高中生物选修3优质课时作业8：2.1.2 植物细胞工程的实际应用

2.1.2 植物细胞工程的实际应用
[基础过关]
1.植物的微型繁殖技术是指( )
A.植物体细胞杂交技术
B.嫁接
C.营养繁殖
D.植物组织培养
2.通过植物组织培养技术繁育农作物，其优点不包括( )
A.加快繁育速度
B.保持亲本优良特性
C.培育出无病毒植株
D.改变植物的基因型
3.某株名贵花卉用种子繁殖时会发生性状分离，为了防止性状分离并快速繁殖，可利用该植物体的一部分器官或组织进行离体培养，但不能采用该植株的( )
A.茎尖
B.芽
C.叶片
D.花粉粒
4.下列关于人工种子的叙述中，不正确的是( )
A.可以克服季节、气候、地域的限制
B.可以节约时间
C.可防止性状分离
D.由人工种子得到的植株为纯合子
5.人工种子的培育中应用的主要技术是( )
A.有性杂交
B.植物体细胞杂交
C.植物组织培养
D.细胞全能性
6.下面为番茄组织培养过程的流程图解，以下相关叙述不正确的是( ) 植物叶片――→a 叶组织块――→b 愈伤组织――→c 具根芽的胚状体――→d 人工种子――→e
种苗
A.脱分化发生在b 步骤，形成愈伤组织，在此过程中植物激素发挥了重要作用
B.人工种子可以完全保持优良品种的遗传性状
C.从叶组织块到种苗形成的过程说明番茄叶片细胞具有全能性
D.人工种子的缺点是易受季节、气候和地域的限制
7.在植物组织培养过程中，容易获得突变体的主要原因是( )
A.培养的细胞一直处于不断的分生状态
B.培养基营养丰富，易于植物生长
C.纺锤丝的形成容易受抑制
D.DNA 复制容易受抑制
8.下图是人工种子的结构简图，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，还可以添加农药和植物激素
B.人工种子可以产业化生产，播种人工种子可节省大量粮食
C.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
D.人工种子的胚状体还未分化出胚芽、胚轴和胚根等结构
[能力提升]
9.人参皂甙是人参中重要的药用成分，以前只能从人参中提取，产量低，因而价格较贵。

目前可通过下列哪项技术迅速大量获取( )
A.基因工程
B.植物组织培养
C.植物体细胞杂交
D.发酵工程
10.下面的简式表示植物组织培养的大致过程，据此判断错误的是( )
①――→脱分化②――→再分化
③→④
A.若①是来自不同植物体细胞融合的杂种细胞，则④可能出现不同植物的遗传特性
B.若①是花粉，则④是单倍体植株，经染色体加倍后可得到稳定遗传的品种
C.若①是人参细胞，对②进行扩大培养可提高细胞产物——人参皂甙的产量
D.若①是具有杂种优势的农作物细胞，则用③进行微型繁育会发生性状分离
11.下图所示为植株繁殖的四种人工方式示意图，请据图回答下列问题：
(1)图中单倍体植株通常的获取方式是__________。

若图中单倍体细胞含2个染色体组，A 有4个染色体组，则③过程所用化学试剂的作用是____________________________ ________________________________________________________________________。

(2)图中B 和C 过程的不同点是__________________________________________________。

这种不同主要的决定因素是__________________________。

(3)若想在C过程中获得突变体，进而培育成新品种植株，应用物理诱变或化学诱变的方法处理__________________。

(4)若要获得水稻的“人工种子”，则应选用图中的__________结构，该结构与正常受精卵形成的__________有类似的结构和发育过程。

(5)若D过程获得的是胡萝卜—羊角芹，②过程常用的处理方法有__________________________等；经融合处理后，已经融合的细胞类型有__________种(若融合的细胞只考虑两两融合)。

12.基因工程和植物细胞工程技术在科研和生产实践中有广泛应用，请据图回答下列问题：获取目的基因与载体结合①,重组载体②,受体细胞筛选,重组体③,愈伤组织④,胚状体萌发,植物体
(1)①②过程采用最多的是农杆菌转化法，原因是农杆菌中Ti质粒上的______________可转移到受体细胞并整合到受体细胞的染色体DNA上；检测目的基因是否导入受体细胞可用DNA分子杂交技术，要用______________________________作探针。

(2)图中③④过程需在无菌条件下进行，培养基中除入营养物质外，还需添加__________________等物质，作用是______________________。

(3)若要获取转基因植物人工种子，需培养到______________阶段，再进行人工种皮的包裹；如用植物细胞实现目的基因所表达的蛋白质类药物的工厂化生产，培养到____________阶段即可。

(4)若采用植物体细胞杂交技术获得新的植物体，细胞间杂交一般采用____________作为诱导剂诱导细胞融合。

13.下图为几种育种方法示意图，据图回答下列问题：
(1)①④方向所示的途径表示__________育种方法，⑦过程所示的育种方法是____________。

(2)②过程常用的方法是______________，③⑦过程中采用的方法有____________(填两项)。

(3)⑤过程发生在生物个体发育的____________时期。

经过⑥的选育，得到具有新基因的种子或幼苗，因此培育出的新品种具有某一优良性状，若要将该性状稳定快速地遗传下去，运用______________________________技术。

(4)⑧→⑩过程所代表的生物技术涉及两项重要步骤是______________、________________。

假设甲种植物是四倍体，乙种植物是二倍体，则人工种子萌发长成的植物体是几倍体？
________________。

[走进高考]
14.(2014·江苏卷，29节选)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的变化如下图所示。

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，合理的解释是____________________________________、________________________________________________________________________。

[答案]精析
1.D[用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，叫植物的微型繁殖技术，也叫快速繁殖技术。

]
2.D[植物组织培养技术不仅可以高效快速地实现种苗的大量繁殖，还可以保持优良品种的遗传特性，并通过作物脱毒提高作物产量，改善作物品质。

]
3.D[花粉粒细胞离体培养得到的植株是单倍体，改变了原有植株的遗传物质。

]
4.D[天然种子由于在遗传上具有因减数分裂引起的重组现象，因此会造成某些遗传性状的改变，而人工种子中胚状体的遗传物质和亲本是完全相同的，故可保持亲本的遗传特性，防止性状分离；但是，由人工种子得到的植株并不一定是纯合子。

]
5.C[人工种子的形成是先取植物的组织或细胞，通过植物组织培养技术，产生愈伤组织，愈伤组织分化为胚状体，包裹上人工种皮和人工胚乳就成为人工种子。

]
6.D[人工种子的优点之一是不受季节、气候和地域的限制。

]
7.A[在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变。

]
8.D[人工种子是在植物组织培养过程中，愈伤组织再分化发育到胚状体阶段，包上人工种皮而成。

人工种子的胚状体已经分化出了胚芽、胚根和胚轴等结构。

]
9.B[人参皂甙是利用人参细胞经植物组织培养而获得的。

]
10.D[若①是具有杂种优势的农作物细胞，则用③进行繁育进行的是有丝分裂，不会发生性状分离。

]
11.(1)花药离体培养抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成(2)B过程中形成的是胚状体，而C过程中形成的是丛芽细胞分裂素与生长素的比值(3)愈伤组织(4)胚状体胚
(5)离心、振动、电激3
[解析](1)图中A过程表示单倍体育种，获取单倍体时常用花药离体培养的方法。

若要使单倍体的染色体数加倍，变成A植株，则需要在③过程中用秋水仙素处理幼苗，以抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成。

(2)图中B和C过程都是体细胞的组织培养，其不同点是B过程中形成的是胚状体，而C过程中形成的是丛芽，这种不同主要的决定因素是细胞分裂素与生长素的比值。

(3)在组织培养过程中获得突变体，一般用物理诱变或化学诱变的方法处理愈伤组织，再由愈伤组织经再分化形成突变植株。

(4)若要获得水稻的“人工种子”，则应选用图中的胚状体结构，该结构与正常受精卵形成的胚有类似的结构和发育过程。

(5)D 为植物体细胞杂交获得杂种植株的过程，②过程常用的物理方法有离心、振动、电激等；经融合处理后，已经融合的细胞类型有3种(只考虑两两融合)：胡萝卜—胡萝卜融合细胞、羊
角芹—羊角芹融合细胞和胡萝卜—羊角芹融合细胞。

12.(1)T­DNA(或可转移的DNA)放射性同位素标记的含目的基因的DNA片段(2)植物激素(植物生长调节剂)促进细胞分裂、生长、分化(3)胚状体愈伤组织(4)聚乙二醇[解析](1)农杆菌中的Ti质粒是基因工程中常用的载体，它之所以具有运载作用，是因为Ti质粒上有一段可转移的DNA片段，即T­DNA，能够与目的基因一起整合到受体细胞的染色体DNA上；在分子水平上检测目的基因是否导入受体细胞可用DNA分子杂交技术，要用放射性同位素标记的目的基因作探针，如果出现DNA杂交带，则表示目的基因导入了受体细胞。

(2)图中③④过程分别表示植物组织培养过程的脱分化和再分化过程，培养基中必须加入植物激素，以便调节脱分化和再分化的过程，有利于新生植物体的构建。

(3)植物组织培养过程在不同的阶段有不同的培养用途，如要获得大量的细胞产物，则培养到愈伤组织阶段即可，如要制备人工种子，则要培养到胚状体阶段。

(4)植物体细胞杂交中，细胞间的诱导融合有物理方法和化学方法，化学方法通常用聚乙二醇作为诱导剂。

13.(1)杂交多倍体育种(2)花药离体培养秋水仙素处理或低温诱导(3)任何植物组织培养(或微型繁殖)(4)植物细胞融合植物组织培养(异源)六倍体
[解析](1)据图分析，①④所示途径为杂交育种，①②③途径为单倍体育种。

(2)②是花药离体培养过程，③阶段是用秋水仙素处理或低温诱导单倍体幼苗，而⑦属于多倍体育种，用秋水仙素处理或低温诱导萌发的种子或二倍体幼苗。

(3)⑤⑥阶段属于诱变育种，通常用物理或化学的方法来处理处于分裂间期的细胞，此时DNA复制更容易引起基因突变；通过植物组织培养技术可以将植物细胞的突变基因快速稳定地遗传下去。

(4)⑧→⑩属于植物体细胞杂交技术流程，需要经过植物细胞的融合、杂种细胞的组织培养等阶段。

植物体细胞杂交得到的杂种植株的体细胞的染色体组数(N)＝甲植物染色体组数(N1)＋乙植物染色体组数(N2)，则杂种植株属于异源N倍体。

14.(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(低温)果胶经加倍到4N的细胞处于有丝分裂后期经加倍到8N的细胞处于有丝分裂中期
[解析](1)外植体经诱导形成愈伤组织的过程称为脱分化。

(2)观察图示可知，12 d后蔗糖浓度和pH都下降到较低水平，影响能量的供应和酶的活性，导致细胞干重下降。

另外，培养液中的蔗糖还具有调节渗透压的作用。

(3)在细胞分裂过程中，用低温或秋水仙素处理，都可抑制纺锤体的形成，使子染色体不能移向两极，从而使细胞中染色体数目加倍。

愈伤组织的细胞之间含有纤维素和果胶，欲将其分散成单个细胞，压片前需用纤维素酶和果胶酶处理。

愈伤组织细胞经诱导处理后，有的细胞染色体数目加倍(4N)，有的细胞染色体数目未加倍(2N)，也可能有的细胞在连续分裂中每次都因低温或秋水仙素抑制了纺锤体的形成，导致细胞中染色体数目连续加倍，出现染色体数目为8N的细胞。

所以染色体数目加倍到4N的细胞处于有丝分裂后期时染色体数目为8N，染色体数目加倍到8N的细胞处于有丝分裂中期时染色体数目也为8N。