江蘇專版2024-2025學(xué)年新教材高中生物第二章細(xì)胞工程第二節(jié)植物細(xì)胞工程的應(yīng)用分層作業(yè)蘇教版選擇性必修3

其次章其次節(jié)植物細(xì)胞工程的應(yīng)用必備學(xué)問(wèn)基礎(chǔ)練1.下列屬于微型繁殖的是()A.馬鈴薯的塊莖繁殖B.胡蘿卜根的形成層繁殖C.楊樹(shù)的扦插繁殖D.果樹(shù)的嫁接繁殖2.通過(guò)植物組織培育技術(shù)繁殖農(nóng)作物,其優(yōu)點(diǎn)不包括()A.加快繁殖速度 B.保持親本優(yōu)良性狀C.培育無(wú)病毒植株 D.變更植物的基因型3.下列有關(guān)種質(zhì)保存的敘述,不正確的是()A.種質(zhì)保存有利于愛(ài)護(hù)植物多樣性B.種質(zhì)保存比保存植物的種子更有利C.種質(zhì)保存不變更種子的遺傳特性D.-196℃的低溫通過(guò)破壞部分呼吸酶來(lái)降低種子的呼吸作用4.[2024江蘇宿遷泗陽(yáng)試驗(yàn)高級(jí)中學(xué)高二月考]利用植物組織培育技術(shù)大量繁殖紅豆杉細(xì)胞,從中提取細(xì)胞分泌的抗癌藥物——紫杉醇。下列有關(guān)敘述正確的是()A.采納莖尖部位的組織進(jìn)行組織培育簡(jiǎn)單獲得抗病毒植株B.利用植物組織培育能獲得遺傳物質(zhì)變更的新品種C.愈傷組織細(xì)胞排列疏松而無(wú)規(guī)則,且為高度液泡化呈無(wú)定形態(tài)態(tài)的薄壁細(xì)胞D.選擇適當(dāng)?shù)姆只嘤?在相宜光照下培育出紅豆杉幼苗5.下列關(guān)于細(xì)胞代謝產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)的敘述,錯(cuò)誤的是()A.細(xì)胞代謝產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)是植物細(xì)胞工程的重要用途之一B培育過(guò)程中須要先脫分化形成愈傷組織,然后懸浮培育愈傷組織細(xì)胞C.培育的細(xì)胞收集后一般要裂開(kāi)提取有效成分D.培育的愈傷組織須要經(jīng)過(guò)再分化產(chǎn)生特定的組織細(xì)胞后,才能產(chǎn)生特定的細(xì)胞代謝產(chǎn)物6.[2024江蘇揚(yáng)州中學(xué)高二期中改編]下列有關(guān)植物組織培育技術(shù)的應(yīng)用的敘述,正確的是()A.微型繁殖技術(shù)是指植物體細(xì)胞雜交技術(shù)B.馬鈴薯利用莖尖組織培育進(jìn)行脫毒C.人工種子的種皮由胚狀體生成D.微型繁殖的優(yōu)點(diǎn)有取材多、培育周期短、繁殖率高7.[2024江蘇鹽城伍佑中學(xué)高二期中]辣椒素作為一種生物堿廣泛用于食品保健、醫(yī)藥工業(yè)等領(lǐng)域。辣椒素的獲得途徑如圖所示?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)圖中過(guò)程①和②分別表示辣椒組織培育中細(xì)胞的和,其中須要光照的是過(guò)程(填序號(hào))。要獲得脫毒苗,外植體的取材部位通常是莖尖,理由是。

(2)圖中培育外植體的培育基中常用的凝固劑是。培育基中的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素用量的比值(填“高”“低”或“相等”)時(shí),有利于芽的分化。

(3)用酶解法將愈傷組織分別成單細(xì)胞時(shí),常用的工具酶是。

(4)細(xì)胞產(chǎn)物工廠化生產(chǎn)是植物組織培育的重要應(yīng)用。高產(chǎn)細(xì)胞系須在(填“固體”或“液體”)培育基中培育至,再?gòu)闹刑崛±苯匪亍?/p>

(5)脫毒苗形成的植株中,辣椒素主要分布在果肉細(xì)胞的(填細(xì)胞器)中。

關(guān)鍵實(shí)力提升練8.[2024江蘇泰州泰興中學(xué)高三調(diào)研]某課外活動(dòng)小組獲得了一株性狀優(yōu)良的結(jié)球生菜,并利用植物組織培育技術(shù)對(duì)其進(jìn)行快速繁殖。下列有關(guān)敘述正確的是()A.運(yùn)用體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精對(duì)外植體進(jìn)行消毒B.為保持結(jié)球生菜的優(yōu)良遺傳性狀,應(yīng)選用花粉進(jìn)行培育C.在誘導(dǎo)生根時(shí),培育基中應(yīng)提高細(xì)胞分裂素的比例和用量D.經(jīng)再分化產(chǎn)生的不定芽可經(jīng)人工薄膜包裝制成人工種子9.下圖是利用某種植物(基因型為AaBb)產(chǎn)生的花粉進(jìn)行單倍體育種的示意圖。據(jù)圖推斷,下列敘述錯(cuò)誤的是()花粉幼苗A植株BA.過(guò)程②通常運(yùn)用的試劑是秋水仙素,作用時(shí)期為細(xì)胞有絲分裂前期B.通過(guò)過(guò)程①②得到的植株既有純合子又有雜合子C.過(guò)程①屬于植物的組織培育,在此過(guò)程中必需運(yùn)用肯定量的植物激素或植物生長(zhǎng)調(diào)整劑D.與雜交育種相比,該育種方法的優(yōu)點(diǎn)是能明顯縮短育種年限10.[多選][2024江蘇鹽城伍佑中學(xué)高三階段考]下圖表示通過(guò)植物細(xì)胞工程技術(shù)獲得紫杉醇的途徑。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.該途徑依據(jù)的原理是植物細(xì)胞具有全能性B.需在無(wú)菌和人工限制的條件下進(jìn)行C.經(jīng)過(guò)程①細(xì)胞的形態(tài)和結(jié)構(gòu)發(fā)生了變更D.過(guò)程③需運(yùn)用固體培育基,有利于細(xì)胞增殖11.[2024江蘇南京、鹽城高三二模)束頂病毒能夠引起香蕉的嚴(yán)峻病害,科研人員用感病植株的莖尖作為外植體進(jìn)行培育獲得脫毒苗,試驗(yàn)結(jié)果如下圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是()A.感病植株的莖尖需經(jīng)滅菌處理后才能用于脫毒苗的培育B.培育過(guò)程中培育基常添加生長(zhǎng)激素、細(xì)胞分裂素等激素C.超低溫保存感病植株莖尖可提高其脫毒率,降低成活率D.莖尖脫分化形成的愈傷組織是一團(tuán)呈正方形的薄壁細(xì)胞12.[2024江蘇無(wú)錫南菁高級(jí)中學(xué)高二月考]為給工廠化繁殖脫毒甘薯苗供應(yīng)技術(shù)上的支持,科研人員利用植物組織培育技術(shù)探討甘薯莖尖(外植體)大小對(duì)誘導(dǎo)分化苗和脫毒苗的影響,結(jié)果如表所示。下列相關(guān)敘述正確的是()莖尖大小外植體數(shù)/個(gè)分化苗數(shù)/苗脫毒苗數(shù)/苗小于0.3mm20110.3~0.5mm20107大于0.6mm20134A.在不同的培育階段,培育基中激素的種類和比例不同B.脫分化過(guò)程中,應(yīng)賜予足夠光照使其進(jìn)行光合作用C.培育脫毒苗依據(jù)的原理有基因突變和植物細(xì)胞的全能性D.0.3~0.5mm大小的莖尖最有利于獲得抗病毒苗13.狼爪瓦松是一種具有欣賞價(jià)值的野生花卉,其產(chǎn)生的黃酮類化合物可入藥。狼爪瓦松野生資源有限,難以滿意市場(chǎng)化需求。因此,目前一般通過(guò)植物細(xì)胞工程手段進(jìn)行培育,詳細(xì)過(guò)程如圖所示,圖中數(shù)字代表處理或生理過(guò)程。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)狼爪瓦松植株乙、丙、丁的獲得都利用了技術(shù),三種植株中核遺傳物質(zhì)與植株甲相同的是。

(2)①選擇幼嫩的葉用于接種的緣由是。啟動(dòng)②③的關(guān)鍵激素是。

(3)⑤須要用處理,原生質(zhì)體培育液中須要加入相宜濃度的甘露醇。請(qǐng)從細(xì)胞吸水與失水的角度分析,緣由是。

(4)正常愈傷組織中幾乎沒(méi)有黃酮類化合物,加入茉莉酸甲酯和水楊酸會(huì)明顯促進(jìn)愈傷組織中黃酮類化合物的積累,且細(xì)胞中與黃酮類化合物合成相關(guān)酶的含量顯著上升。從基因限制生物性狀的角度推想,茉莉酸甲酯和水楊酸的作用途徑是。

14.[2024江蘇揚(yáng)州高郵中學(xué)高二調(diào)研]紫杉醇是紅豆杉細(xì)胞中產(chǎn)生的一種高效抗癌物質(zhì),在植物體中含量極低。為取代從自然植株中提取紫杉醇的方式,可通過(guò)植物組織培育和細(xì)胞培育技術(shù)來(lái)獲得。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)獲得的外植體首先要運(yùn)用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精和次氯酸鈉溶液進(jìn)行處理,然后接種到(填“固體”或“液體”)培育基上通過(guò)過(guò)程培育出愈傷組織。下表為四種不同外植體在相同培育條件下誘導(dǎo)愈傷組織的試驗(yàn)結(jié)果。由表中結(jié)果可知,誘導(dǎo)愈傷組織較相宜的兩種外植體分別是。

外植體愈傷組織體積誘導(dǎo)率/%不帶葉莖段很大99.5帶葉莖段很小90葉片很小20成熟胚較大85注:誘導(dǎo)率/%=(形成的愈傷組織數(shù)量/接種的外植體數(shù)量)×100%。(2)獲得愈傷組織須要對(duì)其擴(kuò)大培育,擴(kuò)大培育所用培育基一般為(填“固體”或“液體”)培育基。選用該培育基的優(yōu)點(diǎn)是。培育15天后細(xì)胞增殖速度減慢,主要緣由有。

(3)植物激素會(huì)影響紅豆杉愈傷組織的生長(zhǎng)速度和紫杉醇的產(chǎn)量,科學(xué)工作者為此用不同濃度的2,4-D溶液進(jìn)行了相關(guān)探討,結(jié)果如下圖。據(jù)圖分析,2,4-D溶液對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)和紫杉醇合成的作用分別是、。為獲得最大紫杉醇的總產(chǎn)量,選用濃度為(填“0.5”“1.0”或“2.0”)mg·L-1的2,4-D溶液較為合適。

注:生長(zhǎng)速率=每天每升培育基中增加的細(xì)胞干重克數(shù)。(4)與從自然植株中提取相比,利用上述技術(shù)生產(chǎn)紫杉醇的重要意義是(答出兩點(diǎn))。

學(xué)科素養(yǎng)創(chuàng)新練15.下圖中親本植株的基因型為Aa(染色體數(shù)為2n),A、B、C、D表示以親本植株為材料進(jìn)行的四種人工繁殖過(guò)程。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題:(1)利用圖中的部分葉片進(jìn)行植物組織培育時(shí),需將其先用體積分?jǐn)?shù)為消毒30s后,用無(wú)菌水清洗2~3次,再用次氯酸鈉溶液處理30min后,馬上用無(wú)菌水清洗2~3次。

(2)圖中①需經(jīng)過(guò)的生理過(guò)程包括兩個(gè)步驟。

(3)②過(guò)程表示將該植物的兩個(gè)原生質(zhì)體進(jìn)行融合,常用的促融劑是。圖中A、B、C、D過(guò)程都能得到一種由高度液泡化的薄壁細(xì)胞組成的結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)是。

(4)D過(guò)程獲得原生質(zhì)體用到的酶是。D途徑獲得的植株體細(xì)胞中染色體數(shù)為。

(5)C途徑中先分化產(chǎn)生芽再生根,這主要是通過(guò)調(diào)整植物激素中的比例實(shí)現(xiàn)的。

(6)通過(guò)A途徑獲得的植株的基因型是。

其次節(jié)植物細(xì)胞工程的應(yīng)用1.B用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培育技術(shù)叫作植物的快速繁殖技術(shù),又叫微型繁殖技術(shù)。A、C、D項(xiàng)所描述的均屬于養(yǎng)分生殖,只有B項(xiàng)運(yùn)用了植物組織培育技術(shù),屬于微型繁殖,B項(xiàng)符合題意。2.D植物組織培育不僅可以高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖,還可以保持親本的優(yōu)良性狀,并通過(guò)作物脫毒提高作物產(chǎn)量,改善作物品種,但不會(huì)變更植物的基因型,D項(xiàng)不符合題意。3.D低溫通過(guò)抑制酶的活性降低呼吸速率,不會(huì)破壞酶的結(jié)構(gòu),D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.C采納莖尖部位的組織進(jìn)行組織培育,可以獲得脫毒植株,但不能獲得抗病毒植株,A項(xiàng)錯(cuò)誤;植物組織培育是利用離體的植物組織、器官或細(xì)胞發(fā)育成為完整植株的過(guò)程,該過(guò)程遺傳物質(zhì)未發(fā)生變更,B項(xiàng)錯(cuò)誤;愈傷組織的細(xì)胞排列疏松而無(wú)規(guī)則,是一種高度液泡化且呈無(wú)定形態(tài)態(tài)的薄壁細(xì)胞,C項(xiàng)正確;要提取細(xì)胞分泌的紫杉醇,只須要培育到愈傷組織即可,D項(xiàng)錯(cuò)誤。5.D培育的愈傷組織不須要經(jīng)過(guò)再分化就能產(chǎn)生特定的細(xì)胞代謝產(chǎn)物,D項(xiàng)錯(cuò)誤。6.B微型繁殖技術(shù)是指植物組織培育技術(shù),A項(xiàng)錯(cuò)誤;進(jìn)行植物微型繁殖時(shí),常采納莖尖或根尖作為外植體,緣由是莖尖或根尖病毒極少,因此切取肯定大小的莖尖或根尖進(jìn)行組織培育,再生的植株就可能不帶病毒,B項(xiàng)正確;人工種子的種皮是人工合成的,C項(xiàng)錯(cuò)誤;微型繁殖的優(yōu)點(diǎn)有取材少、培育周期短、繁殖率高,D項(xiàng)錯(cuò)誤。7.答案(1)脫分化再分化②該部位的細(xì)胞分裂旺盛,含病毒少甚至無(wú)病毒(2)瓊脂低(3)纖維素酶和果膠酶(4)液體愈傷組織(5)液泡解析(1)過(guò)程①是脫分化,即由高度分化的植物組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過(guò)程;過(guò)程②是再分化,即脫分化產(chǎn)生的愈傷組織接著進(jìn)行培育,又可重新分化成根或芽等器官的過(guò)程。過(guò)程①(脫分化)不須要光照,過(guò)程②(再分化)須要光照。要獲得脫毒苗,要求外植體含病毒少甚至無(wú)病毒,而莖尖或根尖的細(xì)胞分裂旺盛,含病毒少甚至無(wú)病毒。因此要獲得脫毒苗,外植體的取材部位通常是莖尖。(2)培育基中常用的凝固劑是瓊脂。生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素用量的比值低時(shí),有利于芽的分化;反之,則有利于根的分化。(3)植物細(xì)胞的細(xì)胞壁含有纖維素和果膠,故用酶解法將愈傷組織分別成單細(xì)胞時(shí),常用的酶是果膠酶和纖維素酶。(4)細(xì)胞的擴(kuò)大培育一般用液體培育基,有利于細(xì)胞與養(yǎng)分物質(zhì)的充分接觸,因此高產(chǎn)細(xì)胞系須在液體培育基中培育至愈傷組織,再?gòu)闹刑崛±苯匪亍?5)辣椒素是一種生物堿,存在于植物細(xì)胞的液泡中。8.D運(yùn)用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精對(duì)外植體進(jìn)行消毒,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由于產(chǎn)生花粉過(guò)程中會(huì)發(fā)生基因分別,為保持結(jié)球生菜的優(yōu)良遺傳性狀,應(yīng)選用體細(xì)胞進(jìn)行培育,B項(xiàng)錯(cuò)誤;在誘導(dǎo)生根時(shí),培育基中應(yīng)提高生長(zhǎng)素的比例和用量,C項(xiàng)錯(cuò)誤;用人工薄膜將胚狀體、不定芽等分別包裝可制成人工種子,故經(jīng)再分化產(chǎn)生的不定芽可經(jīng)人工薄膜包裝制成人工種子,D項(xiàng)正確。9.B過(guò)程①是花藥離體培育,獲得單倍體植株A,其基因型有AB、Ab、aB、ab四種,過(guò)程②可經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍獲得純合的植株B,B項(xiàng)錯(cuò)誤。10.AD細(xì)胞全能性以細(xì)胞發(fā)育成個(gè)體為標(biāo)記,而圖中并沒(méi)有形成完整植物體,A項(xiàng)錯(cuò)誤;為避開(kāi)雜菌污染,圖示過(guò)程需在無(wú)菌和人工限制的條件下進(jìn)行,B項(xiàng)正確;圖中過(guò)程①是脫分化,經(jīng)該過(guò)程細(xì)胞的形態(tài)和結(jié)構(gòu)發(fā)生了變更,成為高度液泡化的薄壁細(xì)胞,C項(xiàng)正確;過(guò)程③需運(yùn)用液體培育基,有利于細(xì)胞增殖,D項(xiàng)錯(cuò)誤。11.C滅菌會(huì)將植株的莖尖殺死,所以須要對(duì)感病植株的莖尖進(jìn)行消毒處理,A項(xiàng)錯(cuò)誤;培育過(guò)程中加入生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素,B項(xiàng)錯(cuò)誤;從圖中可以看出,經(jīng)過(guò)超低溫處理后,感病植株的脫毒率增加,但成活率降低,C項(xiàng)正確;愈傷組織是無(wú)定形態(tài)態(tài)的薄壁細(xì)胞,D項(xiàng)錯(cuò)誤。12.A在不同的培育階段,培育基中激素的種類和比例不同,生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比例上升有利于根的分化,比例下降有利于芽的分化,A項(xiàng)正確;脫分化過(guò)程中不須要光照,不進(jìn)行光合作用,B項(xiàng)錯(cuò)誤;培育脫毒苗依據(jù)的原理是植物細(xì)胞的全能性,C項(xiàng)錯(cuò)誤;表中結(jié)果說(shuō)明0.3~0.5mm大小的莖尖最有利于獲得脫毒苗,而不是抗病毒苗,D項(xiàng)錯(cuò)誤。13.答案(1)植物組織培育乙、丁(2)幼嫩的葉分裂實(shí)力強(qiáng),分化程度低生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素(3)纖維素酶和果膠酶維持細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)外滲透壓的平衡(防止原生質(zhì)體皺縮或裂開(kāi))(4)茉莉酸甲酯和水楊酸誘導(dǎo)了細(xì)胞內(nèi)與黃酮類化合物合成相關(guān)酶的基因的表達(dá),酶含量上升,催化生成更多的黃酮類化合物解析(1)狼爪瓦松植株乙、丙、丁都是在無(wú)菌和人工限制的條件下,將離體的植物器官、組織、細(xì)胞在人工配制的培育基上培育,賜予相宜的培育條件,誘導(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽,最終形成完整的植株,都利用了植物組織培育技術(shù)。植株丙經(jīng)驗(yàn)了誘變處理,發(fā)生了突變,其遺傳物質(zhì)與植株甲不同;植株乙、丁的形成過(guò)程未做誘變處理,其遺傳物質(zhì)與植株甲相同。(2)幼嫩的葉有絲分裂旺盛,細(xì)胞分裂實(shí)力強(qiáng),分化程度低,有利于植物組織培育,因此①選擇幼嫩的葉用于接種。在組織培育中,生長(zhǎng)素用于誘導(dǎo)細(xì)胞的分裂和根的分化,細(xì)胞分裂素的主要作用是促進(jìn)組織細(xì)胞的分裂或從愈傷組織和器官上分化出不定芽,所以啟動(dòng)②(脫分化)和③(再分化)的關(guān)鍵激素是生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素。(3)⑤在進(jìn)行體細(xì)胞雜交之前,必需先利用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁,獲得具有活力的原生質(zhì)體。去除細(xì)胞壁后,原生質(zhì)體活性的保持須要維持細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)外滲透壓的平衡,所以原生質(zhì)體培育液中須要加入相宜濃度的甘露醇,維持細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)外滲透壓的平衡(防止原生質(zhì)體皺縮或裂開(kāi))。(4)由題意可知,加入茉莉酸甲酯和水楊酸后,愈傷組織細(xì)胞中與黃酮類化合物合成相關(guān)酶的含量顯著上升,明顯促進(jìn)愈傷組織中黃酮類化合物的積累,說(shuō)明茉莉酸甲酯和水楊酸誘導(dǎo)了細(xì)胞內(nèi)與黃酮類化合物合成相關(guān)酶的基因的表達(dá),酶含量上升,催化生成更多的黃酮類化合物。14.答案(1)消毒固體脫分化不帶葉莖段、成熟胚(2)固體養(yǎng)分分布比較勻稱;能夠保持植物原有的植物學(xué)形態(tài)養(yǎng)分物質(zhì)削減,代謝產(chǎn)物積累(3)促進(jìn)抑制1.0(4)提高了紫杉醇的產(chǎn)量,愛(ài)護(hù)了紅豆杉資源解析(1)獲得的外植體首先要通過(guò)體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精協(xié)作運(yùn)用肯定濃度的次氯酸鈉溶液進(jìn)行消毒。植物組織培育所用培育基為固體培育基。外植體經(jīng)脫分化過(guò)程培育出愈傷組織。由表中結(jié)果可知,不帶葉莖段、成熟胚誘導(dǎo)形成的愈傷組織體積較大,誘導(dǎo)率也相對(duì)較高,說(shuō)明誘導(dǎo)愈傷組織較相宜的兩種外植體分別是不帶葉莖段、成熟胚。(2)擴(kuò)大培育所用培育基一般為固體培育基。選用固體培育基的優(yōu)點(diǎn)為能夠支撐外植體、固體培育基內(nèi)的養(yǎng)分分布比較勻