2020年高考生物专题2 2.1-2.1.2植物细胞工程的实际应用

专题2 细胞工程

2.1 植物细胞工程

2.1.2 植物细胞工程的实际应用

1．下列属于微型繁殖的是()

A．马铃薯的块茎繁殖B．胡萝卜根的形成层繁殖

C．杨树的扦插繁殖D．果树的嫁接繁殖

解析：人们形象地把用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，叫作植物的微型繁殖技术，也叫快速繁殖技术，A、C、D项所描述的均属于营养生殖，只有B项运用植物组织培养技术，属于微型繁殖。

答案：B

2．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，适于植物生长

C．纺锤丝的形成容易受抑制

D．DNA复制容易受抑制

解析：在植物组织培养过程中，由于培养的细胞一直处于不断的分生状态，容易受一些条件的影响而产生突变。

答案：A

3．单倍体育种的优点是可明显缩短育种年限，下列有关单倍体育种的说法正确的是()

A．花药离体培养的脱分化过程中不需要使用植物激素

B．两个单倍体经植物体细胞杂交，后代一定是纯合子

C．单倍体育种获得的是单倍体，还需要经过秋水仙素处理

D．以上说法均不正确

解析：花药离体培养属于植物组织培养，在脱分化的过程中需用到两种植物激素，A错误；两个单倍体的基因组成可能不同，因此，两者经植物体细胞杂交，获得的后代可能是杂合子，B错误；单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素诱导染色体加倍两个过程，所以，单倍体育种获得的不是单倍体，C错误。

答案：D

4．下列关于细胞产物的工厂化生产的叙述，错误的是()

A．细胞产物的工厂化生产是植物细胞工程的重要用途之一

B．培养过程中需要脱分化形成愈伤组织，然后悬浮培养愈伤组织细胞

C．培养的愈伤组织需要经过再分化产生特定的组织细胞后才能产生特定的细胞产物

D．培养的细胞收集后一般要破碎提取有效成分

解析：在细胞产物的工厂化生产过程中只需要悬浮培养愈伤组织细胞，利用愈伤组织细胞的分裂和代谢产生所需要的产物即可，不需要再分化。

答案：C

5．如图表示植物组织培养过程，请据图回答下列问题：

(1)通过组织培养技术进行植物繁育，可以很好地保持亲本的优良性状，原因是_____________________________________________ _____________________________________________________。

(2)过程①②中需要保持无菌状态的是________，需要给予光照处理的是________，光照的目的是_____________________________ _____________________________________________________。

(3)B结构用人工种皮加以包裹，可制成人工种子。人工种皮应该含有的物质主要是___________________________________。

(4)选择人参根作为外植体进行培养，在________(填字母)阶段通过发酵可大量生产人参皂甙。

解析：(1)植物组织培养只涉及有丝分裂，其子代遗传物质与亲代相同，所以能保持亲本的优良性状。(2)植物组织培养过程中均需要保证无菌状态，再分化阶段需要进行光照，有利于叶绿素的形成。

(3)胚状体萌发初期需要分解有机物，以获得物质能量，人工种皮应该主要含有糖类等有机物。(4)在愈伤组织阶段通过发酵可大量生产人参皂甙。

答案：(1)植物组织培养只涉及有丝分裂过程，其子代遗传物质与亲代相同(2)①②②有利于叶绿素的形成(3)糖类等有机物(4)A

A级基础巩固

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

解析：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，叫微型繁殖技术，也叫快速繁殖技术。

答案：D

2．人参皂甙粉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

解析：人参皂甙粉是利用人参细胞经植物组织培养而获得的。

答案：B

3．下列关于人工种子的叙述，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

解析：由人工种子得到的植株并不一定是纯合子，如果所用材料为纯合子，则得到的植株为纯合子，如果所用材料为杂合子，则所得植株为杂合子。

答案：D

4．马铃薯利用它的块茎进行无性繁殖，种植的世代多了以后往往会感染病毒而减产，为此农民希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳方法是()

A．选择优良品种进行杂交

B．进行远缘植物体细胞杂交

C．利用芽尖进行组织培养

D．人工诱导基因突变

解析：本题的关键词是“获得无病毒幼苗”，根据这一点，首先要想到作物脱毒这一技术。况且，马铃薯本身就是无性繁殖的，而作物脱毒时采用植物组织培养技术，形成的脱毒苗中遗传物质和亲本是完全相同的，只是少了原来的病毒，这也是无性繁殖。

答案：C

5．下列选项中没有采用植物组织培养技术的是()

A．利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，得到多倍体植株

B．利用花药离体培养得到单倍体植株

C．利用基因工程培育抗棉铃虫的棉花植株

D．利用细胞工程培育“番茄—马铃薯”杂种植株

解析：A项属于多倍体育种，其中涉及植物组织培养技术。

答案：A

B级能力训练

6．应用植物组织培养技术，不仅可实现种苗的快速繁殖、培育无病毒植株，也可加快作物及苗木育种。下面是培育柑橘耐盐植株的实验流程：

茎段→愈伤

组织

――――――――――――――――→

处理1：先用γ射线照射

处理2：后在培养基中加入物质X

挑选生长的

愈伤组织

→耐盐

植株

据此回答下列问题：

(1)愈伤组织是由离体的茎段经________过程形成的，此时愈伤组织细胞________(填“具有”或“不具有”)细胞的全能性。

(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________________，用γ射线不直接处理茎段而是处理愈伤组织，原因是____________________________________________________ _______________；处理2中添加的物质X为________。

(3)植物组织培养技术也被广泛应用于其他作物的育种中。在培育白菜—甘蓝、三倍体无子西瓜、农杆菌转化法获得的抗虫棉中，必须用到植物组织培养技术的是________________________________ ______________________________________________________。

解析：(1)离体的茎段经过脱分化过程可形成愈伤组织，此时愈伤组织具有未分化的特点，细胞依然具有较高的全能性。(2)图中对愈伤组织进行了两次处理，第一次处理是用γ射线照射诱发愈伤组织细胞发生基因突变。愈伤组织细胞分裂能力强，易受到培养条件和外界压力的影响而发生基因突变。第二次处理是抗盐接种实验，即在培养基中加入氯化钠，适应一定浓度盐的愈伤组织才可以生长，不适应的愈伤组织死亡。(3)作物育种研究中常用农杆菌转化法将含抗虫基因的Ti质粒导入到植物体细胞中，再利用植物组织培养技术获得抗虫的农作物。运用细胞工程培育白菜—甘蓝杂种植株，需要采用植物组织培养技术将杂种细胞培养成杂种植株。

答案：(1)脱分化具有

(2)诱发基因突变愈伤组织细胞分裂能力强，易诱发基因突变NaCl(或盐)

(3)白菜—甘蓝、抗虫棉

7．蓝莓中富含的花青素能有效地改善视力，下面为科学家利用

植物组织培养的方法，大量培养蓝莓具体流程的文字图解。请据此回答下列问题：

蓝莓组织――→① 愈伤组织――→② 长出丛芽――→③ 生根――→④

移栽成活

(1)用于离体培养的蓝莓组织叫作________，该技术的原理是________。

(2)配制MS 培养基时，应加入一定量的琼脂、蔗糖、无机盐、维生素、有机物等营养物质，蔗糖除作为碳源外，还具有________________的功能。常用的培养基有脱分化培养基、生根培养基和生芽培养基，这三种培养基的主要差异是__________________

_______________________________________________________ _____________________________________________________。

(3)图中蓝莓组织要经过消毒处理后才能进行培养。其①过程中，细胞的分化程度会________(填“升高”“降低”或“不变”)。

(4)愈伤组织经过②③过程重新分化成根或丛芽的过程叫________。

解析：(1)植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性，用于离体培养的组织叫作外植体。(2)配制MS 培养基时，应加入一定量的琼脂、蔗糖、无机盐、维生素、有机物等营养物质，蔗糖除作为碳源外，还具有提供能量和维持渗透压的功能。常用的培养基有脱分化培养基、生根培养基和生芽培养基，这三种培养基的主要差异是生长素和细胞分裂素的用量及比例不同。(3)图中①过程是脱分化形成愈伤组织的过程，高度分化的细胞恢复分裂能力，则分化程度降低。(4)图中②③过程是愈伤组织经过再分化形成丛芽或根的过程。

答案：(1)外植体 植物细胞具全能性

(2)提供能量和维持渗透压 生长素和细胞分裂素的用量及比例不同

(3)降低

(4)再分化

8．作物育种的方法有多种。请针对图中的两种方法回答问题：

方法1 种子――→射线新基因型种子

→新性状植株――→选择良种 方法2 细胞――→基因导入愈伤组织→胚状体→种苗

(1)方法1称为________；方法2称为________。

(2)方法1的“新性状植株”不能都作为良种保留，根本原因是 ______________________________________________________。

(3)方法2产生“愈伤组织”的过程，称为细胞的________，它形成“胚状体”的过程可称为________。此方法的基本技术手段可称为________。上述过程证实了已分化的植物体细胞仍具有________性。

(4)两种方法都能获得新品种，共同原因是利用了生物能够产生________变异的特性，但二者的本质区别是方法1利用了________的变异；方法2利用了________的变异。

解析：(1)由分析可知，方法1为诱变育种；方法2为基因工程育种。

(2)由于基因突变是不定向的，且多害少利，所以诱变育种得到的“新性状植株”不能都作为良种保留。

(3)在植物组织培养过程中，先进行脱分化形成愈伤组织，后通

过再分化形成胚状体，其利用的原理是植物细胞的全能性。

(4)诱变育种和基因工程育种都利用了生物能够产生可遗传变异的特性，但前者是不定向变异，后者是根据人们的意愿，实现定向变异。

答案：(1)诱变育种基因工程育种(转基因育种)

(2)突变多害少利(突变是不定向的)

(3)脱分化再分化植物组织培养全能

(4)可遗传不定向人为定向

9．甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物。回答下列问题：

(1)为了培育该新型药用植物，可取甲和乙的叶片，先用________酶和________酶去除细胞壁，获得具有活力的________，再用化学诱导剂诱导二者融合。形成的融合细胞进一步培养形成________组织，然后经过________形成完整的杂种植株。这种培育技术称为________。

(2)上述杂种植株属于多倍体，多倍体是指_______________。假设甲与乙有性杂交的后代是不育的，而上述杂种植株是可育的，造成这种差异的原因是_______________________________________ ____________________________________________________。

(3)这种杂种植株可通过制作人工种子的方法来大量繁殖。经植物组织培养得到的________________等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。

解析：本题主要考查植物体细胞杂交过程。

(1)纤维素和果胶是植物细胞壁的主要成分，去除细胞壁常用的方法是用纤维素酶和果胶酶处理。去除细胞壁后，得到原生质体。诱导融合后，原生质体需要经过脱分化过程形成愈伤组织，然后经过再分化形成完整的杂种植株。

(2)多倍体是指体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体，多倍体后代不育一般是由于减数分裂过程中同源染色体联会紊乱，无法形成正常配子导致不育。

(3)经植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽或腋芽，包裹上人工种皮即可形成人工种子。

答案：(1)纤维素果胶原生质体愈伤再分化植物体细胞杂交技术

(2)体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体(其他合理答案也可)在减数分裂过程中，前者染色体联会异常，而后者染色体联会正常(其他合理答案也可)

(3)胚状体、不定芽、顶芽、腋芽(答对其中一个即可)