2024-2025学年新教材高中生物第2章细胞工程1.2植物细胞工程的应用作业含解析新人教版选择性必修3

PAGE9-植物细胞工程的应用(20分钟·70分)一、选择题(共7小题,每小题5分,共35分)1.人们利用植物的快速繁殖技术来进行工厂化生产,这是利用了该项技术的哪一特点()A.操作简洁B.使优良性状组合在一起C.培育新的性状D.高效性和保持种苗的优良遗传特性【解析】选D。植物组织培育操作烦琐,选项A错误;植物组织培育为无性繁殖,能保持亲本的优良特性,但不能使优良性状组合在一起,也不能培育新的性状,选项B、C错误;植物的快速繁殖技术既能实现高效、快速繁殖,又能够保持植物优良品种的遗传特性,选项D正确。2.为给工厂化繁殖脱毒甘薯苗供应技术支持,科研人员利用植物组织培育技术探讨甘薯茎尖(外植体)大小对诱导分化苗和脱毒苗的影响,结果如表所示,下列相关叙述错误的是 ()茎尖大小外植体数/个分化苗数/苗脱毒苗数/苗小于0.320110.3～0.520107大于0.520134A.不同培育阶段培育基中激素种类和比例应适时调整B.脱分化过程中应赐予足够光照使其进行光合作用C.本试验的自变量为茎尖的大小D.0.3～0.5【解析】选B。不同培育阶段培育基中激素种类和比例应适时调整,如生长素与细胞分裂素的比例上升,利于根的分化;比例下降,利于芽的分化,A正确;脱分化过程中不须要光照,B错误;试验中茎尖的大小为自变量,脱毒苗的数量为因变量,C正确;由图可知,0.3～0.5mm大小的茎尖,脱毒苗的数目最多,故有利于脱毒甘薯苗的培育3.如图是对基因型为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所实行的技术手段是花药离体培育B.过程b用秋水仙素处理后可以得到4种基因型的玉米植株C.c和d分别是脱分化和再分化过程D.图中过程a或过程c、d能够说明植物细胞具有全能性【解析】选B。过程a由花粉粒变为单倍体植株,肯定要经过花药离体培育,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,经花药离体培育后可得到2种单倍体幼苗,幼苗再经秋水仙素处理后得到AAbb和aabb2种基因型的可育玉米,B错误;c是脱分化,d是再分化,C正确;过程a和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。4.玉米是一种主要的农作物,为了提高玉米的产量,科学家在玉米育种和栽培中作了大量的探讨。如图是关于玉米培育的过程,据图推断下列说法错误的是 ()A.从繁殖原理上分析,A→D属于无性生殖B.植株D和G中的染色体组数不同C.E→G不能体现细胞的全能性D.E→F过程中获得的植株一般不干脆用于大田生产【解析】选C。A→D是植物组织培育过程,从繁殖原理上分析,属于无性生殖,A正确;植株D是二倍体植株,植株G是单倍体植株,体内的染色体组数不同,B正确;E→G表示花药离体培育形成单倍体幼苗的过程,该过程体现了植物细胞的全能性,C错误;E→F过程中获得的植株是单倍体植株,高度不育,一般没有干脆的运用价值,D正确。5.青蒿素是从植物黄花蒿的叶片中所提取的一种代谢产物,而茎及其他部位中的青蒿素含量极其微小,下列关于利用植物组织培育生产青蒿素的叙述中,正确的是 ()A.在黄花蒿组织培育过程中不需赐予光照B.加入大量生长素可提高青蒿素的产量C.可通过大量培育愈伤组织以干脆获得青蒿素D.可大规模栽培组织培育苗以获得药用成分【解题关键】解答本题需明确以下两点:(1)诱导形成愈伤组织需避光培育,缘由是在有光时往往形成维管组织,而不形成愈伤组织。(2)愈伤组织再分化成胚状体时须要光照,缘由是①叶绿素的合成须要光照;②试管苗须要进行光合作用制造有机物供应养分物质。【解析】选D。植物组织培育包括脱分化和再分化两个过程,其中脱分化过程不须要光照,而再分化过程须要光照,选项A错误;组织培育过程中,生长素对脱分化和再分化过程具有调整作用,但不能干脆提高青蒿素的产量,选项B错误;青蒿素是从植物黄花蒿的叶片中所提取的一种代谢产物,而茎及其他部位中的青蒿素含量极其微小,因此通过大量培育愈伤组织不能干脆获得青蒿素,选项C错误;可大规模栽培组织培育苗以获得药用成分,选项D正确。6.探讨人员在柑橘中发觉一棵具有明显早熟特性的变异株,确定以此为基础培育早熟柑橘新品种。下列叙述错误的是 ()A.要推断该变异株的育种价值,首先要确定它的遗传物质是否发生了变更B.若该变异株是个别基因的突变体,可采纳连续自交的方法,使早熟基因渐渐纯化,培育出新品种C.若欲加快育种进程,可采集变异株的花药进行离体培育,即可获得高度纯合的新品种D.若该变异株是染色体数目变异株,减数分裂时同源染色体可能配对紊乱,可采纳植物组织培育方法获得新品种【解析】选C。要推断该变异株的育种价值,首先要确定它的遗传物质是否发生了变更,若其遗传物质变更,说明其为可遗传变异,A正确;若该变异株是个别基因的突变体,可通过连续自交,提高纯合子的比例,培育新品种,B正确;花药离体培育的植株为单倍体,高度不育,C错误;若该变异株是染色体数目变异株,减数分裂时同源染色体可能配对紊乱,不能通过有性生殖进行繁殖,可采纳无性生殖,如植物组织培育方法获得新品种,D正确。【补偿训练】下列关于植物细胞工程实际应用的叙述,不正确的是 ()A.快速繁殖技术的原理是植物细胞的全能性B.利用茎尖组织培育的幼苗肯定全是脱毒幼苗C.利用人工种子繁殖优良品种不会出现性状分别D.未脱毒马铃薯的产量往往比脱毒马铃薯的产量低【解析】选B。植物快速繁殖技术就是利用植物组织培育技术,所以其原理是细胞的全能性,A正确;利用茎尖组织培育的幼苗不肯定全是脱毒幼苗,B错误;人工种子是利用植物组织培育得到的,一般利用植物的体细胞进行植物组织培育得到人工种子,则该人工种子繁殖属于无性生殖,所以不会出现性状分别,C正确;未脱毒马铃薯的产量比脱毒马铃薯的产量低,D正确。7.下列有关植物细胞工程应用的叙述,不正确的是 ()A.利用组织培育技术培育脱毒苗,获得具有抗病毒的新品种B.利用组织培育技术获得人工种子,能保持亲本的优良性状C.利用细胞培育技术获得紫草宁,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【解析】选A。利用组织培育技术培育脱毒苗,可以获得不带有病毒的植株,但品种未发生变更,也没有转入抗病毒基因,因而不具有抗病毒实力,选项A错误;利用植物组织培育得到的胚状体、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即为人工种子,人工种子可以保持亲本的优良特性,克服种子生产的季节、气候和地域限制,选项B正确;组织培育技术除了在农业上的应用外,还广泛应用于另一个重要的领域,即细胞产物的工厂化生产,目前三七、紫草和银杏的细胞产物已经实现了工厂化生产,选项C正确;利用植物体细胞杂交技术获得“萝卜-甘蓝”植株,是将两种植物的体细胞在肯定条件下融合成杂种细胞,并培育成新的植物体,该项探讨克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍,取得了重大突破,选项D正确。二、非选择题(共2小题,共35分)8.(15分)应用植物组织培育技术,不仅可以实现种苗的快速繁殖、培育无病毒植株,也可以加快作物及苗木育种。下面是培育橘耐盐植株的试验流程:回答下列问题:(1)愈伤组织是由离体的茎段经______________过程形成的,此时愈伤组织细胞____________(填“具有”或“不具有”)细胞的全能性,愈伤组织经过________________过程形成耐盐植株。在植物组织培育的培育基中除无机养分成分、有机养分成分、琼脂外,还须要添加________________。

(2)对愈伤组织进行了两次处理,处理1中γ射线照耀的目的是______________,用γ射线不干脆处理茎段而是处理愈伤组织,缘由是_____________________________________________________________________________;处理2中添加的物质X为______________________。

(3)植物组织培育技术也被广泛应用于其他作物的育种中。在培育白菜—甘蓝、三倍体无子西瓜中,用到植物组织培育技术的是______________________________________________________。

【解析】(1)愈伤组织是离体的茎段脱分化形成的,每个细胞都脱离了原来的分化状态,都具有全能性,愈伤组织经过再分化过程才能形成植株,在植物组织培育过程中,除了加入养分之外,还要加入植物激素,因为植物激素在脱分化和再分化过程中起重要作用。(2)对愈伤组织进行了两次处理,处理1中运用γ射线照耀的目的是使愈伤组织发生突变,γ射线不干脆处理茎段而是处理愈伤组织的缘由是愈伤组织细胞处于不断地分裂状态,易受到培育条件和外界的影响而产生突变。处理2的目的是筛选出耐盐特性的愈伤组织,因此需加入氧化钠。(3)白菜—甘蓝形成的过程中,先要形成杂种细胞,再由杂种细胞形成杂种植株,所以会用到植物组织培育技术,三倍体无子西瓜须要进行秋水仙素处理和杂交,不须要植物组织培育技术。答案:(1)脱分化具有再分化植物激素(2)诱导基因突变愈伤组织细胞处于不断地分裂状态,易受到培育条件和外界的影响而产生突变氯化钠(3)培育白菜-甘蓝9.(20分)下图为几种育种方法示意图,据图回答:(1)①④方向所示的途径表示________育种,⑦过程所示的育种方法是________。

(2)②过程常用的方法是____________,③⑦过程中采纳方法有__(填两项)。

(3)⑤过程发生在生物个体发育的________时期。经过⑥的选育,得到具有新基因的种子或幼苗,由此培育出的新品种具有某一优良性状,若要将该性状稳定快速地遗传下去,运用生物技术的解决方法是________________。

(4)⑧→⑩过程所代表的生物技术涉及两项重要步骤是__________、__________。假设甲种植物是四倍体,乙种植物是二倍体,则人工种子萌发长成的植物是几倍体?________。

【解析】(1)据图分析,①④所示途径为杂交育种,①②③途径为单倍体育种。(2)②是花药离体培育过程,③阶段是用秋水仙素处理或低温诱导单倍体幼苗,而⑦属于多倍体育种,用秋水仙素处理或低温诱导萌发的种子或二倍体幼苗。(3)⑤⑥阶段属于诱变育种,通常用物理或化学的方法来处理处于分裂间期的细胞,此时DNA复制更简洁引起基因突变;通过植物组织培育技术可以将植物细胞的突变基因快速稳定地遗传下去。(4)⑧→⑩属于植物体细胞杂交技术流程,须要经过植物细胞的融合、杂种细胞的组织培育等阶段。植物体细胞杂交得到的杂种植株的体细胞的染色体组数(N)=甲种植物染色体组数(n1)+乙种植物染色体组数(n2),则杂种植株属于异源N倍体。答案:(1)杂交多倍体育种(2)花药离体培育秋水仙素处理或低温诱导(3)任何植物组织培育技术(或快速繁殖)(4)植物细胞融合植物组织培育(异源)六倍体(10分钟·30分)1.(8分)(不定项)花粉植株是遗传探讨和突变育种的志向材料。下面是培育四季柑橘(2N=18)花粉植株的过程示意图,有关叙述不正确的是 ()取花蕾并消毒取花粉粒,接种到培育基A愈伤组织接到培育基B丛芽转接到培育基C单倍体植株A.过程①②③④均存在细胞分裂和细胞分化B.由图可推想培育基B中的细胞分裂素的比例高于生长素的比例C.图中获得的花粉植株高度不育,表明花粉细胞不具有全能性D.处于分裂中期的四季柑橘单倍体植株根尖细胞有18条染色体【解析】选A、C、D。在②脱分化过程中不存在细胞分化,A错误;过程③是细胞再分化,诱导丛芽产生时应适当提高细胞分裂素的比例,B正确;花粉细胞培育成单倍体植株,培育的原理是花粉粒细胞具有全能性,其技术是植物组织培育,C错误;视察处于分裂中期的四季柑橘花粉植株根尖细胞,其染色体数和中期体细胞相同为9条,D错误。【试验·探究】2.(22分)紫杉醇是红豆杉细胞中产生的一种高效抗癌物质,在植物体中含量极低。为取代从自然植株中提取紫杉醇的方式,可通过植物组织培育和细胞培育技术来获得,其过程为获得红豆杉外植体→消毒→诱导愈伤组织→细胞培育→提取紫杉醇。回答下列问题:(1)获得的外植体首先要通过____________过程培育出愈伤组织。如表为四种不同外植体在相同培育条件下诱导愈伤组织的试验结果,由表中结果可知诱导愈伤组织较相宜的两种外植体分别是__

________________________________________________________________________________________________。

外植体愈伤组织体积诱导率/%不带叶茎段很大99.5带叶茎段很小90叶片很小20成熟胚较大80注:诱导率(%)=(形成的愈伤组织数量/接种的外植体数量)×100%(2)将愈伤组织接种到相宜培育液中进行细胞培育,细胞培育的过程__________(填“体现”或“未体现”)细胞的全能性,理由是________________________________________。据下图分析2,4-D对细胞生长和紫杉醇合成的作用分别是______________________________________________,

为获得最大紫杉醇总产量,最适合的2,4-D浓度应为__________________(填“0.5”“1.0”或“2.0”)mg/L。

(3)与从自然植株中提取相比,利用上述技术生产紫杉醇的重要意义是________________________________(答出两点)。

【解析】(1)外植体脱分化可培育出愈伤组织。由表中结果可知诱导愈伤组织较相宜的两种外植体应当是体积较大,且诱导率较高的,分别是不带叶茎段和成熟胚。(2)将愈伤组织接种到相宜培育液中进行细胞培育,细胞培育的过程最终培育出的是细胞,而不是完整的生物个体,因此,未体现细胞的全能性。据图分析可知,2,4-D促进细胞生长,抑制紫杉醇的合成,为获得最大紫杉醇总产量,最适合的2,4-D浓度应为1.0mg/L,若2,4-D浓度为0.5mg/L,则细胞生长速率太慢,若2,4-D浓度为2.0mg/L,则紫杉醇含量太低。(3)若从自然植株中提取紫杉醇,会破坏红豆杉树木,若用植物组织培育技术,在短时间内就能培育大量的愈伤组织,经过细胞培育,可以获得大量的紫杉醇,利用上述技术生产紫杉醇的重要意义是①提高了紫杉醇的产量;②爱护了红豆杉资源。答案:(1)脱分化不带叶茎段、成熟胚(2)未体现此过程中细胞没有再分化,没有发育成完整植株促进细胞生长,抑制紫杉醇合成1.0(3)提高了紫杉醇的产量,爱护了红豆杉资源【补偿训练】紫杉醇是从红豆杉树皮中提取的高效抗癌物质,细胞培育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育过程中细胞数量与紫杉醇产量的数据图。(1)以南方红豆杉叶为原料获得生产紫杉醇的愈伤组织须要通过细胞的________________,愈伤组织细胞具有较强的______________实力。这一技术的胜利实现了组织培育技术在一个重要