2024-2025學(xué)年新教材高中生物第2章細(xì)胞工程1.2植物細(xì)胞工程的應(yīng)用作業(yè)含解析新人教版選擇性必修3

PAGE9-植物細(xì)胞工程的應(yīng)用(20分鐘·70分)一、選擇題(共7小題,每小題5分,共35分)1.人們利用植物的快速繁殖技術(shù)來進(jìn)行工廠化生產(chǎn),這是利用了該項技術(shù)的哪一特點(diǎn)()A.操作簡潔B.使優(yōu)良性狀組合在一起C.培育新的性狀D.高效性和保持種苗的優(yōu)良遺傳特性【解析】選D。植物組織培育操作煩瑣,選項A錯誤;植物組織培育為無性繁殖,能保持親本的優(yōu)良特性,但不能使優(yōu)良性狀組合在一起,也不能培育新的性狀,選項B、C錯誤;植物的快速繁殖技術(shù)既能實現(xiàn)高效、快速繁殖,又能夠保持植物優(yōu)良品種的遺傳特性,選項D正確。2.為給工廠化繁殖脫毒甘薯苗供應(yīng)技術(shù)支持,科研人員利用植物組織培育技術(shù)探討甘薯莖尖(外植體)大小對誘導(dǎo)分化苗和脫毒苗的影響,結(jié)果如表所示,下列相關(guān)敘述錯誤的是 ()莖尖大小外植體數(shù)/個分化苗數(shù)/苗脫毒苗數(shù)/苗小于0.320110.3～0.520107大于0.520134A.不同培育階段培育基中激素種類和比例應(yīng)適時調(diào)整B.脫分化過程中應(yīng)賜予足夠光照使其進(jìn)行光合作用C.本試驗的自變量為莖尖的大小D.0.3～0.5【解析】選B。不同培育階段培育基中激素種類和比例應(yīng)適時調(diào)整,如生長素與細(xì)胞分裂素的比例上升,利于根的分化;比例下降,利于芽的分化,A正確;脫分化過程中不須要光照,B錯誤;試驗中莖尖的大小為自變量,脫毒苗的數(shù)量為因變量,C正確;由圖可知,0.3～0.5mm大小的莖尖,脫毒苗的數(shù)目最多,故有利于脫毒甘薯苗的培育3.如圖是對基因型為Aabb的玉米所作的處理,據(jù)圖分析下列敘述錯誤的是 ()A.過程a所實行的技術(shù)手段是花藥離體培育B.過程b用秋水仙素處理后可以得到4種基因型的玉米植株C.c和d分別是脫分化和再分化過程D.圖中過程a或過程c、d能夠說明植物細(xì)胞具有全能性【解析】選B。過程a由花粉粒變?yōu)閱伪扼w植株,肯定要經(jīng)過花藥離體培育,A正確;基因型為Aabb的玉米能產(chǎn)生2種基因型的花粉:Ab和ab,經(jīng)花藥離體培育后可得到2種單倍體幼苗,幼苗再經(jīng)秋水仙素處理后得到AAbb和aabb2種基因型的可育玉米,B錯誤;c是脫分化,d是再分化,C正確;過程a和c、d是植物細(xì)胞培育成了植物個體,所以能夠說明植物細(xì)胞具有全能性,D正確。4.玉米是一種主要的農(nóng)作物,為了提高玉米的產(chǎn)量,科學(xué)家在玉米育種和栽培中作了大量的探討。如圖是關(guān)于玉米培育的過程,據(jù)圖推斷下列說法錯誤的是 ()A.從繁殖原理上分析,A→D屬于無性生殖B.植株D和G中的染色體組數(shù)不同C.E→G不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性D.E→F過程中獲得的植株一般不干脆用于大田生產(chǎn)【解析】選C。A→D是植物組織培育過程,從繁殖原理上分析,屬于無性生殖,A正確;植株D是二倍體植株,植株G是單倍體植株,體內(nèi)的染色體組數(shù)不同,B正確;E→G表示花藥離體培育形成單倍體幼苗的過程,該過程體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性,C錯誤;E→F過程中獲得的植株是單倍體植株,高度不育,一般沒有干脆的運(yùn)用價值,D正確。5.青蒿素是從植物黃花蒿的葉片中所提取的一種代謝產(chǎn)物,而莖及其他部位中的青蒿素含量極其微小,下列關(guān)于利用植物組織培育生產(chǎn)青蒿素的敘述中,正確的是 ()A.在黃花蒿組織培育過程中不需賜予光照B.加入大量生長素可提高青蒿素的產(chǎn)量C.可通過大量培育愈傷組織以干脆獲得青蒿素D.可大規(guī)模栽培組織培育苗以獲得藥用成分【解題關(guān)鍵】解答本題需明確以下兩點(diǎn):(1)誘導(dǎo)形成愈傷組織需避光培育,緣由是在有光時往往形成維管組織,而不形成愈傷組織。(2)愈傷組織再分化成胚狀體時須要光照,緣由是①葉綠素的合成須要光照;②試管苗須要進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物供應(yīng)養(yǎng)分物質(zhì)?！窘馕觥窟xD。植物組織培育包括脫分化和再分化兩個過程,其中脫分化過程不須要光照,而再分化過程須要光照,選項A錯誤;組織培育過程中,生長素對脫分化和再分化過程具有調(diào)整作用,但不能干脆提高青蒿素的產(chǎn)量,選項B錯誤;青蒿素是從植物黃花蒿的葉片中所提取的一種代謝產(chǎn)物,而莖及其他部位中的青蒿素含量極其微小,因此通過大量培育愈傷組織不能干脆獲得青蒿素,選項C錯誤;可大規(guī)模栽培組織培育苗以獲得藥用成分,選項D正確。6.探討人員在柑橘中發(fā)覺一棵具有明顯早熟特性的變異株,確定以此為基礎(chǔ)培育早熟柑橘新品種。下列敘述錯誤的是 ()A.要推斷該變異株的育種價值,首先要確定它的遺傳物質(zhì)是否發(fā)生了變更B.若該變異株是個別基因的突變體,可采納連續(xù)自交的方法,使早熟基因漸漸純化,培育出新品種C.若欲加快育種進(jìn)程,可采集變異株的花藥進(jìn)行離體培育,即可獲得高度純合的新品種D.若該變異株是染色體數(shù)目變異株,減數(shù)分裂時同源染色體可能配對紊亂,可采納植物組織培育方法獲得新品種【解析】選C。要推斷該變異株的育種價值,首先要確定它的遺傳物質(zhì)是否發(fā)生了變更,若其遺傳物質(zhì)變更,說明其為可遺傳變異,A正確;若該變異株是個別基因的突變體,可通過連續(xù)自交,提高純合子的比例,培育新品種,B正確;花藥離體培育的植株為單倍體,高度不育,C錯誤;若該變異株是染色體數(shù)目變異株,減數(shù)分裂時同源染色體可能配對紊亂,不能通過有性生殖進(jìn)行繁殖,可采納無性生殖,如植物組織培育方法獲得新品種,D正確?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】下列關(guān)于植物細(xì)胞工程實際應(yīng)用的敘述,不正確的是 ()A.快速繁殖技術(shù)的原理是植物細(xì)胞的全能性B.利用莖尖組織培育的幼苗肯定全是脫毒幼苗C.利用人工種子繁殖優(yōu)良品種不會出現(xiàn)性狀分別D.未脫毒馬鈴薯的產(chǎn)量往往比脫毒馬鈴薯的產(chǎn)量低【解析】選B。植物快速繁殖技術(shù)就是利用植物組織培育技術(shù),所以其原理是細(xì)胞的全能性,A正確;利用莖尖組織培育的幼苗不肯定全是脫毒幼苗,B錯誤;人工種子是利用植物組織培育得到的,一般利用植物的體細(xì)胞進(jìn)行植物組織培育得到人工種子,則該人工種子繁殖屬于無性生殖,所以不會出現(xiàn)性狀分別,C正確;未脫毒馬鈴薯的產(chǎn)量比脫毒馬鈴薯的產(chǎn)量低,D正確。7.下列有關(guān)植物細(xì)胞工程應(yīng)用的敘述,不正確的是 ()A.利用組織培育技術(shù)培育脫毒苗,獲得具有抗病毒的新品種B.利用組織培育技術(shù)獲得人工種子,能保持親本的優(yōu)良性狀C.利用細(xì)胞培育技術(shù)獲得紫草寧,實現(xiàn)了細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)D.利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)獲得“蘿卜-甘藍(lán)”植株,克服了不同生物遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙【解析】選A。利用組織培育技術(shù)培育脫毒苗,可以獲得不帶有病毒的植株,但品種未發(fā)生變更,也沒有轉(zhuǎn)入抗病毒基因,因而不具有抗病毒實力,選項A錯誤;利用植物組織培育得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料,經(jīng)過人工薄膜包裝得到的種子即為人工種子,人工種子可以保持親本的優(yōu)良特性,克服種子生產(chǎn)的季節(jié)、氣候和地域限制,選項B正確;組織培育技術(shù)除了在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用外,還廣泛應(yīng)用于另一個重要的領(lǐng)域,即細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn),目前三七、紫草和銀杏的細(xì)胞產(chǎn)物已經(jīng)實現(xiàn)了工廠化生產(chǎn),選項C正確;利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)獲得“蘿卜-甘藍(lán)”植株,是將兩種植物的體細(xì)胞在肯定條件下融合成雜種細(xì)胞,并培育成新的植物體,該項探討克服了不同生物遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙,取得了重大突破,選項D正確。二、非選擇題(共2小題,共35分)8.(15分)應(yīng)用植物組織培育技術(shù),不僅可以實現(xiàn)種苗的快速繁殖、培育無病毒植株,也可以加快作物及苗木育種。下面是培育橘耐鹽植株的試驗流程:回答下列問題:(1)愈傷組織是由離體的莖段經(jīng)______________過程形成的,此時愈傷組織細(xì)胞____________(填“具有”或“不具有”)細(xì)胞的全能性,愈傷組織經(jīng)過________________過程形成耐鹽植株。在植物組織培育的培育基中除無機(jī)養(yǎng)分成分、有機(jī)養(yǎng)分成分、瓊脂外,還須要添加________________。

(2)對愈傷組織進(jìn)行了兩次處理,處理1中γ射線照耀的目的是______________,用γ射線不干脆處理莖段而是處理愈傷組織,緣由是_____________________________________________________________________________;處理2中添加的物質(zhì)X為______________________。

(3)植物組織培育技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于其他作物的育種中。在培育白菜—甘藍(lán)、三倍體無子西瓜中,用到植物組織培育技術(shù)的是______________________________________________________。

【解析】(1)愈傷組織是離體的莖段脫分化形成的,每個細(xì)胞都脫離了原來的分化狀態(tài),都具有全能性,愈傷組織經(jīng)過再分化過程才能形成植株,在植物組織培育過程中,除了加入養(yǎng)分之外,還要加入植物激素,因為植物激素在脫分化和再分化過程中起重要作用。(2)對愈傷組織進(jìn)行了兩次處理,處理1中運(yùn)用γ射線照耀的目的是使愈傷組織發(fā)生突變,γ射線不干脆處理莖段而是處理愈傷組織的緣由是愈傷組織細(xì)胞處于不斷地分裂狀態(tài),易受到培育條件和外界的影響而產(chǎn)生突變。處理2的目的是篩選出耐鹽特性的愈傷組織,因此需加入氧化鈉。(3)白菜—甘藍(lán)形成的過程中,先要形成雜種細(xì)胞,再由雜種細(xì)胞形成雜種植株,所以會用到植物組織培育技術(shù),三倍體無子西瓜須要進(jìn)行秋水仙素處理和雜交,不須要植物組織培育技術(shù)。答案:(1)脫分化具有再分化植物激素(2)誘導(dǎo)基因突變愈傷組織細(xì)胞處于不斷地分裂狀態(tài),易受到培育條件和外界的影響而產(chǎn)生突變氯化鈉(3)培育白菜-甘藍(lán)9.(20分)下圖為幾種育種方法示意圖,據(jù)圖回答:(1)①④方向所示的途徑表示________育種,⑦過程所示的育種方法是________。

(2)②過程常用的方法是____________,③⑦過程中采納方法有__(填兩項)。

(3)⑤過程發(fā)生在生物個體發(fā)育的________時期。經(jīng)過⑥的選育,得到具有新基因的種子或幼苗,由此培育出的新品種具有某一優(yōu)良性狀,若要將該性狀穩(wěn)定快速地遺傳下去,運(yùn)用生物技術(shù)的解決方法是________________。

(4)⑧→⑩過程所代表的生物技術(shù)涉及兩項重要步驟是__________、__________。假設(shè)甲種植物是四倍體,乙種植物是二倍體,則人工種子萌發(fā)長成的植物是幾倍體?________。

【解析】(1)據(jù)圖分析,①④所示途徑為雜交育種,①②③途徑為單倍體育種。(2)②是花藥離體培育過程,③階段是用秋水仙素處理或低溫誘導(dǎo)單倍體幼苗,而⑦屬于多倍體育種,用秋水仙素處理或低溫誘導(dǎo)萌發(fā)的種子或二倍體幼苗。(3)⑤⑥階段屬于誘變育種,通常用物理或化學(xué)的方法來處理處于分裂間期的細(xì)胞,此時DNA復(fù)制更簡潔引起基因突變;通過植物組織培育技術(shù)可以將植物細(xì)胞的突變基因快速穩(wěn)定地遺傳下去。(4)⑧→⑩屬于植物體細(xì)胞雜交技術(shù)流程,須要經(jīng)過植物細(xì)胞的融合、雜種細(xì)胞的組織培育等階段。植物體細(xì)胞雜交得到的雜種植株的體細(xì)胞的染色體組數(shù)(N)=甲種植物染色體組數(shù)(n1)+乙種植物染色體組數(shù)(n2),則雜種植株屬于異源N倍體。答案:(1)雜交多倍體育種(2)花藥離體培育秋水仙素處理或低溫誘導(dǎo)(3)任何植物組織培育技術(shù)(或快速繁殖)(4)植物細(xì)胞融合植物組織培育(異源)六倍體(10分鐘·30分)1.(8分)(不定項)花粉植株是遺傳探討和突變育種的志向材料。下面是培育四季柑橘(2N=18)花粉植株的過程示意圖,有關(guān)敘述不正確的是 ()取花蕾并消毒取花粉粒,接種到培育基A愈傷組織接到培育基B叢芽轉(zhuǎn)接到培育基C單倍體植株A.過程①②③④均存在細(xì)胞分裂和細(xì)胞分化B.由圖可推想培育基B中的細(xì)胞分裂素的比例高于生長素的比例C.圖中獲得的花粉植株高度不育,表明花粉細(xì)胞不具有全能性D.處于分裂中期的四季柑橘單倍體植株根尖細(xì)胞有18條染色體【解析】選A、C、D。在②脫分化過程中不存在細(xì)胞分化,A錯誤;過程③是細(xì)胞再分化,誘導(dǎo)叢芽產(chǎn)生時應(yīng)適當(dāng)提高細(xì)胞分裂素的比例,B正確;花粉細(xì)胞培育成單倍體植株,培育的原理是花粉粒細(xì)胞具有全能性,其技術(shù)是植物組織培育,C錯誤;視察處于分裂中期的四季柑橘花粉植株根尖細(xì)胞,其染色體數(shù)和中期體細(xì)胞相同為9條,D錯誤?！驹囼灐ぬ骄俊?.(22分)紫杉醇是紅豆杉細(xì)胞中產(chǎn)生的一種高效抗癌物質(zhì),在植物體中含量極低。為取代從自然植株中提取紫杉醇的方式,可通過植物組織培育和細(xì)胞培育技術(shù)來獲得,其過程為獲得紅豆杉外植體→消毒→誘導(dǎo)愈傷組織→細(xì)胞培育→提取紫杉醇?；卮鹣铝袉栴}:(1)獲得的外植體首先要通過____________過程培育出愈傷組織。如表為四種不同外植體在相同培育條件下誘導(dǎo)愈傷組織的試驗結(jié)果,由表中結(jié)果可知誘導(dǎo)愈傷組織較相宜的兩種外植體分別是__

________________________________________________________________________________________________。

外植體愈傷組織體積誘導(dǎo)率/%不帶葉莖段很大99.5帶葉莖段很小90葉片很小20成熟胚較大80注:誘導(dǎo)率(%)=(形成的愈傷組織數(shù)量/接種的外植體數(shù)量)×100%(2)將愈傷組織接種到相宜培育液中進(jìn)行細(xì)胞培育,細(xì)胞培育的過程__________(填“體現(xiàn)”或“未體現(xiàn)”)細(xì)胞的全能性,理由是________________________________________。據(jù)下圖分析2,4-D對細(xì)胞生長和紫杉醇合成的作用分別是______________________________________________,

為獲得最大紫杉醇總產(chǎn)量,最適合的2,4-D濃度應(yīng)為__________________(填“0.5”“1.0”或“2.0”)mg/L。

(3)與從自然植株中提取相比,利用上述技術(shù)生產(chǎn)紫杉醇的重要意義是________________________________(答出兩點(diǎn))。

【解析】(1)外植體脫分化可培育出愈傷組織。由表中結(jié)果可知誘導(dǎo)愈傷組織較相宜的兩種外植體應(yīng)當(dāng)是體積較大,且誘導(dǎo)率較高的,分別是不帶葉莖段和成熟胚。(2)將愈傷組織接種到相宜培育液中進(jìn)行細(xì)胞培育,細(xì)胞培育的過程最終培育出的是細(xì)胞,而不是完整的生物個體,因此,未體現(xiàn)細(xì)胞的全能性。據(jù)圖分析可知,2,4-D促進(jìn)細(xì)胞生長,抑制紫杉醇的合成,為獲得最大紫杉醇總產(chǎn)量,最適合的2,4-D濃度應(yīng)為1.0mg/L,若2,4-D濃度為0.5mg/L,則細(xì)胞生長速率太慢,若2,4-D濃度為2.0mg/L,則紫杉醇含量太低。(3)若從自然植株中提取紫杉醇,會破壞紅豆杉樹木,若用植物組織培育技術(shù),在短時間內(nèi)就能培育大量的愈傷組織,經(jīng)過細(xì)胞培育,可以獲得大量的紫杉醇,利用上述技術(shù)生產(chǎn)紫杉醇的重要意義是①提高了紫杉醇的產(chǎn)量;②愛護(hù)了紅豆杉資源。答案:(1)脫分化不帶葉莖段、成熟胚(2)未體現(xiàn)此過程中細(xì)胞沒有再分化,沒有發(fā)育成完整植株促進(jìn)細(xì)胞生長,抑制紫杉醇合成1.0(3)提高了紫杉醇的產(chǎn)量,愛護(hù)了紅豆杉資源【補(bǔ)償訓(xùn)練】紫杉醇是從紅豆杉樹皮中提取的高效抗癌物質(zhì),細(xì)胞培育生產(chǎn)紫杉醇是擴(kuò)大紫杉醇來源的重要途徑。如圖為三種紅豆杉細(xì)胞培育過程中細(xì)胞數(shù)量與紫杉醇產(chǎn)量的數(shù)據(jù)圖。(1)以南方紅豆杉葉為原料獲得生產(chǎn)紫杉醇的愈傷組織須要通過細(xì)胞的________________,愈傷組織細(xì)胞具有較強(qiáng)的______________實力。這一技術(shù)的勝利實現(xiàn)了組織培育技術(shù)在一個重要