高中生物专题2细胞工程1.2植物细胞工程的实际应用精练(含解析)新人教版选修3

植物细胞工程的实际应用
(建议用时:40分钟）
1．下列关于细胞工程的说法，正确的是（）
①应用了细胞生物学和分子生物学的原理和方法
②在分子水平或细胞水平上进行操作
③按照人的意愿改变细胞或获得细胞产品
④生产各种抗病疫苗、植物微型繁殖技术都属于细胞工程的应用
⑤杂交育种得到作物新品种也是细胞工程的应用成果
A．①②③ B．②③④
C．③④⑤ D．①③④
D解析①③④正确。

②细胞工程在细胞水平或细胞器水平进行操作；⑤杂交育种通常所指的是利用有性生殖的方法实现性状的重组,而细胞工程中的杂交技术则是靠细胞融合实现杂交育种。

2．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
B解析为了保证优质苗的遗传性状不发生改变,应选用无性繁殖技术，可采用茎段扦插诱导生根技术快速育苗,也可将幼芽嫁接到合适的其他种类植物体上，或用茎尖或幼叶等部位的组织进行植物组织培养获得大量优质苗;花粉粒是减数分裂的产物，利用花粉粒离体培养得到的是单倍体苗,其高度不育，且植株弱小，此法不能选用.
3．用植物组织培养方法诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状体,若包裹上人造种皮,便可制成人工种子，其过程如图所示.下列相关叙述，错误的是（)
A．从植物体细胞到种苗形成的过程说明植物细胞具有全能性
B．进行②过程时，不需要用纤维素酶和果胶酶去掉植物细胞的细胞壁
C．再分化发生在步骤④，是愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程
D．需细胞分裂素和生长素的诱导，才能刺激愈伤组织的形成
C解析从植物体细胞到种苗形成的过程说明植物细胞具有全能性，A项正确；进行②脱分化过程时，不需要用纤维素酶和果胶酶去掉植物细胞的细胞壁,B项正确；再分化发生在步骤③，是愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程,C项错误;脱分化形成愈伤组织的过程，需要细胞分裂素和生长素的诱导刺激，D项正确。

4．选用根尖、叶片、茎段、花粉粒，在无菌条件下培养在人工配制的培养基上,使之发育成完整的植株，此法可用来培养植物新品种，可在短期内大量繁殖植物，还可以防止病毒侵染。

下列关于这种技术的叙述，正确的是( )
①此技术利用了植物细胞的全能性
②此技术利用了植物组织培养,可快速繁殖生物体
③此技术属于细胞工程的应用领域之一
④此技术是一种无性繁殖方式
A．①②③④ B．①
C．①② D．①②③
D解析对根尖、叶片、茎段、花粉粒等进行培养利用了植物组织培养技术，该技术的原理是植物细胞具有全能性；该技术可快速大量繁殖具有某优良性状的植物个体；植物组织培养属于细胞工程的一项重要技术;利用植物组织培养技术培养根尖、叶片、茎段等，则属于无性繁殖,若培养花粉粒，则属于有性生殖。

5．如图所示是人工种子的结构简图,下列对其叙述不正确的是( ）
A．人工种子的胚乳中含有胚状体发育所需要的营养物质
B．人工种子的胚状体还未分化出胚芽、胚轴和胚根等结构
C．人工种子可以工业化生产,播种人工种子可节省大量粮食
D．人工种子克服了有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题
B解析人工种子是以植物组织培养技术得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材
料，经人工薄膜包装得到的种子。

人工种子在适宜的条件下同样能够萌发长成幼苗，可见,人工种子的胚状体已经分化出胚芽、胚轴和胚根等结构。

6．下列有关植物细胞工程的叙述，错误的是( ）
A．通过培养植物细胞,可获取大量的细胞代谢产物
B．在培养基中加入不同浓度的氯化钠溶液，可筛选出抗盐植株
C．原生质体培养结合基因工程技术，可获得具有特定性状的新植株
D．由于植物细胞具有全能性,同种植物的不同基因型个体,它们的细胞全能性的表达程度相同
D解析由于同种植物不同基因型个体之间存在遗传上的差异，所以细胞全能性的表达程度大不相同。

7．下列有关植物细胞工程在生产上的应用的叙述，不正确的是（）
A．利用植物茎尖进行组织培养，可以获得脱毒苗
B．用人工薄膜将愈伤组织包装可制成人工种子
C．利用细胞培养工业化生产人参皂甙，提高产量
D．对愈伤组织进行诱变处理，从分化的植株中筛选新品种
B解析人工种子中包埋的是胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等，不是愈伤组织.
8．下列生物工程技术的实际应用过程中，能形成愈伤组织的是（）
①作物脱毒②细胞产物的工厂化生产③生产人工种子④转基因植物的培养
A．①②③ B．①②④
C．①③④ D．①②③④
D解析作物脱毒、细胞产物的工厂化生产、生产人工种子都是植物细胞工程的实际应用，其技术基础是植物的组织培养技术，都有脱分化形成愈伤组织的过程。

转基因植物的培养利用的是基因工程和植物组织培养技术，该过程中也会形成愈伤组织。

9．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,其获得途径如图所示.下列叙述错误的是（）
A．图中愈伤组织、脱毒苗和高产细胞系的获得都体现了植物细胞的全能性
B．图中①和②分别表示辣椒组织培养中细胞的脱分化和再分化过程
C．②过程中需要用适宜配比的生长素和细胞分裂素溶液处理
D．用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时，常用的酶是纤维素酶和果胶酶
A解析细胞的全能性是指已经分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能，图中脱毒苗的获得体现了植物细胞的全能性，愈伤组织和高产细胞系不是完整植株，不能体现植物
细胞的全能性，A项错误；图中①和②分别表示辣椒组织培养中细胞的脱分化和再分化过程，B项正确;②再分化过程中需要用适宜配比的生长素和细胞分裂素溶液处理，以诱导细胞分化的方向，C项正确;用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时，常用的酶是纤维素酶和果胶酶，以分解植物细胞之间的成分,D项正确。

10．图为利用体细胞诱变育种技术获得抗除草剂白三叶草新品种的过程，下列叙述错误的是( ）
A．该育种过程所依据的原理有基因突变和植物细胞的全能性
B．过程①和②所涉及的培养基中,不同植物生长调节剂的浓度比例不同
C．白三叶草愈伤组织和胚状体的细胞中DNA和RNA种类相同
D．过程③通常采用的筛选方法是向白三叶草幼苗喷洒除草剂
C解析诱变育种所依据的原理是基因突变，植物组织培养的原理是植物细胞的全能性.过程①和②所得到的产物不同,因此培养基中生长素和细胞分裂素的浓度比例不同.白三叶草愈伤组织和胚状体的细胞中DNA相同,但RNA种类不完全相同.过程③通常采用的筛选方法是向白三叶草幼苗喷洒除草剂。

[发展目标］
11．下图是利用某植物（基因型为AaBb）产生的花粉进行单倍体育种的示意图，据图判断错误的是（）
错误!
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①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
D．与杂交育种相比，该育种方法的优点是能明显缩短育种年限
B解析题图所示为单倍体育种过程,过程①是花药离体培养，过程②是染色体加倍,常用试剂是秋水仙素，其原理是抑制纺锤体的形成,作用时期是有丝分裂前期,A项正确；过程①花药离体培养得到的是单倍体植株，基因型为AB、Ab、aB、ab四种，B项错误;花药离体培养过程中必须使用一定量的植物激素诱导其脱分化和再分化,C项正确；单倍体育种所得后代为纯合的二倍体，与杂交育种相比，能明显缩短育种年限，D项正确。

12．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，获得抗病毒的新品种
B．利用组织培养技术获得人工种子,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技术获得“萝卜—甘蓝”，克服不同生物远缘杂交不亲和的障
碍
A解析利用植物组织培养技术可以得到无病毒植株，但无病毒植株不一定具有抗病毒的能力;在植物组织培养过程中,待外植体分化出根、芽形成胚状体后，可进行包装制备人工种子，该技术为无性繁殖，可保留亲本的优良性状；在植物组织培养的愈伤组织阶段可得到大量的细胞,细胞代谢可以产生大量的细胞产物；植物体细胞杂交得到的是异源多倍体，后代可育,可克服不同物种之间远缘杂交不亲和的障碍。

13．如图表示花药离体培养及单倍体育种的大致过程，据图回答下列问题：
（1）过程①是把幼小的花药分离出来,在无菌条件下放在人工培养基上进行离体培养，该培养基中加入的营养物质应该有________________________(至少答两种）,加入的激素有____________、____________。

（2）过程②是花药在培养基所提供的特定条件下发生多次细胞分裂，形成愈伤组织,此过程叫作________，细胞分裂的方式是__________.
（3）过程③是诱导愈伤组织分化出芽和根，这一过程叫作________,然后长成植株。

要使该植株染色体数目加倍，通常采用一定浓度的____________处理。

（4）花药离体培养应用的是__________________技术，
其理论基础是____________________。

解析(1）植物组织培养培养基中的营养物质主要包括大量元素、微量元素、有机物（如维生素、蔗糖等）等，用到的植物激素主要为生长素和细胞分裂素。

(2）脱分化是由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程，此过程的细胞进行有丝分裂。

（3）愈伤组织通过再分化形成芽和根，经过花药离体培养得到的植株为单倍体，表现为高度不育，用秋水仙素处理单倍体幼苗，可使其染色体数目加倍。

（4）花药离体培养是通过植物组织培养技术将生殖细胞培育成一个完整个体,其理论基础为植物细胞的全能性.
答案（1)矿质元素、蔗糖、维生素等生长素细胞分裂素
(2)脱分化有丝分裂
(3)再分化秋水仙素
（4)植物组织培养植物细胞的全能性
14．为了获得植物次生代谢产物,先用植物外植体获得愈伤组织,然后在液体培养基中悬浮培养。

请回答下列问题：
（1）外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为_________________________.
（2）在愈伤组织悬浮培养时，细胞干重、蔗糖浓度和pH的变化如图所示。

细胞干重在12 d后下降的原因有__________________________________；培养液中蔗糖的作用是____________、____________。

(3)多倍体愈伤组织细胞产生的次生代谢产物量常高于二倍体.二倍体愈伤组织细胞经____________处理，会产生染色体加倍的细胞。

为检测愈伤组织细胞染色体数目，压片前常用纤维素酶和________酶解离愈伤组织。

若愈伤组织细胞（2n）经诱导处理后，观察到染色体数为8n的细胞，对此合理的解释是_______________________________________________
________________________________________________________________________.
解析(1)外植体经脱分化可形成愈伤组织.（2）分析坐标曲线图，可见12 d后培养液中的蔗糖浓度已降至较低水平，pH也由6降为4，因此使细胞生命活动受阻,细胞干重下降。

培养液中的蔗糖可为培养的细胞提供能源，又可调节培养液的渗透压.（3）二倍体愈伤组织经人工诱导如秋水仙素、低温等处理，可产生染色体数目加倍的细胞。

植物细胞之间除纤维素外，还存在果胶层，因此可利用纤维素酶和果胶酶解离愈伤组织.若愈伤组织细胞染色体由2n变为8n，其原因可能是愈伤组织细胞（2n）经人工诱导后，细胞中染色体数目加倍成4n，染色体数为4n的细胞进行有丝分裂，后期时细胞中含有8n条染色体;若愈伤组织细胞（2n)经人工诱导后,细胞中染色体数目加倍成8n,这样的细胞再进行有丝分裂，在中期时会看到染色体数为8n的细胞。

答案（1)脱分化
(2)蔗糖浓度下降,pH降低提供能源调节渗透压
（3）秋水仙素（或低温）果胶经加倍到4n的细胞处于有丝分裂后期或经加倍到8n的细胞处于有丝分裂中期
15．如图表示形成植株的5种途径，形成的植株分别用植株1、植株2、植株3、植株4、植株5来表示，请据图回答下列问题：
(1)若植株甲和乙分别为基因型是AABB和aabb的玉米植株，玉米籽粒黄色(A)对白色(a）为显性，非糯（B）对糯(b)为显性，两对性状自由组合。

图示形成的5种植株中基因型相同的植株有______________,多倍体植株是________。

（2)取植株3（体细胞染色体20条)的花粉进行离体培养，对获得的幼苗用________________进行处理，得到一批可育植株,其染色体数为________.
(3）图中________包裹人工种皮可构建人工种子，与种子n的来源相比，该种子是通过________生殖方式产生.
（4）离体体细胞甲和离体体细胞乙融合前，需用______________________去掉细胞壁,融合后可出现________种融合细胞（只考虑两个细胞的融合)。

若用融合细胞进行组织培养，发育成的植株,理论上控制玉米籽粒颜色的基因型分别为________________。

解析植株甲的基因型是AABB，植株乙的基因型是aabb，取植株甲的花粉粒组织培养得植株1,则植株1的基因型为AB；植株甲经自花授粉得植株2,则植株2基因型为AABB；植株甲和植株乙杂交得到的植株3基因型为AaBb;植株甲经植物组织培养得植株4,为无性繁殖过程，基因型保持不变，为AABB；经植株甲、乙体细胞杂交得到的植株5基因型为AAaaBBbb。

答案(1）植株2和植株4 植株5 (2）秋水仙素20
（3)胚状体无性（4）纤维素酶和果胶酶(或酶解法) 3 AAaa、AAAA、aaaa。