织培养；乙

（2）分裂能力强，分化程度低；生长素和细胞分裂素

（3）纤维素酶、果胶酶；维持细胞膜内外渗透压平衡（防止原生质体皱缩或破裂）

（4）茉莉酸甲酯和水杨酸诱导了细胞内与黄酮类化合物合成相关的酶基因的表达，酶含量升高，可催化生成更多的黄酮类化合物

解析：（1）狼爪瓦松植株乙、丙、丁的获得都是在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽等，最终形成完整的植株，都利用了植物组织培养技术。植株丙经历了诱变处理，细胞发生了突变，遗传物质与甲植株不同；植株乙、丁形成过程未进行诱变处理，但⑤形成的原生质体经PEG的诱导，形成融合细胞，植株丁与甲相比，遗传物质不同，植株乙遗传物质一般与植株甲相同。

（2）幼嫩的叶有丝分裂旺盛，细胞分裂能力强，分化程度低，易于脱分化，因此①选择幼嫩的叶用于接种。在组织培养中，生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素。

（3）⑤在进行体细胞杂交之前，必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体。去除细胞壁后，原生质体活性的保持，需要维持细胞膜内外渗透压平衡，所以原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇，维持细胞膜内外渗透压平衡，防止原生质体皱缩或破裂。

（4）由题意可知，加入茉莉酸甲酯和水杨酸后，愈伤组织细胞中与黄酮类化合物合成相关的酶的含量显著升高，明显促进愈伤组织中黄酮类化合物的积累，说明茉莉酸甲酯和水杨酸诱导了细胞内与黄酮类化合物合成相关酶基因的表达，酶含量升高，催化生成更多的黄酮类化合物。