2024-2025学年新教材高中生物第2章细胞工程第1节第2课时植物细胞工程的应用课时分层作业含解析新人教版选择性必修3

PAGE7-第2课时植物细胞工程的应用(建议用时：40分钟)题组一植物繁殖的新途径1．下列属于植物的微型繁殖技术的是()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．扦插的葡萄枝条长成新个体D．柳树芽发育成枝条A[微型繁殖技术是快速繁殖优良品种的植物组织培育技术，也叫快速繁殖技术。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；扦插的葡萄枝条长成新个体属于无性繁殖中的养分繁殖。]2．某种极具欣赏价值的兰科珍稀花卉很难获得成熟种子。为尽快推广种植，可应用多种技术获得大量优质苗，下列技术中不能选用的是()A．利用茎段扦插诱导生根技术快速育苗B．采纳花粉粒组织培育获得单倍体苗C．采集幼芽嫁接到合适的其他种类植物体上D．采纳幼叶、茎尖等部位的组织进行组织培育B[茎段扦插、幼芽嫁接、幼叶与茎尖等部位的组织培育等方法可以快速繁殖种苗，且能保持亲本的优良性状；采纳花粉粒离体培育可获得单倍体幼苗，其性状可能与亲本不同。]3．马铃薯是一种重要的经济作物，传统的繁殖方式感染病毒严峻，导致产量大大降低。科研人员利用种苗脱毒技术可有效解决这个问题，基本操作流程如下：请回答问题：(1)该技术称为_______________，其理论基础是______________________。(2)配制培育基，应加入肯定量的琼脂、蔗糖、无机盐、维生素、有机添加物等养分物质，蔗糖除作为碳源外，还具有________________________的功能。(3)利用种苗脱毒技术培育马铃薯，常用的培育基有脱分化培育基、生芽培育基、生根培育基，这三种培育基的主要差异在于_________________________。(4)在培育过程中，选取的外植体是_______________________________，缘由是_____________________________________________。(5)对形成的愈伤组织进行培育时需将外植体置于25℃、无菌和________条件下培育，当试管苗长到3～4片叶时即可移栽。[解析](1)题述操作应用的是植物组织培育技术，理论基础是植物细胞具有全能性。(2)蔗糖在培育基中，可作为碳源，也可为植物生长供应能量且维持肯定的渗透压。(3)植物组织培育中的关键性激素是生长素和细胞分裂素；这两种激素比例不同会影响植物细胞发育方向，生长素与细胞分裂素的比值高时，有利于根的分化、抑制芽的形成，比值低时，有利于芽的分化、抑制根的形成。(4)由于茎尖、芽尖分生区无病毒或低毒，因此常作为植物组织培育中的外植体。(5)植物生长须要进行光合作用，因此，需将外植体置于25℃、无菌和光照条件下培育，当试管苗长到3～4片叶时即可移栽。[答案](1)植物组织培育植物细胞的全能性(2)供应能量和维持渗透压(3)生长素和细胞分裂素的用量比例不同(4)茎(芽)尖茎(芽)尖分生区无病毒或低毒(5)光照题组二作物新品种的培育4．下图表示基因型为AaBb的水稻单倍体育种过程，下列说法不正确的是()A．图示花粉发育成的二倍体水稻的基因型为aaBBB．单倍体育种比杂交育种时间短C．AaBb水稻经单倍体育种可培育出两种二倍体水稻D．未经秋水仙素处理的试管苗长成的植株高度不育C[由基因型为aB的花药发育成的单倍体水稻幼苗的基因型为aB，秋水仙素处理单倍体幼苗后得到的二倍体水稻的基因型为aaBB，A正确；单倍体育种相较于杂交育种来说，明显缩短了育种年限，B正确；AaBb植株的花粉的基因型有AB、Ab、aB、ab四种，花粉离体培育形成单倍体幼苗，用秋水仙素处理后形成的二倍体水稻有四种基因型，C错误；基因型为aB的花粉离体培育形成单倍体幼苗，单倍体高度不育，故未经秋水仙素处理的试管苗长成的植株高度不育，D正确。]5．下图是利用某植物(基因型为AaBb)产生的花粉进行单倍体育种的示意图，据图推断，下列叙述错误的是()花粉eq\o(→,\s\up9(①),\s\do5())植株Aeq\o(→,\s\up9(②),\s\do5())植株BA．过程②通常运用的试剂是秋水仙素，作用时期为有丝分裂前期B．通过过程①得到的植株既有纯合子又有杂合子C．过程①属于植物的组织培育，在此过程中必需运用肯定量的植物激素D．与杂交育种相比，该育种方法的优点是能明显缩短育种年限B[该过程是单倍体育种，所以过程①是花药离体培育，获得的是单倍体植株，基因型为AB、Ab、aB、ab4种，经染色体加倍后的植株B都为纯合子；过程②运用秋水仙素使染色体数目加倍，其作用机理是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，到后期染色单体分开后不能向细胞两极移动；过程①属于植物组织培育，须要生长素和细胞分裂素的诱导。]6．(不定项)下图表示利用棉花叶肉细胞原生质体培育进行遗传改良的过程，据图分析正确的是()A．①过程需在相宜条件下用纤维素酶和果胶酶的混合物处理B．③过程能定向诱导原生质体产生优良性状的突变C．②过程中叶肉细胞失去了其特有的结构和功能D．④过程需用相宜配比的生长素和细胞分裂素处理ACD[紫外线照耀可诱导原生质体发生突变，但突变是不定向的。]7．下图表示单倍体育种过程，据图回答：(1)②③过程中，②属于________过程，其中须要光照的是________(填序号)。(2)由花粉能培育成试管苗，说明植物细胞具有_______，根本缘由是______。(3)花粉在试验条件下发育成植株这一技术，可应用于________育种，从而获得稳定遗传的新品种，该项技术最大的优点是________________。(4)若花药壁细胞的基因型是AaBb，则最终得到的纯合二倍体植株可能有________种基因型。[解析](1)②是由细胞培育到愈伤组织阶段，属于脱分化；③是由愈伤组织培育到试管苗阶段，属于再分化，再分化过程中由于形成叶等，须要光照。(2)由一个植物细胞培育成一个个体，体现了植物细胞的全能性。植物细胞表现全能性的根本缘由是每个细胞中都含有发育成完整个体所须要的全部遗传物质。(3)花药离体培育技术是单倍体育种的流程之一，花粉在试验条件下发育成植株这一技术，可应用于单倍体育种。单倍体育种的优点是明显缩短育种年限。(4)若花药壁细胞的基因型是AaBb，则花粉基因型有AB、Ab、aB、ab4种，最终得到的纯合二倍体植株可能有AABB、AAbb、aaBB、aabb4种基因型。[答案](1)脱分化③(2)全能性每个细胞中都含有发育成完整个体所须要的全部遗传物质(3)单倍体明显缩短育种年限(4)4题组三细胞产物的工厂化生产8．(不定项)紫草宁具有抗菌、消炎效果。在工业化生产中，取紫草植株部分组织诱导形成紫草愈伤组织，再转入紫草宁形成培育基，然后再将细胞破裂后提取出紫草宁。下列相关叙述中，正确的是()A．工业化生产过程包括细胞的脱分化和再分化B．在紫草宁生产过程中，不必将愈伤组织培育出根、芽等器官C．紫草宁的愈伤组织细胞在低渗溶液中不会涨破D．紫草宁在细胞内合成后被分泌到细胞外ABC[由题意“取紫草植株部分组织诱导形成紫草愈伤组织，再转入紫草宁形成培育基”可知，工业化生产过程包括细胞的脱分化和再分化，A正确；在紫草宁生产过程中，不必将愈伤组织培育出根、芽等器官，B正确；紫草的愈伤组织细胞有细胞壁，在低渗溶液中不会涨破，C正确；依据题意可知，需将细胞破裂后取出紫草宁，因此紫草宁在细胞内合成后不能分泌到细胞外，D错误。]9．红豆杉是濒危植物，其树皮产生的紫杉醇对抗癌症有肯定的疗效。下图是红豆杉植株组织培育和细胞培育的流程图，请据图回答下列问题：(1)图中②为愈伤组织，通过B过程可最终产生新的植株，通过C过程可产生大量细胞，则图中A、B、C分别表示的过程为___________________________。其中B过程的实质是____________________________________________。(2)对⑤的培育一般要采纳________培育基，并要不断通入无菌空气并进行搅拌，其目的是_____________________________________________________。(3)对⑤的培育可获得代谢产物——紫杉醇，但培育后期紫杉醇产量下降，其缘由包括________________________________________________________等。[解析](1)分析题图可知，①为红豆杉离体的植物器官、组织或细胞(外植体)，②为愈伤组织，③为试管苗(胚状体)，④为植物体，⑤为大量的红豆杉细胞，故A表示悦分化，B表示在分化，C表示有丝分裂；再分化的实质是细胞内基因的选择性表达。(2)对⑤的培育目的是快速增殖细胞，一般采纳液体培育基进行培育。在培育过程中通入空气是为了保证细胞生长过程中氧气的供应，不断搅拌的目的是让细胞和培育液充分接触。(3)培育的后期，由于细胞代谢产物的积累，以及养分物质的消耗等，导致细胞数量削减，其代谢产物削减。[答案](1)脱分化、再分化、有丝分裂基因的选择性表达(2)液体保证氧气的供应、使细胞和培育液充分接触(3)活细胞数量削减，某些代谢产物积累10．下列关于植物组织培育应用的说法，错误的是()A．脱毒苗、人工种子的制备都运用了植物组织培育技术B．采纳茎尖、根尖等组织经培育得到的脱毒植物可提高产量和品质C．运用组织培育得到人参、紫草等植株，然后从它们的细胞中提取细胞产物D．组织培育过程中经人工诱变等可得到有用突变体，如抗除草剂的白三叶草等已用于生产C[运用组织培育技术大量生产人参皂苷、紫草宁等药物，利用了细胞产物的工厂化生产，并未培育出完整的植株，而是将离体组织、器官培育到愈伤组织阶段，利用细胞的分裂增殖，获得大量的细胞产物。]11．下图为培育甘蔗脱毒苗的两条途径，探讨发觉经②过程获得的幼苗脱毒效果更好，相关叙述错误的是()A．①过程所取茎尖中的叶原基具有较高的分裂、分化实力B．②过程的作用可能是阻碍病毒等进入茎尖分生组织C．③④过程中基因的选择性表达导致了细胞脱分化D．培育基A、B中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同C[①过程所取茎尖中的叶原基具有较高的分裂、分化实力，A正确；②过程的作用可能是阻碍病毒等进入茎尖分生组织，B正确；③④过程中基因的选择性表达导致了细胞再分化，C错误；培育基A、B中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同，D正确。]12．通过植物组织培育技术可以快速繁殖、生产药物及培育无病毒的植物等。据图表回答问题：植物的花芽分别在含有不同浓度及比例的生长素和细胞分裂素的培育基中的生长状况A组B组C组D组E组生长素03ppm3ppm0.03ppm0细胞分裂素00.2ppm0.002ppm1.0ppm0.2ppm花芽生长状况仍是组织切块形成愈伤组织愈伤组织分化出根愈伤组织分化出嫩芽稍生长(1)离体的植物器官、组织或细胞能够被培育成新的植物体的缘由是_______________________________________________________________。(2)用植物组织培育方法诱导离体的植物组织形成具有生根发芽实力的胚状体结构，若包袱上人造种皮，制成人工种子，可能解决有些作物品种繁殖实力差、结子困难或发芽率低等问题。胚状体来源于离体的植物体细胞，其形成过程中要经过的生理改变大体上是图中[]________和[]________过程，在此过程中被培育的细胞始终受________的调整。(3)应用植物组织培育技术培育茎尖或根尖组织可获得无病毒植株，其缘由是植物的茎尖或根尖很少____________________。(4)从上表的试验结果可看出：生长素和细胞分裂素是试验中的两种重要物质，其中，新芽形成必需的条件是细胞分裂素的浓度________(填“大于”或“小于”)生长素的浓度；而在培育形成完整新个体过程中，对它们的调控关键是______________________________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)离体的植物器官、组织或细胞能够被培育成新的植物体的缘由是植物细胞具有全能性。(2)胚状体来源于离体的植物体细胞，其形成过程中要经过的生理改变大体上是图甲中①脱分化和②再分化过程，脱分化和再分化过程须要植物激素的调整。(3)植物的茎尖或根尖很少被病毒感染，甚至无病毒，因此应用植物组织培育技术培育茎尖或根尖组织可获得无病毒植株。(4)在植物组织培育过程中，细胞分裂素和生长素起着重要的调整作用，当细胞分裂素浓度高时，可以诱导丛芽的产生；当生长素浓度高时，可以诱导根的产生。由此可见，调控的关键是适当限制好不同培育期的培育基中细胞分裂素和生长素的浓度及二者的比例。[答案](1)植物细胞具有全能性(2)[①]脱分化[②]再分化植物激素(3)被病毒感染，甚至无病毒(4)大于调控好不同培育期的培育基中细胞分裂素与