江苏专版2024-2025学年新教材高中生物第二章细胞工程第二节植物细胞工程的应用分层作业苏教版选择性必修3

其次章其次节植物细胞工程的应用必备学问基础练1.下列属于微型繁殖的是()A.马铃薯的块茎繁殖B.胡萝卜根的形成层繁殖C.杨树的扦插繁殖D.果树的嫁接繁殖2.通过植物组织培育技术繁殖农作物,其优点不包括()A.加快繁殖速度 B.保持亲本优良性状C.培育无病毒植株 D.变更植物的基因型3.下列有关种质保存的叙述,不正确的是()A.种质保存有利于爱护植物多样性B.种质保存比保存植物的种子更有利C.种质保存不变更种子的遗传特性D.-196℃的低温通过破坏部分呼吸酶来降低种子的呼吸作用4.[2024江苏宿迁泗阳试验高级中学高二月考]利用植物组织培育技术大量繁殖红豆杉细胞,从中提取细胞分泌的抗癌药物——紫杉醇。下列有关叙述正确的是()A.采纳茎尖部位的组织进行组织培育简单获得抗病毒植株B.利用植物组织培育能获得遗传物质变更的新品种C.愈伤组织细胞排列疏松而无规则,且为高度液泡化呈无定形态态的薄壁细胞D.选择适当的分化培育基,在相宜光照下培育出红豆杉幼苗5.下列关于细胞代谢产物的工厂化生产的叙述,错误的是()A.细胞代谢产物的工厂化生产是植物细胞工程的重要用途之一B培育过程中须要先脱分化形成愈伤组织,然后悬浮培育愈伤组织细胞C.培育的细胞收集后一般要裂开提取有效成分D.培育的愈伤组织须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代谢产物6.[2024江苏扬州中学高二期中改编]下列有关植物组织培育技术的应用的叙述,正确的是()A.微型繁殖技术是指植物体细胞杂交技术B.马铃薯利用茎尖组织培育进行脱毒C.人工种子的种皮由胚状体生成D.微型繁殖的优点有取材多、培育周期短、繁殖率高7.[2024江苏盐城伍佑中学高二期中]辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图所示。回答下列问题:(1)图中过程①和②分别表示辣椒组织培育中细胞的和,其中须要光照的是过程(填序号)。要获得脱毒苗,外植体的取材部位通常是茎尖,理由是。

(2)图中培育外植体的培育基中常用的凝固剂是。培育基中的生长素和细胞分裂素用量的比值(填“高”“低”或“相等”)时,有利于芽的分化。

(3)用酶解法将愈伤组织分别成单细胞时,常用的工具酶是。

(4)细胞产物工厂化生产是植物组织培育的重要应用。高产细胞系须在(填“固体”或“液体”)培育基中培育至,再从中提取辣椒素。

(5)脱毒苗形成的植株中,辣椒素主要分布在果肉细胞的(填细胞器)中。

关键实力提升练8.[2024江苏泰州泰兴中学高三调研]某课外活动小组获得了一株性状优良的结球生菜,并利用植物组织培育技术对其进行快速繁殖。下列有关叙述正确的是()A.运用体积分数为95%的酒精对外植体进行消毒B.为保持结球生菜的优良遗传性状,应选用花粉进行培育C.在诱导生根时,培育基中应提高细胞分裂素的比例和用量D.经再分化产生的不定芽可经人工薄膜包装制成人工种子9.下图是利用某种植物(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()花粉幼苗A植株BA.过程②通常运用的试剂是秋水仙素,作用时期为细胞有丝分裂前期B.通过过程①②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或植物生长调整剂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10.[多选][2024江苏盐城伍佑中学高三阶段考]下图表示通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径。下列有关叙述错误的是()A.该途径依据的原理是植物细胞具有全能性B.需在无菌和人工限制的条件下进行C.经过程①细胞的形态和结构发生了变更D.过程③需运用固体培育基,有利于细胞增殖11.[2024江苏南京、盐城高三二模)束顶病毒能够引起香蕉的严峻病害,科研人员用感病植株的茎尖作为外植体进行培育获得脱毒苗,试验结果如下图所示。下列有关叙述正确的是()A.感病植株的茎尖需经灭菌处理后才能用于脱毒苗的培育B.培育过程中培育基常添加生长激素、细胞分裂素等激素C.超低温保存感病植株茎尖可提高其脱毒率,降低成活率D.茎尖脱分化形成的愈伤组织是一团呈正方形的薄壁细胞12.[2024江苏无锡南菁高级中学高二月考]为给工厂化繁殖脱毒甘薯苗供应技术上的支持,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。下列相关叙述正确的是()茎尖大小外植体数/个分化苗数/苗脱毒苗数/苗小于0.3mm20110.3~0.5mm20107大于0.6mm20134A.在不同的培育阶段,培育基中激素的种类和比例不同B.脱分化过程中,应赐予足够光照使其进行光合作用C.培育脱毒苗依据的原理有基因突变和植物细胞的全能性D.0.3~0.5mm大小的茎尖最有利于获得抗病毒苗13.狼爪瓦松是一种具有欣赏价值的野生花卉,其产生的黄酮类化合物可入药。狼爪瓦松野生资源有限,难以满意市场化需求。因此,目前一般通过植物细胞工程手段进行培育,详细过程如图所示,图中数字代表处理或生理过程。请回答下列问题:(1)狼爪瓦松植株乙、丙、丁的获得都利用了技术,三种植株中核遗传物质与植株甲相同的是。

(2)①选择幼嫩的叶用于接种的缘由是。启动②③的关键激素是。

(3)⑤须要用处理,原生质体培育液中须要加入相宜浓度的甘露醇。请从细胞吸水与失水的角度分析,缘由是。

(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上升。从基因限制生物性状的角度推想,茉莉酸甲酯和水杨酸的作用途径是。

14.[2024江苏扬州高邮中学高二调研]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。请回答下列问题:(1)获得的外植体首先要运用体积分数为70%的酒精和次氯酸钠溶液进行处理,然后接种到(填“固体”或“液体”)培育基上通过过程培育出愈伤组织。下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85注:诱导率/%=(形成的愈伤组织数量/接种的外植体数量)×100%。(2)获得愈伤组织须要对其扩大培育,扩大培育所用培育基一般为(填“固体”或“液体”)培育基。选用该培育基的优点是。培育15天后细胞增殖速度减慢,主要缘由有。

(3)植物激素会影响红豆杉愈伤组织的生长速度和紫杉醇的产量,科学工作者为此用不同浓度的2,4-D溶液进行了相关探讨,结果如下图。据图分析,2,4-D溶液对细胞生长和紫杉醇合成的作用分别是、。为获得最大紫杉醇的总产量,选用浓度为(填“0.5”“1.0”或“2.0”)mg·L-1的2,4-D溶液较为合适。

注:生长速率=每天每升培育基中增加的细胞干重克数。(4)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)。

学科素养创新练15.下图中亲本植株的基因型为Aa(染色体数为2n),A、B、C、D表示以亲本植株为材料进行的四种人工繁殖过程。请据图回答下列问题:(1)利用图中的部分叶片进行植物组织培育时,需将其先用体积分数为消毒30s后,用无菌水清洗2~3次,再用次氯酸钠溶液处理30min后,马上用无菌水清洗2~3次。

(2)图中①需经过的生理过程包括两个步骤。

(3)②过程表示将该植物的两个原生质体进行融合,常用的促融剂是。图中A、B、C、D过程都能得到一种由高度液泡化的薄壁细胞组成的结构,该结构是。

(4)D过程获得原生质体用到的酶是。D途径获得的植株体细胞中染色体数为。

(5)C途径中先分化产生芽再生根,这主要是通过调整植物激素中的比例实现的。

(6)通过A途径获得的植株的基因型是。

其次节植物细胞工程的应用1.B用于快速繁殖优良品种的植物组织培育技术叫作植物的快速繁殖技术,又叫微型繁殖技术。A、C、D项所描述的均属于养分生殖,只有B项运用了植物组织培育技术,属于微型繁殖,B项符合题意。2.D植物组织培育不仅可以高效快速地实现种苗的大量繁殖,还可以保持亲本的优良性状,并通过作物脱毒提高作物产量,改善作物品种,但不会变更植物的基因型,D项不符合题意。3.D低温通过抑制酶的活性降低呼吸速率,不会破坏酶的结构,D项错误。4.C采纳茎尖部位的组织进行组织培育,可以获得脱毒植株,但不能获得抗病毒植株,A项错误;植物组织培育是利用离体的植物组织、器官或细胞发育成为完整植株的过程,该过程遗传物质未发生变更,B项错误;愈伤组织的细胞排列疏松而无规则,是一种高度液泡化且呈无定形态态的薄壁细胞,C项正确;要提取细胞分泌的紫杉醇,只须要培育到愈伤组织即可,D项错误。5.D培育的愈伤组织不须要经过再分化就能产生特定的细胞代谢产物,D项错误。6.B微型繁殖技术是指植物组织培育技术,A项错误;进行植物微型繁殖时,常采纳茎尖或根尖作为外植体,缘由是茎尖或根尖病毒极少,因此切取肯定大小的茎尖或根尖进行组织培育,再生的植株就可能不带病毒,B项正确;人工种子的种皮是人工合成的,C项错误;微型繁殖的优点有取材少、培育周期短、繁殖率高,D项错误。7.答案(1)脱分化再分化②该部位的细胞分裂旺盛,含病毒少甚至无病毒(2)琼脂低(3)纤维素酶和果胶酶(4)液体愈伤组织(5)液泡解析(1)过程①是脱分化,即由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程;过程②是再分化,即脱分化产生的愈伤组织接着进行培育,又可重新分化成根或芽等器官的过程。过程①(脱分化)不须要光照,过程②(再分化)须要光照。要获得脱毒苗,要求外植体含病毒少甚至无病毒,而茎尖或根尖的细胞分裂旺盛,含病毒少甚至无病毒。因此要获得脱毒苗,外植体的取材部位通常是茎尖。(2)培育基中常用的凝固剂是琼脂。生长素和细胞分裂素用量的比值低时,有利于芽的分化;反之,则有利于根的分化。(3)植物细胞的细胞壁含有纤维素和果胶,故用酶解法将愈伤组织分别成单细胞时,常用的酶是果胶酶和纤维素酶。(4)细胞的扩大培育一般用液体培育基,有利于细胞与养分物质的充分接触,因此高产细胞系须在液体培育基中培育至愈伤组织,再从中提取辣椒素。(5)辣椒素是一种生物碱,存在于植物细胞的液泡中。8.D运用体积分数为70%的酒精对外植体进行消毒,A项错误;由于产生花粉过程中会发生基因分别,为保持结球生菜的优良遗传性状,应选用体细胞进行培育,B项错误;在诱导生根时,培育基中应提高生长素的比例和用量,C项错误;用人工薄膜将胚状体、不定芽等分别包装可制成人工种子,故经再分化产生的不定芽可经人工薄膜包装制成人工种子,D项正确。9.B过程①是花药离体培育,获得单倍体植株A,其基因型有AB、Ab、aB、ab四种,过程②可经过诱导染色体数目加倍获得纯合的植株B,B项错误。10.AD细胞全能性以细胞发育成个体为标记,而图中并没有形成完整植物体,A项错误;为避开杂菌污染,图示过程需在无菌和人工限制的条件下进行,B项正确;图中过程①是脱分化,经该过程细胞的形态和结构发生了变更,成为高度液泡化的薄壁细胞,C项正确;过程③需运用液体培育基,有利于细胞增殖,D项错误。11.C灭菌会将植株的茎尖杀死,所以须要对感病植株的茎尖进行消毒处理,A项错误;培育过程中加入生长素和细胞分裂素,B项错误;从图中可以看出,经过超低温处理后,感病植株的脱毒率增加,但成活率降低,C项正确;愈伤组织是无定形态态的薄壁细胞,D项错误。12.A在不同的培育阶段,培育基中激素的种类和比例不同,生长素和细胞分裂素的比例上升有利于根的分化,比例下降有利于芽的分化,A项正确;脱分化过程中不须要光照,不进行光合作用,B项错误;培育脱毒苗依据的原理是植物细胞的全能性,C项错误;表中结果说明0.3~0.5mm大小的茎尖最有利于获得脱毒苗,而不是抗病毒苗,D项错误。13.答案(1)植物组织培育乙、丁(2)幼嫩的叶分裂实力强,分化程度低生长素和细胞分裂素(3)纤维素酶和果胶酶维持细胞质膜内外渗透压的平衡(防止原生质体皱缩或裂开)(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酶的基因的表达,酶含量上升,催化生成更多的黄酮类化合物解析(1)狼爪瓦松植株乙、丙、丁都是在无菌和人工限制的条件下,将离体的植物器官、组织、细胞在人工配制的培育基上培育,赐予相宜的培育条件,诱导其产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整的植株,都利用了植物组织培育技术。植株丙经验了诱变处理,发生了突变,其遗传物质与植株甲不同;植株乙、丁的形成过程未做诱变处理,其遗传物质与植株甲相同。(2)幼嫩的叶有丝分裂旺盛,细胞分裂实力强,分化程度低,有利于植物组织培育,因此①选择幼嫩的叶用于接种。在组织培育中,生长素用于诱导细胞的分裂和根的分化,细胞分裂素的主要作用是促进组织细胞的分裂或从愈伤组织和器官上分化出不定芽,所以启动②(脱分化)和③(再分化)的关键激素是生长素和细胞分裂素。(3)⑤在进行体细胞杂交之前,必需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须要维持细胞质膜内外渗透压的平衡,所以原生质体培育液中须要加入相宜浓度的甘露醇,维持细胞质膜内外渗透压的平衡(防止原生质体皱缩或裂开)。(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酶的含量显著上升,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的基因的表达,酶含量上升,催化生成更多的黄酮类化合物。14.答案(1)消毒固体脱分化不带叶茎段、成熟胚(2)固体养分分布比较匀称;能够保持植物原有的植物学形态养分物质削减,代谢产物积累(3)促进抑制1.0(4)提高了紫杉醇的产量,爱护了红豆杉资源解析(1)获得的外植体首先要通过体积分数为70%的酒精协作运用肯定浓度的次氯酸钠溶液进行消毒。植物组织培育所用培育基为固体培育基。外植体经脱分化过程培育出愈伤组织。由表中结果可知,不带叶茎段、成熟胚诱导形成的愈伤组织体积较大,诱导率也相对较高,说明诱导愈伤组织较相宜的两种外植体分别是不带叶茎段、成熟胚。(2)扩大培育所用培育基一般为固体培育基。选用固体培育基的优点为能够支撑外植体、固体培育基内的养分分布比较匀