新高考生物三轮冲刺微专题提能练：植物细胞工程的原理和应用（含解析）

新高考生物三轮冲刺微专题提能练植物细胞工程的原理和应用一、选择题1、下列关于植物组织培养及其应用的叙述,正确的是()A.离体的植物组织、器官必须经过灭菌才能接种到组织培养基中B.以植物芽尖为材料通过组织培养可以获得抗病毒新品种C.生长素、细胞分裂素的协同调节作用在组织培养中非常重要D.以人工膜包裹植物愈伤组织和营养物质可制得人工种子答案：C解析：离体的植物组织、器官必须经过消毒才能接种到组织培养基中,A错误;以植物茎尖为材料通过组织培养可以获得脱毒苗,但不是新品种,获得抗病毒的新品种必须经过转基因技术获得,B错误;生长素、细胞分裂素的协同调节作用在组织培养中非常重要,C正确;以人工膜包裹胚状体和营养物质可制得人工种子,D错误。2、下列有关植物组织培养的叙述,正确的是()A.脱分化形成的愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞B.二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株C.用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包裹均可制成人工种子D.植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl的培养基培养、筛选而获得答案：D解析：愈伤组织是一团没有特定形态、结构和功能,并处于旺盛分裂状态的薄壁细胞,A错误;二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到的植株是单倍体,不能稳定遗传,B错误;用人工薄膜包裹胚状体和营养物质可制得人工种子,C错误;植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl的培养基培养筛选而获得,D正确。3、从基因型为Aa的绿色植物某器官中获取组织，显微观察如下图。下列对该图所示细胞的叙述正确的是()A．若将X细胞离体培养成完整植株，此过程要涉及纤维素酶和果胶酶B．若将Y细胞离体培养成幼苗后用秋水仙素处理，目的是使其发生染色体结构变异C．X与Y两个细胞融合后，发育成基因型为AAaa的植株是不可育的D．如果X与Y细胞所含蛋白质种类有明显差异，其根本原因是基因的选择性表达形成不同的信使RNA答案：D解析：植物细胞经离体培养成完整植株的过程不需要纤维素酶和果胶酶，进行植物细胞融合时则需要纤维素酶和果胶酶处理植物细胞，去除细胞壁，A错误；将幼苗用秋水仙素处理的主要目的是诱导染色体数目加倍，B错误；X与Y两个细胞进行杂交，形成杂种细胞，发育成基因型为AAaa的杂种植株为四倍体是可育的，C错误；如果X与Y细胞所含蛋白质种类有明显差异，其根本原因是基因的选择性表达形成不同的信使RNA，从而指导合成了不同的蛋白质，D正确。4、如图为将胡萝卜的离体组织在一定条件下培育形成试管苗的过程示意图。下列有关叙述正确的是()A．利用此过程获得的试管苗可能为杂合子B．①②过程中都会发生细胞的增殖和分化C．多倍体植株的培育必须经过如图所示过程D．此过程依据的生物学原理是细胞膜具有流动性答案：A解析：利用此过程获得的试管苗的基因型与亲本的基因型相同，可能为杂合子，也可能为纯合子，A正确；①是脱分化过程，没有发生细胞分化，B错误；题图所示过程采用的是植物组织培养技术，其依据的原理是植物细胞的全能性，多倍体植株的培育不需要采用植物组织培养技术，C、D错误。5、下图是某组织培养过程的简图。下列有关说法正确的是()花粉粒eq\o(→,\s\up7(①))愈伤组织eq\o(→,\s\up7(②))胚状体eq\o(→,\s\up7(③))植株A．花药离体培养的条件与种子萌发的条件完全相同B．若花粉粒核中有两个或多个染色体组，则所得植株为二倍体或多倍体C．②③过程都是细胞分化过程，因此起作用的激素只有生长素D．该过程体现了植物细胞的全能性答案：D解析：花药离体培养所需条件要求更高，需要MS培养基，另外还需要适宜的pH、温度和光照，而种子萌发需要适宜的温度、水分等，A错误；花药离体培养形成的植株称为单倍体，B错误；在细胞分化过程中有多种激素起作用，其中起主要作用的是细胞分裂素和生长素，C错误；在该过程中，单个细胞最终培养成了植株，体现了植物细胞的全能性，D正确。6、为了培养菊花新品种,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过程有关的细胞器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答案：D解析：二倍体野生夏菊和六倍体栽培秋菊进行杂交后获得的是四倍体,但是该四倍体高度不育,它们不是同一物种,A错误;酶解法去壁时一般在等渗溶液中进行,以防止原生质体吸水涨破,B错误;②过程是再生细胞壁的过程,此过程高尔基体和线粒体活动都比较活跃,C错误;该杂交植株集合野生夏菊和栽培秋菊的遗传物质,D正确。7、愈伤组织细胞可用于细胞产物的工业化生产，其利用的是愈伤组织细胞的下列哪种特点()A．细胞分裂快、细胞代谢旺盛B．细胞分化程度低，全能性高C．细胞呈高度液泡化D．细胞变异频率高，易发生基因突变答案：A解析：细胞产物的工厂化生产，利用了愈伤组织细胞细胞分裂快、细胞代谢旺盛的特点，可以在短时间内生产大量的细胞产物。8、为了给工厂化繁殖脱毒甘薯苗提供技术支持,科研人员利用植物组织培养技术研究了甘薯茎尖大小对诱导分化苗和脱毒苗的影响,结果如表所示,相关叙述错误的是()处理外植体数/个分化苗数/苗脱毒苗数/苗小于0.3mm20110.3~0.5mm20107大于0.6mm20134A.为防止细菌污染,应对外植体进行消毒B.脱分化时,应给予适宜光照诱导基因表达C.根据培养阶段的不同要调整培养基中激素比例D.0.3~0.5mm大小的茎尖有利于培养脱毒甘薯苗答案：B解析：为防止细菌污染,应对外植体进行消毒,A正确;脱分化时,不能给予光照,B错误;根据培养阶段的不同要调整培养基中生长素、细胞分裂素的比例,C正确;0.3~0.5mm大小的茎尖有利于培养脱毒甘薯苗,得到的脱毒苗最多,D正确。9、某科研小组利用番茄细胞原生质体培育遗传学改良植株，据图判断，下列说法正确的是()A．①过程的目的是去除细胞膜B．②过程中原生质体的变异是不定向的C．③过程原生质体的分化程度提髙D．④过程不需要光照处理答案：B解析：①过程的目的是去除细胞壁，A项错误；②过程中原生质体发生不定向的基因突变，B项正确；③过程为原生质体的脱分化，分化程度降低，C项错误；④过程需要光照处理，以利于叶绿素的形成，D项错误。10、植物体细胞的组织培养常被用于保留杂种优势，这是由于植物组织培养的过程()①不可能发生基因突变②生殖方式属于无性生殖③子代不发生性状分离④体细胞内不存在等位基因A．①②B．②③C．③④D．①④答案：B解析：植物组织培养过程中会发生细胞分裂，所以会发生基因突变，①错误；植物组织培养属于无性繁殖，后代不会发生性状分离，②③正确；植物体细胞的组织培养常被用于保留杂种优势，说明培养的细胞中含有等位基因，④错误。综上所述，以上说法中，正确的是②③，故选B。11、在下列过程中，需要采用植物组织培养技术的有几种()①用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，获得多倍体植株②利用花药离体培养得到的单倍体植株③利用基因工程培养抗病转基因植株④利用细胞工程培养“番茄—马铃薯”杂种植株⑤无子西瓜的大量繁殖A．一种B．二种C．三种D．四种答案：D解析：用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，得到多倍体植株，在培育过程中没有采用植物组织培养技术，①错误；利用花药离体培养得到的单倍体植株，需借助植物组织培养技术进行脱分化和再分化，②正确；利用基因工程培养抗病转基因植株，需借助植物组织培养技术才能将成功导入抗病基因的植物细胞培养成抗病转基因植株，③正确；培育“番茄—马铃薯”杂种植株时，需要借助植物组织培养技术将杂种细胞培养成杂种植株，④正确；借助植物组织培养技术，可实现无子西瓜的大量繁殖，⑤正确。综上分析，A、B、C均错误，D正确。12、植物细胞工程的应用不包括()A．培育番茄—马铃薯植株B．培育无子西瓜试管苗C．人参皂甙的工厂化生产D．培育高产青霉菌株答案：D解析：培育番茄—马铃薯植株采用植物体细胞杂交技术，使得杂种后代具有两个亲本的遗传特性，属于植物细胞工程的应用，A项不符合题意；培育无子西瓜试管苗，应用了植物组织培养技术，属于植物细胞工程的应用，B项不符合题意；利用植物组织培养技术培育到愈伤组织，再进行植物细胞培养，实现人参皂甙的工厂化生产，属于植物细胞工程的应用，C项不符合题意；高产青霉菌株的育种方法是诱变育种，其原理是基因突变，与植物细胞工程无关，D项符合题意。13、下图表示一人工种子，下列有关叙述，不正确的是()A．人工种子一般用离体的植物细胞通过组织培养技术获得B．胚状体是人工种子最重要的结构C．同一批次的人工种子可以保证具有相同的基因型D．胚状体是由未分化的、具有分裂能力的细胞组成答案：D解析：人工种子是指通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，通过人工薄膜包装得到的种子，A正确；胚状体是人工种子最重要的结构，将来发育成完整的植株，B正确；同一批次的人工种子是由同一组织细胞培养形成的，而同一组织细胞具有相同的基因，因此同一批次的人工种子可以保证具有相同的基因型，C正确；胚状体是由愈伤组织再分化形成的，因此其是由已经分化的、具有分裂能力的细胞构成，D错误。14、下列有关植物细胞工程应用的分析，不正确的是()A．愈伤组织细胞分裂旺盛，经诱变处理后，有利于获得突变个体B．将胚状体包埋在一个能提供营养的胶质中，再包裹人工薄膜，可以获得“人工种子”C．同一株绿色开花植物的细胞，经培养获得的愈伤组织基因型完全相同D．利用组织培养技术工业化生产人参皂甙，提高产量解析：愈伤组织细胞分裂旺盛，容易发生基因突变，有利于获得突变个体，A正确；将胚状体、不定芽、顶芽等经过人工薄膜包装可以获得“人工种子”，B正确；同一株绿色开花植物的细胞，花粉和体细胞经培养获得的愈伤组织基因型不相同，C错误；利用组织培养技术工业化生产人参皂甙，提高产量，D正确。答案：C15、如图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径，下列叙述不正确的是()A．该途径依据的原理是植物细胞具有全能性B．需在无菌和人工控制的条件下进行C．经过程①细胞的形态和结构发生了变化D．外植体是离体的器官、组织或细胞答案：A解析：图中过程的终点不是个体，故未体现细胞的全能性，A错误；该过程需要在无菌和人工控制的条件下进行，B正确；①脱分化形成的愈伤组织，失去其特有的结构和功能转化成未分化的细胞，C正确；外植体是离体的器官、组织或细胞，D正确。16、下列有关植物细胞工程在生产上的应用，错误的是()A．利用植物茎尖进行组织培养，可以获得脱毒苗B．人工种皮包上愈伤组织就可得到人工种子C．利用细胞培养工厂化生产人参皂甙，提高产量D．对愈伤组织进行诱变处理，从分化的植株中筛选新品种答案：B解析：利用植物的茎尖进行组织培养技术，可以获得不含病毒的植株，即脱毒苗，A正确；人工种皮包上胚状体(人工体细胞胚是通过植物组织培养得到的)就可得到人工种子，B错误；细胞培养技术即细胞的克隆，利用该技术可培养得到大量的细胞及细胞代谢产物，因而利用细胞培养工厂化生产人参皂甙，可提高产量，C正确；对愈伤组织进行诱变处理可获得大量变异的细胞，然后通过组织培养，从分化的植株中筛选新品种，D正确。17、用组织培养技术可以在生物反应器中通过培养紫草细胞生产紫草素,下图记录了生物反应器中紫草细胞产量、紫草素产量随培养时间发生的变化。下列说法错误的是()A.在生产前,需先加入紫草细胞作为反应器中的“种子”,这些“种子”是紫草叶肉细胞经过脱分化和再分化而获得的B.从图中可以看出反应器中紫草细胞的生长呈现“S”型增长规律C.从图中可以看出反应器中影响紫草素产量的因素是细胞数量和细胞所处的生长期D.在培养过程中,要不断通入无菌空气并进行搅拌的目的是保证氧气供应充足,并使细胞与培养液充分接触答案:A解析:在生产紫草素前,需先加入紫草细胞作为反应器中的“种子”,这些“种子”是紫草叶肉细胞经过脱分化形成愈伤组织,用愈伤组织进行生产。18、要想通过体细胞杂交技术获得杂种植物,下列各套步骤中正确的是()A.分离原生质体→诱导原生质体融合→再生细胞壁→组织培养→杂种植株B.分离原生质体→原生质体自然融合→再生细胞壁→组织培养→杂种植株C.病毒诱导原生质体融合→组织培养→杂种植株D.分离原生质体→脱分化→再分化→杂种植株答案:A解析:体细胞杂交技术首先要获得不同生物的体细胞,用纤维素酶、果胶酶除去细胞壁得到原生质体,再通过物理或化学方法诱导原生质体融合,再生细胞壁成为杂种细胞,再经组织培养形成杂种植株。19、用植物细胞工程技术将天竺葵与香茅草进行杂交可产生驱蚊香草,使有驱蚊作用的香茅醛随着天竺葵的蒸腾作用散发到空气中,达到驱蚊的效果。下面有关培育过程的叙述,不正确的是()A.原生质体的融合常用PEG作为诱导剂B.形成的愈伤组织其代谢类型是自养需氧型C.由杂种细胞→杂种植株,要通过有丝分裂和细胞的分化D.该项生物工程技术可克服远缘杂交不亲和的障碍答案:B解析:植物体细胞杂交过程中,诱导原生质体融合常用的诱导剂是PEG;由杂种细胞→杂种植株,要通过有丝分裂、脱分化和再分化才能形成;植物体细胞杂交克服了远缘杂交不亲和的障碍。杂种细胞经组织培养形成的愈伤组织,自身不含叶绿素无法进行光合作用,其营养物质来自培养基,代谢类型是异养需氧型。20、下列有关小麦种胚的组织培养的实验叙述,错误的是()A.利用了细胞全能性的原理B.在特定的营养和激素条件下,小麦的种胚脱分化形成愈伤组织,继续培养就会经再分化生成幼苗,进而发育成完整的小麦植株C.在实验过程中对培养基、所用器皿进行严格灭菌,对实验材料进行消毒处理D.培养成幼苗后,就进行炼苗处理,在炼苗过程中在培养瓶中加入少量的水防止生霉答案:B解析:在特定的营养和激素条件下,小麦的种胚可能脱分化形成愈伤组织,把愈伤组织转移到再分化培养基上可以再分化生成幼苗。二、非选择题21、科学家利用植物体细胞杂交技术成功获得了“番茄—马铃薯”杂种植株，为了便于杂种细胞的筛选和鉴定，科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记番茄和马铃薯的原生质体膜上的蛋白质，其培育过程如下图所示：(1)植物体细胞杂交技术依据的生物学原理有__________________。(2)细胞融合完成的标志是__________________________。(3)在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察，根据细胞膜表面荧光的不同可观察到________种不同的原生质体，当观察到___________时可判断该原生质体是由番茄细胞和马铃薯细胞融合而成的。(4)过程③和过程④依次为_________________，过程④中的培养基常添加的植物激素是_________________________。(5)若番茄细胞中含m条染色体，马铃薯细胞中含n条染色体，则“番茄—马铃薯”细胞在有丝分裂后期含____________条染色体。若杂种细胞培育成的“番茄—马铃薯”植株为四倍体，则此杂种植株的花粉经离体培养得到的植株属于________植株。答案：(1)细胞膜的流动性、植物细胞的全能性(2)形成了新的细胞壁(3)3融合的细胞表面22、请回答下列有关植物组织培养的问题：(1)植物组织培养过程中的脱分化就是让已经分化的细胞经过诱导后，失去其特有的_________而转变成未分化细胞的过程。愈伤组织再分化出幼根和芽的实质是_____________________。

(2)在胡萝卜的组织培养过程中，将胡萝卜组织块接种到培养基上的操作需要在超净工作台上进行，其目的是避免_______的污染；胡萝卜组织块形成愈伤组织的过程是在_______(填“避光”或“适宜光照”)条件下进行的。

(3)植物组织培养过程所依据的生物学原理是__________。植物组织培养技术不仅可以保持优良品种的_______，还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。(4)利用植物组织培养技术培育无病毒植株，选材时一般选取________________。利用植物组织培养技术可以制造出人工种子，即以植物组织培养得到的_______、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。

解析：(1)脱分化就是让已经分化的细胞经过诱导后，失去其特有的结构与功能而转变成未分化细胞的过程。细胞分化的实质是基因的选择性表达。(2)植物组织培养过程中要保持无菌条件，以避免微生物的污染。胡萝卜组织块形成愈伤组织的过程是在避光条件下进行的。(3)植物组织培养过程依据的原理是植物细胞具有全能性。植物组织培养技术不仅可以保持优良品种的遗传特性，还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。(4)植物分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，所以一般选取茎尖或根尖培育无病毒植株。人工种子就是以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。答案：(1)结构与功能基因的选择性表达(2)微生物避光(3)植物细胞的全能性遗传特性(4)茎尖或根尖胚状体23、蓝莓中富含的花青素能有效地改善视力，下面为科学家利用植物组织培养的方法，大量培养蓝莓具体流程的文字图解。请回答下列问题：蓝莓组织愈伤组织长出丛芽生根移栽成活(1)用于离体培养的蓝莓组织叫_________，该技术的原理是_____________。(2)配制MS培养基时，应加入一定量的琼脂、蔗糖、无机盐、维生素、有机物等营养物质，蔗糖除作为碳源外，还具有___________的功能。常用的培养基有脱分化培养基、生根培养基和生芽培养基，这三种培养基的主要差异是______________________。

(3)图中蓝莓组织要经过消毒处理后才能进行培养。①过程中，细胞的分化程度会_________(填“升高”“降低”或“不变”)。

(4)愈伤组织经过②③过程重新分化成根或丛芽的过程叫________。(5)蓝莓花青素在60℃以下时的热稳定性较好，将含花青素的粗品经真空干燥(可使水的沸点降低40℃)制成成品，采用该方法的主要原因是_______________。【解析】(1)植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性，用于离体培养的组织叫外植体。(2)配制MS培养基时，应加入一定量的琼脂、蔗糖、无机盐、维生素、有机物等营养物质，蔗糖除作为碳源外，还具有提供能量和维持渗透压的功能。常用的培养基有脱分化培养基、生根培养基和生芽培养基，这三种培养基的主要差异是生长素和细胞分裂素的用量及比例不同。(3)图中①过程是脱分化形成愈伤组织的过程，高度分化的细胞恢复分裂能力，则分化程度降低。(4)图中②③过程是愈伤组织经过再分化形成丛芽或根的过程。(5)含花青素的粗品经真空干燥(可使水的沸点降低40℃)制成成品，采用该方法的主要原因是避免(干燥时温度过高导致)花青素分解。答案：(1)外植体(植物)植物细胞具有全能性(2)提供能量和维持渗透压生长素和细胞分裂素的用量及比例不同(3)降低(4)再分化(5)避免(干燥时温度过高导致)花青素分解24、为了探究6－BA和IAA对某菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响，某研究小组在MS培养基中加入6－BA和IAA，配制成四种培养基(见下表)，灭菌后分别接种数量相同、生长状态一致、消毒后的茎尖外植体，在适宜条件下培养一段时间后，统计再生丛芽外植体的比率(m)，以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)，结果如表所示。培养基编号浓度/mg·L－1m/%n/个6－BAIAA10.5076.73.120.177.46.130.266.75.340.560.05.0回答下列问题：(1)按照植物的需求量，培养基中无机盐的元素可分为______________和______________两类。上述培养基中，6－BA属于______________类生长调节剂。(2)在该实验中，自变量是_________，因变量是________，自变量的取值范围是__________________。(3)从实验结果可知，诱导丛芽总数最少的培养基是__________号培养基。(4)为了诱导该菊花试管苗生根，培养基中一般不加入___________(填“6－BA”或“IAA”)。答案：(1)大量元素微量元素细胞分裂素(3)1(4)6－BA解析：(1)根据植物的需求量，组成生物体的元素可以分为大量元素和微量