第3周·周末作业 植物细胞工程-【新课程学案】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程配套练习word（人教版 多选版）

第3周·周末作业　植物细胞工程 一、选择题 1.辣椒素是存在于辣椒细胞中的一种活性成分,具有抗癌、提高免疫力等功能。研究人员利用植物细胞培养技术实现了天然辣椒素的工厂化生产,其主要流程为外植体→消毒→愈伤组织→悬浮培养→分离提纯。下列相关叙述错误的是 (　　) A.常选用茎尖、根尖等作为外植体的原因是其细胞分化程度低 B.为防止微生物污染,外植体应先后用酒精和次氯酸钠溶液进行消毒 C.为诱导愈伤组织的形成,培养基中两种激素的比例应适中 D.该工厂化生产利用悬浮培养的条件,提高了单个细胞中辣椒素的含量 2.植物细胞悬浮培养技术在生产中已得到应用。某兴趣小组利用该技术培养胡萝卜细胞并获取番茄红素的实验流程见下图。下列描述合理的是 (　　) A.实验流程中可用胰蛋白酶处理愈伤组织,制备悬浮细胞 B.番茄红素是次生代谢物,一般在特定的组织或器官中产生 C.该实验流程中应将愈伤组织先置于生芽培养基中,再置于生根培养基中 D.胡萝卜根外植体进行适当的消毒处理后,再用蒸馏水清洗2~3次 3.薰衣草被誉为“宁静的香水植物”,如何持续种好薰衣草一直是园艺界的难题。如图是利用植物组织培养技术克隆薰衣草的流程。下列叙述正确的是 (　　) A.取自同一株薰衣草的细胞经组织培养获得的植株基因型相同 B.选择薰衣草植株的茎尖进行诱导,是因其分裂旺盛且抗病毒 C.在植物组织培养车间或实验室进行再分化培养,需要提供光照 D.为了充分利用营养物质,形成的丛芽在原培养基中继续培养 4.植物细胞悬浮培养是将单个细胞或细胞团进行液体培养增殖的技术,培养装置如图所示。广西罗汉果的有效成分罗汉果甜苷具有清热润肺等功效。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罗汉果甜苷。下列叙述错误的是 (　　) A.利用细胞悬浮培养生产罗汉果甜苷可减少对罗汉果种植的依赖性 B.往装置中加入的培养基和充入的气体都必须经过无菌处理 C.愈伤组织经果胶酶等处理后,可获得结构完整的单个悬浮细胞 D.应在装置中增设传感器以监测和控制温度、溶氧量、渗透压等 5.某农业研究所欲培育一种能同时耐受高盐和干旱的水稻品种(双显性性状),现有两种水稻品系:品系A耐盐但不耐旱,品系B耐旱但不耐盐,且两者为不同亚种,无法自然杂交。下列育种方案中,最能体现基因重组原理且能在最短时间内获得稳定遗传的双抗品种的是 (　　) A.将耐盐基因和耐旱基因同时导入受体细胞,再进行单倍体育种 B.将两种水稻进行体细胞杂交,组织培养后获得双抗植株 C.用紫外线照射品系A的种子,筛选同时耐盐和耐旱的突变体 D.先将品系A的耐盐基因导入品系B,再让其自交并筛选后代 6.利用植物细胞培养技术生产紫杉醇(高效抗癌物质)是扩大其来源的重要途径。下图为三种红豆杉细胞培养过程中细胞干重与紫杉醇产量的数据图(均为相对含量)。下列说法错误的是 (　　) A.红豆杉细胞培养过程中需要通入无菌空气并不断搅拌 B.在约25天时南方红豆杉的细胞干重增长最快 C.该实验自变量是红豆杉细胞的培养时间和不同品种的红豆杉 D.紫杉醇属于初生代谢物,选用南方红豆杉培养30~35天时产量最高 7.研究人员以白菜(2n=20)和甘蓝(2n=18)为材料进行植物体细胞杂交得到杂种植物,并对两种亲本和某个融合植株(待检测植株)进行体细胞DNA含量的检测,结果如图所示。下列相关叙述错误的是 (　　) A.未进行细胞分裂的白菜体细胞中DNA相对含量约为60 B.植物体细胞融合成功的标志是杂种细胞生成新的细胞壁 C.待检测植株是由白菜—白菜细胞融合发育而来 D.白菜—甘蓝融合植株体细胞中染色体数应为38条 8.[多选]百岁兰是一种濒危物种。为研发稳定高效的百岁兰叶片愈伤组织诱导体系,科研人员探究了避光与昼夜节律(16 h光照和8 h黑暗)对诱导百岁兰叶片愈伤组织的影响,实验结果见下图。下列相关叙述正确的是 (　　) A.愈伤组织诱导过程中基因发生选择性表达,该过程也可发生基因突变和染色体变异 B.实验所用的培养基通常为固体培养基,且培养基中的生长素和细胞分裂素比例适中 C.暗处理和昼夜节律处理所用培养基中均需要添加蔗糖,且蔗糖的添加量要一致 D.昼夜节律处理下百岁兰脱分化和再分化的速率更快,愈伤组织生长更好 二、非选择题 9.已知某种青花菜远缘植物的细胞质中存在抗除草剂基因,研究人员利用植物体细胞杂交技术,培育细胞质中存在抗除草剂基因的优良青花菜新品种,基本流程如图所示,图中字母代表相应的过程。回答下列问题: (1)图中　　　(填“甲”或“乙”)植株是青花菜植株。  (2)过程B中常用　　　　　　　　(答出1种即可)等化学方法诱导原生质体融合。融合前需要去除植物的细胞壁获得原生质体,常用的酶主要有　　　　　　　　　　。  (3)步骤D代表　　　　　　的过程。步骤E代表　　　　　　过程。从步骤D到步骤E需要更换新的培养基,原因是随着培养时间的增加,培养基中　　　　　　不断减少,有害代谢产物逐渐积累,会抑制植物的生长;诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的　　　　　　　　　　　　　　(填激素)的比例不同  (4)研究人员发现,培育的青花菜新品种植株的细胞中具有抗除草剂基因,但未表现出抗除草剂的性状,推测其原因是________________________________________________________________。 (5)由该实验可知,与传统杂交相比,植物体细胞杂交技术的优点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　,该技术的关键环节是过程　　　(填图中字母)。 第3周·周末作业 1.选D　茎尖、根尖等分生区细胞分化程度低,细胞全能性较高,容易脱分化形成愈伤组织,A正确;外植体消毒需先用体积分数为70%的酒精浸泡杀菌,再用次氯酸钠溶液进一步消毒,以降低微生物污染风险,B正确;愈伤组织的形成需要培养基中生长素和细胞分裂素比例适中,若某一激素比例过高会诱导根或芽的分化,C正确;悬浮培养通过扩大细胞数量提高辣椒素的总产量,但单个细胞中辣椒素含量由基因调控和细胞代谢决定,并未直接提高,D错误。 2.选B　实验流程中需要用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织,制备悬浮细胞,A不合理;番茄红素属于次生代谢物,通常由特定组织或器官产生,B合理;由题图可知,该实验流程中无需生芽或生根,C不合理;外植体消毒后需用无菌水清洗以避免污染,蒸馏水可能含微生物,不符合无菌要求,D不合理。 3.选C　同一植株不同部位的细胞经组织培养获得的植株基因型不一定相同,如花粉粒经培养获得的愈伤组织细胞内染色体数目是植物正常体细胞的一半,A错误;选择薰衣草植株的茎尖进行诱导,是因其分裂旺盛且病毒极少,但其不能抗病毒,B错误;在植物组织培养过程中,芽的形成需要一定的光照,同时叶绿素的形成过程也离不开光照,所以在植物组织培养车间或实验室进行再分化培养,需要光照,C正确;由于植物不同发育时期对营养和激素的需求不同,形成的丛芽需要转移到新的培养基中才能再分化形成植株,D错误。 4.选C　利用细胞悬浮培养生产罗汉果甜苷可在离体条件下利用罗汉果细胞产生大量罗汉果甜苷,减少对罗汉果种植的依赖性,A正确;为了避免杂菌污染,植物细胞悬浮培养的培养基和充入的气体须经无菌处理,B正确;愈伤组织经纤维素酶和果胶酶处理后获得的是原生质体,不能获得结构完整的单个悬浮细胞,C错误;细胞的正常生长需要适宜的条件,因此为使悬浮细胞正常生长,培养基须保持适当的温度、pH和渗透压等,则应在装置中增设传感器以监测和控制温度、溶氧量、渗透压等,D正确。 5.选A　将耐盐基因和耐旱基因同时导入受体细胞,实现了基因的重新组合,这体现了基因重组原理,然后进行单倍体育种,单倍体育种能明显缩短育种年限,可快速获得纯合子,即能在最短时间内获得稳定遗传的双抗品种,A符合题意;将两种水稻进行体细胞杂交,组织培养后获得双抗植株,这属于染色体变异,不是基因重组,B不符合题意;用紫外线照射品系A的种子,筛选同时耐盐和耐旱的突变体,这属于诱变育种,原理是基因突变,且基因突变具有不定向性,需要处理大量材料,育种时间可能较长,C不符合题意;先将品系A的耐盐基因导入品系B,再让其自交并筛选后代,虽然涉及基因重组,但自交后代还需要经过多代筛选才能获得稳定遗传的个体,育种时间较长,不能在最短时间内获得稳定遗传的双抗品种,D不符合题意。 6.选D　红豆杉细胞培养过程中需要通入无菌空气并不断搅拌,通入无菌空气的目的是防止微生物污染并保证氧气供应充足,不断搅拌可使细胞与培养液充分接触,A正确;分析题图可知,在约25天时南方红豆杉的细胞干重增长最快,B正确;该实验自变量是红豆杉细胞的培养时间和不同品种的红豆杉,因变量为细胞干重与紫杉醇产量,C正确;紫杉醇属于次生代谢物,选用云南红豆杉培养25~30天时产量最高,D错误。 7.选C　据图分析,白菜植株DNA分子相对含量为60左右和120左右,进行细胞分裂的细胞需要进行DNA的复制,故未进行细胞分裂的白菜体细胞中DNA的相对含量约为60,A正确;植物体细胞融合成功的标志是杂种细胞生成新的细胞壁,B正确;据图可知,未进行细胞分裂的白菜体细胞DNA相对含量约为60,甘蓝体细胞DNA相对含量约为80,待检测植株DNA相对含量约为150,不可能由白菜—白菜细胞融合发育而来,C错误;白菜体细胞中染色体数为20,甘蓝体细胞中染色体数为18,融合后的植株含有白菜和甘蓝体细胞中全部的染色体,故白菜—甘蓝融合植株体细胞中染色体数应为38条,D正确。 8.选ABC　在一定的激素和营养等条件的诱导下,外植体经脱分化形成愈伤组织的过程中,基因发生选择性表达,也可发生基因突变和染色体变异,A正确;实验所用的培养基通常为固体培养基,生长素与细胞分裂素比例适中时,有利于愈伤组织的形成,B正确;暗处理和昼夜节律处理所用培养基中均需要添加蔗糖,蔗糖的添加量为无关变量,要保持一致,C正确;外植体经脱分化形成愈伤组织,分析曲线图可知,昼夜节律处理下百岁兰脱分化的速率更快,愈伤组织生长更好,但无法判断再分化的速率,D错误。 9.解析:(1)青花菜远缘植物的细胞质中存在抗除草剂基因,为培育细胞质中存在抗除草剂基因的优良青花菜新品种,在植物体细胞杂交时应保留青花菜的细胞核,图中的乙原生质体细胞核失去活性,但细胞质正常,应是青花菜远缘植物,甲的原生质体细胞质失活,应表示青花菜植株。 (2)诱导原生质体融合的化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法等。因为植物细胞壁的组成成分为纤维素和果胶,因此融合前需用纤维素酶和果胶酶处理植物的细胞壁获得原生质体。 (3)步骤D代表脱分化,步骤E代表再分化。随着培养时间的增加,培养基中营养物质不断减少,同时有害代谢产物逐渐积累,会抑制植物的生长;且诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同,故从步骤D到步骤E需要更换新的培养基。 (4)培育的青花菜新品种植株的细胞中具有抗除草剂基因,但未表现出抗除草剂的性状,说明其抗除草剂基因不能表达。 (5)不同物种之间存在生殖隔离,故与传统杂交相比,植物体细胞杂交技术的优点是可以打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,该技术的关键环节是B原生质体间的融合过程。 答案:(1)甲　(2)聚乙二醇(PEG)融合法(或高Ca2+—高pH融合法)　纤维素酶和果胶酶　(3)脱分化　再分化　营养物质　生长素和细胞分裂素　(4)抗除草剂基因不能表达　(5)可以打破生殖隔离,实现远缘杂交育种　B 学科网（北京）股份有限公司 $