高中生物人教版 (2019)选择性必修3二 植物细胞工程的应用第2课时课时作业

这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修3二 植物细胞工程的应用第2课时课时作业，共11页。试卷主要包含了下列属于快速繁殖的是，27 mm等内容，欢迎下载使用。

题组一 植物繁殖的新途径

1.(2021河南洛阳高二月考)人们利用植物的微型繁殖技术进行工厂化生产,这是利用了该项技术的哪些特点( 易错 )
A.操作简单
B.使优良性状组合在一起
C.培育新的性状
D.高效性和保持优良品种的遗传特性
2.(2021辽宁葫芦岛高三期末)生产中培育香蕉脱毒苗常用的方法是( )
A.人工诱导突变
B.选择优良品种进行杂交
C.取茎尖分生组织进行组织培养
D.进行远缘植物体细胞杂交
3.下列属于快速繁殖的是( )
A.马铃薯的块茎繁殖
B.胡萝卜根的形成层繁殖
C.杨树的扦插繁殖
D.果树的嫁接繁殖
4.马铃薯是一种重要的经济作物,传统的繁殖方式感染病毒严重,导致产量大大降低。科研人员利用种苗脱毒技术可有效解决这个问题,基本操作流程如下:
配制培养基→外植体的取材和消毒→剥离和接种→培养和移栽→结果检测
请回答下列问题:
(1)该技术称为 ,其理论基础是 。
(2)利用种苗脱毒技术培育马铃薯,常用的培养基有脱分化培养基、生芽培养基、生根培养基。这三种培养基的主要差异是 。
(3)在培育过程中,选取的外植体是 ,原因是 。
(4)脱毒马铃薯的产量要比未脱毒马铃薯的产量 。
题组二 作物新品种的培育
5.在植物组织培养过程中,容易获得突变体的主要原因是( )
A.培养基营养丰富,易于植物生长
B.培养的细胞一直处于不断增殖的状态
C.纺锤丝的形成容易受抑制
D.DNA复制容易受抑制
6.(2021安徽肥东二中高二月考)如图是某二倍体植物通过花药进行单倍体育种的过程示意图,下列叙述正确的是( )
A.图中过程②涉及细胞的分裂和分化,细胞进行有丝分裂
B.秋水仙素能促进着丝粒分裂,导致细胞染色体数目加倍
C.图中③过程为了促进生芽,可增加培养基中细胞分裂素的比例
D.过程④应将炼苗后的试管苗移栽到含有蔗糖和多种植物激素的基质上
7.(2021湖北武汉汉阳一中高二月考节选)培养胡萝卜根组织可获得试管苗,获得试管苗的过程如图所示。
切取洁净的
胡萝卜根段对根段进
行消毒切取1 cm3左右带
有形成层的组织块
① ② ③
接种组
织块诱导组织块形
成愈伤组织诱导愈伤组织
形成试管苗
④ ⑤ ⑥
回答下列问题。
(1)步骤③切取的组织块中要带有形成层,原因是 。
(2)步骤⑥要进行照光培养,其作用是 。
(3)若想获得抗盐植株,可在步骤 (填写数字)进行人工诱变,且需要在含较高浓度的NaCl培养基中筛选。经组织培养得到植株的这种繁殖方式属于 繁殖。
题组三 细胞产物的工厂化生产
8.紫草宁具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性。在工厂化生产中,取紫草植株部分组织诱导形成紫草愈伤组织,再转入紫草宁形成培养基,然后再将细胞破碎后提取出紫草宁。下列相关叙述中,不正确的是( )
A.工厂化生产过程包括细胞的脱分化
B.在紫草宁生产过程中,不必将愈伤组织培养出根、芽等器官
C.紫草的愈伤组织细胞在低渗溶液中不会涨破
D.紫草宁在细胞内合成后被分泌到细胞外能力提升练
题组 植物细胞工程的综合应用
1.(2021天津静海一中高二月考,)科研人员研究了马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响,结果如图。相关叙述错误的是( )
A.培育脱毒苗所依据的原理有基因突变和细胞全能性
B.培育脱毒苗的过程中涉及脱分化和再分化两个阶段
C.实验结果表明茎尖越小脱毒率越高,成苗率越低
D.根据本实验,培养脱毒苗时茎尖的适宜大小为0.27 mm
2.(2021北京西城高二期末,)紫杉醇是红豆杉属植物体内的一种次生代谢物,尤以树皮中含量最丰富,具有高抗癌活性。如图表示工厂化生产紫杉醇的过程,相关叙述错误的是( )
外植体愈伤组织液体悬浮振荡培养
悬浮传代培养提取、检测紫杉醇
A.从大量红豆杉属植物树皮中提取紫杉醇会破坏植物资源
B.只能用红豆杉属植物的树皮作外植体才能获得紫杉醇
C.振荡培养利于细胞充分接触营养,增加溶解氧量
D.可利用培养的动物细胞来检测紫杉醇的抗癌活性
3.(多选)(2021江苏南通高二期末,)虎头兰的花色泽艳丽、体态优美、香味素雅,但其种子繁殖率低,为尽快推广种植,可应用人工种子技术获得大量优质苗。下列相关叙述正确的是( )
A.采用茎尖脱分化形成的愈伤组织制备人工种子
B.人工胚乳中含有无机盐、糖类、植物激素等
C.人工种皮应具有无毒、抗菌、透气等特点
D.通过人工种子繁殖,子代能保持亲代的优良性状,不会发生变异
4.(2021北京四中高二期中,)辣椒素作为一种生物碱广泛应用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图。下列表述正确的是( )
A.实现①过程的条件是外植体细胞发生基因突变
B.①过程受外源激素的调控,②过程受内源激素的调控
C.获得脱毒苗常用的外植体是根和芽,脱毒苗不具有更强的抗病毒能力
D.通过细胞培养获得辣椒素的过程不需要实现细胞的全能性
5.(2021山东师范大学附中高二月考,)紫杉醇是红豆杉属植物细胞中产生的一种高效抗癌物质。为取代从天然植株中提取紫杉醇的方式,可通过植物组织培养和细胞培养技术来获取,其过程为获取红豆杉属植物外植体→消毒→诱导愈伤组织→细胞培养→提取紫杉醇。回答下列问题:
(1)获取的外植体首先要通过 过程培养出愈伤组织。如表为四种不同外植体在相同培养条件下诱导愈伤组织的实验结果,由表中结果可知诱导愈伤组织较适宜的两种外植体分别是 。
注:诱导率(%)=(形成的愈伤组织数量/接种的外植体数量)×100%
(2)据下图分析2,4-D对细胞生长和紫杉醇合成的作用分别是 ,为获得最大紫杉醇总产量,最适合的2,4-D浓度应为 (填“0.5”“1.0”或“2.0”)mg/L。
(3)与从天然植株中提取相比,利用上述技术生产紫杉醇的重要意义是 (答出两点)。
答案全解全析
第2课时 植物细胞工程的应用
基础过关练
1.D 植物微型繁殖技术不仅可以高效、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,D正确。
易错警示
植物组织培养从整体看属于无性繁殖的范畴,不能改变植物的基因型。
2.C 植物长期无性繁殖,病毒在植物体内逐渐积累,植物的顶端分生区附近(如茎尖)病毒极少,甚至无病毒,可以进行组织培养获得脱毒植株,C正确。
3.B 用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,被人们形象地称为植物的快速繁殖技术,也叫微型繁殖技术,A、C、D项所描述的均属于营养繁殖,只有B项运用植物组织培养技术,属于快速繁殖。
4.答案 (1)植物组织培养 植物细胞的全能性 (2)诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同 (3)茎(芽)尖 茎(芽)尖病毒极少,甚至无病毒 (4)高
解析 (1)配制培养基→外植体的取材和消毒→剥离和接种→培养和移栽→结果检测,应用了植物组织培养技术,理论基础是植物细胞具有全能性。(2)植物组织培养中关键激素是生长素和细胞分裂素,它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向,生长素与细胞分裂素的比值高时,有利于根的分化,比值低时,有利于芽的分化。(3)在培育过程中,由于植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少,甚至无病毒,因此选取马铃薯茎(芽)尖作为外植体。(4)脱毒马铃薯的产量要比未脱毒马铃薯的产量高。
5.B 在植物的组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不断增殖的状态,因此它们容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变,B正确。
6.C 图中过程②是脱分化,细胞通过有丝分裂实现细胞增殖,无分化过程,A错误;秋水仙素能抑制纺锤体的形成,在着丝粒分裂后,不能将染色体移向细胞的两极,导致细胞染色体数目加倍,B错误;植物组织培养过程中需要添加生长素和细胞分裂素,其中生长素和细胞分裂素的比值高时促进根的分化,比值低时促进芽的分化,C正确;过程④炼苗时将试管苗移植到含蛭石或珍珠岩的基质上培养,待其长壮后移栽到普通土壤即可,D错误。
7.答案 (1)形成层容易诱导形成愈伤组织(形成层是分生组织,易脱分化形成愈伤组织) (2)诱导叶绿素的形成,使试管苗能够进行光合作用 (3)⑤ 无性
解析 (1)形成层细胞具有分裂能力,分化程度低,易形成愈伤组织,因此步骤③中切取胡萝卜组织块时强调要切取含有形成层的部分。(2)步骤⑥为再分化过程,需要进行光照,以诱导叶绿素的形成,使试管苗能够进行光合作用。(3)经步骤⑤形成愈伤组织,其容易发生突变,故若想获得抗盐植株,可在步骤⑤进行人工诱变,植物组织培养技术属于无性繁殖,获得的后代可以保持亲本的遗传特性。
8.D 根据题意可知,工厂化生产过程中有利用紫草植株部分组织诱导形成紫草愈伤组织的过程,该过程为细胞的脱分化,A正确;题中显示工厂化生产的流程为“取紫草植株部分组织诱导形成紫草愈伤组织,再转入紫草宁形成培养基,然后再将细胞破碎后提取出紫草宁”,显然该过程中不必将愈伤组织培养出根、芽等器官,B正确;紫草的愈伤组织细胞含有细胞壁,因此其在低渗溶液中不会涨破,C正确;需要将紫草细胞破碎后提取出紫草宁,显然紫草宁在细胞内合成后不会被分泌到细胞外,D错误。
能力提升练
1.A 马铃薯茎尖病毒极少,甚至无病毒,因此可利用马铃薯茎尖进行组织培养形成脱毒苗,所依据的原理是植物细胞的全能性,A错误;培育脱毒苗的过程中利用了植物组织培养技术,涉及脱分化和再分化两个阶段,B正确;据题图可知,实验结果表明茎尖越小脱毒率越高,成苗率越低,C正确;据题图可知,马铃薯茎尖外植体大小为0.27 mm时,脱毒率和成苗率均较高,因此培养马铃薯脱毒苗时茎尖外植体的适宜大小为0.27 mm,D正确。
2.B 生产紫杉醇的主要原料是天然生长的红豆杉属植物树皮,而大量剥取树皮会造成树木的死亡和植物资源的破坏,A正确;植物组织培养的材料几乎包括了植物体的各个部位,如茎尖、茎段、花瓣、根尖和花药等,B错误;振荡培养利于细胞充分接触营养,增加溶解氧量,有利于细胞的增殖,C正确;紫杉醇可有效阻止癌细胞的增殖,具有抗癌作用,可利用培养的动物细胞来检测紫杉醇的抗癌活性,D正确。
3.BC 脱分化形成的愈伤组织处于未分化状态,而种子主要由胚、胚乳、种皮等组成,A错误;人工胚乳为种子提供营养,其应含有无机盐、糖类、植物激素等,B正确;人工种皮应具有韧性、耐压、无毒、抗菌、透气等特点,C正确;人工种子发育成植株的过程中,有丝分裂旺盛,易发生突变,D错误。
4.D 题图中①是脱分化过程、②是再分化过程,图中上面一种途径是通过植物组织培养技术获得脱毒苗,再从果实中获得相应的产物;下面一种途径是采用植物细胞培养技术获得大量细胞产物。脱分化时细胞核中的遗传物质不变,基因进行选择性表达,但基因没有发生突变,A错误;在进行植物组织培养时,需要在培养基中添加适当比例的生长素和细胞分裂素诱导细胞的脱分化和再分化,B错误;因为分生组织的病毒极少,甚至没有病毒,所以将分生组织(如根尖、茎尖)进行离体培养获得脱毒植株,脱毒苗不具有更强的抗病毒能力,C错误;由题图可知辣椒素是细胞产物,通过细胞培养得到高产细胞系时就可产生,不需要培育成植株,所以不需要实现植物细胞的全能性,D正确。
5.答案 (1)脱分化 不带叶茎段、成熟胚 (2)促进细胞生长,抑制紫杉醇合成 1.0 (3)提高了紫杉醇的产量,保护了红豆杉属植物资源
解析 (1)获取的外植体首先要通过脱分化过程培养出愈伤组织;由表中结果可知,不带叶茎段、成熟胚诱导形成的愈伤组织体积较大,诱导率也相对较高,说明诱导愈伤组织较适宜的两种外植体分别是不带叶茎段、成熟胚。(2)据图分析可知,与对照(浓度为0)相比,2,4-D促进细胞生长,抑制紫杉醇的合成;为获得最大紫杉醇总产量,最适合的2,4-D浓度应为 1.0 mg/L:若2,4-D浓度为0.5 mg/L,则细胞生长速率慢,若2,4-D浓度为2.0 mg/L,则紫杉醇含量低。(3)若从天然植株中提取紫杉醇,不利于对它们的保护,若用植物组织培养技术,在短时间内就能培育出大量的愈伤组织,经过细胞培养,可以获取大量的紫杉醇,利用此技术生产紫杉醇的重要意义是:①提高了紫杉醇的产量;②保护了红豆杉属植物资源。
答案全解全析
第2课时 植物细胞工程的应用
基础过关练
1.D 植物微型繁殖技术不仅可以高效、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,D正确。
易错警示
植物组织培养从整体看属于无性繁殖的范畴,不能改变植物的基因型。
2.C 植物长期无性繁殖,病毒在植物体内逐渐积累,植物的顶端分生区附近(如茎尖)病毒极少,甚至无病毒,可以进行组织培养获得脱毒植株,C正确。
3.B 用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,被人们形象地称为植物的快速繁殖技术,也叫微型繁殖技术,A、C、D项所描述的均属于营养繁殖,只有B项运用植物组织培养技术,属于快速繁殖。
4.答案 (1)植物组织培养 植物细胞的全能性 (2)诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同 (3)茎(芽)尖 茎(芽)尖病毒极少,甚至无病毒 (4)高
解析 (1)配制培养基→外植体的取材和消毒→剥离和接种→培养和移栽→结果检测,应用了植物组织培养技术,理论基础是植物细胞具有全能性。(2)植物组织培养中关键激素是生长素和细胞分裂素,它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向,生长素与细胞分裂素的比值高时,有利于根的分化,比值低时,有利于芽的分化。(3)在培育过程中,由于植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少,甚至无病毒,因此选取马铃薯茎(芽)尖作为外植体。(4)脱毒马铃薯的产量要比未脱毒马铃薯的产量高。
5.B 在植物的组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不断增殖的状态,因此它们容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变,B正确。
6.C 图中过程②是脱分化,细胞通过有丝分裂实现细胞增殖,无分化过程,A错误;秋水仙素能抑制纺锤体的形成,在着丝粒分裂后,不能将染色体移向细胞的两极,导致细胞染色体数目加倍,B错误;植物组织培养过程中需要添加生长素和细胞分裂素,其中生长素和细胞分裂素的比值高时促进根的分化,比值低时促进芽的分化,C正确;过程④炼苗时将试管苗移植到含蛭石或珍珠岩的基质上培养,待其长壮后移栽到普通土壤即可,D错误。
7.答案 (1)形成层容易诱导形成愈伤组织(形成层是分生组织,易脱分化形成愈伤组织) (2)诱导叶绿素的形成,使试管苗能够进行光合作用 (3)⑤ 无性
解析 (1)形成层细胞具有分裂能力,分化程度低,易形成愈伤组织,因此步骤③中切取胡萝卜组织块时强调要切取含有形成层的部分。(2)步骤⑥为再分化过程,需要进行光照,以诱导叶绿素的形成,使试管苗能够进行光合作用。(3)经步骤⑤形成愈伤组织,其容易发生突变,故若想获得抗盐植株,可在步骤⑤进行人工诱变,植物组织培养技术属于无性繁殖,获得的后代可以保持亲本的遗传特性。
8.D 根据题意可知,工厂化生产过程中有利用紫草植株部分组织诱导形成紫草愈伤组织的过程,该过程为细胞的脱分化,A正确;题中显示工厂化生产的流程为“取紫草植株部分组织诱导形成紫草愈伤组织,再转入紫草宁形成培养基,然后再将细胞破碎后提取出紫草宁”,显然该过程中不必将愈伤组织培养出根、芽等器官,B正确;紫草的愈伤组织细胞含有细胞壁,因此其在低渗溶液中不会涨破,C正确;需要将紫草细胞破碎后提取出紫草宁,显然紫草宁在细胞内合成后不会被分泌到细胞外,D错误。
能力提升练
1.A 马铃薯茎尖病毒极少,甚至无病毒,因此可利用马铃薯茎尖进行组织培养形成脱毒苗,所依据的原理是植物细胞的全能性,A错误;培育脱毒苗的过程中利用了植物组织培养技术,涉及脱分化和再分化两个阶段,B正确;据题图可知,实验结果表明茎尖越小脱毒率越高,成苗率越低,C正确;据题图可知,马铃薯茎尖外植体大小为0.27 mm时,脱毒率和成苗率均较高,因此培养马铃薯脱毒苗时茎尖外植体的适宜大小为0.27 mm,D正确。
2.B 生产紫杉醇的主要原料是天然生长的红豆杉属植物树皮,而大量剥取树皮会造成树木的死亡和植物资源的破坏,A正确;植物组织培养的材料几乎包括了植物体的各个部位,如茎尖、茎段、花瓣、根尖和花药等,B错误;振荡培养利于细胞充分接触营养,增加溶解氧量,有利于细胞的增殖,C正确;紫杉醇可有效阻止癌细胞的增殖,具有抗癌作用,可利用培养的动物细胞来检测紫杉醇的抗癌活性,D正确。
3.BC 脱分化形成的愈伤组织处于未分化状态,而种子主要由胚、胚乳、种皮等组成,A错误;人工胚乳为种子提供营养,其应含有无机盐、糖类、植物激素等,B正确;人工种皮应具有韧性、耐压、无毒、抗菌、透气等特点,C正确;人工种子发育成植株的过程中,有丝分裂旺盛,易发生突变,D错误。
4.D 题图中①是脱分化过程、②是再分化过程,图中上面一种途径是通过植物组织培养技术获得脱毒苗,再从果实中获得相应的产物;下面一种途径是采用植物细胞培养技术获得大量细胞产物。脱分化时细胞核中的遗传物质不变,基因进行选择性表达,但基因没有发生突变,A错误;在进行植物组织培养时,需要在培养基中添加适当比例的生长素和细胞分裂素诱导细胞的脱分化和再分化,B错误;因为分生组织的病毒极少,甚至没有病毒,所以将分生组织(如根尖、茎尖)进行离体培养获得脱毒植株,脱毒苗不具有更强的抗病毒能力,C错误;由题图可知辣椒素是细胞产物,通过细胞培养得到高产细胞系时就可产生,不需要培育成植株,所以不需要实现植物细胞的全能性,D正确。
5.答案 (1)脱分化 不带叶茎段、成熟胚 (2)促进细胞生长,抑制紫杉醇合成 1.0 (3)提高了紫杉醇的产量,保护了红豆杉属植物资源
解析 (1)获取的外植体首先要通过脱分化过程培养出愈伤组织;由表中结果可知,不带叶茎段、成熟胚诱导形成的愈伤组织体积较大,诱导率也相对较高,说明诱导愈伤组织较适宜的两种外植体分别是不带叶茎段、成熟胚。(2)据图分析可知,与对照(浓度为0)相比,2,4-D促进细胞生长,抑制紫杉醇的合成;为获得最大紫杉醇总产量,最适合的2,4-D浓度应为 1.0 mg/L:若2,4-D浓度为0.5 mg/L,则细胞生长速率慢,若2,4-D浓度为2.0 mg/L,则紫杉醇含量低。(3)若从天然植株中提取紫杉醇,不利于对它们的保护,若用植物组织培养技术,在短时间内就能培育出大量的愈伤组织,经过细胞培养,可以获取大量的紫杉醇,利用此技术生产紫杉醇的重要意义是:①提高了紫杉醇的产量;②保护了红豆杉属植物资源。
外植体
愈伤组织体积
诱导率/%
不带叶茎段
很大
99.5
带叶茎段
很小
90
叶片
很小
20
成熟胚
较大
80
1.D
2.C
3.B
5.B
6.C
8.D
1.A
2.B
3.BC
4.D
1.D
2.C
3.B
5.B
6.C
8.D
1.A
2.B
3.BC
4.D