第2章 第1节 第2课时 植物细胞工程的应用(Word练习)-【精讲精练】2024-2025学年高中生物选择性必修3（人教版2019 多选）

[基础达标练] 1．(2024·沭阳高二检测)在上海世博会上，荷兰馆展出该国的国花郁金香，鲜艳夺目，它是用名贵的郁金香品种的茎尖细胞人工培育而成的。这一培育技术反映了(　　) A．细胞具有增殖的功能 B．细胞具有分化的功能 C．分化的细胞具有全能性 D．生物体具有顽强的生命力 解析　细胞具有增殖的能力是形成子细胞，A错误；细胞分化是形成不同形态结构和功能的细胞，B错误；不能说明生物体具有顽强的生命力，D错误。 答案　C 2．下列关于植物细胞工程应用的叙述，错误的是(　　) A．可通过微型繁殖技术，高效快速地实现种苗的大量繁殖 B．可通过培育人工种子，使自然状态下不结子的植物得以繁殖 C．可通过诱变处理，促使愈伤组织发生定向突变而获得优良品种 D．可通过植物组织培养技术获取次生代谢物 解析　植物微型繁殖技术可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖，A正确；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，通过人工薄膜包装得到的种子，使自然状态下不结子的植物得以繁殖，B正确；诱变处理的原理是基因突变或染色体变异，突变具有不定向性，C错误；可通过植物组织培养技术获取次生代谢物，如紫杉醇、紫草宁，D正确。 答案　C 3．某优良品种水稻的基因型为AaBb，利用其花药通过组织培养形成了试管苗。下列对这一培养过程的叙述，不正确的是(　　) A．花粉形成试管苗要经过脱分化和再分化的过程 B．试管苗有四种基因型，其体细胞含有一个染色体组 C．通过该过程培育出的试管苗还不能直接用于生产 D．这些试管苗自交，后代性状不发生分离 解析　花药通过组织培养形成试管苗要采用组织培养技术，该过程要先经过脱分化形成愈伤组织，再通过再分化形成试管苗；由水稻的基因型为AaBb可知水稻为二倍体，其配子含一个染色体组，由配子发育成的试管苗的体细胞中含有一个染色体组；试管苗为单倍体，是高度不育的，不能通过有性生殖繁殖后代，不能直接用于生产。 答案　D　 4．(2024·南平月考)某二倍体药用植物甲(染色体组成为MM)含有有效成分A，二倍体药用植物乙(染色体组成为NN)含有有效成分B。科研小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物，设计了如下实验流程。据图分析错误的是(　　) A．过程①的处理利用了酶的专一性 B．过程②常使用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂 C．过程②③获得的染色体组成为MMNN的融合细胞是最理想的细胞 D．通过过程⑥培养可获得大量植株，这些植株都能合成有效成分A和B 解析　由图可知，①是去除植物细胞壁获得原生质体的过程，由于植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性，该过程需要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，A正确；②是诱导植物原生质体融合的过程，常使用聚乙二醇作为诱导剂，B正确；过程②③获得的融合细胞c的染色体组成可能是MMMM、NNNN、MMNN等，其中染色体组成为MMNN的融合细胞是最理想的细胞，C正确；通过过程⑥培养获得的植株不一定都能合成有效成分A和B，D错误。 答案　D 5．下列哪一项不是单倍体育种的优点(　　) A．缩短育种年限 B．得到稳定遗传的优良品种 C．突变率高 D．节约人力、物力 解析　由于单倍体育种通过染色体加倍后当年就可获得纯合的、能稳定遗传的正常植株，所以缩短了育种年限，节约了人力和物力。 答案　C 6．(2024·吉林卷)迷迭香酸具有多种药理活性。进行工厂化生产时，先诱导外植体形成愈伤组织，再进行细胞悬浮培养获得迷迭香酸，加入诱导剂茉莉酸甲酯可大幅提高产量。下列叙述错误的是(　　) A．迷迭香顶端幼嫩的茎段适合用作外植体 B．诱导愈伤组织时需加入NAA和脱落酸 C．悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团 D．茉莉酸甲酯改变了迷迭香次生代谢产物的合成速率 解析　迷迭香顶端幼嫩的茎段，细胞分裂旺盛，且病毒较少，适合用作外植体，A正确。植物激素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，它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向，NAA(α­萘乙酸)是生长素类调节剂，诱导愈伤组织时可以加入NAA，但不能加入脱落酸，B错误。悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团，以提高其与营养物质的接触面积，从而提高迷迭香酸的产量，C正确。由题意可知，加入诱导剂茉莉酸甲酯可大幅提高迷迭香酸的产量，据此推测，茉莉酸甲酯改变了迷迭香次生代谢产物的合成速率，D正确。 答案　B 7．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。下列说法错误的是(　　) A．途径1体现了细胞的全能性，途径2未体现细胞的全能性 B．途径2中培养的愈伤组织需要再分化才能产生特定的细胞产物 C．通过液体培养基来大量培养高产细胞系，可以实现对辣椒素的工业化生产 D．诱导愈伤组织分化成根还是芽，需要通过平衡生长调节剂的配比进行调控 解析　途径1是通过植物组织培养技术获得脱毒苗(个体)，再从果实中获得相应的产物，体现了细胞的全能性；途径2是采用植物细胞培养技术获得大量细胞，进而由细胞产生大量产物，未体现细胞的全能性，A正确。途径2中培养的愈伤组织是高度液泡化的没有特定形态的薄壁细胞团，不需要再分化就能产生特定的细胞产物，通过液体培养基来大量培养高产细胞系，可以实现对辣椒素的工业化生产，B错误，C正确。植物组织培养中，培养基生长素用量与细胞分裂素用量的比值高时，有利于根的分化；比值低时，有利于芽的分化，故诱导愈伤组织分化成根还是芽，需要通过平衡生长调节剂的配比进行调控，D正确。 答案　B 8．(2024·张家口调研)紫草宁是紫草细胞的代谢产物，可作为生产治疗烫伤药物的原料。研究人员欲用植物组织培养技术通过培养紫草细胞生产紫草宁，下列相关操作不合适的是(　　) A．对作为外植体的紫草叶片进行消毒处理既可保证细胞活性也可减轻污染 B．培养基中要加入植物激素保证已分化的植物细胞脱分化形成愈伤组织 C．调节植物激素的种类和比例以保证愈伤组织再分化并得到完整的植株 D．在培养细胞的过程中要不断通入无菌空气以保证氧气的充足供应 解析　对作为外植体的紫草叶片进行消毒处理既可保证细胞活性也可减轻污染，A不符合题意；培养基中要加入生长素和细胞分裂素类植物激素保证已分化的植物细胞脱分化形成愈伤组织，B不符合题意；紫草宁是愈伤组织的产物，无需再分化得到完整的植株，C符合题意；在培养细胞的过程中要不断通入无菌空气以保证氧气的充足供应，D不符合题意。 答案　C [素能提升练] 9．(不定项)(2023·保定检测)如图是对基因型为Aabb的玉米所作的处理。据图分析下列叙述正确的是(　　) A．过程a所采取的技术手段是花药离体培养 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和过程c、d能够说明植物细胞具有全能性 解析　过程a由花粉粒变为单倍体植株，一定要经过花药离体培养，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，经花药离体培养后可得到2种单倍体幼苗，幼苗再经秋水仙素处理后得到AAbb和aabb 2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。 答案　ACD 10．(不定项)大黄素是虎杖细胞产生的一种次生代谢物，它可用于医疗、保健和日用化工品中，利用愈伤组织培养可以实现大黄素的工厂化生产。为了确定大黄素的最佳收获时机，某科研小组进行了相关研究，结果如下图所示。下列分析错误的是(　　) A．愈伤组织是外植体经过脱分化形成的不定形的薄壁组织团块 B．大黄素是虎杖在整个生命进程中一直合成且必需的物质，所以可以从愈伤组织中获取 C．12天左右时，大黄素含量较低可能是愈伤组织生长缓慢导致 D．30天左右时，愈伤组织干重下降可能与愈伤组织中生长素和细胞分裂素大量合成有关 解析　愈伤组织是脱分化形成的无定形的薄壁细胞组成的排列疏松、无规则的组织，A正确；次生代谢物是指某些微生物生长到稳定期后，以结构简单、代谢途径明确的初生代谢物为前体，通过复杂的次生代谢途径所合成的各种复杂的化合物，不是一直生成的，B错误；第12天左右时，愈伤组织干重变化量小，所以大黄素含量较低可能是愈伤组织生长缓慢导致，C正确；激素有微量高效的特点，不会大量合成，D错误。 答案　BD 11．三七富含三七皂苷、三七多糖、三七素、黄酮等有效成分，具有止血、活血化瘀、消肿止痛、滋补强壮、抗疲劳、耐缺氧、抗衰老、降血脂、降血糖、提高机体免疫功能等众多作用。为了获取上述有效成分，某制药公司利用植物组织培养技术。从培养的愈伤组织中提取这些有效成分。请回答下列问题： (1)培养时，通常选择新生营养芽作为外植体，其主要原因是_______________________ ______________________________________________________________________________。 外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为________，此过程需要使用的植物生长调节剂是________(填“脱落酸”或“2,4­D”)。 (2)多倍体的愈伤组织细胞产生的有效成分量常高于二倍体。为了获得更多的有效成分，科研人员利用___________________________________________________________________ 处理二倍体愈伤组织细胞，使其细胞中的染色体数目加倍。欲确定愈伤组织细胞中的染色体数目，通常需制成装片，进行显微镜观察。此过程中需要对染色体染色，常用的染色剂是________________________________________________________________________。 (3)为获得多倍体的愈伤组织细胞，也可以先用________酶去除细胞壁，获得具有活力的________________________________________________________________________。 再用化学诱导剂诱导细胞两两融合，形成的融合细胞进一步培养形成愈伤组织。若要得到多倍体植株，可在上述的基础上，再经________形成。 解析　(1)新生营养芽细胞的分化程度低，容易诱导形成愈伤组织，所以进行植物组织培养时，通常选择新生营养芽作为外植体。外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为脱分化。2,4­D为生长素类调节剂，能够促进愈伤组织形成。(2)生产上常用秋水仙素或低温诱导染色体数目加倍而获得多倍体。染色体可被醋酸洋红液或甲紫溶液等碱性染料染成深色，因此观察计数染色体数目时，常用醋酸洋红液或甲紫溶液对染色体染色。(3)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，可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。愈伤组织细胞经过再分化可发育成植物体。 答案　(1)细胞分化程度低，容易诱导形成愈伤组织　脱分化　2,4­D　(2)秋水仙素或低温　醋酸洋红液(或“甲紫溶液”)　(3)纤维素酶和果胶　原生质体　再分化 12．紫杉醇是从红豆杉树皮中提取的高效抗癌物质，细胞培养生产紫杉醇是扩大紫杉醇来源的重要途径。下图为三种红豆杉细胞培养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需要通过细胞的________，愈伤组织细胞具有较强的________能力。这一技术的成功实现了组织培养技术在一个重要领域的应用，即_______________________________________________________________________。 (2)对比分析两个曲线图可知：培养后期紫杉醇产量出现下降的原因可能是______________________________________________________________________________；在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌，其目的是_____________________ _______________________________________________________________________________ (答三点即可)；与传统方法获得紫杉醇相比，利用植物组织培养技术生产紫杉醇，具有__________________________________________________________等优点(答两点即可)。 (3)植物生长调节剂在组织培养中具有极其重要的作用，其中赤霉素类植物生长调节剂的主要作用是___________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析　(1)以南方红豆杉叶为原料获得生产紫杉醇的愈伤组织需要通过细胞的脱分化产生，愈伤组织细胞具有较强的分裂分化能力。这一技术的成功实现了细胞产物的工厂化生产。(2)对比分析两个曲线图可知：培养后期，培养的细胞数量最少、某些代谢产物积累等导致紫杉醇产量下降。植物细胞培养过程需要充足的氧气，因此，在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌，其目的是防止微生物污染，保证O2供应充足，使细胞与培养液充分接触。与传统方法获得紫杉醇相比，利用植物组织培养技术生产紫杉醇，具有产量高、节约资源、保护环境等优点。(3)赤霉素类植物生长调节剂的主要作用是促进培养细胞的伸长。 答案　(1)脱分化　分裂分化(分生)　细胞产物的工厂化生产　(2)培养的细胞数量最少、某些代谢产物积累等　防止微生物污染，保证氧气供应充足，使细胞与培养液充分接触　产量高、节约资源、保护环境　(3)促进培养细胞的伸长 学科网（北京）股份有限公司 $$