高中生物人教版 (2019)选择性必修3二 植物细胞工程的应用课文ppt课件

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(　　)

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．研究者拟通过有性杂交的方法将簇毛麦(2n＝14)的优良性状导入普通小麦(2n＝42)中。用簇毛麦花粉给数以千计的小麦小花授粉，10天后只发现两个杂种幼胚，将其离体培养，产生愈伤组织，进而获得含28条染色体的大量杂种植株。以下表述错误的是(　　)

A．簇毛麦与小麦之间存在生殖隔离

B．培养过程中幼胚细胞经过脱分化和再分化

C．杂种植株减数分裂时染色体能正常联会

D．杂种植株的染色体加倍后能产生可育植株

解析：选C　簇毛麦与小麦的后代在减数分裂时染色体联会紊乱，不可育，故二者之间存在生殖隔离，A正确；幼胚细胞经过脱分化形成愈伤组织，愈伤组织经过再分化形成胚状体或丛芽，从而得到完整植株，B正确；杂种植株细胞内由于没有同源染色体，故减数分裂时染色体无法正常联会，C错误；杂种植株的染色体加倍后能获得可育植株，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：

(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．红豆杉能产生抗癌药物紫杉醇，但红豆杉生长十分缓慢，数量有限且紫杉醇含量非常低。因此，研究人员尝试运用现代生物技术培育产生紫杉醇的柴胡，将红豆杉(2n＝24)与柴胡(2n＝12)进行了不对称体细胞杂交。

(1)科研人员剥离红豆杉种子的胚作为外植体接种于经过__________处理的培养基上，诱导形成愈伤组织。

(2)将红豆杉愈伤组织和柴胡愈伤组织用__________________酶分别处理，各自获得有活力的原生质体。用一定剂量的紫外线照射红豆杉原生质体，破坏部分染色体，与未经紫外线照射的柴胡原生质体用化学诱导剂________________诱导融合，得到融合细胞。

(3)诱导融合后，科研人员只统计了7组染色体数目不大于24条的细胞，如表所示。

实验时，科研人员判断组号为__________________的细胞为杂交细胞。

(4)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于培养基中__________________________________不同造成的。

(5)红豆杉和柴胡的________________较远，两种植物细胞的染色体间排斥较为明显，应在能够高效合成紫杉醇的杂交细胞中选择____________的核基因含量较低的杂交细胞进行培养。

解析：(1)在植物组织培养中，对培养基必须进行灭菌处理，接种后在适宜的恒温且避光条件下，外植体经脱分化形成愈伤组织。(2)红豆杉愈伤组织和柴胡愈伤组织细胞需要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，形成原生质体。细胞融合可用PEG(聚乙二醇)诱导。(3)柴胡细胞染色体数为12条，多余的染色体是其他细胞融合参与进去的。可判断组号为3、4、5、6的细胞为杂交细胞。(4)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于培养基中生长素和细胞分裂素用量的不同造成的。(5)红豆杉和柴胡的亲缘关系较远，存在远缘杂交不亲和障碍，两种植物细胞的染色体间排斥较为明显，应在能够高效合成紫杉醇的杂交细胞中选择红豆杉的核基因含量较低的杂交细胞进行培养。

答案：(1)灭菌　(2)纤维素酶和果胶　PEG(或聚乙二醇)　(3)3、4、5、6　(4)生长素和细胞分裂素用量　(5)亲缘关系　红豆杉