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1、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 随堂检测 1(2018扬州高二检测)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：选 D。植物组织培养技术不仅可以保持优良亲本的遗传特性，还可以高效快速地 实现种苗的大量繁殖，A、B 两项均正确；利用该技术还可以培育脱毒苗，因为选材部位是 植物分生区附近的新生组织， 没有或极少感染病毒， 所以由培育的脱毒苗长成的植株是无病 毒植株，C 项正确；经该技术培育的植株跟亲本基因型相同，D 项错误。 2如图是利用三倍体香蕉的茎尖培养脱毒香蕉植株的
2、过程示意图。下列叙述正确的是 ( ) 茎尖组织 X 胚状体 幼苗 脱毒植株 A过程中发生了有丝分裂和减数分裂 B对香蕉进行花药离体培养可获得单倍体 C阶段为脱分化过程 DX 代表愈伤组织 解析：选 D。X 代表愈伤组织，代表脱分化过程，代表再分化过程，代表个体 发育过程；题图所示为细胞的有丝分裂和分化过程，没有发生减数分裂；香蕉没有花粉，所 以不能对香蕉进行花药离体培养获得单倍体。 3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。据此判断下列说法不正确的是( ) 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
3、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：选 C。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出来。 4 (2018河南郑州一中高二期中)花粉植株是体细胞遗传研究和突变育种的理想材料。 下面是培育四季柑桔(2N18)花粉植株的过程示意图，有关叙述错误的是( ) 取花蕾 并消毒 取花粉粒，接 种到培养基A 愈伤
4、组织接 到培养基B 丛芽转接到 培养基C 转接到培 养基D 花粉 植株 A花粉植株培育的原理是花粉粒细胞具有全能性，其技术是植物组织培养 B过程是细胞再分化，其根本原因是基因选择性表达 C四种培养基所含植物激素的种类和比例有差异 D观察处于分裂中期的四季柑桔花粉植株根尖细胞，可观察到 18 条染色体 答案：D 5(2018江苏南京期中)如图为植物组织培养的基本过程，则制备人工种子及生产治 疗烫伤、割伤的药物紫草素，应分别选用编号( ) 外植体愈伤组织胚状体植株 脱分化 再分化 A B C D 解析 ： 选 B。人工种子是指将已分化的胚状体等用合适的人工薄膜进行包裹得到的种子 ； 获取细胞产物紫
5、草素只需培养到愈伤组织阶段，无需获得植株。 6(2018安徽淮北模拟)红豆杉是濒危植物，其树皮产生的紫杉醇对癌症有一定的疗 效。如图是红豆杉植株组织培养和细胞培养的流程图。请据图回答下列问题： (1)图中为愈伤组织， 通过 B 过程可最终产生新的植株， 通过 C 过程可产生大量细胞， 则图中 A、B、C 分别表示的过程为_。其中 B 过程 的实质是_。 (2)对的培养一般要采用_培养基，并要不断通入无菌空气并进行搅拌，其目 的是_。 (3)对的培养可获得代谢产物紫杉醇，但培养后期紫杉醇产量下降，其原因包括 _等。 (4)若是红豆杉(基因型为DdTt)的花药， 可选用_(填编号)制成人工种子，
6、该 “种 子”萌发的幼苗用_处理，可快速获得纯种植株，该植株的基因型为_。 解析 ： 图中为红豆杉离体的植物器官、组织或细胞(外植体)，为愈伤组织，为试 管苗(胚状体)，为植物体，为大量的红豆杉细胞 ； 再分化的实质是细胞内基因的选择性 表达。的培养目的是使细胞快速增殖，一般采用液体培养基进行培养，在培养过程中通入 无菌空气是为了保证细胞生长过程中氧气的供应， 不断搅拌的目的是让细胞和培养液充分接 触 ； 液体培养的后期，由于细胞代谢产物的积累，以及营养物质的消耗，导致活细胞数量减 少，其代谢产物减少 ； 红豆杉的花药经培养可获得单倍体，再经秋水仙素处理，可使染色体 加倍，快速获得纯种植株 ；
7、 如果亲本的基因型为 DdTt，则获得的纯种植株的基因型有 DDTT、 DDtt、ddTT、ddtt 四种。 答案：(1)脱分化、再分化、有丝分裂 基因的选择性表达 (2)液体 保证氧气的供应、使细胞和培养液充分接触 (3)活细胞数量减少，某些代谢产物的积累 (4) 秋水仙素 DDTT、DDtt、ddTT、ddtt 7(2018湖北七市联考)育种工作者利用不同的方法进行了如下四组实验。请据图回 答问题： (1)图中过程由番茄韧皮部细胞形成幼苗 A 的过程需要经过_两个关键步 骤，该过程依据的原理是_。 (2)植物组织培养除了需要提供一定的营养、_、温度和光照外，还必须在 _的条件下进行。 (3
8、)已知番茄的红果(Y)对黄果(y)为显性，少室(M)对多室(m)为显性，控制两对相对性 状的基因分别位于两对同源染色体上。 用红果多室(Yymm)番茄植株的花粉进行、 有关实 验， 则过程中， 从花粉形成幼苗 B 所进行的细胞分裂方式是_。 过程中植物体 C 的基因型为_。(细胞 A 为两两融合 细胞) (4)图、过程中需要去除细胞壁，获得具有活力的_。 (5)在图中过程中， 经过鉴别和筛选后， 通常植物体 D 能表现出两个亲本的遗传性状， 根本原因是_。 解析：(1)图中为植物组织培养过程，需要经过脱分化和再分化两个关键步骤，其原 理是植物细胞的全能性。(2)植物组织培养除了需要提供一定的营
9、养、植物激素(生长素、细 胞分裂素)、温度和光照外，还必须在无菌的条件下进行。(3)过程中，从花粉形成幼苗 B 所进行的细胞分裂方式是有丝分裂。红果多室(Yymm)番茄植株产生的花粉基因型为 Ym、ym， 故过程中植物体 C 的基因型为 YYmm、Yymm 或 yymm。(4)植物体细胞杂交时，要用纤维素 酶和果胶酶去掉细胞壁，获得原生质体。(5)图中过程中经植物体细胞杂交获得的植株具 有两个亲本的遗传物质，能表现出两个亲本的遗传性状。 答案：(1)脱分化和再分化 植物细胞的全能性 (2)植物激素(生长素、细胞分裂素) 无菌 (3)有丝分裂 YYmm 或 Yymm 或 yymm (4)原生质体
10、 (5)具有两个亲本的遗传物质 课时作业 一、选择题 1 (2018徐州高二检测)生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒种苗， 该过程不涉及细胞的( ) A有丝分裂 B减数分裂 C细胞脱分化 D细胞再分化 解析：选 B。该过程是植物组织培养技术，包括两个重要的阶段：细胞脱分化和细胞再 分化。因为只是培育到“种苗”阶段，故整个过程只有植物的营养生长，细胞增殖方式只是 有丝分裂，减数分裂方式要等到植株开花结实进行生殖生长时才会出现。 2(2018河北邢台高二期末)如图表示利用细菌中抗虫基因培育抗虫玉米的过程，其 中表示操作步骤，a、b 表示分子，ce 表示培养过程，其中 d 过程表示细菌
11、与玉米 细胞混合培养。下列有关叙述正确的是( ) A用到限制酶和 DNA 连接酶的是步骤 B步骤进行前需使细菌处于感受态 C步骤的主要目的是培养细菌 D步骤和是脱分化和再分化 解析：选 B。表示目的基因的获取，需要用到限制酶，切割质粒产生黏性末端的过 程，也需要用到限制酶，这两个过程都不需要 DNA 连接酶，A 错误；将目的基因导入农杆菌 细胞时需要采用感受态转化法，即步骤进行前需使细菌处于感受态，B 正确；步骤是通 过农杆菌的繁殖来扩增目的基因，C 错误；步骤表示植物组织培养过程，包括脱分化和再 分化两个过程；表示植物的生长发育过程，D 错误。 3人工种子是人们模仿天然种子的结构制造出来的生
12、命有机体，它能像天然种子一样 萌发生长。 人工种子的核心部分胚状体可以由悬浮培养的芽尖细胞制得， 也可以用通过试管 培养的花粉或胚囊制得，由此人们把胚状体分为“体细胞胚”和“花粉胚” 。请据此判断下 列说法不正确的是( ) A人工种子可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难等问题 B培育胚状体运用了植物组织培养技术 C同一种植物的“体细胞胚”和“花粉胚”的染色体组的数目比为 11 D该项技术的成功应用体现了细胞的全能性 解析：选 C。体细胞胚是由植物的体细胞经脱分化和再分化形成的，花粉胚是由花粉经 脱分化和再分化形成的。因此，同一种植物的“体细胞胚”和“花粉胚”的染色体组的数目 比为 21。
13、4 (2018海淀高二检测)如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， 相关叙述中正确的是( ) 四倍体兰花叶片 愈伤组织 胚状体 植株 A阶段和阶段会发生减数分裂 B阶段需生长素而阶段需细胞分裂素 C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：选 C。整个组织培养的过程不会出现减数分裂，A 项错误；培养基中两种植物激 素混合使用，只是不同的阶段激素配比有所不同，B 项错误；阶段是脱分化阶段，没有细 胞分化，只有有丝分裂，C 项正确；虽然四倍体植株产生的花粉细胞内有两个染色体组，但 经过花药(粉)离体培养得到，依然叫单倍体植株，由含有两个染色体组的受精
14、卵或体细胞 (经植物组织培养)发育而来的植株才叫二倍体，D 项错误。 5(2018天津十二校联考)下面的简式表示植物组织培养的大致过程，据此判断不正 确的是( ) 脱分化 再分化 A若是来自不同植物体细胞融合的杂种细胞，则可能出现不同植物的遗传特性 B若是二倍体植物的花粉，则是单倍体植株，经染色体加倍后可得到稳定遗传的 品种 C若是人参细胞，对进行扩大培养可提高细胞产物人参皂甙的产量 D若是具有杂种优势的农作物细胞，则用进行繁育会发生性状分离 解析：选 D。若是来自不同植物体细胞融合的杂种细胞，则该细胞含有不同植物的遗 传物质，因此可能出现不同植物的遗传特性，A 正确；若是二倍体植物的花粉，则
15、是 经花药离体培养获得的单倍体植株，其再经染色体加倍后可得到稳定遗传的品种(纯种)，B 正确 ； 若是人参细胞，则是该人参细胞脱分化形成的愈伤组织，要提高细胞产物人参皂 甙的产量，对进行扩大培养即可，C 正确；植物组织培养属于无性生殖，能保持亲本的优 良性状，若是具有杂种优势的农作物细胞，则用进行繁育不会发生性状分离，D 错误。 6 (2018河北唐山一中月考)如图所示是利用植物体细胞杂交技术培育新植株的过程， 植物细胞 A 和 B 分别来源于二倍体植物甲和乙。下列有关分析正确的是( ) A过程需要将植物细胞 A 和 B 置于含纤维素酶和果胶酶的低渗溶液中 B过程要用聚乙二醇等诱导原生质体 a
16、、b 融合，主要依据的原理是细胞膜具有选择 透过性 C将杂种细胞 c 培育成新植物体过程中需要根据生长发育进程更换培养基 D最终得到的植株相对于甲、乙而言发生了染色体数目变异，不可育 解析：选 C。过程为去除细胞壁，将植物细胞 A 和 B 置于含有纤维素酶和果胶酶的低 渗溶液中，去除细胞壁后得到的原生质体易吸水涨破，A 错误；过程用聚乙二醇等诱导原 生质体 a、b 融合，依据的原理是细胞膜的流动性，B 错误；将杂种细胞 c 培育成新植物体 过程中，不同的发育阶段需要用不同的培养基，C 正确 ； 最终得到的植株相对于甲、乙来说， 染色体数目有差异， 但由于甲、 乙都是二倍体植物， 所以理论上得到
17、的杂种植株是可育的， D 错误。 7(2018太原外国语学校高二月考)SOD 是一种抗氧化酶，它能催化 O形成 H2O2，增 2 强植物的抗逆性。下图为培育农作物新品种的一种方式。以下叙述正确的是( ) A过程中最常用的方法是采用显微注射技术将 SOD 基因导入植物细胞 B分别表示脱分化、再分化过程，均无需严格的无菌操作就可以完成 C利用植物组织培养生产 SOD 时，需要将外植体培养到胚状体 D该育种方式利用了细胞工程和基因工程，能体现细胞的全能性 答案：D 8(2018福建八县一中高二期末)如图为利用体细胞诱变获得抗除草剂白三叶草新品 种的过程。下列有关叙述错误的是( ) A过程培养基配方中
18、，植物生长调节剂的浓度比例不同 B白三叶草愈伤组织和胚状体的细胞中 RNA 种类和数量相同 C将过程形成的胚状体制成人工种子可在短期内得到大量种苗 D过程常采用的方法是向白三叶草幼苗喷洒一定浓度的除草剂 解析：选 B。为脱分化过程，为再分化过程，决定植物脱分化和再分化的关键因素 是植物激素的种类和比例， 特别是生长素和细胞分裂素的协同作用在组织培养过程中非常重 要，所以过程培养基配方中，植物生长调节剂的浓度比例不同，A 正确；白三叶草愈伤 组织和胚状体的细胞中 DNA 种类相同，但由于细胞选择表达的基因不同，因此它们所含 RNA 种类和数量不同，B 错误；人工种子是通过植物组织培养得到的胚状体
19、、不定芽、顶芽和腋 芽等为材料，通过人工薄膜包装得到的种子。因此，将过程形成的胚状体制成人工种子可 在短期内得到大量种苗，C 正确；由于基因突变具有多害少利性和不定向性，需要进行检测 与筛选，因此常采用的方法是向白三叶草幼苗喷洒一定浓度的除草剂，D 正确。 9(2018甘肃天水甘谷一中高二期中)如图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途 径，下列相关叙述正确的是( ) A过程是脱分化，过程是再分化 B过程中需用一定浓度的胰蛋白酶处理愈伤组织 C过程需使用固体培养基，有利于细胞增殖 D图示过程体现了植物细胞的全能性 答案：A 二、非选择题 10(2018长春高二检测)人工种子是人们模仿天然种子的结
20、构制造出来的生命有机 体，它能像种子一样萌发生长，长成植物。人工种子的核心部件是个被外层物包裹的具有类 似于胚功能的胚状体。 将胚状体包裹在一个能提供营养的胶质中， 便成了所谓的 “人工种子” 。 据此回答下列问题： (1)人工种子依据的原理是_， 培育胚状体利用了_技术。 (2)包裹胚状体的胶质可看作自然种子的哪部分结构？ _。 (3)如果外植体是植物的茎尖，通过的处理可使细胞彼此分离，过程中可加入的是 ( ) A蛋白酶 B淀粉酶 C果胶酶 D胰蛋白酶 (4)过程表示脱分化过程，其实质是_；表示再分化 过程，其实质是_。 (5)由人工种子萌发成的植株是否可育？_。 解析：(1)人工种子能发育
21、成完整植株，说明其细胞内含有个体发育所需要的全套遗传 物质， 因此依据的原理是植物细胞的全能性， 人工种子是经过植物组织培养技术得到的。 (2) 包裹胚状体的胶质有保护胚状体的作用， 同时又可以为胚状体提供营养物质， 所以可看成种 皮及胚乳或子叶。(3)使植物细胞彼此分离可以使用纤维素酶和果胶酶，因为植物细胞壁的 主要成分是纤维素和果胶。(4)脱分化的实质是使细胞恢复分裂能力，而再分化的实质是基 因的选择性表达。(5)人工种子是否可育取决于培育胚状体所用的材料。 答案：(1)植物细胞的全能性 植物组织培养 (2)种皮及提供营养的胚乳或子叶 (3)C (4)使细胞恢复分裂能力 基因的选择性表达
22、(5)不一定 11(2018山东昌乐二中高二模拟)如图为利用生物技术获得生物新品种的过程示意 图。据图回答： (1)在培育转基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因(kanR)常作为标记基因，只有含卡 那霉素抗性基因的细胞才能在卡那霉素培养基上生长。 图乙为获得抗虫棉技术的流程。 图中 将目的基因导入植物受体细胞采用的方法是_。C 过程的培养基除含有必要营养 物质、琼脂和激素外，还必须加入_。 (2)随着科技发展，获取目的基因的方法也越来越多，若图乙中的“抗虫基因”是利用 图甲中的方法获取的，该方法称为_。图中过程与细胞中 DNA 复制过程相比， 该过程不需要_酶。是在_(填“酶”的名称)作用下进行
23、延伸的。 (3)检测目的基因是否转录出 mRNA 的具体方法是使用_与提取出的 _做分子杂交。 (4)离体棉花叶片组织经 C、D、E 成功地培育出了转基因抗虫植株，此过程涉及的细胞 工程技术是_，该技术的原理是_。 (5)科学家将植物细胞培养得到_， 包上人工种皮， 制成了神奇的人工种子， 以便更好地大面积推广培养。 答案 ： (1)农杆菌转化法 卡那霉素 (2)PCR技术 DNA解旋 热稳定性DNA聚合酶(Taq 酶) (3)标记的目的基因 mRNA分子 (4)植物组织培养 细胞的全能性 (5)胚状体(或答 “不定芽”“顶芽”“腋芽”等) 12 (2018吉林梅河口五高二月考)下图表示由甲、
24、 乙两种植物逐步培育出戊植株的过 程，请据图回答下列问题： (1)通过过程培育出丙种植物的方法有以下两种： 方法一：将甲、乙两种植物杂交得到基因型为_的植株，并在_期用 _(化学物质)处理，从而获得基因型为 bbDD 的丙种植物。 方法二 ： 先取甲、乙两种植物的_，利用_处理，获得具有活力 的_；然后诱导融合、筛选出杂种细胞；最后将该杂种细胞通过_技 术培育出基因型为 bbDD 的丙种植物。此种育种方法的优点是_。 (2)由丙种植物经过程培育成丁植株，发生的变异属于_；将丁植株 经培育成戊植株的过程，在育种上称为_。 (3)通过图中所示育种过程，_(填“能”或“否”)增加物种的多样性。 答案
25、：(1)bD 幼苗 秋水仙素 体细胞 纤维素酶和果胶酶 原生质体 植物组织培 养 克服了不同生物远缘杂交(不亲和)的障碍 (2)染色体结构的变异(染色体易位) 诱变 育种 (3)能 13(2018湖南师大附中模拟)下面是培育柑桔耐盐植株的实验流程，请据此作答： 茎段 愈伤组织耐盐植株 处理1：先用射线照射 处理2：后在培养基中加入物质X 挑选生长的 愈伤组织 (1)此项技术叫_，其优点是：_。 (2)由茎段到愈伤组织这一过程叫_，由挑选生长的愈伤组织 到耐盐植株这一过程叫_。 (3)对愈伤组织进行了两次处理， 处理 1 中 射线照射的目的是_， 用 射线不直接处理茎段而是处理愈伤组织，原因是_
26、； 处理 2 中添加 的物质 X 为_，其目的是_。 (4)该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、 农杆菌转化法获得抗虫棉中，需用到植物组织培养技术的是_。 答案：(1)植物的组织培养技术 可以防止植物病毒的危害；保持亲本的优良性状；短 时间内大量快速进行繁殖等 (2)脱分化 再分化 (3)诱导基因突变 愈伤组织细胞处于不断地分裂状态，易受到培养条件和外界压力的 影响而产生突变 氯化钠 挑选出耐盐的愈伤组织 (4)培育白菜甘蓝、农杆菌转化法获得抗虫棉 14 (2018哈师大附中高二期中)如图所示为培育农作物新品种的过程示意图。 请据图 回答下列问题： (1)图示
27、育种过程涉及的生物工程技术有_。图中 过程分别称为_。 (2)图中从愈伤组织到形成完整的新品种植株的途径有两条，具体通过哪条途径主要取 决于培养基中的_(写激素名称)的浓度配比。 用植物组织培养的方法制作的人工 种子，其形成要用到图中的 X_(写结构名称)，的主要作用是_。 (3)图示育种方法与传统杂交育种相比，具有的优点是_。 (4)若要从大量培养的新品种愈伤组织中提取某种活性物质，则哪项条件是不需要的？ _。 A消毒灭菌 B充足光照 C适宜温度 D适宜养料和激素 解析：(1)由以上分析可知，图示育种过程涉及到的生物工程技术有基因工程、植物体 细胞杂交技术。图中过程表示将目的基因导入受体细胞
28、，表示脱分化过程。(2)图中从 愈伤组织到形成完整的新品种植株的途径有两条， 具体通过哪条途径主要取决于培养基中的 生长素和细胞分裂素的浓度配比。人工种子是指通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽、 顶芽和腋芽等为材料，通过人工薄膜包装得到的种子。因此，用植物组织培养的方法制作的 人工种子，其形成要用到图中的 X 胚状体。表示人工胚乳，其主要作用是提供胚状体发育 所需的营养。(3)图示(植物体细胞杂交)育种方法与传统杂交育种相比，具有的优 点是克服远缘杂交不亲和障碍。(4)愈伤组织不含叶绿体，不能进行光合作用，因此从大量 培养的新品种愈伤组织中提取某种活性物质时，不需要充足的光照条件。 答案：(1)基因工程、植物体细胞杂交(植物组织培养) 将目的基因导入受体细胞、脱 分化 (2)生长素和细胞分裂素 胚状体 提供胚状体发育所需的营养 (3)克服远缘杂交 不亲和障碍 (4)B