植物细胞工程的实际应用-人教版高中生物选修3检测练习

2.1.2植物细胞工程的实际应用

基础巩固

1若要获得脱毒苗,一般选取植物体的()

A.叶

B.花粉

C.根

D.茎尖

解析:要获得脱毒苗,一般选取植物体的分生区附近(如茎尖),该部位的病毒少,甚至无病毒。

答案:D

2下列不属于利用植物细胞工程实现的植物繁殖新途径的是()

A.微型繁殖

B.作物脱毒

C.有性生殖

D.人工种子

解析:植物组织培养属于无性生殖,能够实现植物的快速繁殖,以及获得脱毒植株和人工种子。答案:C

3下列不是单倍体育种的优点的是()

A.缩短育种年限

B.得到稳定遗传的优良品种

C.节约人力、物力

D.突变率高

解析:与常规的杂交育种方法相比较,单倍体育种明显地缩短了育种年限,仅用两年时间就可

得到纯合子,节约了人力、物力。突变率高是诱变育种的优点。

答案:D

4下图为某二倍体植株花药中未成熟花粉在适宜培养基上形成完整植株的过程。下列有关叙述正确的是()

A.过程①②表示脱分化,过程③表示再分化

B.过程①②需要避光,过程③需要照光

C.过程①②③说明花粉细胞具有全能性

D.过程③获得的完整植株自交后代不会发生性状分离

解析:过程①表示脱分化,过程②表示再分化;过程②③需要光,过程①不需要光;过程③获得的完整植株为单倍体植株,高度不育,无法自交产生后代。

答案:C

5下列关于人工种子的叙述,错误的是()

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

6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

解析: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。

答案:A

7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:人参皂甙粉可利用人参细胞经植物组织培养而获得。

答案:B

8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,其中不涉及植物组织培养技术。

答案:A

9甲、乙两名同学分别以某种植物的绿色叶片和白色花瓣为材料,利用植物组织培养技术繁殖该植物。回答下列问题。

(1)以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体,在一定条件下进行组织培养,均能获得试管苗,其原理是。

(2)甲、乙同学在诱导愈伤组织所用的培养基中,均加入一定量的蔗糖,蔗糖水解后可得

到。若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗,该细胞应具备的条件是(填“具有完整的细胞核”“具有叶绿体”或“已转入抗性基因”)。

(3)下图中A、B、C所示的是不同的培养结果,该不同结果的出现主要是由培养基中两种激素用量的不同造成的,这两种激素是。A中的愈伤组织是叶肉细胞经形成的。

(4)若该种植物是一种杂合子的名贵花卉,要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉,可用组织培养方法繁殖,在培养时,(填“能”或“不能”)采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体,原因是。

解析:(1)高度分化的活的植物细胞含有完成发育所需的全套基因,这是细胞全能性的理论基础,而植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性。(2)蔗糖水解可得到葡萄糖、果糖。从细

胞全能性的理论基础可知,用细胞作为材料进行培养获得幼苗,该细胞应具备的条件是具有完整的细胞核,即要含有完成发育所需的全部遗传信息。(3)植物组织培养的再分化过程受生长

素和细胞分裂素的影响,两者含量的比例会影响分化的结果。愈伤组织是高度分化细胞经脱

分化形成的。(4)一般情况下,植物组织培养属于无性繁殖,可使后代保持亲本的遗传性状。但花药离体培养(属于有性生殖范畴)与用植物正常体细胞培养不同,因为花粉粒通过减数分裂

产生,分裂过程中等位基因的分离、基因重组等使其基因型与体细胞的基因型不同,培养得到花卉基因型不同于原植株,导致不能保持亲本性状。故要保持亲本性状,组织培养不能用花粉粒作外植体。

答案:(1)绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性,在一定条件下能发育成完整的植株

(2)葡萄糖、果糖具有完整的细胞核

(3)细胞分裂素、生长素脱分化

(4)不能对杂合子的植株来说,其体细胞的基因型相同,而花粉粒的基因型与体细胞的基因

型不同。用花粉粒进行组织培养得到花卉基因型不同于原植株

10研究人员最近开发出一种新的生产工艺,利用基因工程生产转基因烟草,从而获得某种

药物。请根据所学知识回答下列问题。

(1)在转基因烟草培育过程中,其受体细胞如果采用愈伤组织细胞,与采用叶肉细胞相比较,其

优点是,该过程采用的技术是。

(2)如果要检测在受体细胞中是否存在目的基因可采用技术,该技术中使用

的基因探针也可以用来检测。

(3)科学家将植物细胞培养成,包上人工种皮,制成了神奇的人工种子,以便快速

大面积推广。

解析:(1)愈伤组织细胞是未分化的细胞,叶肉细胞已经高度分化,愈伤组织的全能性高于植物

的叶肉细胞,通常用植物组织培养技术将转基因细胞培养为植株。(2)用DNA分子杂交技术

检测目的基因在受体细胞中是否存在,用分子杂交的方法检测目的基因是否转录出了mRNA。

(3)人工种子是将植物组织培养技术培养的胚状体包上人工种皮制成的。人工种子有利于运输、推广。

答案:(1)全能性高植物组织培养

(2)DNA分子杂交目的基因是否转录出mRNA

(3)胚状体

能力提升

1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.保持亲本优良性状

C.培育出无病毒植株

D.改变植物的基因型

解析: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。

答案:D

2下列有关植物细胞工程应用的叙述,错误的是()

A.利用组织培养技术培育脱毒苗,获得具有抗病毒能力的新品种

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”,克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍

解析:脱毒的含义是脱掉病毒或者基本上不带病毒,而不是产生抗病毒能力。产生抗病毒能力一般需要使用转基因技术。

答案:A

3下图表示四倍体兰花叶片通过植物组织培养形成植株的过程,相关叙述正确的是() 四倍体兰花叶片愈伤组织胚状体植株

A.②和③过程会发生减数分裂

B.①阶段需生长素而②阶段需细胞分裂素

C.①阶段有细胞增殖但无细胞分化

D.此兰花的花药离体培养所得植株为二倍体

解析:植物组织培养过程是无性繁殖的过程,因此不会涉及减数分裂。①是脱分化过程,②是再分化过程,在这两个过程中两种激素(生长素和细胞分裂素)都需要。花药离体培养获得的植株均为单倍体。

答案:C

4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,下列有关叙述错误的是()

花粉植株A植株B

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

解析:该过程是单倍体育种过程,①是花药离体培养,获得的是单倍体,基因型有AB、Ab、aB、ab 4种,经染色体加倍后的植株B都为纯合子;过程②是使用秋水仙素使染色体数目加倍,作用的机理是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成;过程①属于植物组织培养,需要生长素和细胞分裂素的诱导。

答案:B

5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()

①②③④

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性状稳定遗传的品种

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,则利用③进行繁殖会发生性状分离

解析:杂种细胞发育成的杂种植株具有两种植物体的遗传物质,因而可能表现出两种植物的遗传特性。若①是花粉,则④是通过离体培养获得的单倍体植株,经染色体加倍后获得的一定是纯合子,因而性状一定会稳定遗传。若①是人参细胞,②是脱分化获得的愈伤组织,对愈伤组织

进行扩大培养可提高细胞产物人参皂甙的产量。若①是具有杂种优势的农作物细胞,则③是再分化出的胚状体或丛芽,用其进行繁殖属于无性繁殖,后代会保持亲本的性状。

答案:D

6下图为培育甘蔗脱毒苗的两条途径,研究发现经②过程获得的幼苗脱毒效果更好。下列相关叙述错误的是()

A.①过程所取茎尖中的叶原基具有较高的分裂、分化能力

B.②过程的作用可能是阻碍病毒等进入茎尖分生组织

C.③④过程中基因的选择性表达导致了细胞脱分化

D.培养基A、B中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同

解析:①过程所取茎尖中的叶原基具有较高的分裂、分化能力,A项正确;②过程的作用可能是阻碍病毒等进入茎尖分生组织,B项正确;③④过程中基因的选择性表达导致了细胞再分化,C 项错误;培养基A、B中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同,D项正确。

答案:C

7制造人工种子的原理是在组织培养得到的“胚状体”的最外面用一层有机膜包裹,并在薄膜以内放入一些营养物质,如图所示。据此判断下列说法错误的是()

A.“胚状体”最外面的一层有机膜和里面营养物质分别具有种皮和胚乳的功能

B.“胚状体”来源于离体的植物体细胞,其形成过程中要经过的生理变化大体上是脱分化和再分化

C.从保证人工种子正常的生命力及生态系统物质循环上来看,其外部薄膜应具有全透性和能被微生物降解的特点

D.在人工种子萌发的过程中,“胚状体”细胞吸收营养液中的物质用于生长等

解析:从保证人工种子正常的生命力上来看,其外部薄膜应具有半透性,可以透气和透水,但是不能让薄膜以内的营养物质扩散出来。

答案:C

8下图所示为农作物新品种的育种方式。

(1)图示育种方式涉及的生物工程技术有、、。

(2)②③过程分别为、。

(3)⑤过程中常用的载体是;⑤过程表示的操作步骤

是。

(4)上述育种与传统杂交育种相比,突出的优点是。

解析:(1)图中⑤过程涉及基因工程,①过程为细胞融合,②③过程属于植物组织培养。(2)图中②为脱分化的过程,可获得愈伤组织,然后经过③再分化而得到胚状体。(3)基因工程中常用的载体为质粒。⑤过程是将目的基因导入某种植物受体细胞中。(4)不管是基因工程育种还是植物体细胞杂交育种,都会打破物种的界限——生殖隔离,实现生物性状的定向改变。

答案:(1)基因工程植物组织培养细胞融合(2)脱分化再分化(3)质粒将目的基因

导入受体细胞(4)打破生殖隔离,实现遗传物质的定向改变,克服了远缘杂交不亲和的障碍,

育种周期短

9通过植物组织培养技术可以快速繁殖、生产药物及培育无病毒的植物等。下图是植物组织培养过程,下表是植物的花芽分别在含有不同比例的吲哚乙酸和细胞分裂素的培养基中的生长状况(单位:mol/L)。请回答下列问题。

离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织胚状体植物体

(1)离体的植物器官、组织或细胞能够被培养成新的植物体的原因是。

(2)应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结构,若包裹上人造种皮,制成人工种子,可能解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。胚状体来源于离体的植物体细胞,其形成过程中要经过的生理变化大体上是图甲中[] 和[]过程,在此过程中被培养的细胞始终受的

调节。([]内填序号)

(3)应用植物组织培养技术培养茎尖或根尖组织可获得无病毒植株,其原因

是。

(4)从表乙的实验结果可看出:吲哚乙酸和细胞分裂素是实验中的两种重要物质。其中,新芽形成必需的条件是;而在培养形成完整新个体的过程中,对它们的调控关键是。

解析:离体器官或组织的细胞含有该生物的全套遗传信息,从而具有发育成完整个体的潜能,

称为植物细胞的全能性,植物组织培养的基本过程是脱分化和再分化。植物细胞分化与细胞分裂素、生长素(吲哚乙酸)关系密切,在两种激素比例恰当时容易分化形成愈伤组织,细胞分裂素的浓度大于吲哚乙酸的浓度时容易分化形成芽。

答案:(1)植物细胞的全能性(2)①脱分化②再分化植物激素(3)植物的茎尖或根

尖很少被病毒感染,甚至无病毒(4)细胞分裂素的浓度大于吲哚乙酸的浓度适当调控好不同培养期的培养基中细胞分裂素与吲哚乙酸的浓度和它们的比例