2020生物同步导学提分教程人教选修三测试专题221第2课时植物细胞工程的实际应用课时精练解析

[基础对点]知识点一植物繁殖的新途径1.通过植物组织培养技术繁育农作物，其优点不包括()A．加快繁育速度B．保持亲本优良性状C．培育出无病毒植株D．改变植物的基因型答案D解析植物组织培养技术不仅可以高效快速地实现种苗的大量繁殖，还可以保持优良品种的遗传特性，并通过作物脱毒提高作物产量，改善作物品质，A、B、C不符合题意，D符合题意。2．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。获得无毒幼苗的最佳方法是()A．选择优良品种进行杂交B．选择远缘植物体细胞杂交C．利用芽体进行组织培养D．人工诱导基因突变答案C解析进行植物脱毒苗培育时，常采用茎尖或根尖作为外植体，原因是茎尖或根尖病毒极少甚至无病毒，因此切取一定大小的茎尖或根尖进行组织培养，再生的植株就可能不带病毒，C正确。3.下面为人工种子图示，下列与其培育过程有关的叙述中，错误的是()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，离体体细胞只有形成愈伤组织才能表现出全能性C．同一批次的人工种子可以保证具有相同的基因型D．胚状体是由未分化的、具有分裂能力的细胞构成的答案D解析人工种子是通过植物组织培养到胚状体阶段，再经过人工薄膜包装得到的，A正确；离体体细胞经脱分化形成愈伤组织，然后再分化生成胚状体，发育成完整植株，表现全能性，B正确；由于植物组织培养属于无性繁殖，因此同一批次生产的人工种子基因型相同，C正确；胚状体已具有根、芽的分化，但仍具有分裂能力，D错误。知识点二作物新品种的培育4.在植物组织培养过程中，容易获得突变体的主要原因是()A．培养的细胞一直处于不断分裂的分生状态B．培养基营养丰富，易于植物生长C．纺锤丝的形成容易受抑制D．DNA复制容易受抑制答案A解析在植物组织培养过程中，由于培养的细胞一直处于不断分裂的分生状态，容易受培养条件和外界压力的影响而产生突变，A正确。5．某科技活动小组将二倍体番茄植株的花粉按如图所示的程序进行实验。根据图示实验，下列分析错误的是()A．植株A高度不育，说明该植物的生殖细胞不具有全能性B．植株A的细胞能进行正常的有丝分裂，但不能进行正常的减数分裂C．在植株B的细胞中，通常每对同源染色体上的成对基因都是纯合的D．由花粉到植株A需要用含有有机物的培养基来培养答案A解析植株A是二倍体植株形成的单倍体，只含有一个染色体组，高度不育，但该过程为生殖细胞经过增殖分化形成了完整植株，体现了其全能性，A错误；单倍体植株可以进行正常的有丝分裂，但因为没有同源染色体，致使不能进行正常的减数分裂，B正确；植物A经过秋水仙素诱导染色体数目加倍，得到了正常植株B，其每一对等位基因都是纯合的，C正确；花药离体培养需要消耗有机物，必须用含有有机物的培养基来培养，D正确。6．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，可筛选出抗盐植株答案D解析培育转基因的外植体得到的新个体属于转基因植物，A错误；基因突变具有不定向性、低频性和少利多害性，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，B错误；单倍体育种中经秋水仙素处理或低温诱导才能获得纯合二倍体，C错误。知识点三细胞产物的工厂化生产7.下面的简式为植物组织培养的基本过程，则制作人工种子及生产治疗烫伤、割伤的药物——紫草素，应分别选用编号()①――→脱分化②――→再分化③―→④A．④、②B．③、②C．③、④D．④、③答案B解析人工种子是指将已分化的胚状体等用合适的“人工种皮”进行包裹得到的种子，所以应选用再分化后的③；获取细胞产物紫草素则只需培养到可以产生此物质的细胞群体②即可，无需获得植株。8．下列关于细胞产物的工厂化生产的叙述，错误的是()A．细胞产物的工厂化生产是植物细胞工程的重要用途之一B．培养过程中需要先脱分化形成愈伤组织，然后悬浮培养愈伤组织细胞C．培养的细胞收集后一般要破碎提取有效成分D．培养的愈伤组织需要经过再分化产生特定的组织细胞后才能产生特定的细胞产物答案D解析培养的愈伤组织不需要再分化就能产生特定的细胞产物，D错误。[能力提升]9．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．利用植物组织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“萝卜—甘蓝”，克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍答案A解析利用植物组织培养技术可以得到无病毒植株，但无病毒植株不一定具有抗病毒的能力，通过基因工程可获得抗病毒的新品种，A错误；在植物组织培养过程中，可对胚状体进行包装制备人工种子，该技术为无性繁殖，可保留亲本的优良性状，B正确；在植物组织培养的愈伤组织阶段可得到大量的细胞，细胞代谢可以产生大量的细胞产物，C正确；植物体细胞杂交技术克服了远缘杂交不亲和的障碍，使不同物种优良性状可以集合在一起，D正确。10．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②――→再分化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细胞，则用③进行培育会发生性状分离答案D解析若①是来自不同植物体细胞融合的杂种细胞，则该细胞含有不同植物的遗传物质，因此④可能出现不同植物的遗传特性，A正确；若①是二倍体植物的花粉，则④是经花药离体培养获得的单倍体植株，其再经染色体加倍后可得到稳定遗传的品种(纯种)，B正确；若①是人参细胞，则②是该人参细胞脱分化形成的愈伤组织，要提高细胞产物人参皂甙的产量，对②进行扩大培养即可，C正确；植物组织培养属于无性生殖，能保持亲本的优良性状，若①是具有杂种优势的农作物细胞，则用③进行培育不会发生性状分离，D错误。11．马铃薯是一种种植广泛的农作物，病毒侵染后会导致产量大幅下降，培育脱毒和抗病毒的马铃薯品种是提高产量的有效方法。请分析并回答有关问题。(1)马铃薯茎尖病毒极少甚至无病毒，因此可将马铃薯茎尖接种在培养基中，经过人工培养获得脱毒苗。培养基中添加植物激素的作用是诱导离体细胞经过________________完成组织培养过程，从而形成脱毒苗。为监控脱毒苗的质量，可采用______________________________________的方法来检测病毒的蛋白质。(2)研究人员研究了茎尖大小对成苗率和脱毒率的影响。实验结果如图所示。结果表明，茎尖越小，________________________，因此马铃薯脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为________。(3)若要通过转基因技术获得抗病毒的马铃薯植株，采用最多的方法是使用________酶切割目的基因和载体，用________酶将目的基因与载体连接起来，再将含有目的基因的________导入农杆菌，利用农杆菌的转化作用，可以使目的基因进入植物细胞，并将其插入到植物细胞中染色体的DNA上，使目的基因的遗传特性得以稳定维持和表达。待筛选出成功转化的马铃薯细胞后，再通过________技术形成完整植株。答案(1)脱分化和再分化抗原—抗体杂交(2)脱毒率越高，但成苗率越低0.27mm(3)限制性核酸内切(或限制)DNA连接重组质粒(或Ti质粒)植物组织培养解析(1)培养脱毒苗的过程即植物组织培养过程，将离体组织经过脱分化形成愈伤组织，再分化形成胚状体或丛芽，进而培育成幼苗。对某种蛋白质进行检测时，通常利用该种蛋白质的抗体，进行抗原—抗体杂交反应，看是否有杂交带形成。(2)由图可知，随茎尖增大，脱毒率下降，成苗率提高。在茎尖为0.27mm时脱毒率和成苗率均较高。(3)基因工程技术是采用限制性核酸内切酶切割目的基因和载体，再用DNA连接酶连接成重组质粒。将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法。转基因成功后的植物细胞利用植物组织培养技术，培养成完整植株。12．20世纪90年代，美国科学家采用基因工程技术首次培育出抗虫玉米新品种。如图为这一转基因玉米的主要培育过程。(1)获得特定目的基因的途径除了从该细菌中直接分离抗虫基因，还可以________。在基因工程中，常用的载体有__________________________________等，而作为载体必须具备相应的条件，例如应具有________以便进行筛选。(2)转基因玉米细胞经过________形成愈伤组织，然后发育成胚状体和试管苗。若要制备转基因玉米的人工种子，可选择上述实验过程中的________再包裹合适的人工种皮即可。这样得到的种子和自然种子的主要区别在于_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________，优点主要有_________________________________________________________________________(答出两点即可)，人工种皮具有________________等特点。答案(1)人工合成质粒、动植物病毒、λ噬菌体的衍生物标记基因(2)脱分化胚状体自然种子的获得属于有性生殖，细胞内含有双亲的遗传物质；人工种子的获得属于无性生殖，细胞内只含有一个亲本的遗传物质①解决了有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低的问题；②固定杂种优势(其他合理答案均可)透气、透水、易降解解析(1)目的基因的获取途径通常有直接分离、从基因文库中获取、PCR扩增、人工合成。常用的载体有质粒、动植物病毒或λ噬菌体的衍生物等，作为载体通常要具有标记基因，以便于检测目的基因是否导入受体细胞。(2)转基因植物细胞经脱分化形成愈伤组织，经再分化形成胚状体和试管苗。制备人工种子时，通常选用胚状体进行包装。人工种子是通过植物组织培养得到的，只具有一个亲本的性状，人工种子的产生属于无性生殖。人工种子的优点：①解决了有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低的问题；②固定杂种优势；③是一种快捷高效的繁殖方式；④不受季节、气候和地域的限制。人工种皮具有透气、透水，易降解等特点。13．玉米是一种主要的农作物，为了提高玉米的产量，科学家做了大量的研究工作。如图是关于玉米培养的过程，请据图回答：(1)如图A→C，发育成植株D，取D的花药进行离体培养得到的幼苗属于________，如图E→F，经秋水仙素处理后发育成植株G；从生殖方式上分析，A→D属于________生殖。(2)A→C的过程要严格控制________。(3)F→G的过程中用________处理，使细胞染色体数目加倍，用E→G途径育种的优点是__________________________。(4)若想培育出一种能抗虫的玉米新品种，可以采用________育种；若想培育出一种地上结玉米，地下结马铃薯的植株，可以利用____________技术。答案(1)单倍体无性(2)无菌(3)秋水仙素(或低温)直接得到稳定遗传的优良品种，极大地缩短了育种年限(4)基因工程植物体细胞杂交解析(1)取D的花药进行离体培养成幼苗(如图E→F)，经秋水仙素处理后发育成植株G，此过程属于单倍体育种。从生殖方式上分析，A→D由体细胞培育成植株属于无性生殖。(2)在植物