2019-2020年高中生物 專題2.1.2 植物細胞工程的實際應用課時作業(yè) 新人教版選修3.doc

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2019-2020年高中生物 專題2.1.2 植物細胞工程的實際應用課時作業(yè) 新人教版選修3 1．(xx揭陽高二檢測)紅江橙種植多年后易積累病毒而導致品種退化。目前生產(chǎn)上采用莖尖分生組織離體培養(yǎng)的方法快速繁殖脫毒的種苗，以保證該品種的品質(zhì)和產(chǎn)量水平。這種通過分生組織離體培養(yǎng)獲得種苗的過程不涉及細胞的(　　) A．有絲分裂　　　　　　　 B．分化 C．減數(shù)分裂 D．全能性 解析：選C。采用莖尖分生組織細胞離體培養(yǎng)獲得脫毒種苗的技術是植物的組織培養(yǎng)，整個過程中植物細胞的分裂方式都是有絲分裂，不涉及減數(shù)分裂，植物組織培養(yǎng)技術的原理是植物細胞的全能性。 2．(xx泰州高二期中)胚狀體是在植物組織培養(yǎng)的哪一階段上獲得的(　　) A．愈傷組織 B．再分化 C．形成完整植株 D．取離體組織 解析：選B。植物體的根、莖、葉細胞一般都具有全能性，在一定的營養(yǎng)和激素條件下，可以脫分化形成愈傷組織。將愈傷組織轉(zhuǎn)接到含有不同激素成分的培養(yǎng)基上，就可以誘導其再分化生成胚狀體或叢芽，所以胚狀體是在植物組織培養(yǎng)的再分化階段形成的。 3．在植物組織培養(yǎng)過程中，容易獲得突變體的主要原因是(　　) A．培養(yǎng)的細胞一直處于不斷分裂的狀態(tài) B．培養(yǎng)基營養(yǎng)豐富，易于植物生長 C．紡錘絲的形成容易受抑制 D．DNA復制容易受抑制 解析：選A。在植物組織培養(yǎng)過程中，由于培養(yǎng)的細胞一直處于不斷的分裂狀態(tài)，容易受一些條件的影響而產(chǎn)生突變，則容易產(chǎn)生突變體。 4．明黨參是我國珍稀藥用植物，下列哪項不是對其進行保護性開發(fā)利用的方法(　　) A．設計細胞培養(yǎng)反應器，實現(xiàn)藥用成分的工廠化生產(chǎn) B．大量培養(yǎng)愈傷組織，直接提取藥用成分 C．大規(guī)模栽培組織培養(yǎng)苗，獲取藥用成分 D．利用組織培養(yǎng)獲得幼苗，制成人工種子 解析：選D。通過植物組織培養(yǎng)獲得胚狀體，外包人工種皮即獲得了人工種子。 5．某名貴花卉用種子繁殖會發(fā)生性狀分離。為了防止性狀分離并快速繁殖，可以利用該植物的一部分器官或組織進行離體培養(yǎng)，發(fā)育出完整植株。進行離體培養(yǎng)時不應采用該植株的(　　) A．莖尖 B．子房壁 C．葉片 D．花粉粒 解析：選D。不發(fā)生性狀分離且快速繁殖，只能用該植物的體細胞進行組織培養(yǎng)，即微型繁殖技術。花粉粒是一種生殖細胞，用它作組織培養(yǎng)獲得的是單倍體，性狀與親本大不相同。 6．如圖為植物組織培養(yǎng)的基本過程，則制作人工種子，及生產(chǎn)治療燙傷、割傷的藥物——紫草素，應分別選用的編號是(　　) ①②③―→④ A．④② B．③② C．③④ D．④③ 解析：選B。人工種子是利用植物組織培養(yǎng)產(chǎn)生的胚狀體、不定芽等外包人工薄膜得到的種子；生產(chǎn)治療燙傷、割傷的藥物——紫草素，是經(jīng)過細胞培養(yǎng)過程快速獲得愈傷組織，從愈傷組織細胞中提取所需的細胞產(chǎn)物。 7．下列生物工程技術的實際應用過程中能形成愈傷組織的是(　　) ①作物脫毒?、诩毎a(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)　③生產(chǎn)人工種子?、苻D(zhuǎn)基因植物的培養(yǎng) A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．①②③④ 解析：選D。作物脫毒、細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)、生產(chǎn)人工種子都是植物細胞工程的實際應用，其技術基礎是植物的組織培養(yǎng)技術，都有脫分化形成愈傷組織的過程。轉(zhuǎn)基因植物的培養(yǎng)利用的是基因工程技術和植物組織培養(yǎng)技術，該過程中也要形成愈傷組織。 8．(xx安慶一中高二檢測)對人工種子科學的解釋是(　　) A．通過科技手段人工合成的種子 B．利用植物組織培養(yǎng)技術獲得的種子 C．種皮能夠自我生成的種子 D．人工種子發(fā)芽率低 解析：選B。人工種子是經(jīng)植物組織培養(yǎng)獲得胚狀體、不定芽等，然后經(jīng)人工薄膜包裝得到的種子。 9．用單倍體育種方法，可以明顯縮短育種年限，是因為后代不發(fā)生性狀分離。下列有關其原因的說法正確的是(　　) A．通過染色體加倍的可育植株，等位基因純合，這樣的植株自交后代不發(fā)生性狀分離 B．單倍體植株只有一套染色體，不會出現(xiàn)等位基因，也就不會有雜合子，后代不會發(fā)生性狀分離 C．兩單倍體交配后，后代都是純合子，純合子自交后代不會發(fā)生性狀分離 D．以上三種說法均正確 解析：選A。單倍體育種是取花藥培養(yǎng)獲得單倍體植株后用秋水仙素處理，使染色體數(shù)目加倍，基因組成純合，自交后代不發(fā)生性狀分離。 10．如圖為植物組織培養(yǎng)過程的示意圖： ①②③―→④ 下列敘述錯誤的是(　　) A．將①經(jīng)脫分化培養(yǎng)成②時，再植上人工種皮即可獲得人工種子 B．植物組織培養(yǎng)所依據(jù)的生物學原理為細胞的全能性 C．③→④過程指植物的營養(yǎng)生長和生殖生長階段 D．②→③的再分化過程中，誘導②生根的激素主要為生長素 解析：選A。由題意可知：①是離體的組織、器官；②是愈傷組織；③是根、芽；④是植物體。植物組織培養(yǎng)的原理是細胞的全能性，該過程是細胞的增殖和分化過程，需要有生長素和細胞分裂素的誘導；人工種子是以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽等為材料，經(jīng)過人工包裝得到的種子，所以培養(yǎng)到②不正確，需培養(yǎng)到③。 11．通過植物組織培養(yǎng)技術可以快速繁殖、生產(chǎn)藥物及培育無病毒的植物等。據(jù)圖甲、表乙回答問題。 圖甲　植物組織培養(yǎng)過程 表乙　植物的花芽分別在含有不同比例的吲哚乙酸和細胞分裂素的培養(yǎng)基中的生長狀況 A組 B組 C組 D組 E組 吲哚乙酸 0 310－6 310－6 0.0310－6 0 細胞分裂素 0 0.210－6 0.00210－6 1.010－6 0.210－6 花芽生長狀況 仍是組織切塊 形成愈傷組織 愈傷組織分化出根 愈傷組織分化出嫩芽 稍生長 (1)離體的植物器官、組織或細胞能夠被培養(yǎng)成新的植物體的原因是________________________________________________________________________。 (2)應用植物組織培養(yǎng)方法誘導離體的植物組織形成具有生根發(fā)芽能力的胚狀體結構，若包裹上人造種皮，制成人工種子，可能解決有些作物品種繁殖能力差、結子困難或發(fā)芽率低等問題。胚狀體來源于離體的植物體細胞，其形成過程中要經(jīng)過的生理變化大體上是圖甲中[　]________和[　]________過程，在此過程中被培養(yǎng)的細胞始終受________________的調(diào)節(jié)([　]填序號)。 (3)應用植物組織培養(yǎng)技術培養(yǎng)莖尖或根尖組織可獲得無病毒植株，其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)從表乙的實驗結果可看出：吲哚乙酸和細胞分裂素是實驗中的兩種重要物質(zhì)。其中，新芽形成必需的條件是__________________________________；而在培養(yǎng)形成完整新個體的過程中，對它們的調(diào)控關鍵是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：離體器官或組織的細胞含有該生物的全部遺傳信息，從而具有發(fā)育成完整個體的潛能，稱為植物細胞的全能性，植物組織培養(yǎng)的基本過程是脫分化和再分化。植物細胞分化與細胞分裂素、生長素(吲哚乙酸)關系密切，在兩者激素比例恰當時容易分化形成愈傷組織，細胞分裂素的濃度大于吲哚乙酸的濃度時容易分化形成芽。 答案：(1)植物細胞的全能性 (2)①　脫分化?、凇≡俜只≈参锛に? (3)植物的莖尖或根尖很少被病毒感染，甚至無病毒 (4)細胞分裂素的濃度大于吲哚乙酸的濃度　適當調(diào)控好不同培養(yǎng)期的培養(yǎng)基中細胞分裂素與吲哚乙酸的濃度和它們的比例 12．請根據(jù)以下材料回答： 人工種子是人們模仿天然種子的結構制造出來的生命有機體，它能像天然種子一樣萌發(fā)生長。人工種子的核心部分是被外層物包埋的具有類似種子胚功能的胚狀體。胚狀體不同于一般種子的胚，是由非合子細胞分化形成的類似于胚的結構物，所以又稱“體細胞胚”或“花粉胚”。胚狀體在一定的條件下，可以生長發(fā)育形成植株。胚狀體可從懸浮培養(yǎng)的單細胞中得到，也可以通過試管培養(yǎng)的莖尖、芽尖、子房、花粉等獲得。將胚狀體包埋在能提供營養(yǎng)的膠質(zhì)中，便成了所謂的“人工種子”。培育過程如圖所示。 (1)人工種子的制備是依據(jù)什么原理進行的？__________________。 (2)包埋胚狀體的膠質(zhì)可看做是種子的哪部分結構？__________________。在植物的個體發(fā)育中這種結構來自________。 (3)某二倍體植物基因型為DdTt，利用這種生物技術采用花藥離體培養(yǎng)的方法，可培育成“花粉胚”，也可制成人工種子。這種種子萌發(fā)形成的個體稱為________，基因型為________，從生殖類型看屬于________生殖。 (4)如果獲取的外植體為植物的莖尖，通過①的處理可使細胞彼此分離，可加入(　　) A．15%的鹽酸 B．淀粉酶 C．果膠酶 D．胰蛋白酶 (5)②表示脫分化的過程，其實質(zhì)是________________。③表示再分化的過程，其實質(zhì)是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：人工種子是包埋胚狀體的膠質(zhì)結構，胚狀體是由體細胞分裂分化而來，體現(xiàn)了細胞的全能性，膠質(zhì)為胚狀體的發(fā)育提供營養(yǎng)物質(zhì)，相當于種子的胚乳；基因型為DdTt的植株其花粉的基因型為DT、Dt、dT、dt花藥離體培養(yǎng)獲得相應基因的單倍體，屬于有性繁殖，①的處理使植物組織分散開，可用果膠酶，植物細胞脫分化是由分化狀態(tài)恢復分裂能力。 答案：(1)細胞的全能性　(2)胚乳　受精極核 (3)單倍體　DT、Dt、dT、dt 　有性　(4)C (5)使細胞恢復分裂能力　基因的選擇性表達，導致了細胞形態(tài)、結構和功能的改變 13．(xx高考新課標全國卷Ⅱ)甲、乙是染色體數(shù)目相同的兩種二倍體藥用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小組擬培育同時含有A和B的新型藥用植物。回答下列問題： (1)為了培育該新型藥用植物，可取甲和乙的葉片，先用________酶和________酶去除細胞壁，獲得具有活力的________，再用化學誘導劑誘導二者融合。形成的融合細胞進一步培養(yǎng)形成________組織，然后經(jīng)過________形成完整的雜種植株。這種培養(yǎng)技術稱為________________________________。 (2)上述雜種植株屬于多倍體，多倍體是指____________________________________。假設甲和乙有性雜交的后代是不育的，而上述雜種植株是可育的，造成這種差異的原因是________________________________________________________________________。 (3)這種雜種植株可通過制作人工種子的方法來大量繁殖。經(jīng)植物組織培養(yǎng)得到的____________________等材料用人工薄膜包裝后可得到人工種子。 解析：(1)植物體細胞雜交的過程包括植物細胞融合和植物組織培養(yǎng)，其過程依次為酶解法去除植物細胞的細胞壁、用物理或化學法誘導原生質(zhì)體融合、雜種細胞再生出細胞壁、雜種細胞經(jīng)植物組織培養(yǎng)(脫分化形成愈傷組織，再分化形成幼根和芽進而形成完整植株)培育成完整植株。其中，酶解法去除植物細胞的細胞壁利用了酶的專一性，選擇纖維素酶和果膠酶，水解植物細胞的細胞壁的主要成分——纖維素和果膠，暴露出有活力的原生質(zhì)體。(2)多倍體是指體細胞中含有三個或三個以上的染色體組的個體。甲和乙均為二倍體植物，假設二者有性雜交的后代不可育，其原因是該后代在進行減數(shù)第一次分裂過程中，由于沒有同源染色體，聯(lián)會出現(xiàn)紊亂，不能產(chǎn)生可育的配子。而植物體細胞雜交產(chǎn)生的雜種植物，細胞內(nèi)含有原物種體細胞內(nèi)的染色體，在減數(shù)第一次分裂過程中能夠進行同源染色體配對，產(chǎn)生可育的配子。(3)經(jīng)植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽等，用人工薄膜包裝后可得到人工種子。 答案：(1)纖維素　果膠　原生質(zhì)體　愈傷　再分化(或分化)　植物體細胞雜交技術　(2)體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體(其他合理答案也可) 在減數(shù)分裂過程中，前者染色體聯(lián)會異常，而后者染色體聯(lián)會正常(其他合理答案也可)　(3)胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽(答對其中一個即可) 14．(xx宿遷高二檢測)美國科學家將胡蘿卜韌皮部的單個細胞培養(yǎng)成完整植株，如圖所示，請回答： (1)科學家所用的胡蘿卜韌皮部的細胞，在正常生物體內(nèi)能否進行有絲分裂？說明原因。________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)離體的韌皮部細胞在一定條件下，通過________和________形成的許多植物的特點是________________________________________________________________________。 (3)此實驗證明了高度分化的植物細胞仍有發(fā)育成完整植株的能力，即具有________，高度分化的細胞具有此特性是由于________________________________________________________________________。 (4)下表為幾種組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基配方的部分成分及培養(yǎng)條件和特點。 培養(yǎng)基作用 糖類 大量元素 微量元素 植物激素 條件 培養(yǎng)愈傷組織的培養(yǎng)基 蔗糖 N、P、K、Ca、Mg、S等 B、Cu、Mn、Mo、Fe等 2,4-D 25 ℃黑暗 培養(yǎng)根尖的培養(yǎng)基 蔗糖 N、P、K、Ca、Mg、S等 B、Cu、Mn、Mo、Fe等 細胞分裂素、生長素 18 ℃黑暗 培養(yǎng)莖尖的培養(yǎng)基 蔗糖 N、P、K、Ca、Mg、S等 B、Cu、Mn、Mo、Fe等 萘乙酸 8 ℃連續(xù)光照 根據(jù)上表分析說明，組織培養(yǎng)的條件是：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)試簡要說明組織培養(yǎng)技術的優(yōu)點以及這一技術在實踐中的具體應用(舉例)。________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：高度分化的植物細胞只有離體狀態(tài)才能表現(xiàn)其全能性，先脫分化后再分化；產(chǎn)生的個體屬于無性繁殖，能保持親本的遺傳性狀，形成的植物極為相似；分析表中培養(yǎng)基中有維持組織細胞生長和發(fā)育的有機物和無機物及起調(diào)節(jié)作用的激素及不同的培養(yǎng)條件。 答案：(1)不能，因為植物韌皮部的細胞已經(jīng)高度分化，在正常植物體內(nèi)不再分裂 (2)脫分化　再分化　彼此性狀極為相似 (3)全能性　這些植物細胞的細胞核中含有保持本物種遺傳特性所需要的全套遺傳物質(zhì) (4)①培養(yǎng)基應含有維持植物組織正常生長和發(fā)育的有機物和無機物；②必須含有不同種類和濃度的植物激素；③選取的材料不同，培養(yǎng)的外界條件不同 (5)①優(yōu)點：取材少、培養(yǎng)周期短、繁殖率高，而且便于自動化管理 ②應用：快速繁殖花卉和果樹，培育無病毒植物，生產(chǎn)藥物、食品添加劑，制造人工種子等。