2.2 植物细胞工程的应用 同步训练（含答案）

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1、 基础再现 1下列属于微型繁殖的是( ) A马铃薯的块茎繁殖 B小麦的种子繁殖 C一片花瓣的繁殖 D柳树的扦插繁殖 答案 C 解析 微型繁殖是利用植物组织培养技术，将离体的植物组织、器官、细胞进行培养，获得 大量相同子代的过程。 2人们利用植物的微型繁殖技术来进行工厂化生产，这是利用了该项技术的哪些特点( ) A操作简单 B使优良性状组合在一起 C培育新的性状 D高效性和保持种苗的优良遗传特性 答案 D 解析 利用植物微型繁殖技术繁殖植物就是利用其优点：一是繁殖高效快速，二是能保持优 良品种的遗传特性。植物微型繁殖技术的方法是植物组织培养技术，是一种无性繁殖方式， 后代与亲代性状相同，操作过程

2、并不简单。 3人工种子比天然种子有许多优越性，下列对其优越性的叙述，不正确的是( ) A可使自然状态下不结子的植物得以繁殖 B方便贮藏和运输 C可以随意改变植物的遗传性状 D可快速、大量繁殖 答案 C 解析 人工种子是通过植物细胞工程完成的，所以可以使在自然条件下不结子或珍贵的植物 得以繁殖；人工种子外层是起保护作用的薄膜，类似天然种子的种皮，因此，可以很方便地 贮藏和运输；人工种子的生产不受季节限制，而且快捷高效；人工种子可以保持物种优良的 遗传性状。 4下列哪种生物不能通过突变体的利用而获得( ) A抗除草剂的白三叶草 B生产胰岛素的大肠杆菌 C高产的水稻 D蛋白质含量高的小麦 答案 B

3、解析 突变体育种可通过基因突变或染色体变异而获得高产、 高抗、 有机物含量丰富的品种， 但获得生产胰岛素的大肠杆菌不可能通过突变而获得，一般可通过基因工程(转基因技术)而 获得。 5下列应用不涉及植物组织培养技术的是( ) A花药离体培养得到单倍体植株 B秋水仙素处理幼苗获得多倍体植株 C人工种子培育 D“番茄马铃薯”杂种植株培育 答案 B 解析 花药离体培养、人工种子培育和体细胞杂交植株的培育均需要植物组织培养作为技术 手段，而秋水仙素诱导多倍体形成与植物组织培养没有直接关系。 能力提升 6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因感染病毒而减产，为此 农民希望得到无病毒的幼

4、苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳方法是( ) A选择优良品种进行杂交 B进行远缘植物体细胞杂交 C利用芽尖进行组织培养 D人工诱导基因突变 答案 C 解析 本题的关键词是“获得无病毒幼苗”，即培养无病毒植株。况且，马铃薯本身就是无 性繁殖的，而作物脱毒时采用植物组织培养技术，形成的脱毒苗中遗传物质和亲本是完全相 同的，只是少了原来的病毒。故选 C。 7植物组织培养的过程可以归纳为： 脱分化 再分化 。对此叙述错误的是( ) A 的再分化过程中，当细胞分裂素与生长素的浓度比低时，有利于根的分化、抑制 芽的形成 B植物组织培养所依据的原理是细胞的全能性 C 过程指植物的营养生长和生殖生长阶段 D包

5、裹上人造种皮可获得人工种子 答案 D 解析 只有将离体植物细胞或组织培养成具有生根发芽能力的胚状结构，再包上人工种皮， 才能得到人工种子，而是未分化的愈伤组织，不具有生根发芽能力，只有在分化培养基上 培养后，才能用于制造人工种子。 8下图是人工种子的结构简图，对其叙述不正确的是( ) A人工种子的胚乳中含有胚状体发育所需的营养物质，还可以添加农药和植物激素 B人工种子可以工业化生产，播种人工种子可节省大量的粮食 C人工种子克服了有些作物品种繁殖能力差或发芽率低等问题 D人工种子的胚状体还未分化出胚芽、胚轴和胚根等结构 答案 D 解析 人工种子是以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽或腋芽等为

6、材料，经过人工 薄膜包装得到的种子；胚状体与正常受精卵发育形成的胚有类似的结构和发育阶段；在人工 种子胚乳中，除了添加种子萌发所需的营养物质外，还可添加农药、植物激素、固氮菌等。 9 如图为植物组织培养的基本过程， 制造人工种子、 生产治疗烫伤、 割伤的药物紫草素， 应分别选用编号( ) A.、 B.、 C.、 D.、 答案 B 解析 人工种子是指已分化的胚状体、不定芽、顶芽或腋芽等用合适的“人工种皮”进行包 裹得到的种子，所以应为再分化后的；获取细胞产物紫草素则培养到具有产生此物质的细 胞群体即可，无需获得植株。 10.用单倍体育种方法可以明显缩短育种年限，下列有关其原因的说法正确的是 A.

7、通过染色体加倍获得的可育植株，基因组成纯合，这样的植株自交后代不发生性状分离 B.单倍体植株只有一套染色体，不会出现等位基因，也就不会有杂合子，后代不会发生性状 分离 C.两个单倍体交配后，后代都是纯合子，纯合子自交后代不会发生性状分离 D.以上三种说法均正确 答案 A 解析 单倍体育种是取花药离体培养获得单倍体植株后，用秋水仙素处理，使染色体数目加 倍，基因组成纯合，所以自交后代不发生性状分离。 11.科学家从悬浮培养的单细胞、离体花粉或胚囊中，通过植物组织培养技术获得胚状结构 胚状体。胚状体不同于一般的种子胚，它是由非合子细胞分化形成的类似于胚的结构物，所 以，又称“体细胞胚”或“花粉胚”

8、。胚状体在一定的条件下，可以通过个体发育过程形成 植株。 将其包埋在一个能提供营养的胶质中， 外面包裹上人工种皮， 便制成了“人工种子”。 目前，我国科学家利用植物组织培养技术已在烟草、水稻、小麦和玉米等植物上成功诱导出 胚状体，而美、法等各国正着手将人工种子市场化、商品化。 1简要归纳“离体的细胞”进行植物组织培养获得胚状体的过程：_ _。 2“人工种子”大体由胚状体、包埋胚状体的胶质以及人工种皮三部分组成。包埋胚状体的 胶质相当于自然种子中的 ， 其中富含营养物质， 这是因为_ _。 为了满足胚状体代谢的需求，“人工种皮”还必须具有良好的 性能。 3由“人工种子”萌发出的植株是否可育？_

9、_。 4写出“人工种子”商品化的意义两项：_ _。 5培育胚状体利用了 这一项生物技术。在该过程中培养基中 需要添加 和 两种激素， 还需要对培养基进行严格的 。 6利用“人工种子”繁殖后代属于_。 7该项技术的成功应用，反映了细胞的_性。 (2)胚乳或子叶 胚状体在萌发初期不能进行光合作用 透水、 透气 (3)由花粉培养发育成的 植株一般不可育，由体细胞经组织培养发育成的植株是可育的 (4)可用于苗木的快速繁育、 无病毒植株培养、解决有些作物繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题(回答其中的两项即 可) (5)植物组织培养 生长素 细胞分裂素 灭菌 (6)无性繁殖 (7)全能 解析 (1)胚状

10、体一般是利用愈伤组织分化形成的。(2)利用胚状体制“人工种子”时，需包裹 上“人工种皮”、胶质等，为了满足胚状体代谢的需求，“人工种皮”则必须具有良好的透 水、透气性能，以利于胚状体吸收水分和氧气。包埋胚状体的胶质相当于自然种子中的胚乳 或子叶，富含营养物质，能为胚状体的发育提供营养物质。(3)一般来说，对于二倍体植物， 若“人工种子”由花粉培养发育而成，得到的植株一般不可育；若由体细胞经组织培养发育 而成，则是可育的。(4)“人工种子”的培养，可用于苗木的快速繁育，无病毒植株培养，解 决有些作物繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。(5)培育胚状体利用了植物组织培养这 一项生物技术。在该过程

11、中，培养基中需要添加生长素和细胞分裂素两种激素，它们对培养 分化的方向具有决定性作用。另外，还需要对培养基进行严格的灭菌，防止杂菌污染。(6)由 于“人工种子”只能获得一个亲本的性状， 因此， 利用“人工种子”繁殖后代属于无性繁殖。 (7)该项技术的成功应用，反映了细胞的全能性。 12为了获得植物次生代谢产物，先用植物外植体获得愈伤组织，然后在液体培养基中悬浮 培养。请回答下列问题： (1)外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为_。 (2)在愈伤组织悬浮培养时，细胞干重、蔗糖浓度和 pH 的变化如下图所示。细胞干重在 12d 后 下 降 的 原 因 有 _ ； 培 养 液 中 蔗 糖 的 作 用

12、 是 _、_。 (3)多倍体愈伤组织细胞产生的次生代谢产物量常高于二倍体。二倍体愈伤组织细胞经 _处理，会产生染色体加倍的细胞。为检测愈伤组织细胞染色体数目，压片 前常用纤维素酶和_酶解离愈伤组织。若愈伤组织细胞(2n)经诱导处理后，观察到染 色体数为 8n 的细胞，合理的解释是_、 _。 答案 (1)脱分化 (2)蔗糖浓度下降，pH 降低 提供能源 调节渗透压 (3)秋水仙素(低温) 果胶 经加倍到 4n 的细胞处于有丝分裂后期 经加倍到 8n 的细胞处于有丝分裂中期 解析 (1)外植体经诱导形成愈伤组织的过程称为脱分化。(2)观察图示可知，12d 后蔗糖浓度 和 pH 都下降到较低水平，影

13、响能量的供应和酶的活性，导致细胞干重下降。另外，培养液 中的蔗糖还具有调节渗透压的作用。(3)在细胞分裂过程中，用低温或秋水仙素处理，都可抑 制纺锤体的形成，使子染色体不能移向细胞两极，从而使细胞中染色体数目加倍。愈伤组织 的细胞之间含有纤维素和果胶， 欲将其分散成单个细胞， 压片前需用纤维素酶和果胶酶处理。 愈伤组织细胞经诱导处理后， 有的细胞染色体数目加倍(4n)， 有的细胞染色体数目未加倍(2n)， 也可能有的细胞在连续分裂中每次都因低温或秋水仙素抑制了纺锤体的形成，导致细胞中染 色体数目连续加倍，出现染色体数目为 8n 的细胞。所以染色体数目加倍到 4n 的细胞处于有 丝分裂后期时染色

14、体数目为 8n，染色体数目加倍到 8n 的细胞处于有丝分裂中期时染色体数 目也为 8n。 个性拓展 13医学研究发现紫杉醇能有效治疗某些癌症。获得紫杉醇的传统方法是从红豆杉属植物的 树皮中提取，但产量有限，也不利于濒危的红豆杉的保护。研究发现，红豆杉的其他组织细 胞也能生产紫杉醇，有人尝试用细胞工程技术生产。如图为三种红豆杉细胞培养过程中细胞 数量与紫杉醇产量的数据图。请据图回答下列问题： (1)据图分析，获得高产紫杉醇应选_红豆杉为原料，培养后期紫杉醇产量出现下降的 原因是_等。 (2)将红豆杉细胞经组织培养形成_方可接种到培养基中。 (3)在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌的目的是

15、_和 _。 (4) 利 用 组 织 培 养 技 术 生 产 紫 杉 醇 与 传 统 方 法 提 取 紫 杉 醇 相 比 ， 前 者 具 有 _等优点。 答案 (1)云南 活细胞数量减少、某些代谢产物的积累 (2)愈伤组织 (3)保证氧气供应充足 使细胞与培养液及氧气充分接触 (4)产量高、节约资源、有利于生态保护 解析 (1)由紫杉醇含量数据图可知云南红豆杉产量最高，随着培养时间的加长，培养基中营 养物质减少，某些有害代谢产物积累，使活细胞数量减少，从而使紫杉醇产量下降。(2)培养 是为了获得细胞产物，所以培养到愈伤组织即可。(3)通入无菌空气是为了保证氧气的供应， 而搅拌是为了让细胞与培养液及氧气充分接触。(4)利用组织培养提取紫杉醇具有产量高，耗 材少，且不会对生态造成破坏等优点。