课时作业(6) 植物细胞工程的应用（Word练习）-【金榜题名】2025-2026学年高二生物选择性必修3 生物技术与工程同步学案（人教版）

课时作业(六) 一、选择题 1．如图为植物组织培养的基本过程，则制备人工种子及工厂化生产治疗烫伤、割伤的药物——紫草宁，最好分别选用编号(　　) ①外植体②愈伤组织③胚状体―→④植株 A．④②　　　　　　　　 B．③② C．③④ D．④③ 解析：选B　分析题图，将已分化的胚状体用合适的人工薄膜进行包裹可得到人工种子，A、D错误；工厂化生产细胞产物紫草宁时将外植体培养到愈伤组织阶段即可，B正确，C错误。 2．下列哪一项不是单倍体育种的优点(　　 ) A．缩短育种年限 B．变异率高 C．得到稳定遗传的优良品种 D．节约人力、物力 解析：选B　单倍体育种明显缩短育种年限，A不符合题意；生物性状的变异具有低频性，B符合题意；单倍体育种可以得到稳定遗传的优良品种，C不符合题意；单倍体育种节约了人力、物力，D不符合题意。 3．某种极具观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．采用花粉粒组织培养获得单倍体苗 C．采集幼芽嫁接到合适的其他种类植物体上 D．采用幼叶、茎尖等部位的组织进行组织培养 解析：选B　茎段扦插，幼芽嫁接、幼叶与茎尖等部位的组织培养等方法可以快速繁殖种苗，且能保持亲本的优良性状；采用花粉粒离体培养可获得单倍体幼苗，其性状可能与亲本不同。 4．下列关于植物组织培养的表述，错误的是(　　) A．外植体可以来自植物的任何细胞 B．培养应在无菌条件下进行 C．以花粉作为外植体可得到单倍体植株 D．不同阶段的培养基中细胞分裂素和生长素的比例不同 解析：选A　外植体应选择分裂旺盛的部分，如根尖、茎尖等，A错误；培养应在无菌条件下进行，这样可防止微生物产生有毒物质危害培养物的生长，B正确；花粉中含有配子，以花粉为外植体可得到单倍体植株，C正确；不同阶段的培养基中细胞分裂素和生长素的比例不同，以诱导培养物的分裂和分化，D正确。 5．下列育种措施，可以提高植物突变体出现概率的是(　　) A．采用嫁接方法培育苹果新品种 B．将鱼的抗冻蛋白基因导入烟草受精卵中，培育抗冻烟草 C．用紫外线对组织培养中的愈伤组织进行照射 D．用秋水仙素对棉花植株进行处理 解析：选C　采用嫁接方法培育苹果新品种和将鱼的抗冻蛋白基因导入烟草受精卵中培育抗冻烟草均不会提高突变体出现的概率，A、B错误；愈伤组织具有旺盛的分裂能力，容易受到培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而产生突变，因此用紫外线对组织培养中的愈伤组织进行照射，可以增加植物突变体出现的概率，C正确；用秋水仙素对棉花植株进行处理会导致染色体加倍，但是不会提高突变频率，D错误。 6．马铃薯和草莓都是无性繁殖的作物，它们感染的病毒很容易传播给后代。病毒在作物体内逐年积累，就会导致作物产量降低、品质变差。目前对它们进行脱毒处理最好的办法是(　　) A．采用植物组织培养技术培养茎尖获得植株 B．采用基因工程技术培育抗虫植株 C．采用诱变育种技术培育抗性植株 D．采用杂交育种技术培育抗性植株 解析：选A　植物的分生区附近(如茎尖)几乎不含病毒，因此对茎尖进行植物组织培养，可以获得脱毒植株，A正确。 7．现有甲、乙两种植株(均为二倍体纯种)，其中甲种植株的光合作用能力高于乙种植株，但乙种植株很适宜在盐碱地种植。要利用甲、乙两种植株的各自优势，培育出高产、耐盐的植株，有多种生物技术手段可以利用。下列所采用的技术手段中不可行的是(　　) A．利用植物体细胞杂交技术，可获得满足要求的四倍体杂种目的植株 B．将乙种植株耐盐基因导入甲种植株的受精卵中，可培育出目的植株 C．两种植株杂交后，得到的F1再利用单倍体育种技术，可较快获得纯种的目的植株 D．诱导两种植株的花粉融合并培育成幼苗，幼苗用秋水仙素处理，可培育出目的植株 解析：选C　因为甲、乙明显是两个不同物种，可利用体细胞杂交技术克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍，后代具有两个亲代的特点；转基因技术可以使一个物种具有被转入基因的特点，同时也不失自己的特点；甲、乙两植株之间存在生殖隔离，因此两者不能杂交，也不能产生可育后代；花粉是单倍体，具有本物种的全部遗传信息，花粉融合其实可以看作是细胞杂交，杂交后的细胞具有两物种的特性，用组织培养技术就可以培养出符合条件的植株。 8．如图是利用某种植物(基因型为AaBb)产生的花粉进行单倍体育种的示意图。据图判断，下列叙述错误的是(　　) 花粉幼苗A植株B A．过程②通常使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属于植物的组织培养，在此过程中必须使用一定量的植物激素或植物生长调节剂 D．与杂交育种相比，该育种方法的优点是能明显缩短育种的年限 解析：选B　过程②通常使用的试剂是秋水仙素，其原理是抑制纺锤体的形成，作用时期是细胞有丝分裂前期，A正确。过程①是花药离体培养，获得单倍体植株A，其基因型有AB、Ab、aB、ab 4种，那么植株B一定为纯合子，B错误。过程①中必须使用一定量的植物激素或植物生长调节剂，C正确。与杂交育种相比，单倍体育种的优点是能明显缩短育种年限，D正确。 9．A种植物的细胞和B种植物细胞的结构如图所示(仅显示细胞核)，将A、B两种植物细胞去掉细胞壁后，诱导二者的原生质体融合，形成单核的杂种细胞，若经过组织培养后得到了杂种植株，则该杂种植株是(　　) A．二倍体；基因型是DdYyRr B．三倍体；基因型是DdYyRr C．四倍体；基因型是DdYyRr D．四倍体；基因型是DDddYYyyRRrr 解析：选C　根据基因型来判断，在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因出现几次，则有几个染色体组。植物体细胞杂交过程将来自两个不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，则杂种细胞中含有2个亲本的全部遗传物质，染色体组数目也是原来两个细胞染色体组数目之和。 10．如图表示应用植物组织培养技术培育优质玉米的过程，对此过程的描述错误的是(　　) A．试管苗培养过程必须在无菌条件下进行 B．D试管中组织分化的调控与激素配比有关 C．E中刚培养成的试管苗还不能立即用于推广种植 D．在培养基中加入病原体的致病毒素，可促进抗病突变体的产生 解析：选D　试管苗培养过程必须在无菌条件下进行，A正确；决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，特别是生长素和细胞分裂素，因此D试管中组织分化的调控与激素配比有关，B正确；E中刚培养成的试管苗为单倍体植株，高度不育，因此还不能立即用于推广，C正确；在培养基中加入病原体的致病毒素，可对抗病突变体进行选择，但不能促进抗病突变体的产生，D错误。 11．(不定项)科研人员研究了马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响，结果如图。相关叙述错误的是(　　) A．培育脱毒苗所依据的原理有基因突变和细胞全能性 B．培育脱毒苗的过程中涉及脱分化和再分化两个阶段 C．实验结果表明茎尖越小脱毒率越高，成苗率越高 D．根据本实验，培养脱毒苗时茎尖的适宜大小为0.27 mm 解析：选AC　马铃薯茎尖病毒极少甚至无病毒，因此可利用马铃薯茎尖进行组织培养形成脱毒苗，所依据的原理是细胞全能性，A错误；培育脱毒苗的过程中涉及脱分化和再分化两个阶段，B正确；由题图可知，茎尖越小，脱毒率越高，成苗率越低，C错误；在茎尖外植体大小为0.27 mm时，脱毒率和成苗率均较高，因此马铃薯脱毒培养时茎尖外植体的适宜大小为0.27 mm，D正确。 12．(不定项)通过细胞工程技术，利用二倍体甲、乙两种植物的各自优势，培育高产、耐盐的杂种植株。下列叙述正确的是(　　) A．图中A过程可用纤维素酶和果胶酶处理，图中B是融合的原生质体 B．愈伤组织经再分化形成的幼苗C具有高产、耐盐的优良性状 C．选择得到的目的植株，改变了杂种植物群体的基因　频率，该植株与甲、乙植物存在生殖隔离 D．若目的植株丢失1条染色体，不能产生正常配子而高度不育，则可用秋水仙素处理幼芽，以获得可育的植株 解析：选ACD　 题图中A过程是获取原生质体，需要去除细胞壁，所以可用纤维素酶和果胶酶处理，题图中B是诱导融合的原生质体，A正确；愈伤组织经再分化形成的幼苗C经钠盐浓度为0.6%的培养基筛选，具有耐盐的优良性状，但不一定具有高产的优良性状，还需要进一步筛选，B错误；选择得到的目的植株是异源四倍体，由于筛选而改变了杂种植物群体的基因频率，该植株(四倍体)与甲、乙植物(二倍体)属于不同种植物，存在生殖隔离，C正确；若丢失1条染色体使植株不可育，用秋水仙素处理幼芽，可以使植株的染色体数目加倍，从而产生配子，D正确。 二、非选择题 13．我国植物学家将名贵兰花的茎尖细胞放在培养基中进行培养，最终发育成完整的新植株。如图是细胞培养形成兰花植株示意图，请据图分析回答问题： (1)过程③和过程④分别表示________和________。 (2)在培养过程中，除了提供水分、无机盐、糖类、维生素及氨基酸外，还需要在培养基中加入____________________________。同时，在培养过程中，除必需的温度、光照和氧气等外界条件外，成功的另一个关键是操作过程必须保证________________。 (3)从育种的角度看，植物组织培养与有性生殖相比，优势主要有：______________________________________(列举两条)。 (4)在植物组织培养的过程中，可以对________进行化学或物理的诱变处理，促使其发生突变，再通过诱导分化形成植株，从中选育出优良品种。这种作物新品种的培育方法属于________________________________________________________。 (5)若将兰花的茎尖细胞换成兰花的花粉粒经组织培养形成植株，这种育种方法称为________________，其优点是__________________________________________。 解析：(1)过程③为脱分化，过程④为再分化，其中在过程④中既有细胞分裂，又有细胞分化。(2)在植物组织培养过程中，不论是脱分化还是再分化，都需要植物激素刺激，并且要求操作过程必须无菌。(3)植物组织培养的实质是一种无性繁殖，与有性生殖相比，具有保持亲本的优良品质、培养周期短、繁殖效率高、能培育无病毒植株等优点。(4)突变体利用的操作对象是愈伤组织，该种方法具有很大的盲目性。(5)单倍体育种的优点表现在缩短育种年限、培育的品种一定是纯种等。 答案：(1)脱分化　再分化　(2)植物激素(或植物激素类调节剂)　无菌　(3)能保持亲本的优良性状；培养周期短；繁殖效率高；能培育无病毒植株　(4)愈伤组织　突变体的利用　(5)单倍体育种　缩短育种年限，培育的品种一定是纯种 14．医学研究发现紫杉醇能有效治疗某些癌症。获得紫杉醇的传统方法是从红豆杉属植物的树皮中提取，但产量有限，也不利于濒危的红豆杉的保护。研究发现，红豆杉的其他组织细胞也能生产紫杉醇，有人尝试用细胞工程技术生产。如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。请回答： (1)据图分析，获得高产紫杉醇应选______红豆杉为原料，培养后期紫杉醇产量出现下降的原因包括___________________等。 (2)将红豆杉细胞经组织培养形成______方可接种到培养基中。 (3)在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌的目的是__________________和________________。 (4)利用组织培养技术生产紫杉醇与传统方法提取紫杉醇相比，前者具有__________________。 解析：(1)由紫杉醇产量的数据图可知在相同的培养时间下云南红豆杉的紫杉醇含量最高，因此宜选用云南红豆杉为原料；随着培养时间的加长，培养基中营养物质减少，某些有害代谢废物积累，使活细胞数量减少，从而使紫杉醇产量下降。(2)培养的最终目的是获得细胞产物，因此培养到愈伤组织即可。(3)培养过程中要保证细胞的生命活动，通入无菌空气保证氧气的供应，搅拌的目的是让细胞与培养液及氧气充分接触。(4)利用组织培养技术获得的细胞产物紫杉醇具有产量高、节约资源，且不会对生态环境造成破坏等优点。 答案：(1)云南　某些有害代谢产物的积累使活细胞数量减少　(2)愈伤组织　(3)保证氧气供应充足　使细胞与培养液及氧气充分接触　(4)产量高、节约资源、有利于生态保护等优点 15．红豆杉能产生抗癌药物紫杉醇，但红豆杉生长十分缓慢，数量有限且紫杉醇含量非常低。因此，研究人员尝试运用现代生物技术培育产生紫杉醇的柴胡，将红豆杉(2n＝24)与柴胡(2n＝12)进行了不对称体细胞杂交。 (1)细胞进行有丝分裂时需要微管聚合和解聚的正常动态平衡，从而在有丝分裂的________期染色体能够随微管解聚产生的拉力和微管聚合产生的推力，向两极移动。紫杉醇影响癌细胞在有丝分裂时________的形成，导致染色体数目异常，从而抑制了癌细胞的分裂和增殖。 (2)科研人员剥离红豆杉种子的胚作为外植体接种于经过________处理的培养基上，诱导形成愈伤组织。 (3)将红豆杉愈伤组织和柴胡愈伤组织用______________________酶分别处理，各自获得有活力的原生质体。用一定剂量的紫外线照射红豆杉原生质体，破坏部分染色体，与未经紫外线照射的柴胡原生质体用化学诱导剂________诱导融合，得到融合细胞。 (4)诱导融合后，科研人员只统计了7组染色体数目不大于24条的细胞(如表所示)。 材　料 融合细胞组号 1 2 3 4 5 6 7 染色体数(条) 9～11 12 12～14 12～16 13 14 24 ①科研人员筛选的目标细胞不包括染色体数目大于24条的细胞，因为柴胡细胞染色体数为12条，并且红豆杉细胞____________________________________________________。 ②实验时，科研人员判断组号为________的细胞为杂交细胞，并进一步采用PCR方法鉴定这几组细胞。PCR扩增DNA时，需要分别以________________为引物，扩增红豆杉、柴胡和杂交细胞的DNA，观察并比较扩增DNA的电泳结果。 (5)图中A、B、C所示的是不同的培养结果，该不同结果的出现主要是由培养基中两种激素用量的不同造成的，这两种激素是________________。A中的愈伤组织是杂交细胞经________形成的。 (6)红豆杉和柴胡的________较远，两种植物细胞的染色体间排斥较为明显，应在能够高效合成紫杉醇的杂交细胞中选择________的核基因含量较低的杂交细胞进行培养。 解析：(1)染色体分离发生在有丝分裂后期；紫杉醇通过影响癌细胞在有丝分裂时纺锤体(纺锤丝)的形成，从而抑制癌细胞的分裂和增殖。(2)在植物组织培养中，培养基必须进行灭菌处理。(3)红豆杉愈伤组织和柴胡愈伤组织细胞需要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，形成具有活力的原生质体，再用PEG诱导原生质体融合。(4)①柴胡细胞染色体数为12条，红豆杉细胞一个染色体组的染色体数为12条，因此科研人员筛选的目标细胞不包括染色体数目大于24条的细胞。②柴胡细胞染色体数为12条，多余的染色体是其他细胞融合参与进去的，因此可判断组号为3、4、5、6的细胞为杂交细胞。利用PCR技术扩增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列作为引物，因此用PCR技术扩增DNA时需要红豆杉和柴胡的特异DNA序列作为引物。(5)题图中A、B、C所示的是不同的培养结果，该不同结果的出现主要是培养基中两种激素用量的不同造成的，这两种激素是细胞分裂素、生长素。A中的愈伤组织是杂交细胞经脱分化形成的。(6)红豆杉和柴胡有远缘杂交不亲和的障碍，两种植物细胞的染色体间排斥较为明显，应在能够高效合成紫杉醇的杂交细胞中选择红豆杉的核基因含量较低的杂交细胞进行培养。 答案：(1)后　纺锤体(纺锤丝)　(2)灭菌(或无菌)　(3)纤维素酶和果胶　聚乙二醇(或PEG)　(4)①一个染色体组的染色体数为12条　②3、4、5、6　红豆杉和柴胡的特异DNA序列　(5)细胞分裂素、生长素　脱分化　 (6)亲缘关系　红豆杉 学科网（北京）股份有限公司 $