2022高考生物一轮复习-课时练40-植物细胞工程新人教版.docx

2022高考生物一轮复习 课时练40 植物细胞工程新人教版

2022高考生物一轮复习 课时练40 植物细胞工程新人教版

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- 8 -

植物细胞工程
1.某二倍体植物是杂合子,下图为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生完整植株的过程。据图回答下列问题。

(1)图中①表示的是该花粉培养过程中的　　　　　　过程,②表示的是　　　　　　过程,X代表的是　　　　　　,③表示的是　　　　过程。 
(2)图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条,具体通过哪条途径主要取决于培养基成分中　　　　的种类及其浓度配比,最后获得的来自未成熟花粉的完整植株都称为　　　　　　植株(甲)。未成熟花粉经培养能形成完整植株,说明花粉具有　　　　　　　　　　　　。 
(3)对植株甲用　　　　　　　　　　　　处理,才能使其结实产生后代(乙),否则植株甲只有通过无性繁殖的方式才能产生后代(丙)。这种育种方法的优势是　　　　　　　　　　　　。 
2.(2019全国Ⅲ)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→接种组
织块→
①　　　　②　　　　　③　　　　　④
诱导组织块形
成愈伤组织→诱导愈伤组织
形成试管苗
　⑤　　　　　　⑥
回答下列问题。
(1)利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物细胞可以培养成完整的植株,这是因为植物细胞具有　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)步骤③切取的组织块中要带有形成层,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。在新的培养基上愈伤组织通过细胞的　　　　　　过程,最终可形成试管苗。 
(4)步骤⑥要进行照光培养,其作用是 
　。 
(5)经组织培养得到的植株,一般可保持原品种的　　　　　　　　,这种繁殖方式属于　　　　　繁殖。 
3.下图为A、B两种二倍体植物体细胞杂交过程示意图,请据图回答下列问题。

(1)步骤①的方法是　　　　　　。步骤②常用的化学试剂是　　　　　　　　,之后　　　(“是”或“否”)需要筛选。 
(2)在利用杂种细胞培育成为杂种植物的过程中,运用的技术手段是　　　　　　　　　　　,其中步骤④是　　　　　　。植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植物,与A、B两种植物相比,该杂种植物是新物种的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)培育该杂种植物的过程中,遗传物质的传递是否遵循孟德尔遗传规律?为什么? 
　。 
4.紫杉醇是红豆杉细胞中产生的一种高效抗癌物质,在植物体中含量极低。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。下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　 
　　　　　　　　　　。 
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

注:诱导率(%)=(形成的愈伤组织数量/接种的外植体数量)×100%
(2)将愈伤组织接种到适宜培养液中进行细胞培养,细胞培养的过程　　　　　　　(填“体现”或“未体现”)细胞的全能性,理由是　 
　　　　　　　　。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。 

注:生长速率=每天每升培养基中增加的细胞干重克数
(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)。 
5.细胞工程是一门新兴的生物工程技术,在动、植物的育种,药物提取,药物生产等领域的应用十分广泛。利用所学知识回答以下细胞工程的相关问题。
(1)釆用植物细胞工程育种的方法如下:

①以胚状体为材料,经过人工薄膜包装得到的人工种子,在适宜条件下同样能够萌发成幼苗,与天然种子培育相比,人工种子的培育具有哪些显著的优点?　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(答出两点)。 
②甲、乙原生质体经诱导融合完成的标志是　　　　　　　　　　　　。利用杂种细胞采用植物组织培养技术可以培育成杂种植株,该技术的核心步骤是　　　　　　　和　　　　　　　。 
(2)已知西湖龙井含有的茶碱是植物细胞的代谢产物,具有提神、抗衰老功效。可用植物组织培养来实现茶碱的工业化生产。
①若利用植物组织培养技术,可将龙井茶叶细胞培养到　　　　　　　　阶段,然后从　　　　(填细胞器)中提取茶碱。 
②如果想获得脱毒的龙井茶苗,可以切取一定大小的　　　　等进行组织培养。 
6.马铃薯是重要的经济作物,植物细胞工程在马铃薯的脱毒及育种等方面有重要应用。请回答下列问题。
(1)培育脱毒马铃薯时,外植体宜选用　　　　(填“茎尖”或“叶片”),不选另一个的理由是　 
　。 
(2)植物组织培养常用到愈伤组织培养基、生芽培养基和生根培养基。在愈伤组织培养基上,外植体经脱分化形成愈伤组织,愈伤组织是一团　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。在再分化阶段,生长素和细胞分裂素参与了细胞分化方向的调节,与生根培养基相比,一般情况下生芽培养基中　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)马铃薯栽培种的抗病性和抗逆性较差,野生马铃薯种的抗病性和抗逆性较好,但二者存在杂交不亲合性。利用野生马铃薯种,通过细胞工程改进马铃薯栽培种种质的思路是 

　。 
(4)避免微生物污染、优化培养条件可提髙植物组织培养的成功率。在植物组织培养时,应从　　　　　　　　　　　　　　　　　　(至少答出2点)等方面制定措施,减少污染;在培养室中培养时,注意优化培养环境,控制　　　　　　　　　　　　　　　　(至少答出3点)等培养条件。 

课时规范练40　植物细胞工程
1.答案:(1)脱分化　再分化　胚状体　分化(或发育)　(2)激素　单倍体　细胞的全能性　(3)秋水仙素或低温　缩短育种年限
解析:(1)图中①表示的是该花粉培养过程中的脱分化过程,②表示的是再分化过程,X代表的是胚状体,③④表示的是分化(或发育)过程。(2)在植物组织培养时,通过调节生长素和细胞分裂素的比例来诱导愈伤组织分化出根或芽。因此图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条,具体通过哪一条途径主要取决于培养基成分中激素的种类及其浓度配比。由花粉离体培养得到的植株是单倍体植株,这也说明花粉具有细胞的全能性。(3)要使植株甲可育,需要对其用秋水仙素或低温处理,使染色体加倍,这样才能产生可育花粉,进而结实产生后代(乙);花药离体培养是单倍体育种的一个重要步骤,而单倍体育种的突出优势是缩短育种年限。
2.答案:(1)全能性(或答:形成完整植株所需的全部基因)　(2)形成层容易诱导形成愈伤组织　(3)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　分化(或答:再分化)　(4)诱导叶绿素的形成,使试管苗能够进行光合作用　(5)遗传特性　无性
解析:本题以植物组织培养为依托,主要考查处理实验材料与分析实验的能力。(1)高度分化的植物细胞具有形成该物种完整植株的全部基因,具有发育成完整植株的潜能,即具有全能性,因此用分化的植物细胞可以培养成完整的植株。(2)形成层细胞分化程度低,容易诱导形成愈伤组织,因此步骤③切取的组织块中要带有形成层。(3)步骤⑤为诱导形成愈伤组织,步骤⑥为诱导愈伤组织形成试管苗,形成不同组织、器官所需的植物激素的比例不同,且随培养时间的增加,培养基中营养物质不断减少,有害代谢产物逐渐积累,会抑制植物的生长,因此需要更换培养基。(4)形成试管苗后,叶片的形成使植物具备了进行光合作用的条件,而叶片中叶绿素的形成需要光,因此要将试管苗在光下培养。(5)植物组织培养过程中细胞进行有丝分裂和再分化,能够保持原品种的遗传特性。植物组织培养没有经过两性生殖细胞的融合,这种繁殖方式属于无性繁殖。
3.答案:(1)酶解法　聚乙二醇　是　(2)植物组织培养技术　脱分化　该杂种植株与A、B两种植物间均存在生殖隔离　(3)不遵循,该过程不属于有性生殖
解析:(1)题图为植物体细胞杂交过程示意图,其中①表示去壁获取原生质体的过程,常用酶解法,即用纤维素酶和果胶酶处理;②表示人工诱导原生质体融合,常用的化学试剂是聚乙二醇(PEG),诱导后形成的两两融合的原生质体有三种,所以需要进行筛选。(2)图中③表示再生出新细胞壁的过程。杂种细胞通过植物组织培养技术培育成为杂种植物,过程④表示脱分化,⑤表示再分化过程。图中获得的杂种植物与A、B两种植物间均存在生殖隔离,所以是新物种。(3)题图所示为植物体细胞杂交过程,没有经过不同配子的结合,所以不属于有性生殖,因此该过程中遗传物质的传递不遵循孟德尔遗传规律。
4.答案:(1)脱分化　不带叶茎段、成熟胚　(2)未体现　此过程中细胞没有再分化,没有发育成完整植株　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,保护了红豆杉资源
解析:(1)植物细胞产物的工厂化生产,需要将获取的外植体经过脱分化形成愈伤组织。由表中结果可知,在相同培养条件下,不带叶茎段、成熟胚的两种外植体不仅诱导率较大,而且愈伤组织体积较大,量多,便于后续培养,因此较适宜诱导愈伤组织。(2)将愈伤组织接种到适宜培养液中进行细胞培养,此过程中细胞没有再分化,没有发育成完整植株,因此不能体现细胞的全能性。据曲线图可知,一定范围内,随培养液中2,4-D浓度的增加,细胞生长速率加快,紫杉醇含量逐渐降低,因此2,4-D可促进细胞生长,抑制紫杉醇合成。2,4-D浓度应为1.0mg/L时,细胞生长速率较快,紫杉醇含量较高,可获得最大紫杉醇总产量。(3)与从天然植株中提取相比,利用细胞产物的工厂化技术生产紫杉醇,可提高紫杉醇的产量,保护红豆杉资源。
5.答案:(1)①生产不受季节、气候和地域的限制;一般不会出现性状分离、能保持优良品种的遗传特性　②新细胞壁的形成　脱分化　再分化　(2)①愈伤组织　液泡　②茎尖
解析:图中细胞工程的流程是植物体细胞杂交过程,不同物种的甲、乙细胞首先经过酶解法去壁处理,得到甲、乙两种原生质体,经物理或者化学方法诱导融合,得到杂种细胞(新生细胞壁形成为标志),再经过组织培养过程,得到杂种植株。(1)①以胚状体为材料,经过人工薄膜包装得到的人工种子,在适宜条件下同样能够萌发成幼苗,与天然种子相比,人工种子具有的优点有:生产不受季节限制、不会出现性状分离、能保持优良品种的遗传特性、方便贮存和运输。②甲、乙原生质体经诱导融合完成的标志是形成新的细胞壁。植物组织培养技术包括脱分化和再分化两个核心步骤。(2)①若利用植物组织培养技术,可将龙井茶叶细胞培养到愈伤组织阶段,愈伤组织呈高度液泡化,然后从其液泡中提取茶碱。②茎尖、根尖和芽尖等分生区部位含有少量的病毒或不含病毒,因此如想获得脱毒的龙井茶苗,可以切取一定大小的茎尖(根尖和芽尖也可)等进行组织培养。
6.答案:(1)茎尖　叶肉细胞带病毒(病毒载量大)、细胞的全能性低　(2)具有分生能力(高度液泡化的)薄壁细胞　生长素含量低、细胞分裂素含量高　(3)将野生马铃薯种细胞与马铃薯栽培种细胞融合,经植物组织培养培养成植株　(4)外植体消毒、培养基及器械灭菌、实验人员无菌操作　温度、光照、湿度、气体环境(O2、CO2)
解析:(1)培育脱毒马铃薯时,一般选择茎尖作为外植体,而叶肉细胞带病毒(病毒载量大),细胞的全能性低,一般不能作为外植体。(2)植物组织培养过程,外植体经过脱分化形成的愈伤组织是一团具有分生能力(高度液泡化)的薄壁细胞。再分化形成芽和根的过程中,生长素和细胞分裂素的比例是有一定的要求的,与生根培养基相比,一般情况下生芽培养基中生长素含量低、细胞分裂素含量高。(3)根据题意分析,两种马铃薯之间存在生殖隔离,但是各有其优点,则可以通过体细胞杂交技术将两者的优点集合到同一后代身上,即将野生马铃薯种细胞与马铃薯栽培种细胞融合,经植物组织培养培养成植株。(4)在植物组织培养时,为了减少污染,应该从外植体消毒、培养基及器械灭菌、实验人员无菌操作等方面制定措施;在培养室中培养时,注意优化培养环境,控制温度、光照、湿度、气体环境(O2、CO2)等培养条件。