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2.1.2植物细胞工程的实际应用一、选择题1．下列生物工程技术的实际应用过程中，能形成愈伤组织的是()①作物脱毒②细胞产物的工厂化生产③生产人工种子④转基因植物的培养A．①②③B．①②④C．①③④D．①②③④解析：选D作物脱毒、细胞产物的工厂化生产、生产人工种子都是植物细胞工程的实际应用，其技术基础是植物组织培养技术，都有脱分化形成愈伤组织的过程。转基因植物的培养利用的是基因工程技术和植物组织培养技术，该过程中也要形成愈伤组织。2．某种极具观赏价值的兰科珍稀花卉很难获得成熟种子。为尽快推广种植，可应用多种技术获得大量优质苗，下列技术中不能选用的是()A．利用茎段扦插诱导生根技术快速育苗B．采用花粉粒组织培养获得单倍体苗C．采集幼芽嫁接到合适的其他种类植物体上D．采用幼叶、茎尖等部位的组织进行组织培养解析：选B为了使优质苗的生物性状不发生性状分离，可采用茎段扦插诱导生根技术快速育苗，也可采用将幼芽嫁接到合适的其他种类植物体上的方法或用茎尖、幼叶等部位的组织进行植物组织培养获得大量优质苗；花粉粒是减数分裂的产物，利用花粉粒离体培养得到的是单倍体苗，其高度不育，且会发生性状分离，因此B项方案不能选用。3．下列过程中，需要采用植物组织培养技术的是()①利用花药离体培养得到单倍体植株②利用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗，获得四倍体西瓜植株③利用基因工程培育抗棉铃虫的植株④利用细胞工程培育“白菜—甘蓝”杂种植株⑤马铃薯的脱毒A．①②③B．③④⑤C．①②④⑤D．①③④⑤解析：选D花药离体培养是单倍体育种的一项基础技术，其过程需要组织培养；基因工程培育抗虫棉的过程中，把目的基因导入受体细胞后，要诱导其分裂、分化，最后发育为一个植物体，必须经过组织培养才能实现；细胞工程培育“白菜—甘蓝”杂种植株的过程中，对融合的杂种细胞，也必须经过组织培养才能形成杂种植株；利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗得到多倍体植株，不需要组织培养技术。4．培育农作物新品种的过程中，常利用植物组织培养技术。下列叙述正确的是()A．培育转基因的外植体得到的新个体属于基因突变个体B．在植物组织培养过程中用理化因素诱导可获得大量有益突变体C．单倍体育种中经减数分裂和组织培养两个过程能获得纯合二倍体D．在培养基中加入不同浓度的氯化钠溶液，可筛选出抗盐植株解析：选D培育转基因的外植体得到的新个体属于转基因植物；基因突变是不定向的，在植物组织培养过程中用理化因素诱导不一定获得大量有益突变体；单倍体育种中经组织培养和秋水仙素处理这两个过程才能获得纯合二倍体。5．某优良品种水稻的基因型为AaBb，利用其花药通过组织培养形成了试管苗。下列对这一培养过程的叙述，不正确的是()A．花粉形成试管苗要经过脱分化和再分化的过程B．试管苗有四种基因型，其体细胞含有一个染色体组C．通过该过程培育出的试管苗还不能直接用于生产D．这些试管苗自交，后代性状不发生分离解析：选D花药通过组织培养形成试管苗要采用组织培养技术，该过程要先经过脱分化形成愈伤组织，再通过再分化形成试管苗，A正确；由水稻的基因型为AaBb可知水稻为二倍体，其配子含一个染色体组，由配子发育成的试管苗的体细胞中含有一个染色体组，B正确；试管苗为单倍体，是高度不育的，不能通过有性生殖繁殖后代，不能直接用于生产，C正确，D错误。6．下列有关植物细胞工程应用的叙述，不正确的是()A．利用组织培养技术培育脱毒苗，获得具有抗病毒的新品种B．利用组织培养技术获得人工种子，能保持亲本的优良性状C．利用细胞培养技术获得紫草素，实现了细胞产物的工厂化生产D．利用植物体细胞杂交技术获得“白菜—甘蓝”，克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍解析：选A脱毒苗是用含病毒极少、甚至无病毒的茎尖等植物分生组织培养而成的，再生的植株可能不带病毒，但它并非具备了抗病毒的能力。7．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()①――→脱分化③―→④A．若①是来自不同植物体细胞融合的杂种细胞，则④可能出现不同植物的遗传特性B．若①是二倍体植物的花粉，则④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①是人参细胞，对②进行扩大培养可提高细胞产物人参皂甙的产量D．若①是具有杂种优势的农作物体细胞，则利用③进行繁育会发生性状分离解析：选D杂种细胞发育成的杂种植株具有两种植物体的遗传物质，因而可能表现出两种植物的遗传特性；若①是二倍体植物的花粉，则④是通过离体培养获得的单倍体植株，经染色体加倍后获得的一定是纯合子，因而一定会稳定遗传；若①是人参细胞，②是脱分化获得的愈伤组织，对愈伤组织进行扩大培养可提高细胞产物人参皂甙的产量；③是再分化出的胚状体或丛芽，用其进行繁育属于无性繁殖，后代会保持亲本的性状，所以，若①是具有杂种优势的农作物细胞，则利用③进行繁育不会发生性状分离。8．如图表示一人工种子，下列与人工种子培育生产过程有关的叙述，不正确的是()A．人工种子一般用离体的植物细胞通过组织培养技术获得B．胚状体是由愈伤组织分化而成的C．同一批次的人工种子具有相同的基因型D．胚状体是由未分化的、具有分裂能力的细胞构成的解析：选D胚状体是由愈伤组织分化而成的，一般具有芽、根的明显分化；植物组织培养过程进行的是有丝分裂，所以每个细胞所含的遗传物质是相同的，因此同一批次的种子具有相同的基因型。9．下图表示利用高秆抗锈病玉米(基因型为AaBb，两对基因独立遗传)的花粉细胞生产人工种子的过程。下列叙述不正确的是()A．通过①过程两两融合得到的细胞基因型有9种B．②③过程培养基中植物激素的配比不同C．过程④需用秋水仙素处理才能获得可育的人工种子D．人工种子的种皮中加入植物生长调节剂可促进丛芽的发育解析：选C根据自由组合定律，亲代可产生4种基因型花粉(AB、Ab、aB、ab)，2粒花粉细胞融合(类似于AaBb个体自交)产生9种基因型的融合细胞；图中②③分别代表植物组织培养的脱分化和再分化阶段，这两阶段目的不同，培养基中生长素、细胞分裂素的含量和比例不同；融合细胞中染色体组与正常植株相同，过程④直接培育的人工种子是可育的。10．下图为利用体细胞诱变育种技术获得抗除草剂白三叶草新品种的过程。下列叙述不正确的是()A．该育种过程依据的原理有基因突变和植物细胞具有全能性B．过程①②培养基中，不同植物生长调节剂的浓度比例不同C．白三叶草愈伤组织和胚状体的细胞中DNA和RNA种类相同D．过程③通常采用的筛选方法是向白三叶草幼苗喷洒除草剂解析：选C当生长素含量高于细胞分裂素时，主要诱导植物组织脱分化和根原基的形成；而当细胞分裂素的含量高于生长素时，则主要诱导植物组织再分化和芽原基的形成。白三叶草愈伤组织和胚状体的细胞中DNA种类相同，因为基因的选择性表达，RNA和蛋白质的种类是有差异的。11．马铃薯利用它的块茎进行无性繁殖，种植的世代多了以后往往会感染病毒而减产，为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳方法是()A．选择优良品种进行杂交B．进行远缘植物体细胞杂交C．利用芽体进行组织培养D．人工诱导基因突变解析：选C无性繁殖的生物，感染病毒后很容易传播给后代，病毒在生物体内积累就会导致作物产量降低，品质变差；植物分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，因此，切取一定大小的茎尖或芽体进行组织培养，再生植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒植株。12．人工种子比天然种子有许多优越性，下列对其优越性的叙述不正确的是()A．可使自然状态下不结子的植物得以繁殖B．防止性状分离C．可以随意改变植物的遗传性状D．可快速、大量繁殖解析：选C人工种子是无性繁殖得到的，能保持亲本的优良遗传特性。二、非选择题13．红豆杉是濒危植物，其树皮产生的紫杉醇对抗癌症有一定的疗效。下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②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⑤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⑤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①是红豆杉(基因型为DdTt)的花药，可选用____(填编号)制成人工种子，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：(1)图中①为红豆杉离体的植物器官、组织或细胞(外植体)，②为愈伤组织，③为试管苗(胚状体),④为植物体，⑤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。(2)对⑤的培养目的是快速增殖细胞，一般采用液体培养基进行培养。在培养过程中通入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。(3)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等，导致细胞数量减少，其代谢产物减少。(4)红豆杉的花药经培养可获得单倍体，再经秋水仙素处理，可使染色体数目加倍，快速获得纯种植株。如果亲本的基因型为DdTt，则获得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，某些代谢产物积累(4)③秋水仙素DDTT、DDtt、ddTT、ddtt14．甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物。回答下列问题：(1)为了培育该新型药用植物，可取甲和乙的叶片，先用________酶和________酶去除细胞壁，获得具有活力的________，再用化学诱导剂诱导二者融合。形成的融合细胞进一步培养形成________组织，然后经过________形成完整的杂种植株。这种培育技术称为__________________________。(2)上述杂种植株属于多倍体，多倍体是指___________________________。假设甲与乙有性杂交的后代是不育的，而上述杂种植株是可育的，造成这种差异的原因是___________________________________________________________________________________________________________________________。(3)这种杂种植株可通过制作人工种子的方法来大量繁殖，经植物组织培养得到的______________________________等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。解析：(1)要培育同时含有A和B的新型药用植物，可采用植物体细胞杂交技术。植物体细胞杂交技术的第一步是用纤维素酶和果胶酶去除两种植物细胞的细胞壁，获得具有活力的原生质体。诱导融合成功后获得的杂种细胞，经脱分化培养成愈伤组织，然后经过再分化形成完整的杂种植株。(2)多倍体是指体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。甲与乙有性杂交的后代中无同源染色体，减数分裂过程中联会异常，不能产生正常的生殖细胞，故该植株不可育。而体细胞杂交获得的杂种植物含有同源染色体，减数分裂过程中联会正常，能产生正常的生殖细胞，故该杂种植株可育。(3)制备人工种子的材料可以是经组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等。答案：(1)纤维素果胶原生质体愈伤再分化(或分化)植物体细胞杂交技术(2)体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体在减数分裂过程中，前者染色体联会异常，而后者染色体联会正常(3)胚状体、不定芽、顶芽、腋芽15．植物的几种育种方式如下图，请据图回答相关问题：(1)甲过程称为__