第二章 第1节 第2课时 植物细胞工程的应用-【创新教程】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程五维课堂课时作业word（人教版）

[知识点一]植物繁殖的新途径 1．下列有关植物细胞工程应用的叙述，不　正确的是(　　 ) A．利用组织培养技术培育脱毒苗，获得具有抗病毒的新品种 B．利用组织培养技术进行微型繁殖，能保持亲本的优良性状 C．利用细胞培养技术获得紫草素，实现了细胞产物的工厂化生产 D．利用植物体细胞杂交获得“萝卜—甘蓝”，克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍 解析：A　[利用植物的茎尖进行植物组织培养可以培育脱毒苗，但不能获得抗病毒的新品种，A错误；利用植物组织培养技术进行微型繁殖，能保持亲本的优良性状，B正确；利用细胞培养技术获得紫草素，实现了细胞产物的工厂化生产，C正确；利用植物体细胞杂交技术获得“萝卜一甘蓝”，克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍，D正确。] 2．下列哪项不属于植物繁殖的新途径(　　 ) A．微型繁殖　　　　 B．作物脱毒 C．细胞核移植 D.快速繁殖 解析：C　[植物繁殖的新途径包括作物的快速繁殖，即通过组织培养进行微型繁殖；作物脱毒等方法。] 3．将植物的茎尖和叶片、茎段、花药等，在无菌的条件下，培养在人工配制的培养基上，使它发育成完整的植株。这种技术不仅可以用来培育新品种，而且还可以快速繁殖植物，及防止植物病毒的危害。下列关于这种技术的叙述正确的是(　　) ①这种技术利用了植物细胞的全能性 ②这种技术叫做组织培养，可以克隆生物体 ③这种技术属于细胞工程的应用领域之一 ④这种技术属于无性繁殖的方式 A．① B．①② C．①②③ D．①②③④ 解析：D　[植物组织培养技术是指利用植物的部分组织或细胞，通过人工培养，使其发育成完整的植株。这种技术属于细胞工程技术，属于无性繁殖技术。综合分析，此题选D。] 4．下列关于植物细胞工程的实际应用的叙述，正确的是(　　 ) A．草莓茎尖分生区的病毒极少，可用于培育脱毒苗 B．花椰菜的愈伤组织经过人工薄膜包装可制成人工种子 C．利用花药离体培养获得能稳定遗传的优良小麦品种 D．用甲基磺酸乙酯(EMS)、射线等处理愈伤组织可定向获得抗虫作物突变体 解析：A　[草莓茎尖分生区细胞分裂旺盛，病毒极少甚至无病毒，可用于植物组织培养培育脱毒苗，A正确；人工种子，就是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，经过人工薄膜包装得到的种子，故花椰菜的愈伤组织不可制成人工种子，B错误；小麦利用花药离体培养获得的是单倍体植株，高度不育，C错误；基因突变是不定向的，所以用甲基磺酸乙酯(EMS)、射线等处理愈伤组织不能定向获得抗虫作物突变体，D错误。] [知识点二]作物新品种的培育和细胞产物的工厂化生产 5．下列关于工厂化生产细胞产物的叙述，错误的是(　　) A．紫草素和单细胞蛋白都可以进行工厂化生产 B．紫草素的工厂化生产需要经过脱分化形成愈伤组织 C．工厂化生产中培养的细胞一定要破碎后提取有效成分 D．工厂化生产时，植物组织培养可以只培养到愈伤组织阶段 解析：C　[B选项，紫草素的工厂化生产只需要脱分化培养到愈伤组织阶段即可；工厂化生产过程中，组织培养的细胞收集后，根据所需要的成分选择破碎或者不破碎细胞进行提取，由此判断C错误。] 6．明党参是我国珍稀药用植物，对其进行保护性开发利用的恰当的方法有(　　 ) ①利用细胞工程技术，实现药用成分的工厂化生产 ②大规模培养愈伤组织，直接提取药用成分 ③大规模栽培组织培养苗，获取药用成分　④大规模采集自然界的明党参，将其转移到温室中保护种植 A．①② B．①③ C．①②③④ D．①②③ 解析：D　[利用细胞工程技术，可以实现药用成分的工厂化生产，不必对自然界的明党参进行大规模的采集和挖掘，从而保护明党参，①正确；可大量培养愈伤组织，并从中提取有关药用成分，②正确；大规模栽培组织培养苗，可以实现快速繁殖明党参，以供药用，③正确；保护珍稀植物最好采用就地保护的措施，④错误，本题选D。] 7．运用下列各种细胞工程技术培育生物新品种，操作过程中能形成愈伤组织的是(　　) ①植物组织培养 　②植物体细胞杂交 ③动物细胞培养　④转基因植物的培育 A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．①②③④ 解析：B　[愈伤组织是在植物组织培养过程中经脱分化形成的。植物组织培养、植物体细胞杂交、转基因植物的培养等都需经脱分化和再分化培养成植株，所以都能形成愈伤组织，故选B。] 8．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：D　[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，A正确；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，B正确；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，C正确，D错误。] 9．育种工作离不开相关的生物学知识，如图为某育种过程的流程图，则下列关于该育种过程所涉及的生物学原理叙述恰当的是(　　 ) 亲本甲×亲本乙F1花药单倍体幼苗纯合子植株⑤,符合要求的植株 A．过程②为减数分裂，涉及的遗传学原理是基因突变和染色体畸变 B．过程③为花药离体培养，涉及的原理是植物体细胞具有全能性 C．过程④为染色体加倍，涉及的遗传学原理是染色体畸变和基因重组 D．该育种过程为单倍体育种，涉及的遗传学原理主要是染色体畸变和基因重组 解析：D　[②为减数分裂，涉及的遗传学原理是基因重组，A错误；③为花药离体培养，涉及的原理是植物生殖细胞具有全能性，B错误；④为染色体加倍，涉及的遗传学原理是染色体变异，C错误；育种过程为单倍体育种，涉及的遗传学原理主要是染色体变异和基因重组，D正确。] 10．利用相关工程技术可以获得抗黑腐病杂种黑芥—花椰菜植株，已知野生黑芥具有黑腐病的抗性基因，而花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，技术人员用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，并丧失再生能力，再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合，流程如图。 据图回答下列问题： (1)该过程用到的工程技术有　________________　和　________________　。 (2)过程①用　____________________　去除植物细胞壁，过程②中PEG的作用是　________________　，经过②操作后，需筛选出融合的杂种细胞，显微镜下观察融合的活细胞中有供体的叶绿体存在可作为初步筛选杂种细胞的标志。 (3)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压，其作用是　________________　。原生质体经过细胞壁再生，进而分裂和脱分化形成　________　。 (4)若分析再生植株的染色体变异类型，应剪取再生植株和双亲植株的根尖，制成装片，然后在显微镜下观察比较染色体的　____________　；对杂种植株进行　________　接种实验，可筛选出具有高抗性的杂种植株。 解析：(1)根据图示流程可知，步骤②采用了植物体细胞杂交技术，由杂种细胞到获得杂种植株的过程采用了植物组织培养技术； (2)过程①表示从植物细胞获得原生质体的过程，需要用酶除去植物细胞壁，则要使用纤维素酶和果胶酶；过程②是原生质体融合的过程，加入PEG则是用于促进原生质体的融合； (3)植物细胞失去细胞壁成为原生质体，则需要加入一定浓度的甘露醇用于维持原生质体形态；原生质体经过细胞壁再生，进而分裂和脱分化形成愈伤组织； (4)若需要分析再生植株的染色体变异类型，需要与双亲染色体比较染色体的形态和数目；对杂种植株进行黑腐病菌接种实验，可筛选出具有高抗性的杂种植株。 答案：(1)植物体细胞杂交　植物组织培养 (2)纤维素酶和果胶酶　促进原生质体的融合 (3)保持原生质体形态　愈伤组织 (4)形态和数目　黑腐病菌 1．为给工厂化繁殖脱毒甘薯苗提供技术上的支持，科研人员利用植物组织培养技术研究甘薯茎尖(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0.3 mm 20 1 1 0.3～0.5 mm 20 10 7 大于0.6 mm 20 13 4 A.在不同的培养阶段培养基中激素的种类和比例不同 B．脱分化过程中应给予充足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细胞的全能性 D．0.3～0.5 mm大小的茎尖最有利于获得抗病毒苗 解析：A　[在不同的培养阶段，培养基中激素的种类和比例不同，生长素和细胞分裂素的比例升高有利于根的分化，比例下降有利于芽的分化，A正确；脱分化过程中不需要光照，不能进行光合作用，B错误；培育脱毒苗依据的原理是细胞的全能性，C错误；0.3～0.5 mm大小的茎尖最有利于获得无病毒苗，而不是抗病毒苗，D错误。] 2．甘蔗种植久了，往往会感染病毒，培育甘蔗脱毒苗尤为重要，下列关于脱毒苗培育的叙述，不正确的是(　　) A．利用茎尖或根尖细胞进行组织培养 B．茎尖(或根尖)分生区的细胞中，几乎没有病毒 C．脱毒苗的培育需要经过脱分化和再分化过程 D．培养脱毒苗需要用纤维素酶除去细胞壁 解析：D　[培养甘蔗脱毒苗，利用的是植物组织培养技术，不需要去除细胞壁，故D错误。] 3．下图为利用玉米(2N＝20)芽尖细胞(基因型BbTt)进行实验的流程示意图，其中细胞X发育形成的植物称为植物X。下列分析正确的是(　　 ) A．幼苗2的形成体现了细胞的全能性，植株X为杂种二倍体 B．植物体细胞杂交是指细胞a和细胞c诱导形成细胞X的过程 C．获得植株B的育种方式为单倍体育种，可明显缩短育种年限 D．植株X的培育属于杂交育种，基本原理是基因重组 解析：C　[幼苗2的形成体现了生殖细胞的全能性，植株X为四倍体，A错误；植物体细胞杂交是指细胞a和细胞c诱导融合形成细胞X，并进行离体培养，获得杂种植株的过程，B错误；先经过花药离体培养得到单倍体，再经秋水仙素处理获得植株B的育种方式为单倍体育种，可明显缩短育种年限，C正确；植株X的培育属于利用植物体细胞杂交培育新品种，其原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性，D错误。] 4．红豆杉的细胞提取物紫杉醇是重要的抗癌药物之一。红豆杉可通过播种的方法进行繁殖，但生长速度缓慢，而植物组织培养技术可实现其大规模培养。下列有关叙述正确的是(　　 ) A．培养红豆杉的愈伤组织可用于紫杉醇的工业化生产 B．红豆杉不同部位的细胞经植物组织培养获得的愈伤组织基因型相同 C．培养基需要用高压蒸汽灭菌，外植体需要用50%乙醇、5%次氯酸钠消毒处理 D．培养过程中采用的MS培养基中的微量元素和有机成分均可先配制成一定倍数的母液，用时稀释，而大量元素不需要配制母液 解析：A　[培养红豆杉的愈伤组织，可以从中提取紫杉醇，用于紫杉醇的工业化生产，A正确；红豆杉体细胞和花粉经植物组织培养获得的愈伤组织基因型不相同，B错误；外植体需要用体积分数为70%的酒精、质量分数为5%左右的次氯酸钠消毒处理，C错误；MS培养基中的大量元素、微量元素和有机成分均可先配制成一定倍数的母液，D错误。] 5．(多选)下列关于植物细胞工程实际应用的叙述，正确的是(　　 ) A．微型繁殖技术的原理是植物细胞的全能性 B．利用茎尖组织培育的幼苗不一定全是脱毒幼苗 C．利用人工种子繁殖优良品种不会出现性状分离 D．未脱毒马铃薯的产量与脱毒马铃薯的产量相同 解析：ABC　[植物微型繁殖技术就是利用植物组织培养技术，所以其原理是细胞的全能性，A正确；利用茎尖组织培育的幼苗不一定全是脱毒幼苗，B正确；人工种子是利用植物组织培养得到的，如果利用植物的体细胞进行植物组织培养得到人工种子，利用该人工种子繁殖属于无性生殖，所以不会出现性状分离，C正确；未脱毒马铃薯的产量比脱毒马铃薯的产量低，D错误。] 6．动植物细胞中都含有酯酶，去除细胞壁的植物细胞称为原生质体。测定原生质体活力的常用方法之一是荧光素双醋酸酯(FDA)染色法，其基本原理是FDA本身无荧光，可自由通过细胞膜，经细胞内的酯酶分解可产生荧光素，荧光素积累在细胞内并能产生绿色荧光。下列相关叙述不正确的是(　　 ) A．可用酶解法处理植物细胞获得原生质体 B．FDA通过细胞膜不需要载体蛋白的协助 C．将植物细胞置于FDA溶液中，不发生质壁分离 D．FDA进入动物细胞内，可引起细胞产生绿色荧光 解析：C　[由于植物细胞壁的成分是纤维素和果胶，因此可以用纤维素酶和果胶酶处理获得原生质体，A正确；根据题意“FDA本身无荧光，可自由通过细胞膜”，说明运输方式是自由扩散，因此不需要载体，B正确；将植物细胞置于FDA溶液中，当FDA溶液浓度大于细胞液浓度时，会发生质壁分离现象，由于FDA可通过自由扩散进入细胞，细胞可以自动复原，C错误；FDA经细胞内酯酶分解产生荧光素，荧光素积累在细胞内能产生绿色荧光，D正确。] 7．(多选)下图为培育甘蔗脱毒苗的两条途径，研究发现经②过程获得的幼苗脱毒效果更好。下列叙述错误的是(　　 ) A．带叶原基的芽与植物体其他组织中的病毒含量相同 B．可推测②过程的温度处理有利于组织中的病毒失去活性 C．过程③、④均属于再分化，所以培养基A和B各成分含量相同 D．图中获得的脱毒苗与原甘蔗苗相比细胞核遗传物质发生了改变 解析：ACD　[带叶原基的芽几乎不含病毒，故与植物体其他组织中的病毒含量不同，A错误；经过热水处理脱毒效果好是因为组织中的病毒在图中处理温度下部分或全部失活，B正确；过程③、④所用培养基中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同，C错误；上图中脱毒苗的培育过程采用了植物组织培养技术，体现了植物细胞的全能性，遗传物质不会改变，D错误。] 8．下图为某研究小组利用植物组织培养技术培育柑橘耐盐植株的实验流程。 茎段→→ 回答下列问题： (1)愈伤组织是由离体的茎段经过　________　 形成的，此时愈伤组织细胞　________　(填“具有”或“不具有”)细胞的全能性，愈伤组织经过　________　过程形成耐盐植株。在植物组织培养常用的MS培养基中除无机营养成分、有机营养成分、琼脂外，还需要添加　______________　。 (2)对愈伤组织进行了两次处理，处理1中γ射线照射的目的是　________________　；处理2中添加的物质X是　______________　。 (3)若该种植物是一种杂合子的名贵兰花，要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种兰花，可用组织培养方法繁殖，在培养时，　________　(填“能”或“不能”)采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体，原因是________________________________________________________________________。 解析：(1)愈伤组织是由离体的茎段经过脱分化过程形成的，此时愈伤组织细胞具有发育成完整植株的全部遗传物质，具有细胞的全能性，愈伤组织经过再分化过程形成耐盐植株。在植物组织培养常用的MS培养基中除无机营养成分、有机营养成分、琼脂外，还需要添加植物激素以调节脱分化和再分化过程。 (2)对愈伤组织进行了两次处理，处理1中γ射线照射的目的是诱导愈伤组织发生基因突变；本实验是培育耐盐植株，故处理2中添加的物质X应为氯化钠。 (3)组织培养可保持亲本的优良性状，由于对杂合子的植株来说，其体细胞的基因型相同，而杂合子经减数分裂形成不同基因型的花粉，花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同，所以用花粉粒进行组织培养得到兰花基因型不同，故在组织培养时，不能采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体。 答案：(1)脱分化　具有　再分化　植物激素 (2)诱导愈伤组织发生基因突变　氯化钠　(3)不能　对杂合子的植株来说，其体细胞的基因型相同，而杂合子经减数分裂形成不同基因型的花粉，花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同，所以用花粉粒进行组织培养得到兰花基因型不同于原植株 生物技术与生产实践结合 各种育种方式产生的生物新品种，为人类的生产实践提供了丰富的材料。下列叙述正确的是(　　) A．农业生产中使用的杂交玉米可稳定遗传，无须年年购买种子 B．三倍体无子西瓜有机物含量高且高度不育，但仍属可遗传变异 C．用辐射的方法，使家蚕常染色体基因转移到性染色体上，依据的原理是基因突变 D．花药离体培养获得的单倍体种子再用秋水仙素处理，可以获得稳定遗传的后代 解析：B　[农业生产中使用的杂交玉米不能稳定遗传，是杂合子，所以需要年年购买种子，A错误；三倍体无籽西瓜有机物含量高且高度不育，其原理是染色体数目变异，所以仍属可遗传变异，B正确；利用诱变育种，诱发家蚕常染色体基因移到性染色体上，其原理是染色体结构变异，C错误；由于单倍体高度不育，不能结种子，所以单倍体育种可通过对花药离体培养获得的单倍体幼苗进行秋水仙素处理以获得稳定遗传的后代，D错误。] 学科网（北京）股份有限公司 $