课时梯级训练(6) 植物细胞工程的应用（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程（人教版2019 不定项）

课时梯级训练(6)　植物细胞工程的应用 一、选择题 1．红薯是我国种植面积较大的一类作物，但长期以来的连种，造成了红薯品种退化，产量和品质逐年下降，其主要原因是所用的种薯携带了大量的病毒。研究人员利用现代生物技术，对红薯进行脱毒培养。下列说法错误的是(　　) A．可以选择红薯茎尖或根尖的分生区作为外植体 B．若选择的外植体体积过大，可能会导致脱毒率降低 C．培育红薯脱毒苗的过程中，需要适时调整激素的比例 D．培育红薯脱毒苗的过程中，激素使用不当会导致性状分离 D　解析：由于茎尖或根尖等部位所携带病毒很少，甚至几乎不携带病毒，故可以选择红薯茎尖或根尖的分生区作为外植体，A正确；一般而言，茎尖越小，脱毒率越高，但成苗率越低，故若选择的外植体体积过大，可能会导致脱毒率降低，B正确；培育红薯脱毒苗的过程中，需要适时调整激素的比例，如细胞分裂素与生长素的比例高时可以促进芽的分化，C正确；培育红薯脱毒苗的过程中，细胞分裂的方式为有丝分裂，激素使用不当不会导致性状分离，D错误。 2．(2024·昆明高二检测)生物育种是一门复杂的技术，针对不同生物应采用不同的育种方式并对各种育种方式进行比较，选择简易、可操作的方式，下列对于育种方式的描述，错误的是(　　) A．诱变育种不能定向改变生物的性状 B．杂交育种的原理是基因重组 C．单倍体育种常用花药作为实验材料，所以也称为花药离体培养 D．秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极 C　解析：基因突变是不定向的，因此诱变育种不能定向改变生物的性状，A正确；杂交育种的原理是基因重组，B正确；花药离体培养的目的是利用花药进行组织培养获得单倍体植株，单倍体植株存在植株矮小、高度不育的缺点，还要通过染色体数目加倍才能获得正常二倍体植株，所以花药离体培养只是单倍体育种中的一个步骤，C错误；秋水仙素诱导染色体加倍的原理是抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞两极，形成染色体加倍的子细胞，D正确。 3．某科技活动小组将二倍体番茄植株的花粉按下图所示的过程进行实验。请根据图中所示实验，分析下列哪一项叙述是错误的(　　) A．在花粉形成和受精作用过程中都将发生基因重组 B．花粉通过离体培养形成的植株A为单倍体，其特点之一是高度不育 C．秋水仙素能抑制纺锤体的形成，导致细胞内的染色体数目加倍 D．单倍体育种与杂交育种相比，其优点在于明显缩短育种年限 A　解析：基因重组发生在减数分裂过程中，受精时不发生基因重组，A错误；花粉通过离体培养形成的植株A为单倍体，由于细胞内只含有一个染色体组，不能减数分裂产生配子，故其特点之一是高度不育，B正确；秋水仙素能抑制纺锤体的形成，导致有丝分裂后期着丝粒断裂后形成的子染色体不能移向细胞两极，细胞内的染色体数目加倍，C正确；单倍体育种获得的品种自交后代不发生性状分离，所以与杂交育种相比，其优点在于明显缩短育种年限，D正确。 4．下图是通过植物细胞工程获得紫杉醇的途径，下列有关叙述错误的是(　　) A．需在无菌和人工控制的条件下进行 B．经过程①细胞的形态和结构发生了变化 C．该途径依据的原理是植物细胞具有全能性 D．紫杉醇是红豆杉属植物体内的一种代谢物 C　解析：该过程需要培养植物组织和细胞，需要在无菌和人工控制的条件下进行，A正确；①是由外植体脱分化得到愈伤组织的过程，细胞的形态和结构发生了变化，B正确；全能性是指细胞经分裂和分化后，仍能发育成完整个体或分化成其他各种细胞的潜能，该过程中没有发育成个体或其他各种细胞，因此没有体现细胞的全能性，C错误；紫杉醇是红豆杉属植物体内的一种次生代谢物，D正确。 5．甘薯是无性繁殖作物，具有自交不育和杂交不亲和的特点，这使甘薯生产和育种过程中存在诸多常规方法难以解决的问题。下列相关叙述不合理的是(　　) A．利用植物组织培养可解决种苗的问题 B．选择茎尖分生组织培养抗病毒幼苗 C．可以通过原生质体融合克服杂交不亲和的障碍 D．利用培养的愈伤组织进行诱变育种，可以显著提高突变频率 B　解析：植物细胞工程的应用之一是利用植物组织培养技术进行快速繁殖，可解决种苗的问题，A合理；茎尖等分裂旺盛部位的病毒极少，甚至无病毒，所以可利用茎尖分生组织培养出无病毒且保持优良性状的幼苗，但不抗病毒，通过基因工程将抗病毒基因转移至受体细胞可培育出抗病毒的转基因植物，B不合理；植物体细胞杂交可克服杂交不亲和的障碍，C合理；愈伤组织具有分裂旺盛的特点，容易受到培养条件和外界环境的影响而产生突变，是诱变育种的良好材料，因此，利用愈伤组织进行诱变处理，可以显著提高突变频率，D合理。 二、非选择题 6．中国传统名花中的兰花是高洁典雅的象征，人们通常以“兰章”喻诗文之美，以“兰交”喻友谊之真，也有借兰来表达纯洁的爱情，“气如兰兮长不改，心若兰兮终不移”“寻得幽兰报知己，一枝聊赠梦潇湘”。兰花深受人们的喜爱，传统的人工繁殖兰花的方法是分株繁殖和用种子播种，随着科学技术的进步，人们开始采用“植物组织培养”繁殖兰花。回答下列相关问题： (1)与传统的人工繁殖相比，植物组织培养技术有____________________________，高效、快速实现种苗的大量繁殖，不受季节、气候和地域的限制等显著优势。 (2)生产实践中一般采取兰花的芽通过植物组织培养技术获得新个体，植物组织培养技术的原理是______________________，原因是细胞中含有______________________________。 (3)有研究员在植物组织培养过程中，发现愈伤组织在诱导生根的培养基上未形成根，但分化出了芽，原因可能是培养基中____________________________________________。 (4)有人想到利用韭菜和兰花植株通过体细胞杂交技术解决兰花生根速度慢、幼苗生存能力弱的问题。可取韭菜和兰花植株的叶片，先用__________________酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体，再用化学诱导剂诱导两者融合，形成的融合细胞经过________培养形成愈伤组织，然后经过________形成完整的韭菜—兰花植株。与自然状况下的杂交育种相比，植物体细胞杂交的主要意义是___________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)能保持优良品种的遗传特性 (2)植物细胞的全能性　本物种的全部遗传信息 (3)生长素与细胞分裂素用量的比值偏低 (4)纤维素酶和果胶　脱分化　再分化　打破生殖隔离，实现远缘杂交育种(合理即可) 解析：(1)植物组织培养技术属于无性繁殖，能保持亲本优良的遗传特性。(2)植物组织培养技术的原理是植物细胞的全能性，细胞具有全能性的原因是细胞中含有本物种的全部遗传信息。(3)脱分化过程中，生芽的培养基生长素含量低，细胞分裂素含量高；生根的培养基生长素含量高，细胞分裂素含量低。(4)植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，所以可以用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。将杂种细胞培育成杂种植株还需要采用植物组织培养技术，该技术的主要过程是先脱分化形成愈伤组织，然后再分化形成完整的韭菜—兰花植株。植物体细胞杂交与自然状况下的杂交育种相比，其主要意义是打破生殖隔离，实现远缘杂交育种。 一、选择题 1．下图是对基因型为Aabb的玉米所进行的处理，据图分析，下列叙述错误的是(　　) 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 C．过程c和d分别是脱分化和再分化过程 D．过程a能够说明植物细胞具有全能性 B　解析：过程a采用花药离体培养获得单倍体幼苗，A正确；基因型为Aabb的玉米能产生2种基因型的花粉(Ab、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这2种基因型的玉米，B错误；过程c是脱分化，过程d是再分化，C正确；过程a是将植物细胞培育成植物个体，能够说明植物细胞具有全能性，D正确。 2．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。研究人员欲利用植物组织培养技术通过培养紫草细胞生产紫草宁，下列相关操作不正确的是(　　) 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．调节植物激素的浓度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 C　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正确；培养基中要加入一定的植物激素诱导已分化的植物细胞脱分化形成愈伤组织，B正确；紫草宁可在愈伤组织时期获得，无须再分化得到完整的植株，C错误；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正确。 3．(不定项)下图表示玉米(2n＝20)的花药离体培养及单倍体育种的大致过程。下列相关叙述错误的是(　　) A．过程①是再分化，形成的愈伤组织细胞处于未分化状态 B．过程②进行的是有丝分裂，植株A是从试管苗中筛选出的可育二倍体 C．过程①和②均要使用生长素和细胞分裂素，但两种激素的比例不同 D．可用体积分数为70%的酒精对花药进行消毒处理 AB　解析：过程①是脱分化，脱分化后的细胞的结构和功能都发生了明显改变，转变为未分化状态，A错误；过程②是愈伤组织进行再分化的过程，植株A是由花药离体培养得到的单倍体，B错误；决定植物①脱分化和②再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，过程①和②均要使用生长素和细胞分裂素，但两者的比例不同，C正确；操作前需将离体的花药用体积分数为70%的酒精消毒30 s，D正确。 二、非选择题 4．(2024·大庆高二阶段练习) Ⅰ .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①和②分别表示辣椒组织培养中细胞的________和________过程。 (2)图中培养外植体的培养基中常用的凝固剂是________。培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值________(填“高”或“低”)时，有利于芽的分化。对培养基彻底灭菌时，应采取的灭菌方法是________________。 (3)图中外植体的消毒所需酒精的体积分数是________。用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时，常用的酶是________和纤维素酶。 (4)细胞产物工厂化生产是植物组织培养技术的重要应用。高产细胞系需培养至________，再从中提取辣椒素。 Ⅱ .现有两种二倍体植物A和B，某研究小组拟培育同时具有两者优良特性的新型植物，实验流程如图所示。回答下列问题： (5)植物A和植物B之所以属于两个物种，是因为它们存在________隔离，与传统的杂交育种方式相比，图示育种方式具有的优势是_____________________________________ ________________________________________________________________________。 (6)制备的A原生质体和B原生质体不能置于清水中待用，原因是________________________________________________________________________________________________。将不同的原生质体用不同颜色的荧光标记，以便于________________ ________________________________。 (7)杂种细胞形成的标志是__________________________________________________。 答案：Ⅰ.(1)脱分化　再分化 (2)琼脂　低　湿热灭菌法 (3)70%　果胶酶 (4)愈伤组织 Ⅱ.(5)生殖　打破物种的生殖隔离，实现远缘杂交育种 (6)原生质体失去细胞壁，置于清水中会吸水涨破　筛选出两种原生质体的融合体 (7)形成新的细胞壁 解析：Ⅰ.(1)①是由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为脱分化，脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可重新分化成根或芽等器官，这个过程叫作再分化(②)。(2)培养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；反之则利于根的分化。培养基应用湿热灭菌法灭菌。(3)外植体消毒所用酒精的体积分数是70%；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离成单细胞时，常用的酶是果胶酶和纤维素酶。(4)高产细胞系需在液体培养基培养至愈伤组织，再从中提取辣椒素。Ⅱ.(5)新物种形成的标志是产生生殖隔离，A、B之所以是不同的物种，是因为它们存在生殖隔离，图示育种方式是植物体细胞杂交技术，其能够打破物种的生殖隔离，实现远缘杂交育种。(6)制备的A原生质体和B原生质体不能置于清水中待用，是因为原生质体去除了细胞壁，在清水中易发生吸水涨破。将不同的原生质体用不同颜色的荧光标记，是为了便于筛选出两种原生质体的融合体。(7)杂种细胞形成的标志是形成新的细胞壁。 学科网（北京）股份有限公司 $$