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

其次章其次節(jié)植物細胞工程的應用必備學問基礎練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.楊樹的扦插繁殖D.果樹的嫁接繁殖2.通過植物組織培育技術繁殖農(nóng)作物,其優(yōu)點不包括()A.加快繁殖速度 B.保持親本優(yōu)良性狀C.培育無病毒植株 D.變更植物的基因型3.下列有關種質保存的敘述,不正確的是()A.種質保存有利于愛護植物多樣性B.種質保存比保存植物的種子更有利C.種質保存不變更種子的遺傳特性D.-196℃的低溫通過破壞部分呼吸酶來降低種子的呼吸作用4.[2024江蘇宿遷泗陽試驗高級中學高二月考]利用植物組織培育技術大量繁殖紅豆杉細胞,從中提取細胞分泌的抗癌藥物——紫杉醇。下列有關敘述正確的是()A.采納莖尖部位的組織進行組織培育簡單獲得抗病毒植株B.利用植物組織培育能獲得遺傳物質變更的新品種C.愈傷組織細胞排列疏松而無規(guī)則,且為高度液泡化呈無定形態(tài)態(tài)的薄壁細胞D.選擇適當?shù)姆只嘤?在相宜光照下培育出紅豆杉幼苗5.下列關于細胞代謝產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)的敘述,錯誤的是()A.細胞代謝產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)是植物細胞工程的重要用途之一B培育過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胞C.培育的細胞收集后一般要裂開提取有效成分D.培育的愈傷組織須要經(jīng)過再分化產(chǎn)生特定的組織細胞后,才能產(chǎn)生特定的細胞代謝產(chǎn)物6.[2024江蘇揚州中學高二期中改編]下列有關植物組織培育技術的應用的敘述,正確的是()A.微型繁殖技術是指植物體細胞雜交技術B.馬鈴薯利用莖尖組織培育進行脫毒C.人工種子的種皮由胚狀體生成D.微型繁殖的優(yōu)點有取材多、培育周期短、繁殖率高7.[2024江蘇鹽城伍佑中學高二期中]辣椒素作為一種生物堿廣泛用于食品保健、醫(yī)藥工業(yè)等領域。辣椒素的獲得途徑如圖所示?；卮鹣铝袉栴}:(1)圖中過程①和②分別表示辣椒組織培育中細胞的和,其中須要光照的是過程(填序號)。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。培育基中的生長素和細胞分裂素用量的比值(填“高”“低”或“相等”)時,有利于芽的分化。

(3)用酶解法將愈傷組織分別成單細胞時,常用的工具酶是。

(4)細胞產(chǎn)物工廠化生產(chǎn)是植物組織培育的重要應用。高產(chǎn)細胞系須在(填“固體”或“液體”)培育基中培育至,再從中提取辣椒素。

(5)脫毒苗形成的植株中,辣椒素主要分布在果肉細胞的(填細胞器)中。

關鍵實力提升練8.[2024江蘇泰州泰興中學高三調研]某課外活動小組獲得了一株性狀優(yōu)良的結球生菜,并利用植物組織培育技術對其進行快速繁殖。下列有關敘述正確的是()A.運用體積分數(shù)為95%的酒精對外植體進行消毒B.為保持結球生菜的優(yōu)良遺傳性狀,應選用花粉進行培育C.在誘導生根時,培育基中應提高細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)生的花粉進行單倍體育種的示意圖。據(jù)圖推斷,下列敘述錯誤的是()花粉幼苗A植株BA.過程②通常運用的試劑是秋水仙素,作用時期為細胞有絲分裂前期B.通過過程①②得到的植株既有純合子又有雜合子C.過程①屬于植物的組織培育,在此過程中必需運用肯定量的植物激素或植物生長調整劑D.與雜交育種相比,該育種方法的優(yōu)點是能明顯縮短育種年限10.[多選][2024江蘇鹽城伍佑中學高三階段考]下圖表示通過植物細胞工程技術獲得紫杉醇的途徑。下列有關敘述錯誤的是()A.該途徑依據(jù)的原理是植物細胞具有全能性B.需在無菌和人工限制的條件下進行C.經(jīng)過程①細胞的形態(tài)和結構發(fā)生了變更D.過程③需運用固體培育基,有利于細胞增殖11.[2024江蘇南京、鹽城高三二模)束頂病毒能夠引起香蕉的嚴峻病害,科研人員用感病植株的莖尖作為外植體進行培育獲得脫毒苗,試驗結果如下圖所示。下列有關敘述正確的是()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.培育過程中培育基常添加生長激素、細胞分裂素等激素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呈正方形的薄壁細胞12.[2024江蘇無錫南菁高級中學高二月考]為給工廠化繁殖脫毒甘薯苗供應技術上的支持,科研人員利用植物組織培育技術探討甘薯莖尖(外植體)大小對誘導分化苗和脫毒苗的影響,結果如表所示。下列相關敘述正確的是()莖尖大小外植體數(shù)/個分化苗數(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.脫分化過程中,應賜予足夠光照使其進行光合作用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,難以滿意市場化需求。因此,目前一般通過植物細胞工程手段進行培育,詳細過程如圖所示,圖中數(shù)字代表處理或生理過程。請回答下列問題:(1)狼爪瓦松植株乙、丙、丁的獲得都利用了技術,三種植株中核遺傳物質與植株甲相同的是。

(2)①選擇幼嫩的葉用于接種的緣由是。啟動②③的關鍵激素是。

(3)⑤須要用處理,原生質體培育液中須要加入相宜濃度的甘露醇。請從細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有黃酮類化合物,加入茉莉酸甲酯和水楊酸會明顯促進愈傷組織中黃酮類化合物的積累,且細胞中與黃酮類化合物合成相關酶的含量顯著上升。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江蘇揚州高郵中學高二調研]紫杉醇是紅豆杉細胞中產(chǎn)生的一種高效抗癌物質,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,可通過植物組織培育和細胞培育技術來獲得。請回答下列問題:(1)獲得的外植體首先要運用體積分數(shù)為70%的酒精和次氯酸鈉溶液進行處理,然后接種到(填“固體”或“液體”)培育基上通過過程培育出愈傷組織。下表為四種不同外植體在相同培育條件下誘導愈傷組織的試驗結果。由表中結果可知,誘導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其擴大培育,擴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)點是。培育15天后細胞增殖速度減慢,主要緣由有。

(3)植物激素會影響紅豆杉愈傷組織的生長速度和紫杉醇的產(chǎn)量,科學工作者為此用不同濃度的2,4-D溶液進行了相關探討,結果如下圖。據(jù)圖分析,2,4-D溶液對細胞生長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:生長速率=每天每升培育基中增加的細胞干重克數(shù)。(4)與從自然植株中提取相比,利用上述技術生產(chǎn)紫杉醇的重要意義是(答出兩點)。

學科素養(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行的四種人工繁殖過程。請據(jù)圖回答下列問題:(1)利用圖中的部分葉片進行植物組織培育時,需將其先用體積分數(shù)為消毒30s后,用無菌水清洗2~3次,再用次氯酸鈉溶液處理30min后,馬上用無菌水清洗2~3次。

(2)圖中①需經(jīng)過的生理過程包括兩個步驟。

(3)②過程表示將該植物的兩個原生質體進行融合,常用的促融劑是。圖中A、B、C、D過程都能得到一種由高度液泡化的薄壁細胞組成的結構,該結構是。

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

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

(6)通過A途徑獲得的植株的基因型是。

其次節(jié)植物細胞工程的應用1.B用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培育技術叫作植物的快速繁殖技術,又叫微型繁殖技術。A、C、D項所描述的均屬于養(yǎng)分生殖,只有B項運用了植物組織培育技術,屬于微型繁殖,B項符合題意。2.D植物組織培育不僅可以高效快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖,還可以保持親本的優(yōu)良性狀,并通過作物脫毒提高作物產(chǎn)量,改善作物品種,但不會變更植物的基因型,D項不符合題意。3.D低溫通過抑制酶的活性降低呼吸速率,不會破壞酶的結構,D項錯誤。4.C采納莖尖部位的組織進行組織培育,可以獲得脫毒植株,但不能獲得抗病毒植株,A項錯誤;植物組織培育是利用離體的植物組織、器官或細胞發(fā)育成為完整植株的過程,該過程遺傳物質未發(fā)生變更,B項錯誤;愈傷組織的細胞排列疏松而無規(guī)則,是一種高度液泡化且呈無定形態(tài)態(tài)的薄壁細胞,C項正確;要提取細胞分泌的紫杉醇,只須要培育到愈傷組織即可,D項錯誤。5.D培育的愈傷組織不須要經(jīng)過再分化就能產(chǎn)生特定的細胞代謝產(chǎn)物,D項錯誤。6.B微型繁殖技術是指植物組織培育技術,A項錯誤;進行植物微型繁殖時,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行組織培育,再生的植株就可能不帶病毒,B項正確;人工種子的種皮是人工合成的,C項錯誤;微型繁殖的優(yōu)點有取材少、培育周期短、繁殖率高,D項錯誤。7.答案(1)脫分化再分化②該部位的細胞分裂旺盛,含病毒少甚至無病毒(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)過程①是脫分化,即由高度分化的植物組織或細胞產(chǎn)生愈傷組織的過程;過程②是再分化,即脫分化產(chǎn)生的愈傷組織接著進行培育,又可重新分化成根或芽等器官的過程。過程①(脫分化)不須要光照,過程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病毒,而莖尖或根尖的細胞分裂旺盛,含病毒少甚至無病毒。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。生長素和細胞分裂素用量的比值低時,有利于芽的分化;反之,則有利于根的分化。(3)植物細胞的細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胞時,常用的酶是果膠酶和纖維素酶。(4)細胞的擴大培育一般用液體培育基,有利于細胞與養(yǎng)分物質的充分接觸,因此高產(chǎn)細胞系須在液體培育基中培育至愈傷組織,再從中提取辣椒素。(5)辣椒素是一種生物堿,存在于植物細胞的液泡中。8.D運用體積分數(shù)為70%的酒精對外植體進行消毒,A項錯誤;由于產(chǎn)生花粉過程中會發(fā)生基因分別,為保持結球生菜的優(yōu)良遺傳性狀,應選用體細胞進行培育,B項錯誤;在誘導生根時,培育基中應提高生長素的比例和用量,C項錯誤;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項正確。9.B過程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,過程②可經(jīng)過誘導染色體數(shù)目加倍獲得純合的植株B,B項錯誤。10.AD細胞全能性以細胞發(fā)育成個體為標記,而圖中并沒有形成完整植物體,A項錯誤;為避開雜菌污染,圖示過程需在無菌和人工限制的條件下進行,B項正確;圖中過程①是脫分化,經(jīng)該過程細胞的形態(tài)和結構發(fā)生了變更,成為高度液泡化的薄壁細胞,C項正確;過程③需運用液體培育基,有利于細胞增殖,D項錯誤。11.C滅菌會將植株的莖尖殺死,所以須要對感病植株的莖尖進行消毒處理,A項錯誤;培育過程中加入生長素和細胞分裂素,B項錯誤;從圖中可以看出,經(jīng)過超低溫處理后,感病植株的脫毒率增加,但成活率降低,C項正確;愈傷組織是無定形態(tài)態(tài)的薄壁細胞,D項錯誤。12.A在不同的培育階段,培育基中激素的種類和比例不同,生長素和細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項正確;脫分化過程中不須要光照,不進行光合作用,B項錯誤;培育脫毒苗依據(jù)的原理是植物細胞的全能性,C項錯誤;表中結果說明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項錯誤。13.答案(1)植物組織培育乙、丁(2)幼嫩的葉分裂實力強,分化程度低生長素和細胞分裂素(3)纖維素酶和果膠酶維持細胞質膜內外滲透壓的平衡(防止原生質體皺縮或裂開)(4)茉莉酸甲酯和水楊酸誘導了細胞內與黃酮類化合物合成相關酶的基因的表達,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、丁都是在無菌和人工限制的條件下,將離體的植物器官、組織、細胞在人工配制的培育基上培育,賜予相宜的培育條件,誘導其產(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。植株丙經(jīng)驗了誘變處理,發(fā)生了突變,其遺傳物質與植株甲不同;植株乙、丁的形成過程未做誘變處理,其遺傳物質與植株甲相同。(2)幼嫩的葉有絲分裂旺盛,細胞分裂實力強,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,生長素用于誘導細胞的分裂和根的分化,細胞分裂素的主要作用是促進組織細胞的分裂或從愈傷組織和器官上分化出不定芽,所以啟動②(脫分化)和③(再分化)的關鍵激素是生長素和細胞分裂素。(3)⑤在進行體細胞雜交之前,必需先利用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁,獲得具有活力的原生質體。去除細胞壁后,原生質體活性的保持須要維持細胞質膜內外滲透壓的平衡,所以原生質體培育液中須要加入相宜濃度的甘露醇,維持細胞質膜內外滲透壓的平衡(防止原生質體皺縮或裂開)。(4)由題意可知,加入茉莉酸甲酯和水楊酸后,愈傷組織細胞中與黃酮類化合物合成相關酶的含量顯著上升,明顯促進愈傷組織中黃酮類化合物的積累,說明茉莉酸甲酯和水楊酸誘導了細胞內與黃酮類化合物合成相關酶的基因的表達,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形態(tài)養(yǎng)分物質削減,代謝產(chǎn)物積累(3)促進抑制1.0(4)提高了紫杉醇的產(chǎn)量,愛護了紅豆杉資源解析(1)獲得的外植體首先要通過體積分數(shù)為70%的酒精協(xié)作運用肯定濃度的次氯酸鈉溶液進行消毒。植物組織培育所用培育基為固體培育基。外植體經(jīng)脫分化過程培育出愈傷組織。由表中結果可知,不帶葉莖段、成熟胚誘導形成的愈傷組織體積較大,誘導率也相對較高,說明誘導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)點為能夠支撐外植體、固體培育基內的養(yǎng)分分布比較勻