人教版 (2019)选择性必修3二 植物细胞工程的应用课时训练

课时跟踪检测（六）  植物细胞工程的应用

一、选择题

1．下列属于植物微型繁殖技术的是(　　)

A．兰花的茎尖组织培育成兰花幼苗

B．水稻种子萌发并长成新个体

C．扦插的葡萄枝长成新个体

D．柳树芽发育成枝条

解析：选A　水稻种子萌发并长成新个体、柳树芽发育成枝条均属于个体发育部分；扦插的葡萄枝长成新个体属于无性生殖中的营养生殖。

2．如图为植物组织培养的基本过程(图中编号代表不同阶段的结构)，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(　　)

①②③―→④

A．④②　　　　　　　　 B．③②

C．③④   D．④③

解析：选B　人工种子是指将经脱分化和再分化形成的胚状体等用合适的人工薄膜进行包裹得到的种子；获取细胞产物紫草素只需培养到愈伤组织阶段，不需获得植株。

3．下列关于植物组织培养应用的说法，错误的是(　　)

A．脱毒苗、人工种子的制备都应用了植物组织培养技术

B．采用植物组织培养技术培养茎尖得到的脱毒作物可提高作物产量和品质

C．应用植物组织培养技术得到人参、紫草等植株，然后从它们的细胞中提取细胞产物，可实现细胞产物的工厂化生产

D．植物的组织培养过程中经化学或物理的诱变处理可得到有用的突变体，如抗盐碱的烟草等

解析：选C　细胞产物(如人参皂苷干粉、紫草素等)的工厂化生产，并未培养出完整的植株，而是将离体细胞、组织或器官培养到愈伤组织阶段，利用细胞的分裂增殖扩增细胞数量，从而获得大量的细胞产物。

4．下列关于细胞产物工厂化生产的叙述，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．培养的细胞收集后一般要破碎提取有效成分

D．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

解析：选D　细胞产物的工厂化生产是植物细胞工程的重要用途之一；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；培养的细胞收集后一般要破碎提取有效成分；培养的愈伤组织不需要再分化就能产生特定的细胞产物。

5．甘薯由于能增强免疫功能、防癌抗癌、抗衰老、防止动脉硬化等越来越受到人们的喜爱。但甘薯属于无性繁殖作物，同时又是同源六倍体，具有自交不育和杂交不亲和性，这使甘薯生产和育种存在诸多常规方法难以解决的问题。下列相关操作不合理的是(　　)

A．利用组织培养形成的胚状体制作人工种子，可解决种苗用量大、成本高的问题

B．利用茎尖分生组织培养脱毒苗，使植株具备抗病毒的能力，产品质量得到提高

C．利用原生质体融合实现体细胞杂交，可以克服杂交不亲和性，充分利用遗传资源

D．利用培养的愈伤组织进行诱变育种，可以显著提高变异频率

解析：选B　植物细胞工程的应用之一是利用胚状体包裹上人工胚乳和人工种皮制成人工种子，实现大规模生产，从而降低成本；茎尖等分裂旺盛部位几乎无病毒感染，所以利用茎尖分生组织培养出无病毒且保持优良性状的幼苗，但脱毒≠抗病毒；原生质体的融合原理是细胞膜的流动性，通过去壁、促融、细胞壁再生、组织培养技术可培育异源杂合体；愈伤组织具有分裂旺盛的优点，适于作诱变育种的材料，诱变育种能显著提高变异频率。

6．如图表示利用棉花叶肉细胞的原生质体进行遗传改良的过程，下列叙述正确的是(　　)

A．④过程通常会发生性状分离

B．②过程能定向诱导原生质体产生优良性状的突变

C．③过程是否再生出细胞壁，可以用质壁分离实验来检测

D．上述过程中可发生染色体变异、基因突变和基因重组

解析：选C　④过程表示再分化过程，不会发生性状分离，A错误；②表示人工诱变过程，但基因突变是不定向的，B错误；③过程是否再生出细胞壁，可以用质壁分离实验来检测，C正确；上述过程中细胞通过有丝分裂方式增殖，可以发生染色体变异和基因突变，但不会发生基因重组(只发生在减数分裂过程中)，D错误。

7．铁皮石斛是我国名贵中药，生物碱是其有效成分之一。应用组织培养技术培养铁皮石斛拟原球茎(简称PLBs，类似愈伤组织)生产生物碱的实验流程如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)

A．实验前需对外植体新生营养芽进行消毒处理

B．选用新生营养芽的原因是其分裂能力强、全能性高且几乎不含病毒

C．过程①为脱分化，PLBs细胞也具有高度液泡化、呈无定形状态的特点

D．过程②为再分化，需将PLBs培养成完整植株后才能从中提取生物碱

解析：选D　实验前需对外植体新生营养芽进行消毒处理，A正确；选用新生营养芽的原因是其分裂能力强、全能性高且几乎不含病毒，B正确；据分析可知，过程①为脱分化形成PLBs(类似愈伤组织)，PLBs细胞具有高度液泡化、呈无定形状态的特点，C正确；过程②为植物细胞培养，使细胞大量增殖，可直接从细胞代谢产物中提取生物碱，因此不需要培养成完整植株后再从中提取生物碱，D错误。

8．为给工厂化繁殖脱毒甘薯苗提供技术上的支持，科研人员利用植物组织培养技术研究甘薯茎尖(外植体)大小对诱导分化苗和脱毒苗的影响，结果如下表所示，下列相关叙述正确的是(　　)

A．在不同的培养阶段，培养基中激素种类和比例不同

B．脱分化过程中应给予充足光照使其进行光合作用

C．培育脱毒苗时依据的原理有基因突变和细胞的全能性

D．0.3～0.5 mm 大小的茎尖最有利于获得抗病毒的特性

解析：选A　不同阶段的培养基中细胞分裂素和生长素的比例不同，因此不同培养阶段培养基中激素种类和比例应适时调整，A正确；脱分化时，愈伤组织的诱导往往需要暗培养，不能光照，B错误；培育脱毒苗时依据的原理是病毒在植物不同组织中的含量不同和细胞的全能性，C错误；根据表格中数据可知，0.3～0.5 mm大小的茎尖诱导形成的脱毒苗数最多，最有利于培养脱毒甘薯，但脱毒苗不具有抗病毒的特性，D错误。

9．金丝楸是珍贵的古老树种，在多个方面具有重要的应用价值。金丝楸在自然状态下很难通过种子繁殖。为尽快推广种植，可以通过相关技术获得优质苗种，下列选项中技术应用不合理的是(　　)

A．用扦插方法，诱导枝条生根发芽快速育苗

B．采集幼芽嫁接到其他适宜的植物体上育苗

C．用幼叶或茎的组织经组织培养制备人工种子育苗

D．用花中的花粉粒经组织培养获得试管苗

解析：选D　利用枝条扦插诱导生根技术快速育苗属于无性生殖的营养生殖，能保持亲本的优良性状；幼芽嫁接属于无性生殖，能保持亲本的优良性状；植物组织培养属于无性生殖，用叶或茎的组织经组织培养制备人工种子育苗，能保持亲本的优良性状；花粉粒通过减数分裂产生，再离体培养获得试管苗可能会产生和亲本不同的性状，另外获得的单倍体一般不育。

10．花粉植株是体细胞遗传研究和突变育种的理想材料。下面是培育四季柑橘(2N＝18)花粉植株的过程示意图，下列有关叙述正确的是(　　)

③

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③是细胞再分化，诱导丛芽产生时应适当提高生长素的比例

C．四种培养基均为固体培养基，②③过程除培养基成分与含量不同外，其他条件相同

D．观察处于分裂中期的四季柑橘花粉植株根尖细胞，可观察到18条染色体

解析：选A　花粉细胞培育成单倍体植株，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，A正确；过程③是细胞再分化，诱导丛芽产生时应适当提高细胞分裂素的比例，B错误；图中四种培养基均为固体培养基，②③过程除培养基成分与含量不同外，对光照的需求也不同，C错误；观察处于分裂中期的四季柑橘花粉植株根尖细胞，其染色体数和体细胞相同为9条，D错误。

11．玉米是一种主要的农作物，为了提高玉米的产量，科学家在玉米育种和栽培中做了大量的研究。如图是关于玉米培养的过程，据图判断下列说法中错误的是(　　)

A．从繁殖原理上分析，A→D属于无性生殖

B．植株D和G中的染色体组数不同

C．E→G不能体现植物细胞的全能性

D．E→F过程中获得的植株一般不用于大田生产

解析：选C　A→D是植物组织培养过程，从繁殖原理上分析，属于无性生殖，A正确；D是正常的玉米植株，而G是单倍体幼苗，两者的染色体数目不同，B正确；E→G表示花药离体培养形成单倍体幼苗的过程，该过程体现了植物细胞的全能性，C错误；E→F过程中获得的植株是单倍体植株，高度不育，一般不用于大田生产，D正确。

12．芦笋是雌雄异株二倍体植物，雄株性染色体为XY，雌株性染色体为XX(YY型个体能正常存活且可育)芦笋幼茎可食用，雄株产量高。以下为两种培育雄株的过程图，有关叙述正确的是(　　)

A．雄株甲体细胞的染色体数目与植株乙相同

B．雄株甲和雄株丁培育过程中都有减数分裂的发生

C．植株乙和植株丙性染色体组成分别为YY和XX

D．雄株甲、植株乙和植株丙的培育过程中均有基因重组

解析：选A　雄株甲是利用植物组织培养得到的，植株乙是通过单倍体育种得到的，二者体细胞的染色体数目相等，A正确；雄株甲是采用植物组织培养技术得到的，培育过程中进行的是有丝分裂，B错误；植株乙和植株丙都是由花粉(性染色体为X或Y)经染色体加倍得到的，因此性染色体组成都有可能是XX或YY，C错误；雄株甲的培育过程属于无性生殖，没有发生基因重组，D错误。

二、非选择题

13．植物组织培养的过程如图所示。请分析并回答下列问题：

离体的组织或器官 愈伤组织 胚状体 ―→植株

(1)A、B过程分别是________、________。

(2)在一定条件下培养离体细胞可以形成体细胞胚进而发育成完整的植株，其根本原因是每个细胞都含有____________________________，这一过程体现了________________。

(3)在培养过程中，愈伤组织在培养基中未形成根，但形成了芽，其原因可能是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)若想制作人工种子，应该选用________(填图中编号)。若①是花药，则④是____________。

解析：(1)愈伤组织是由离体的组织、器官或细胞通过脱分化过程获得的，B过程是通过细胞的再分化实现的。(2)因为每个细胞都含有本物种的全套基因(或全套遗传信息)，即细胞具有全能性，所以在一定条件下培养离体细胞可以形成体细胞胚进而发育成完整的植株。(3)植物激素中的生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素，按照不同的顺序使用这两类激素，会得到不同的实验结果，在培养过程中，愈伤组织在培养基中未形成根，但形成了芽，其原因可能是培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量比例不合适(或培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量的比值偏低)。(4)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。因此若想制作人工种子，应该选用③胚状体。花粉是植物减数分裂形成的配子，其染色体数目是体细胞的一半，所以用花药离体培养获得“花粉胚”与体细胞胚相比，花粉胚细胞中的染色体数目是体细胞胚的一半，若①是花药，则④是单倍体植株。

答案：(1)脱分化　再分化　(2)本物种的全套基因(或全套遗传信息)　植物细胞的全能性　(3)培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量比例不合适(或培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量的比值偏低)(合理即可)　(4)③　单倍体植株

14．(2020·石家庄月考)研究发现，经水浴处理后再组织培养获得的草莓幼苗脱毒效果更好。如图表示脱毒苗培养的过程。请回答下列问题：

―→―→―→―→脱毒苗

(1)植物组织培养首先要通过脱分化过程，脱分化是指____________________________________________________的过程，脱分化完成后还要通过________过程。

(2)选材是植物组织培养取得成功的条件之一，胡萝卜组织培养实验中要强调切取含有形成层部分，原因是____________________________________。若要获得草莓脱毒苗需剥取茎尖，原因是______________________________________________________________________

________________________________________________________________________

(3)经水浴处理后再组织培养获得的草莓幼苗脱毒效果更好，原因可能是______________________________(写一点)；剥取的茎尖需要进行________处理。

解析：(1)脱分化是指在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞，失去其特有的结构和功能而转变为未分化细胞的过程。植物组织培养主要包括脱分化和再分化两个过程。(2)形成层部位的细胞分裂能力强，分化程度低，容易诱导形成愈伤组织，因此胡萝卜组织培养实验中要强调切取含有形成层部分。茎尖病毒少或无病毒，获得的脱毒苗不会或极少感染病毒，因此若要获得草莓脱毒苗需剥取茎尖。(3)经水浴处理后再组织培养获得的草莓幼苗脱毒效果更好，原因可能是有利于延缓病毒增殖、扩散速度；剥取的茎尖需要进行无菌处理。

答案：(1)在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞，失去其特有的结构和功能而转变为未分化细胞　再分化　(2)形成层部位的细胞分裂能力强，分化程度低，容易诱导形成愈伤组织　茎尖病毒少或无病毒，获得的脱毒苗不会或极少感染病毒　(3)有利于延缓病毒增殖、扩散速度　无菌(消毒)

15．美国化学家从红豆杉树皮中分离出高抗癌活性的紫杉醇，从此，国家重点保护珍稀植物——红豆杉遭受了掠夺式的砍伐。为拯救红豆杉，同时获得紫杉醇，科研小组设计了如图所示的实验流程：

请回答下列问题：

(1)茎尖分生组织细胞具有全能性的原因是____________________________________

________________________________________________________________________。

(2)紫杉醇作为常见的细胞产物，抗癌效果显著，通常取自愈伤组织的________(填细胞器)。

(3)现有植物甲中提取的物质X，能提高紫杉醇的抗癌效果。科研小组欲获得既能产生紫杉醇又能产生物质X的植株，可利用________________技术获得杂种植株。该方法首先要利用__________________(填物质)除去细胞壁获得具有活力的原生质体，再经________(填试剂)诱导融合形成杂种细胞。该技术的优点是__________________________________。

解析：(1)茎尖分生组织细胞含有该种生物的全部遗传信息，因此具有发育的全能性。(2)紫杉醇作为常见的细胞产物，抗癌效果显著，通常取自愈伤组织的液泡。(3)植物甲可以产生物质X，红豆杉可以产生紫杉醇，则利用植物体细胞杂交技术将两种植物细胞融合，获得的杂种植株的细胞既能产生紫杉醇又能产生物质X。植物体细胞杂交过程中，首先要利用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁获得具有活力的原生质体，再经聚乙二醇诱导融合形成杂种细胞。该技术的优点是能克服远缘杂交不亲和的障碍。

答案：(1)茎尖分生组织细胞含有该种生物的全部遗传信息　(2)液泡　(3)植物体细胞杂交　纤维素酶和果胶酶　聚乙二醇　能克服远缘杂交不亲和的障碍