高中生物課時(shí)練習(xí)6植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用課件新人教版選修3

六植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用(30分鐘100分)六植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用一、選擇題(共4小題,每小題6分,共24分)1.如圖所示是人工種子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,對(duì)其敘述不正確的是 (

)A.人工種子的胚乳中含有胚狀體發(fā)育所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),還可以添加農(nóng)藥和植物激素B.人工種子胚狀體還未分化出胚芽、胚軸和胚根等結(jié)構(gòu)C.人工種子可以工業(yè)化生產(chǎn),播種人工種子可節(jié)省大量糧食D.人工種子的生產(chǎn)克服了季節(jié)的限制一、選擇題(共4小題,每小題6分,共24分)【解析】選B。人工種子的胚乳中含有胚狀體發(fā)育所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),也可添加農(nóng)藥和植物激素以調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)發(fā)育,選項(xiàng)A正確;人工種子的胚狀體已經(jīng)分化出胚芽、胚軸和胚根等結(jié)構(gòu),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;人工種子可以工業(yè)化生產(chǎn),播種人工種子可節(jié)省大量的糧食,選項(xiàng)C正確;人工種子具有很多優(yōu)點(diǎn),如解決有些作物品種繁殖能力差、發(fā)芽率低、受季節(jié)限制等問(wèn)題,選項(xiàng)D正確?！窘馕觥窟xB。人工種子的胚乳中含有胚狀體發(fā)育所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)2.科研人員研究了馬鈴薯莖尖外植體大小對(duì)幼苗的脫毒率的影響,結(jié)果如圖所示。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 (

)A.培育脫毒苗所依據(jù)的原理有基因突變和細(xì)胞的全能性B.培育脫毒苗的過(guò)程中涉及脫分化和再分化兩個(gè)階段C.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明莖尖外植體越小脫毒率越高,成苗率越低D.根據(jù)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果,培養(yǎng)脫毒苗時(shí)莖尖的適宜大小為0.27mm2.科研人員研究了馬鈴薯莖尖外植體大小對(duì)幼苗的脫毒率的影響,【解析】選A。馬鈴薯莖尖病毒極少甚至無(wú)病毒,因此可利用馬鈴薯莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)形成脫毒苗,所依據(jù)的原理是細(xì)胞的全能性,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;培育脫毒苗的過(guò)程中涉及脫分化和再分化兩個(gè)階段,故B項(xiàng)正確;由圖可知,莖尖外植體越小,脫毒率越高,成苗率越低,故C項(xiàng)正確;莖尖外植體大小為0.27mm時(shí),脫毒率和成苗率均較高,因此馬鈴薯脫毒苗培養(yǎng)中莖尖外植體的適宜大小為0.27mm,故D項(xiàng)正確。【解析】選A。馬鈴薯莖尖病毒極少甚至無(wú)病毒,因此可利用馬鈴薯3.(2021·紹興高二檢測(cè))馬鈴薯四倍體栽培種沒(méi)有青枯病的抗性基因,少數(shù)馬鈴薯野生種存在青枯病的抗性基因。由于核型等差異,野生種難以與四倍體馬鈴薯栽培種直接雜交繁育,為獲得具有抗青枯病的馬鈴薯栽培種,研究人員進(jìn)行了植物體細(xì)胞雜交的實(shí)驗(yàn)研究(已知雜種細(xì)胞會(huì)發(fā)生部分染色體缺失現(xiàn)象),過(guò)程如圖所示。下列分析正確的是 (

)3.(2021·紹興高二檢測(cè))馬鈴薯四倍體栽培種沒(méi)有青枯病的A.在低滲溶液中,用酶解法處理A和B可以獲得兩種原生質(zhì)體B.過(guò)程①體現(xiàn)了生物膜的流動(dòng)性,用染色體組型分析可篩選出雜種細(xì)胞CC.過(guò)程②所配制的培養(yǎng)基中添加了等量的生長(zhǎng)素類和赤霉素類植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑D.過(guò)程③為脫分化、再分化過(guò)程,可采用DNA分子雜交技術(shù)鑒定植株的抗病性狀A(yù).在低滲溶液中,用酶解法處理A和B可以獲得兩種原生【解析】選B。酶解法可用于去除細(xì)胞壁獲得原生質(zhì)體,但不能在低滲溶液中進(jìn)行,否則原生質(zhì)體會(huì)吸水漲破,A錯(cuò)誤;過(guò)程①代表原生質(zhì)體的融合,利用了生物膜的流動(dòng)性,雜種細(xì)胞C中的染色體是A和B細(xì)胞染色體之和,所以用染色體組型分析可篩選出雜種細(xì)胞C,B正確;過(guò)程②為脫分化,培養(yǎng)愈傷組織需要在培養(yǎng)基中添加生長(zhǎng)素類和細(xì)胞分裂素類植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑,C錯(cuò)誤;過(guò)程③表示再分化,由于雜種細(xì)胞發(fā)生部分染色體缺失現(xiàn)象,含抗性基因的染色體可能缺失,所以可采用DNA分子雜交技術(shù)鑒定植株是否含有抗性基因,D錯(cuò)誤?！窘馕觥窟xB。酶解法可用于去除細(xì)胞壁獲得原生質(zhì)體,但不能在低4.青蒿素是從植物黃花蒿的葉片中所提取的一種代謝產(chǎn)物,而莖及其他部位中的青蒿素含量及其微小,下列關(guān)于利用植物組織培養(yǎng)生產(chǎn)青蒿素的敘述中,正確的是 (

)A.在黃花蒿組織培養(yǎng)過(guò)程中不需給予光照B.加入大量生長(zhǎng)素可提高青蒿素的產(chǎn)量C.可通過(guò)大量培養(yǎng)愈傷組織以直接獲得青蒿素D.可大規(guī)模栽培組織培養(yǎng)苗以獲取藥用成分4.青蒿素是從植物黃花蒿的葉片中所提取的一種代謝產(chǎn)物,而莖及【解題關(guān)鍵】解答本題需明確以下兩點(diǎn):(1)誘導(dǎo)形成愈傷組織需避光培養(yǎng),原因是在有光時(shí)往往形成維管組織,而不形成愈傷組織。(2)愈傷組織再分化成胚狀體時(shí)需要光照,原因是①葉綠素的合成需要光照;②試管苗需要進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)?！窘忸}關(guān)鍵】解答本題需明確以下兩點(diǎn):【解析】選D。植物組織培養(yǎng)包括脫分化和再分化兩個(gè)過(guò)程,其中脫分化過(guò)程不需要光照,而再分化過(guò)程需要光照,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;組織培養(yǎng)過(guò)程中,生長(zhǎng)素對(duì)脫分化和再分化過(guò)程具有調(diào)節(jié)作用,但不能直接提高青蒿素的產(chǎn)量,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;青蒿素是從植物黃花蒿的葉片中所提取的一種代謝產(chǎn)物,而莖及其他部位中的青蒿素含量及其微小,因此通過(guò)大量培養(yǎng)愈傷組織不能直接獲得青蒿素,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;可大規(guī)模栽培組織培養(yǎng)苗以獲取藥用成分,選項(xiàng)D正確。【解析】選D。植物組織培養(yǎng)包括脫分化和再分化兩個(gè)過(guò)程,其中脫二、非選擇題(共6小題,共76分)5.(9分)紫草素是紫草細(xì)胞的代謝產(chǎn)物,可作為生產(chǎn)治療燙傷藥物的原料。研究人員通過(guò)培養(yǎng)紫草細(xì)胞生產(chǎn)紫草素。為了獲取紫草素,某制藥公司利用植物組織培養(yǎng)技術(shù),從培養(yǎng)的愈傷組織中提取這種有效成分。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)培養(yǎng)時(shí),通常選擇新生的芽作為外植體,這是因?yàn)開(kāi)____________________________。將離體的芽培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上,給予適宜的培養(yǎng)條件,誘導(dǎo)其依次產(chǎn)生________________、______________,最終形成完整的植株。

二、非選擇題(共6小題,共76分)(2)假設(shè)紫草與另一種植物A均為二倍體藥用植物(紫草細(xì)胞中有2n條染色體,植物A細(xì)胞中有2m條染色體)。某藥物研究所擬利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)培育同時(shí)含有兩種有效成分的新型藥用植物。為了得到原生質(zhì)體需用__________酶和__________酶去除兩植物的細(xì)胞壁,然后誘導(dǎo)其融合形成雜種細(xì)胞。

(3)融合形成的雜種細(xì)胞在有絲分裂后期含有____________條染色體。雜種細(xì)胞培育成的新型藥用植物為_(kāi)_________倍體,在這個(gè)過(guò)程中所利用的生物學(xué)原理是____________________。

(2)假設(shè)紫草與另一種植物A均為二倍體藥用植物(紫草細(xì)胞中有【解析】(1)植物組織培養(yǎng)技術(shù)的原理是植物細(xì)胞的全能性,培養(yǎng)時(shí)選擇新生的芽作為外植體,是因?yàn)樾律康姆只潭鹊?、全能性?在培養(yǎng)過(guò)程中容易誘導(dǎo)其脫分化形成愈傷組織;植物組織培養(yǎng)的過(guò)程:將離體的芽培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上,給予適宜的培養(yǎng)條件,誘導(dǎo)其脫分化產(chǎn)生愈傷組織,再分化形成胚狀體或叢芽,最終繼續(xù)分裂和分化形成完整個(gè)體。(2)在植物體細(xì)胞雜交過(guò)程中,需要用纖維素酶和果膠酶處理植物的細(xì)胞壁,獲得原生質(zhì)體,然后誘導(dǎo)其再生出新的細(xì)胞壁,形成雜種細(xì)胞。(3)根據(jù)題意,紫草細(xì)胞中有2n條染色體,植物A細(xì)胞中有2m條染色體,融合后的細(xì)胞中具有二者所有的染色體,因此染色體數(shù)目為2n+2m,則【解析】(1)植物組織培養(yǎng)技術(shù)的原理是植物細(xì)胞的全能性,培養(yǎng)有絲分裂后期染色體數(shù)目加倍為4(m+n)。雜種細(xì)胞發(fā)育成的藥用植物融合了二者的染色體組,二者為不同的物種,故雜種細(xì)胞培育成的新型藥用植物為四倍體,將雜種細(xì)胞培養(yǎng)成個(gè)體利用了植物細(xì)胞的全能性。答案:(1)細(xì)胞分化程度低,容易誘導(dǎo)脫分化愈傷組織叢芽(2)纖維素果膠(3)4(n+m)四植物細(xì)胞具有全能性

有絲分裂后期染色體數(shù)目加倍為4(m+n)。雜種細(xì)胞發(fā)育成的藥6.(14分)人工種子是人們模仿天然種子的結(jié)構(gòu)制造出來(lái)的生命有機(jī)體,它能像種子一樣萌發(fā)生長(zhǎng),長(zhǎng)成植物。人工種子的核心部件是被外層物包埋的具有類似于胚功能的胚狀體。將胚狀體包埋在一個(gè)能提供營(yíng)養(yǎng)的膠質(zhì)中,便成了所謂的“人工種子”。6.(14分)人工種子是人們模仿天然種子的結(jié)構(gòu)制造出來(lái)的生命(1)人工種子依據(jù)的原理是_____________________________________________,

培育胚狀體利用了____________________________技術(shù)。

(2)包埋胚狀體的膠質(zhì)可看作自然種子的哪部分結(jié)構(gòu)?____________________。

(3)如果外植體是植物的莖尖,通過(guò)①的處理可使細(xì)胞彼此分離,①過(guò)程中可加入 (

)A.蛋白酶 B.淀粉酶C.果膠酶 D.胰蛋白酶(4)由人工種子萌發(fā)成的植株是否可育?________________。

(1)人工種子依據(jù)的原理是_________________【解題關(guān)鍵】解答本題的突破點(diǎn):(1)種子的結(jié)構(gòu)。(2)人工種子的培育原理、過(guò)程?！窘忸}關(guān)鍵】解答本題的突破點(diǎn):【解析】(1)人工種子能發(fā)育成完整植株,說(shuō)明其細(xì)胞內(nèi)含有個(gè)體發(fā)育所需要的全套遺傳物質(zhì),因此依據(jù)的原理是細(xì)胞的全能性,人工種子是經(jīng)過(guò)植物組織培養(yǎng)技術(shù)得到的。(2)包裹胚狀體的膠質(zhì)有保護(hù)胚狀體的作用,同時(shí)又可以為胚狀體提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),所以可看成種皮及胚乳或子葉。(3)使植物細(xì)胞彼此分離可以使用纖維素酶和果膠酶,因?yàn)橹参锛?xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠。(4)人工種子是否可育取決于培育胚狀體所用的材料?！窘馕觥?1)人工種子能發(fā)育成完整植株,說(shuō)明其細(xì)胞內(nèi)含有個(gè)體答案:(1)植物細(xì)胞的全能性植物組織培養(yǎng)(2)種皮及提供營(yíng)養(yǎng)的胚乳或子葉(3)C(4)不一定答案:(1)植物細(xì)胞的全能性植物組織培養(yǎng)

【互動(dòng)探究】(1)題中如果經(jīng)過(guò)①過(guò)程得到的細(xì)胞的基因型為DdTt,經(jīng)圖示過(guò)程得到的人工種子是否可育?為什么?提示:可育。若經(jīng)過(guò)①過(guò)程得到的細(xì)胞的基因型為DdTt,則胚狀體的基因型為DdTt,屬于二倍體,因此可育。(2)若題圖中植物體的基因型為DdTt,利用花藥離體培養(yǎng)得到的“花粉胚”長(zhǎng)成的植株可育嗎?為什么?提示:不可育。若植物體的基因型為DdTt,利用花藥離體培養(yǎng)得到的“花粉胚”長(zhǎng)成的植株的基因型為DT、Dt、dT、dt,均屬于單倍體,因此不可育?！净?dòng)探究】7.(14分)玉米是一種主要的農(nóng)作物,為了提高玉米的產(chǎn)量,科學(xué)家做了大量的研究工作。如圖是關(guān)于玉米培養(yǎng)的過(guò)程,請(qǐng)據(jù)圖回答:7.(14分)玉米是一種主要的農(nóng)作物,為了提高玉米的產(chǎn)量,科(1)如圖A→C,發(fā)育成植株D,取D的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)得到的幼苗屬于________,如圖E→F,經(jīng)秋水仙素處理后發(fā)育成植株G;從生殖方式上分析,A→D屬于________生殖。

(2)A→C的過(guò)程要嚴(yán)格控制________。

(3)F→G的過(guò)程中用______________處理,使細(xì)胞染色體數(shù)目加倍,用E→G途徑育種的優(yōu)點(diǎn)是______________________________________________________。

(4)若想培育出一種能抗蟲(chóng)的玉米新品種,可以采用________育種;若想培育出一種地上結(jié)玉米,地下結(jié)馬鈴薯的植株,可以利用______________技術(shù)。

(1)如圖A→C,發(fā)育成植株D,取D的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)得到的【解析】(1)取D的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)成幼苗(如圖E→F),經(jīng)秋水仙素處理后發(fā)育成植株G,此過(guò)程屬于單倍體育種,從生殖方式上分析,A→D屬于無(wú)性生殖。(2)在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中,要嚴(yán)格控制無(wú)菌條件。(3)F→G的過(guò)程中用秋水仙素處理,使細(xì)胞染色體數(shù)目加倍;用E→G途徑進(jìn)行單倍體育種的優(yōu)點(diǎn)是直接得到穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良品種,自交后代不發(fā)生性狀分離,極大地縮短了育種年限。(4)若想培育出一種能抗蟲(chóng)的玉米新品種,可以采用基因工程育種;若想培育出一種地上結(jié)玉米,地下結(jié)馬鈴薯的植株,可以利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)?！窘馕觥?1)取D的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)成幼苗(如圖E→F),經(jīng)答案:(1)單倍體無(wú)性(2)無(wú)菌(3)秋水仙素直接得到穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良品種,極大地縮短了育種年限(4)基因工程植物體細(xì)胞雜交答案:(1)單倍體無(wú)性(2)無(wú)菌8.(12分)下圖列舉了幾種植物的育種方式,請(qǐng)據(jù)圖回答相關(guān)問(wèn)題:(1)甲育種方式稱為_(kāi)_______________。

(2)通過(guò)丁方式可以獲得脫毒苗,培養(yǎng)過(guò)程中c常常取用莖尖的原因是____________________________________________。

(3)乙方式處理植物的愈傷組織能獲得較好效果,原因是___________________。

8.(12分)下圖列舉了幾種植物的育種方式,請(qǐng)據(jù)圖回答相關(guān)問(wèn)【解析】本題主要考查植物體細(xì)胞雜交、誘變育種和基因工程育種,其中誘變育種和基因工程育種都屬于作物新品種的培育方法。(1)由a、b兩種細(xì)胞通過(guò)一定的技術(shù)手段獲得c,屬于植物體細(xì)胞雜交,能克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。(2)植物分生區(qū)附近(如莖尖)的病毒極少,甚至沒(méi)有病毒,因此常用莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)獲得脫毒苗。(3)愈傷組織細(xì)胞一直處于不斷的分生狀態(tài),容易受到培養(yǎng)條件和外界壓力(如射線、化學(xué)物質(zhì)等)的影響而發(fā)生突變。【解析】本題主要考查植物體細(xì)胞雜交、誘變育種和基因工程育種,答案:(1)植物體細(xì)胞雜交(2)莖尖不帶病毒或很少被病毒感染(3)愈傷組織細(xì)胞處于不斷的分生狀態(tài),易受到培養(yǎng)條件和外界壓力的影響而發(fā)生突變答案:(1)植物體細(xì)胞雜交【互動(dòng)探究】(1)丁過(guò)程中需要用到哪些激素?提示:生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素。(2)丁過(guò)程存在基因重組嗎?提示:不存在?；蛑亟M發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中,丁過(guò)程進(jìn)行的是有絲分裂?！净?dòng)探究】9.(12分)紅豆杉因其次生代謝產(chǎn)物紫杉醇的顯著治癌效果而備受關(guān)注。為了獲得紫杉醇,可以先用植物外植體獲得愈傷組織,然后在生物反應(yīng)器中懸浮培養(yǎng)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)以該植物的幼莖、樹(shù)皮、針葉作為外植體,在一定條件下進(jìn)行組織培養(yǎng),均能獲得試管苗,其原理是_______________________________________________。

研究發(fā)現(xiàn)用幼嫩莖段比成年老枝更易產(chǎn)生愈傷組織,且時(shí)間早,誘導(dǎo)率高,原因是幼嫩莖段細(xì)胞分化程度較__________________________________________。

9.(12分)紅豆杉因其次生代謝產(chǎn)物紫杉醇的顯著治癌效果而備(2)可采用____________(部位)進(jìn)行植物組織培養(yǎng)獲得脫除病毒的紅豆杉。與從紅豆杉樹(shù)皮中直接提取相比,通過(guò)莖段組培獲得的愈傷細(xì)胞懸浮培養(yǎng)生產(chǎn)紫杉醇的優(yōu)點(diǎn)是___________________________________________。

(3)二倍體愈傷組織細(xì)胞經(jīng)__________________處理,會(huì)產(chǎn)生染色體加倍的細(xì)胞。

(2)可采用____________(部位)進(jìn)行植物組織培養(yǎng)(4)不同有機(jī)溶劑及其組合作為浸提溶劑對(duì)紫杉醇的得率的影響如圖所示。有機(jī)溶劑名稱注:1-甲醇;2-乙醇;3-丙酮;4-二氯甲烷;5-乙酸乙酯;6-甲醇-乙醇;7-甲醇-丙酮;8-甲醇-二氯甲烷;9-甲醇-乙酸乙酯;10-乙醇-丙酮;11-乙醇-二氯甲烷;12-乙醇-乙酸乙酯;13-丙酮-二氯甲烷;14-丙酮-乙酸乙酯;15-二氧甲烷-乙酸乙酯(4)不同有機(jī)溶劑及其組合作為浸提溶劑對(duì)紫杉醇的得率的影響如從溶劑單獨(dú)和混合提取效果的角度分析,可得出的結(jié)論有:單一溶劑作為提取紫杉醇的浸提溶劑時(shí),____________的提取效果最佳;溶劑混合浸提時(shí),______________作為浸提溶劑提取紫杉醇效果最好。

從溶劑單獨(dú)和混合提取效果的角度分析,可得出的結(jié)論有:單一溶劑【解析】(1)植物的幼莖、樹(shù)皮、針葉作為外植體,在一定條件下進(jìn)行組織培養(yǎng),均能獲得試管苗,其原理是利用了植物細(xì)胞的全能性。研究發(fā)現(xiàn)用幼嫩莖段比成年老枝更易產(chǎn)生愈傷組織,且時(shí)間早,誘導(dǎo)率高,原因是幼嫩莖段細(xì)胞分化程度較低,全能性高。(2)由于莖尖含病毒很少或沒(méi)有,所以可采用莖尖進(jìn)行植物組織培養(yǎng)獲得脫除病毒的紅豆杉。與從紅豆杉樹(shù)皮中直接提取相比,通過(guò)莖段組培獲得的愈傷細(xì)胞懸浮培養(yǎng)生產(chǎn)紫杉醇的優(yōu)點(diǎn)是可以在生物反應(yīng)器中大量培養(yǎng)植物細(xì)胞,并且通過(guò)控制條件使培養(yǎng)細(xì)胞合成大量的紫杉醇。(3)二倍體愈傷組織細(xì)胞經(jīng)秋水仙素(低溫)處理,會(huì)產(chǎn)生染色體加倍的細(xì)胞。(4)由柱形圖分析可知,單一溶劑作為提取紫杉醇的浸提溶劑時(shí),甲醇的提取效果最佳;溶劑混合浸提時(shí),乙醇-二氯甲烷作為浸提溶劑提取紫杉醇效果最好?！窘馕觥?1)植物的幼莖、樹(shù)皮、針葉作為外植體,在一定條件下答案:(1)幼莖、樹(shù)皮、針葉的細(xì)胞都具有全能性,在一定條件下能發(fā)育成完整的植株低(2)莖尖可以在生物反應(yīng)器中大規(guī)模培養(yǎng)細(xì)胞,并且通過(guò)控制培養(yǎng)條件使培養(yǎng)細(xì)胞合成大量紫杉醇(3)秋水仙素(或低溫)

(4)甲醇乙醇—二氯甲烷答案:(1)幼莖、樹(shù)皮、針葉的細(xì)胞都具有全能性,在一定條件下10.(15分)下圖為幾種育種方法示意圖,據(jù)圖回答:(1)①④方向所示的途徑表示__________育種,⑦過(guò)程所示的育種方法是__________________________________________________________。

(2)②過(guò)程常用的方法是____________,③⑦過(guò)程中采用方法有________(填兩項(xiàng))。

10.(15分)下圖為幾種育種方法示意圖,據(jù)圖回答:(3)⑤過(guò)程發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的________時(shí)期。經(jīng)過(guò)⑥的選育,得到具有新基因的種子或幼苗,由此培育出的新品種具有某一優(yōu)良性狀,若要將該性狀穩(wěn)定快速地遺傳下去,運(yùn)用生物技術(shù)的解決辦法是________________。

(4)⑧→⑩過(guò)程所代表的生物技術(shù)涉及兩項(xiàng)重要步驟是__________、__________。假設(shè)甲種植物是四倍體,乙種植物是二倍體,則人工種子萌發(fā)長(zhǎng)成的植物是幾倍體?________。

(3)⑤過(guò)程發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的________時(shí)期。經(jīng)過(guò)⑥【解析】(1)據(jù)圖分析,①④所示途徑為雜交育種,①②③途徑為單倍體育種。(2)②是花藥離體培養(yǎng)過(guò)程,③階段是用秋水仙素處理或低溫誘導(dǎo)單倍體幼苗,而⑦屬于多倍體育種,用秋水仙素處理或低溫誘導(dǎo)萌發(fā)的種子或二倍體幼苗。(3)⑤⑥階段屬于誘變育種,通常用物理或化學(xué)的方法來(lái)處理處于分裂間期的細(xì)胞,此時(shí)DNA復(fù)制更容易引起基因突變;通過(guò)植物組織培養(yǎng)技術(shù)可以將植物細(xì)胞的突變基因快速穩(wěn)定地遺傳下去。(4)⑧→⑩屬于植物體細(xì)胞雜交技術(shù)流程,需要經(jīng)過(guò)植物細(xì)胞的融合、雜種細(xì)胞的組織培養(yǎng)等階段。植物體細(xì)胞雜交得到的雜種植株的體細(xì)胞的染色體組數(shù)(N)=甲種植物染色體組數(shù)(n1)+乙種植物染色體組數(shù)(n2),則雜種植株屬于異源N倍體。

【解析】(1)據(jù)圖分析,①④所示途徑為雜交育種,①②③途徑為答案:(1)雜交多倍體育種(2)花藥離體培養(yǎng)秋水仙素處理或低溫誘導(dǎo)(3)任何植物組織培養(yǎng)技術(shù)(或微型繁殖)(4)植物細(xì)胞融合植物組織培養(yǎng)(異源)六倍體答案:(1)雜交多倍體育種六植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用(30分鐘100分)六植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用一、選擇題(共4小題,每小題6分,共24分)1.如圖所示是人工種子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,對(duì)其敘述不正確的是 (

)A.人工種子的胚乳中含有胚狀體發(fā)育所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),還可以添加農(nóng)藥和植物激素B.人工種子胚狀體還未分化出胚芽、胚軸和胚根等結(jié)構(gòu)C.人工種子可以工業(yè)化生產(chǎn),播種人工種子可節(jié)省大量糧食D.人工種子的生產(chǎn)克服了季節(jié)的限制一、選擇題(共4小題,每小題6分,共24分)【解析】選B。人工種子的胚乳中含有胚狀體發(fā)育所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),也可添加農(nóng)藥和植物激素以調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)發(fā)育,選項(xiàng)A正確;人工種子的胚狀體已經(jīng)分化出胚芽、胚軸和胚根等結(jié)構(gòu),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;人工種子可以工業(yè)化生產(chǎn),播種人工種子可節(jié)省大量的糧食,選項(xiàng)C正確;人工種子具有很多優(yōu)點(diǎn),如解決有些作物品種繁殖能力差、發(fā)芽率低、受季節(jié)限制等問(wèn)題,選項(xiàng)D正確。【解析】選B。人工種子的胚乳中含有胚狀體發(fā)育所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)2.科研人員研究了馬鈴薯莖尖外植體大小對(duì)幼苗的脫毒率的影響,結(jié)果如圖所示。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 (

)A.培育脫毒苗所依據(jù)的原理有基因突變和細(xì)胞的全能性B.培育脫毒苗的過(guò)程中涉及脫分化和再分化兩個(gè)階段C.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明莖尖外植體越小脫毒率越高,成苗率越低D.根據(jù)本實(shí)驗(yàn)結(jié)果,培養(yǎng)脫毒苗時(shí)莖尖的適宜大小為0.27mm2.科研人員研究了馬鈴薯莖尖外植體大小對(duì)幼苗的脫毒率的影響,【解析】選A。馬鈴薯莖尖病毒極少甚至無(wú)病毒,因此可利用馬鈴薯莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)形成脫毒苗,所依據(jù)的原理是細(xì)胞的全能性,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;培育脫毒苗的過(guò)程中涉及脫分化和再分化兩個(gè)階段,故B項(xiàng)正確;由圖可知,莖尖外植體越小,脫毒率越高,成苗率越低,故C項(xiàng)正確;莖尖外植體大小為0.27mm時(shí),脫毒率和成苗率均較高,因此馬鈴薯脫毒苗培養(yǎng)中莖尖外植體的適宜大小為0.27mm,故D項(xiàng)正確?！窘馕觥窟xA。馬鈴薯莖尖病毒極少甚至無(wú)病毒,因此可利用馬鈴薯3.(2021·紹興高二檢測(cè))馬鈴薯四倍體栽培種沒(méi)有青枯病的抗性基因,少數(shù)馬鈴薯野生種存在青枯病的抗性基因。由于核型等差異,野生種難以與四倍體馬鈴薯栽培種直接雜交繁育,為獲得具有抗青枯病的馬鈴薯栽培種,研究人員進(jìn)行了植物體細(xì)胞雜交的實(shí)驗(yàn)研究(已知雜種細(xì)胞會(huì)發(fā)生部分染色體缺失現(xiàn)象),過(guò)程如圖所示。下列分析正確的是 (

)3.(2021·紹興高二檢測(cè))馬鈴薯四倍體栽培種沒(méi)有青枯病的A.在低滲溶液中,用酶解法處理A和B可以獲得兩種原生質(zhì)體B.過(guò)程①體現(xiàn)了生物膜的流動(dòng)性,用染色體組型分析可篩選出雜種細(xì)胞CC.過(guò)程②所配制的培養(yǎng)基中添加了等量的生長(zhǎng)素類和赤霉素類植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑D.過(guò)程③為脫分化、再分化過(guò)程,可采用DNA分子雜交技術(shù)鑒定植株的抗病性狀A(yù).在低滲溶液中,用酶解法處理A和B可以獲得兩種原生【解析】選B。酶解法可用于去除細(xì)胞壁獲得原生質(zhì)體,但不能在低滲溶液中進(jìn)行,否則原生質(zhì)體會(huì)吸水漲破,A錯(cuò)誤;過(guò)程①代表原生質(zhì)體的融合,利用了生物膜的流動(dòng)性,雜種細(xì)胞C中的染色體是A和B細(xì)胞染色體之和,所以用染色體組型分析可篩選出雜種細(xì)胞C,B正確;過(guò)程②為脫分化,培養(yǎng)愈傷組織需要在培養(yǎng)基中添加生長(zhǎng)素類和細(xì)胞分裂素類植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑,C錯(cuò)誤;過(guò)程③表示再分化,由于雜種細(xì)胞發(fā)生部分染色體缺失現(xiàn)象,含抗性基因的染色體可能缺失,所以可采用DNA分子雜交技術(shù)鑒定植株是否含有抗性基因,D錯(cuò)誤?！窘馕觥窟xB。酶解法可用于去除細(xì)胞壁獲得原生質(zhì)體,但不能在低4.青蒿素是從植物黃花蒿的葉片中所提取的一種代謝產(chǎn)物,而莖及其他部位中的青蒿素含量及其微小,下列關(guān)于利用植物組織培養(yǎng)生產(chǎn)青蒿素的敘述中,正確的是 (

)A.在黃花蒿組織培養(yǎng)過(guò)程中不需給予光照B.加入大量生長(zhǎng)素可提高青蒿素的產(chǎn)量C.可通過(guò)大量培養(yǎng)愈傷組織以直接獲得青蒿素D.可大規(guī)模栽培組織培養(yǎng)苗以獲取藥用成分4.青蒿素是從植物黃花蒿的葉片中所提取的一種代謝產(chǎn)物,而莖及【解題關(guān)鍵】解答本題需明確以下兩點(diǎn):(1)誘導(dǎo)形成愈傷組織需避光培養(yǎng),原因是在有光時(shí)往往形成維管組織,而不形成愈傷組織。(2)愈傷組織再分化成胚狀體時(shí)需要光照,原因是①葉綠素的合成需要光照;②試管苗需要進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。【解題關(guān)鍵】解答本題需明確以下兩點(diǎn):【解析】選D。植物組織培養(yǎng)包括脫分化和再分化兩個(gè)過(guò)程,其中脫分化過(guò)程不需要光照,而再分化過(guò)程需要光照,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;組織培養(yǎng)過(guò)程中,生長(zhǎng)素對(duì)脫分化和再分化過(guò)程具有調(diào)節(jié)作用,但不能直接提高青蒿素的產(chǎn)量,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;青蒿素是從植物黃花蒿的葉片中所提取的一種代謝產(chǎn)物,而莖及其他部位中的青蒿素含量及其微小,因此通過(guò)大量培養(yǎng)愈傷組織不能直接獲得青蒿素,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;可大規(guī)模栽培組織培養(yǎng)苗以獲取藥用成分,選項(xiàng)D正確?！窘馕觥窟xD。植物組織培養(yǎng)包括脫分化和再分化兩個(gè)過(guò)程,其中脫二、非選擇題(共6小題,共76分)5.(9分)紫草素是紫草細(xì)胞的代謝產(chǎn)物,可作為生產(chǎn)治療燙傷藥物的原料。研究人員通過(guò)培養(yǎng)紫草細(xì)胞生產(chǎn)紫草素。為了獲取紫草素,某制藥公司利用植物組織培養(yǎng)技術(shù),從培養(yǎng)的愈傷組織中提取這種有效成分。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)培養(yǎng)時(shí),通常選擇新生的芽作為外植體,這是因?yàn)開(kāi)____________________________。將離體的芽培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上,給予適宜的培養(yǎng)條件,誘導(dǎo)其依次產(chǎn)生________________、______________,最終形成完整的植株。

二、非選擇題(共6小題,共76分)(2)假設(shè)紫草與另一種植物A均為二倍體藥用植物(紫草細(xì)胞中有2n條染色體,植物A細(xì)胞中有2m條染色體)。某藥物研究所擬利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)培育同時(shí)含有兩種有效成分的新型藥用植物。為了得到原生質(zhì)體需用__________酶和__________酶去除兩植物的細(xì)胞壁,然后誘導(dǎo)其融合形成雜種細(xì)胞。

(3)融合形成的雜種細(xì)胞在有絲分裂后期含有____________條染色體。雜種細(xì)胞培育成的新型藥用植物為_(kāi)_________倍體,在這個(gè)過(guò)程中所利用的生物學(xué)原理是____________________。

(2)假設(shè)紫草與另一種植物A均為二倍體藥用植物(紫草細(xì)胞中有【解析】(1)植物組織培養(yǎng)技術(shù)的原理是植物細(xì)胞的全能性,培養(yǎng)時(shí)選擇新生的芽作為外植體,是因?yàn)樾律康姆只潭鹊?、全能性?在培養(yǎng)過(guò)程中容易誘導(dǎo)其脫分化形成愈傷組織;植物組織培養(yǎng)的過(guò)程:將離體的芽培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上,給予適宜的培養(yǎng)條件,誘導(dǎo)其脫分化產(chǎn)生愈傷組織,再分化形成胚狀體或叢芽,最終繼續(xù)分裂和分化形成完整個(gè)體。(2)在植物體細(xì)胞雜交過(guò)程中,需要用纖維素酶和果膠酶處理植物的細(xì)胞壁,獲得原生質(zhì)體,然后誘導(dǎo)其再生出新的細(xì)胞壁,形成雜種細(xì)胞。(3)根據(jù)題意,紫草細(xì)胞中有2n條染色體,植物A細(xì)胞中有2m條染色體,融合后的細(xì)胞中具有二者所有的染色體,因此染色體數(shù)目為2n+2m,則【解析】(1)植物組織培養(yǎng)技術(shù)的原理是植物細(xì)胞的全能性,培養(yǎng)有絲分裂后期染色體數(shù)目加倍為4(m+n)。雜種細(xì)胞發(fā)育成的藥用植物融合了二者的染色體組,二者為不同的物種,故雜種細(xì)胞培育成的新型藥用植物為四倍體,將雜種細(xì)胞培養(yǎng)成個(gè)體利用了植物細(xì)胞的全能性。答案:(1)細(xì)胞分化程度低,容易誘導(dǎo)脫分化愈傷組織叢芽(2)纖維素果膠(3)4(n+m)四植物細(xì)胞具有全能性

有絲分裂后期染色體數(shù)目加倍為4(m+n)。雜種細(xì)胞發(fā)育成的藥6.(14分)人工種子是人們模仿天然種子的結(jié)構(gòu)制造出來(lái)的生命有機(jī)體,它能像種子一樣萌發(fā)生長(zhǎng),長(zhǎng)成植物。人工種子的核心部件是被外層物包埋的具有類似于胚功能的胚狀體。將胚狀體包埋在一個(gè)能提供營(yíng)養(yǎng)的膠質(zhì)中,便成了所謂的“人工種子”。6.(14分)人工種子是人們模仿天然種子的結(jié)構(gòu)制造出來(lái)的生命(1)人工種子依據(jù)的原理是_____________________________________________,

培育胚狀體利用了____________________________技術(shù)。

(2)包埋胚狀體的膠質(zhì)可看作自然種子的哪部分結(jié)構(gòu)?____________________。

(3)如果外植體是植物的莖尖,通過(guò)①的處理可使細(xì)胞彼此分離,①過(guò)程中可加入 (

)A.蛋白酶 B.淀粉酶C.果膠酶 D.胰蛋白酶(4)由人工種子萌發(fā)成的植株是否可育?________________。

(1)人工種子依據(jù)的原理是_________________【解題關(guān)鍵】解答本題的突破點(diǎn):(1)種子的結(jié)構(gòu)。(2)人工種子的培育原理、過(guò)程?！窘忸}關(guān)鍵】解答本題的突破點(diǎn):【解析】(1)人工種子能發(fā)育成完整植株,說(shuō)明其細(xì)胞內(nèi)含有個(gè)體發(fā)育所需要的全套遺傳物質(zhì),因此依據(jù)的原理是細(xì)胞的全能性,人工種子是經(jīng)過(guò)植物組織培養(yǎng)技術(shù)得到的。(2)包裹胚狀體的膠質(zhì)有保護(hù)胚狀體的作用,同時(shí)又可以為胚狀體提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),所以可看成種皮及胚乳或子葉。(3)使植物細(xì)胞彼此分離可以使用纖維素酶和果膠酶,因?yàn)橹参锛?xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠。(4)人工種子是否可育取決于培育胚狀體所用的材料?！窘馕觥?1)人工種子能發(fā)育成完整植株,說(shuō)明其細(xì)胞內(nèi)含有個(gè)體答案:(1)植物細(xì)胞的全能性植物組織培養(yǎng)(2)種皮及提供營(yíng)養(yǎng)的胚乳或子葉(3)C(4)不一定答案:(1)植物細(xì)胞的全能性植物組織培養(yǎng)

【互動(dòng)探究】(1)題中如果經(jīng)過(guò)①過(guò)程得到的細(xì)胞的基因型為DdTt,經(jīng)圖示過(guò)程得到的人工種子是否可育?為什么?提示:可育。若經(jīng)過(guò)①過(guò)程得到的細(xì)胞的基因型為DdTt,則胚狀體的基因型為DdTt,屬于二倍體,因此可育。(2)若題圖中植物體的基因型為DdTt,利用花藥離體培養(yǎng)得到的“花粉胚”長(zhǎng)成的植株可育嗎?為什么?提示:不可育。若植物體的基因型為DdTt,利用花藥離體培養(yǎng)得到的“花粉胚”長(zhǎng)成的植株的基因型為DT、Dt、dT、dt,均屬于單倍體,因此不可育?！净?dòng)探究】7.(14分)玉米是一種主要的農(nóng)作物,為了提高玉米的產(chǎn)量,科學(xué)家做了大量的研究工作。如圖是關(guān)于玉米培養(yǎng)的過(guò)程,請(qǐng)據(jù)圖回答:7.(14分)玉米是一種主要的農(nóng)作物,為了提高玉米的產(chǎn)量,科(1)如圖A→C,發(fā)育成植株D,取D的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)得到的幼苗屬于________,如圖E→F,經(jīng)秋水仙素處理后發(fā)育成植株G;從生殖方式上分析,A→D屬于________生殖。

(2)A→C的過(guò)程要嚴(yán)格控制________。

(3)F→G的過(guò)程中用______________處理,使細(xì)胞染色體數(shù)目加倍,用E→G途徑育種的優(yōu)點(diǎn)是______________________________________________________。

(4)若想培育出一種能抗蟲(chóng)的玉米新品種,可以采用________育種;若想培育出一種地上結(jié)玉米,地下結(jié)馬鈴薯的植株,可以利用______________技術(shù)。

(1)如圖A→C,發(fā)育成植株D,取D的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)得到的【解析】(1)取D的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)成幼苗(如圖E→F),經(jīng)秋水仙素處理后發(fā)育成植株G,此過(guò)程屬于單倍體育種,從生殖方式上分析,A→D屬于無(wú)性生殖。(2)在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中,要嚴(yán)格控制無(wú)菌條件。(3)F→G的過(guò)程中用秋水仙素處理,使細(xì)胞染色體數(shù)目加倍;用E→G途徑進(jìn)行單倍體育種的優(yōu)點(diǎn)是直接得到穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良品種,自交后代不發(fā)生性狀分離,極大地縮短了育種年限。(4)若想培育出一種能抗蟲(chóng)的玉米新品種,可以采用基因工程育種;若想培育出一種地上結(jié)玉米,地下結(jié)馬鈴薯的植株,可以利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)?！窘馕觥?1)取D的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)成幼苗(如圖E→F),經(jīng)答案:(1)單倍體無(wú)性(2)無(wú)菌(3)秋水仙素直接得到穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良品種,極大地縮短了育種年限(4)基因工程植物體細(xì)胞雜交答案:(1)單倍體無(wú)性(2)無(wú)菌8.(12分)下圖列舉了幾種植物的育種方式,請(qǐng)據(jù)圖回答相關(guān)問(wèn)題:(1)甲育種方式稱為_(kāi)_______________。

(2)通過(guò)丁方式可以獲得脫毒苗,培養(yǎng)過(guò)程中c常常取用莖尖的原因是____________________________________________。

(3)乙方式處理植物的愈傷組織能獲得較好效果,原因是___________________。

8.(12分)下圖列舉了幾種植物的育種方式,請(qǐng)據(jù)圖回答相關(guān)問(wèn)【解析】本題主要考查植物體細(xì)胞雜交、誘變育種和基因工程育種,其中誘變育種和基因工程育種都屬于作物新品種的培育方法。(1)由a、b兩種細(xì)胞通過(guò)一定的技術(shù)手段獲得c,屬于植物體細(xì)胞雜交,能克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。(2)植物分生區(qū)附近(如莖尖)的病毒極少,甚至沒(méi)有病毒,因此常用莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)獲得脫毒苗。(3)愈傷組織細(xì)胞一直處于不斷的分生狀態(tài),容易受到培養(yǎng)條件和外界壓力(如射線、化學(xué)物質(zhì)等)的影響而發(fā)生突變?！窘馕觥勘绢}主要考查植物體細(xì)胞雜交、誘變育種和基因工程育種,答案:(1)植物體細(xì)胞雜交(2)莖尖不帶病毒或很少被病毒感染(3)愈傷組織細(xì)胞處于不斷的分生狀態(tài),易受到培養(yǎng)條件和外界壓力的影響而發(fā)生突變答案:(1)植物體細(xì)胞雜交【互動(dòng)探究】(1)丁過(guò)程中需要用到哪些激素?提示:生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素。(2)丁過(guò)程存在基因重組嗎?提示:不存在?；蛑亟M發(fā)生在減數(shù)分裂過(guò)程中,丁過(guò)程進(jìn)行的是有絲分裂?！净?dòng)探究】9.(12分)紅豆杉因其次生代謝產(chǎn)物紫杉醇的顯著治癌效果而備受關(guān)注。為了獲得紫杉醇,可以先用植物外植體獲得愈傷組織,然后在生物反應(yīng)器中懸浮培養(yǎng)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)以該植物的幼莖、樹(shù)皮、針葉作為外植體,在一定條件下進(jìn)行組織培養(yǎng),均能獲得試管苗,其原理是_______________________________________________。

研究發(fā)現(xiàn)用幼嫩莖段比成年老枝更易產(chǎn)生愈傷組織,且時(shí)間早,誘導(dǎo)率高,原因是幼嫩莖段細(xì)胞分化程度較__________________________________________。

9.(12分)紅豆杉因其次生代謝產(chǎn)物紫杉醇的顯著治癌效果而備(2)可采用____________(部位)進(jìn)行植物組織培養(yǎng)獲得脫除病毒的紅豆杉。與從紅豆杉樹(shù)皮中直接提取相比,通過(guò)莖段組培獲得的愈傷細(xì)胞懸浮培養(yǎng)生產(chǎn)紫杉醇的優(yōu)點(diǎn)是___________________________________________。

(3)二倍體愈傷組織細(xì)胞經(jīng)__________________處理,會(huì)產(chǎn)生染色體加倍的細(xì)胞。

(2)可采用____________(部位)進(jìn)行植物組織培養(yǎng)(4)不同有機(jī)溶劑及其組合作為浸提溶劑對(duì)紫杉醇的得率的影響如圖所示。有機(jī)溶劑名稱注:1-甲醇;2-乙醇;3-丙酮;4-二氯甲烷;5-乙酸乙酯;6-甲醇-乙醇;7-甲醇-丙酮;8-甲醇-二氯甲烷;9-甲醇-乙酸乙酯;10-乙醇-丙酮;11-乙醇-二氯甲烷;12-乙醇-乙酸乙酯;13-丙酮-二氯甲烷;14-丙酮-