2027年高考生物一轮复习 突破练习含答案 066-课时作业43 植物细胞工程及其应用（教用）

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1．（2025·江苏南通模拟）下列有关植物组织培养技术的叙述，正确的是（ ）
A. 植物组培过程中，愈伤组织易受到诱变因素的影响而产生突变
B. 茎尖经酒精和次氯酸钠消毒后可增强植物组织对病毒的抵抗力
C. 进行脱分化和再分化的培养基为不含有机碳源的自养型培养基
D. 植物组织培养过程中更换培养基的主要目的是清除有害代谢产物
【答案】A
【解析】茎尖经酒精和次氯酸钠消毒是为了除去茎尖表面的微生物，B错误；进行脱分化和再分化的培养基中需要含有机碳源，C错误；植物组织培养过程中更换培养基的目的是满足不同培养阶段植物对营养物质、激素等的不同需求，D错误。
2．（2025·湖南长沙模拟）图1表示在一定条件下胡萝卜韧皮部的离体组织培育成新植株的过程，图2表示在培养基上诱导一种植物花药再生成完整新植株的过程。下列有关说法正确的是（ ）
图1图2
A. 两个过程中的外植体都要经过消毒、灭菌过程
B. ①③步骤均会产生高度分化的薄壁组织团块
C. ②④步骤形成的幼苗均具有本物种染色体数目
D. 两个过程都利用了植物细胞具有全能性的原理
【答案】D
【解析】两个过程中的外植体都要经过消毒，但不需要灭菌，A错误；①③步骤会发生植物组织培养技术中的脱分化过程，都会产生愈伤组织，但愈伤组织是未分化的细胞形成的一种不定形的薄壁组织团块，B错误；②步骤形成的幼苗具有本物种染色体数目，④步骤形成的幼苗可能为单倍体幼苗，不具有本物种染色体数目，C错误。
3．（经典高考）植物体细胞通常被诱导为愈伤组织后才能表现全能性。研究发现，愈伤组织的中层细胞是根或芽再生的源头干细胞，其在不同条件下，通过基因的特异性表达调控生长素、细胞分裂素的作用，表现出不同的效应（见表）。已知生长素的生理作用大于细胞分裂素时有利于根的再生；反之，有利于芽的再生。下列推论不合理的是（ ）
A. WOX5失活后，中层细胞会丧失干细胞特性
B. WOX5+PLT可能有利于愈伤组织中生长素的积累
C. ARR5促进细胞分裂素积累或提高细胞对细胞分裂素的敏感性
D. 体细胞中生长素和细胞分裂素的作用可能相互抑制
【答案】C
【解析】干细胞具有分裂、分化能力，由①知，WOX5可使中层细胞维持未分化状态，故推测WOX5失活会导致中层细胞丧失干细胞特性，A正确；生长素的生理作用大于细胞分裂素时有利于根的再生，依据②知，WOX5+PLT可诱导出根，即WOX5+PLT可能有利于愈伤组织中生长素的积累，B正确；细胞分裂素的生理作用大于生长素时有利于芽的再生，③中抑制ARR5可诱导出芽，推测ARR5不利于细胞分裂素积累或降低细胞对细胞分裂素的敏感性，C错误；愈伤组织中细胞分裂素与生长素的生理作用大小不同，愈伤组织分化方向就不同，说明细胞分裂素与生长素的作用可能相互抑制，D正确。
4．（2026·辽宁大连一模）黑曲霉多不耐高温，发酵获得柠檬酸的过程需大量冷却水控制温度，生产成本高。现利用原生质体融合技术获得耐高温高产黑曲霉，过程如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A. 处理①培养基中黄色圈大的菌落不一定为高产菌株
B. 处理②、③用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
C. 处理④升高温度即可筛选出耐高温高产黑曲霉
D. 发酵结束后通过适当的过滤、沉淀等方法获得柠檬酸
【答案】A
【解析】诱变的原理是基因突变，而基因突变具有不定向性，故处理①培养基中黄色圈大的菌落不一定为高产菌株，A正确。黑曲霉的细胞壁成分不是纤维素和果胶，故处理②、③不可以用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，B错误。处理④升高温度后还需要进一步验证才能筛选出耐高温高产黑曲霉，C错误。发酵工程生产的产品是代谢产物，可用提取、分离和纯化等方法，D错误。
5．（2025·山东菏泽二模）科研人员利用植物体细胞杂交技术培育出了人参和植物M的杂种植株，该杂种植株有繁殖周期短、高产人参皂苷的特性。为了提高原生质体的利用率，该科研人员进一步探究了原生质体密度与原生质体融合率的关系，所得结果如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A. 可在等渗或略高渗溶液中用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞获得原生质体
B. 融合的原生质体再生出细胞壁后，可经脱分化形成愈伤组织
C. 原生质体密度高于2×105个⋅mL−1时，原生质体的利用率降低
D. 培育出的完整植株需要进行生长速度和人参皂苷含量的检测
【答案】C
【解析】为避免失去细胞壁的原生质体吸水涨破，需要在等渗或略高渗溶液中用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞获得原生质体，A正确；融合的原生质体再生出细胞壁后得到杂种细胞，杂种细胞经过诱导可脱分化形成愈伤组织，B正确；观察图中信息可知，在原生质体密度为2×105个⋅mL−1的原生质体融合率是四组中最高的，但无法确定最适合原生质体融合的密度，无法得出原生质体密度高于2×105个⋅mL−1时，原生质体的利用率降低的结论，C错误。
6．（2026·云南楚雄段考）如图为利用玉米芽尖细胞进行实验的流程示意图。下列叙述正确的是（ ）
A. 细胞a和细胞c融合为细胞X，所以细胞X含有两个细胞核
B. 植物体细胞杂交是指细胞a和细胞c诱导形成细胞X的过程
C. 植株C的性状和植株A相同
D. 花药离体培养过程需要在培养基中添加一定量的植物激素
【答案】D
【解析】细胞a和细胞c融合为细胞X，细胞核融合为一个核，A错误；植物体细胞杂交是指将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术，B错误；植株C是单倍体植株，植株A是二倍体植株，单倍体植株通常表现为植株弱小、高度不育，二者性状不同，C错误；花药离体培养过程需要在培养基中添加生长素和细胞分裂素等植物激素，D正确。
7．（2025·湖北武汉模拟）生姜常用其根茎进行无性繁殖。长期无性繁殖会导致生姜体内积累多种病毒，种性退化严重，造成产量下降、品质降低、抗逆性减弱等问题。采用生姜脱毒快繁技术成为解决这一问题，提高生姜生产效益的关键手段，其具体流程如图所示。下列相关说法错误的是（ ）
茎尖①愈伤组织②芽、根→ 脱毒苗（试管苗）→ 脱毒植株
A. 生姜脱毒苗的培育利用了植物细胞的全能性
B. 选取茎尖作为外植体的原因是植物顶端分生区附近的病毒极少，甚至无病毒
C. 过程①为脱分化，过程②为再分化，两个过程中均存在基因的选择性表达
D. 过程②中为了促进芽的产生，需要提高生长素的相对含量
【答案】D
【解析】再分化过程中，芽的形成需要细胞分裂素相对含量较高，而生长素相对含量较高时会促进根的分化，D错误。
8．（2025·山东淄博三模）尖孢镰刀菌产生的尖孢镰刀菌毒素可导致康乃馨患枯萎病，造成严重的经济损失。为培育抗尖孢镰刀菌毒素品种，科研人员利用甲基磺酸乙酯对康乃馨愈伤组织进行诱变处理，然后转入选择培养基进行筛选培养，将最终存活下来的细胞团转入再生培养基（生根培养基、生芽培养基）中诱导分化成再生植株。下列说法错误的是（ ）
A. 脱分化前需用纤维素酶和果胶酶将外植体分散成单细胞
B. 甲基磺酸乙酯诱发康乃馨愈伤组织的突变是不定向的
C. 选择培养基中应加入一定浓度的尖孢镰刀菌毒素
D. 生根培养基和生芽培养基中生长素和细胞分裂素的比例不同
【答案】A
【解析】在植物组织培养中，脱分化前不需要用纤维素酶和果胶酶将外植体分散成单细胞，植物组织培养一般是将离体的植物器官、组织或细胞直接进行脱分化培养，A错误。
9．（2025·广东广州模拟）紫草宁是从紫草细胞中提取的一种药物和色素，具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性。利用植物细胞培养生产的紫草宁，成为世界上首例药用植物细胞工程产品，培养装置如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 图示培养液为诱导生芽、生根的液体培养基
B. 紫草宁是紫草细胞的初生代谢物，充气口要源源不断通入无菌空气
C. 紫草宁的工厂化生产需要先去除细胞壁
D. 紫草宁的工厂化生产几乎不占用耕地，该过程不能体现出植物细胞的全能性
【答案】D
【解析】本装置是为了获得植物细胞产生的紫草宁，并不需要培养长出新的植株，因此不必诱导生芽、生根，A错误；紫草宁是紫草细胞的次生代谢物，B错误；紫草宁的工厂化生产是利用植物细胞培养技术，不需要去除细胞壁，C错误；紫草宁的工厂化生产不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，该过程并未获得完整的植株，不能体现出植物细胞的全能性，D正确。
10．（2025·河北衡水二模）（14分）狼爪瓦松是一种具有观赏价值的野生花卉，其产生的黄酮类化合物可入药。狼爪瓦松野生资源有限，难以满足市场化需求。因此，目前一般通过植物细胞工程进行培养，具体过程如图所示，其中的数字代表处理或生理过程。请回答下列相关问题。
（1） 狼爪瓦松的叶肉细胞之所以能培养为新个体是因为植物细胞具有全能性，即_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（2） ②过程形成的愈伤组织是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 组织团块。_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 是启动②③的关键，其中通常需要光照的是_ _ _ _ （填序号）过程，光照作用是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 图中②③过程培养获得植株乙的优点有_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （答出一点）。
（4） 图中④过程中，相较于以幼苗为实验材料，选择_ _ _ _ _ _ _ _ 作为实验材料的优点有诱变频率大于个体水平，在较小的空间内一次性可处理大量材料或空间利用率更高，得到的变异体数目更多。图中⑤过程中用到的酶为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】（1） 发育成完整个体的潜能
（2） 不定形的薄壁（无组织结构、松散的薄壁）；生长素和细胞分裂素的浓度和配比；③；诱导叶绿素的合成，满足叶绿体利用光能进行光合作用制造有机物
（3） 可以高效、快速地实现种苗的大量增殖；保持优良品种的遗传特性；可全年连续实验和生产，节约人力物力
（4） 愈伤组织；纤维素酶、果胶酶条件
基因表达产物和相互作用
效应
①
WOX5
维持未分化状态
②
WOX5+PLT
诱导出根
③
WOX5+ARR2，抑制ARR5
诱导出芽