2017-2018學年高中生物 專題2 細胞工程 2.1.2 植物細胞工程的實際應用優(yōu)化練習 新人教版選修3.doc

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2.1.2 植物細胞工程的實際應用 [課時作業(yè)] 一、選擇題 1．下列有關(guān)植物組織培養(yǎng)技術(shù)應用的敘述，不正確的是(　　) A．利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)可大規(guī)模地生產(chǎn)食品添加劑、香料等 B．利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)產(chǎn)生突變體，篩選獲得具有優(yōu)良性狀的新品種 C．利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)能大幅度提高糧食產(chǎn)量 D．利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)可大規(guī)模地生產(chǎn)抗體等 解析：基因突變是不定向的，通過篩選后才能夠得到具有優(yōu)良性狀的個體。利用植物生產(chǎn)抗體還需要基因工程技術(shù)轉(zhuǎn)入抗體基因，單獨的植物組織培養(yǎng)不能對其進行生產(chǎn)。 答案：D 2．下列哪種生物不能通過突變體的利用而獲得(　　) A．抗除草劑的白三葉草 B．生產(chǎn)胰島素的大腸桿菌 C．高產(chǎn)的水稻 D．蛋白質(zhì)含量高的小麥 解析：突變體育種可通過基因突變或染色體變異而獲得高產(chǎn)、高抗、有機物含量豐富的品種。 自然狀態(tài)下胰島素基因是高等動物體內(nèi)的基因，大腸桿菌不可能通過突變而獲得，一般可通過基因工程(轉(zhuǎn)基因技術(shù))獲得。 答案：B 3．在下列培育新個體的過程中，沒有利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)的是(　　) A．花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體植株 B．基因工程培育抗蟲棉植株 C．細胞工程培育“番茄—馬鈴薯”雜種植株 D．秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗獲得多倍體植株 解析：D項用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗后產(chǎn)生多倍體植株，并沒有經(jīng)過培養(yǎng)過程，不屬于植物組織培養(yǎng)。 答案：D 4．對人參皂甙干粉進行工廠化生產(chǎn)，下列哪種技術(shù)是必需的(　　) A．雜交育種　　　　　　B．植物組織培養(yǎng) C．多倍體育種 D．單倍體育種 解析：對人參皂甙干粉進行工廠化生產(chǎn)，必須先通過植物組織培養(yǎng)獲得人參皂甙產(chǎn)量高的細胞株，然后進行大規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)。 答案：B 5. 制造人工種子的原理是在組織培養(yǎng)得到的“胚狀體”的最外面用一層有機膜包裹，并在薄膜以內(nèi)放入一些營養(yǎng)物質(zhì)，如圖所示。據(jù)此判斷下列說法不正確的是(　　) A．“胚狀體”最外面的一層有機膜和里面營養(yǎng)物質(zhì)分別具有種皮和胚乳的功能 B．“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脫分化和再分化 C．從保證人工種子正常的生命力及生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)上來看，其外部薄膜應具有全透性和能被微生物降解的特點 D．在人工種子萌發(fā)的過程中“胚狀體”細胞吸收營養(yǎng)液中的物質(zhì)用于生長等 解析：從保證人工種子正常的生命力上來看，其外部薄膜應具有半透性，可以透氣和透水，但是不能讓薄膜以內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)出來。 答案： C 6．下列有關(guān)植物細胞工程應用的敘述，不正確的是(　　) A．利用組織培養(yǎng)技術(shù)培育脫毒苗，獲得具有抗病毒的新品種 B．利用組織培養(yǎng)技術(shù)獲得人工種子，能保持親本的優(yōu)良性狀 C．利用細胞培養(yǎng)技術(shù)獲得紫草素，實現(xiàn)了細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn) D．利用植物體細胞雜交技術(shù)獲得“蘿卜—甘藍”，克服了不同生物遠緣雜交不親和的障礙 解析：脫毒苗的含義是脫掉病毒或者基本上不帶病毒，而不是產(chǎn)生抗病毒能力，產(chǎn)生抗病毒能力一般需要使用轉(zhuǎn)基因技術(shù)。 答案：A 7．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的分裂狀態(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到抑制 D．DNA復制容易受到抑制 解析：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)，因此容易獲得突變體。 答案：A 8．對人工種子正確的解釋是(　　) A．通過科學手段人工合成的種子 B．種皮能夠自我生成 C．利用植物組織培養(yǎng)獲得的種子 D．人工種子發(fā)芽率低 解析：人工種子是用植物組織培養(yǎng)的方法，誘導離體的植物組織形成具有生根發(fā)芽能力的胚狀體，經(jīng)過人工薄膜包裝得到的種子，是植物組織培養(yǎng)的一個應用。 答案：C 9．下面的簡式表示植物組織培養(yǎng)的大致過程，據(jù)此判斷錯誤的是(　　) ①②③―→④ A．若①是來自不同植物體細胞融合的雜種細胞，則④可能出現(xiàn)不同植物的遺傳特性 B．若①是花粉，則④是單倍體植株，經(jīng)染色體加倍后可得到穩(wěn)定遺傳的品種 C．若①是人參細胞，對②進行擴大培養(yǎng)可提高細胞產(chǎn)物——人參皂甙的產(chǎn)量 D．若①是具有雜種優(yōu)勢的農(nóng)作物細胞，則用③進行微型繁育會發(fā)生性狀分離 解析：若①是具有雜種優(yōu)勢的農(nóng)作物細胞，則用③進行繁育進行的是有絲分裂，不會發(fā)生性狀分離。 答案：D 10．用組織培養(yǎng)技術(shù)可以在生物反應器中通過培養(yǎng)紫草細胞生產(chǎn)紫草素，如圖記錄了生物反應器中紫草細胞產(chǎn)量、紫草素產(chǎn)量隨培養(yǎng)時間發(fā)生的變化。下列說法錯誤的是(　　) A．在生產(chǎn)前，需先加入紫草細胞作為反應器中的“種子”，這些“種子”是紫草葉肉細胞經(jīng)過脫分化和再分化而獲得的 B．從圖中可以看出反應器中紫草細胞的生長呈現(xiàn)“S”型增長規(guī)律 C．從圖中可以看出反應器中影響紫草素產(chǎn)量的因素是細胞數(shù)量和細胞所處的生長期 D．在培養(yǎng)過程中，要不斷通入無菌空氣并進行攪拌的目的是保證氧氣供應充足，并使細胞與培養(yǎng)液充分接觸 解析：這些“種子”是應用組織培養(yǎng)技術(shù)，將紫草葉肉細胞經(jīng)過脫分化而獲得的，不經(jīng)過再分化過程。 答案：A 11．下面為植物組織培養(yǎng)過程流程圖解，以下相關(guān)敘述不正確的是(　　) A．上述過程中脫分化發(fā)生在b步驟，在此過程中植物激素發(fā)揮了重要作用 B．再分化發(fā)生在d步驟，是愈傷組織重新分化成根或芽等器官的過程 C．從葉組織塊到種苗形成的過程說明植物葉片細胞具有全能性 D．人工種子可以解決有些作物品種繁殖能力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問題 解析：再分化發(fā)生在c步驟，是愈傷組織重新分化成根或芽等器官的過程。 答案：B 12．采用下圖所示的方法獲得純合高蔓抗病番茄植株(兩對相對性狀獨立遺傳)。下列敘述錯誤的是(　　) A．過程①的自交代數(shù)越多，純合高蔓抗病植株的比例越高 B．過程②可以任取一植株的適宜花藥作培養(yǎng)材料 C．過程③利用了植物體細胞雜交技術(shù) D．圖中④篩選過程可改變抗病基因頻率 解析：隨著雜合子自交代數(shù)增加，后代雜合子的比例越來越小(1/2n)，則純合子比例越來越高；由于F1所有植株的基因型都相同，因而過程②可以任取一植株的適宜花藥作培養(yǎng)材料；過程③是通過基因工程獲得轉(zhuǎn)基因植株的過程，需要的技術(shù)主要有DNA重組技術(shù)、植物組織培養(yǎng)技術(shù)，而不涉及植物體細胞雜交技術(shù)；篩選的過程是人工選擇的過程，被選擇保留的植株所帶有的基因也就被選擇保留下來，因而其頻率會升高。 答案：C 二、非選擇題 13．科學家從懸浮培養(yǎng)的單細胞、離體花粉或胚囊中，通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得胚狀體，胚狀體不同于一般的種子胚，是由非合子細胞分化形成的類似于胚的結(jié)構(gòu)物，所以，又稱“體細胞胚”或“花粉胚”。胚狀體在一定的條件下，可以發(fā)育形成植株。將其包埋在一個能提供營養(yǎng)的膠質(zhì)中，包裹上人造種皮，便制成了“人工種子”。目前，我國科學家利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)已在煙草、水稻、小麥和玉米等植物上成功誘導出胚狀體。 (1)包埋胚狀體的膠質(zhì)中應富含營養(yǎng)物質(zhì)，這是因為______________________________；為了滿足胚狀體代謝的需求，“人造種皮”必須具有良好的________________性能。 (2)由“體細胞胚”萌發(fā)出的植株是________(填“可育”或“不育”)的。 (3)培育胚狀體的培養(yǎng)基中，需要添加________和________________兩種激素。 (4)該項技術(shù)的成功應用，說明了植物細胞具有________________性。 (5)列舉兩項“人工種子”商品化的意義：__________________、________________。 答案：(1)胚狀體在萌發(fā)初期不能進行光合作用　透水、透氣　(2)可育　(3)生長素　細胞分裂素 (4)全能　(5)快速繁育苗木　培養(yǎng)無毒植株(或解決部分植物繁殖力差，發(fā)芽率低的問題等) 14．我國植物學家將名貴蘭花的莖尖細胞放在培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)，最終發(fā)育成完整的新植株。下圖是細胞培養(yǎng)形成蘭花植株示意圖，請據(jù)圖分析回答： (1)過程③和④分別表示________和________。 (2)在培養(yǎng)過程中，除了提供水分、無機鹽、糖類、維生素及氨基酸外，還需要在培養(yǎng)基中加入________。同時，在培養(yǎng)過程中，除必需的溫度、光照和氧氣等外界條件外，成功的另一個關(guān)鍵是操作過程必須保證________。 (3)從育種的角度看，植物組織培養(yǎng)與有性生殖相比，優(yōu)勢主要有(列舉2條)：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)在植物組織培養(yǎng)的過程中，可以對________進行化學或物理的誘變處理，促使其發(fā)生突變，再通過誘導分化形成植株，從中選育出優(yōu)良品種。這種作物新品種的培育方法屬于__________________。 (5)若將蘭花的莖尖細胞換成蘭花的花粉粒，經(jīng)組織培養(yǎng)形成植株，這種育種方法稱為________________________________________________________________________， 其優(yōu)點是___________________________________________________________________ _______________________________________________________________________。 解析：(1)過程③為脫分化，過程④為再分化，其中在④過程中既有細胞分裂，又有細胞分化。 (2)在植物組織培養(yǎng)過程中，不論是脫分化還是再分化，都需要植物激素刺激，并且要求操作過程必須無菌。 (3)植物組織培養(yǎng)的實質(zhì)是一種無性繁殖，與有性生殖相比具有保持親本的優(yōu)良品質(zhì)，培養(yǎng)周期短，繁殖效率高，能培育無病毒植株等優(yōu)點。 (4)突變體利用的操作對象是愈傷組織，但是該種方法具有很大的盲目性。 (5)單倍體育種的優(yōu)點表現(xiàn)在縮短育種年限、后代不發(fā)生性狀分離等。 答案：(1)脫分化　再分化 (2)植物激素(或植物激素類似物)　無菌 (3)能保持親本的優(yōu)良性狀；培養(yǎng)周期短，繁殖效率高；能培育無病毒植株 (4)愈傷組織　突變體的利用 (5)單倍體育種　縮短育種年限，培育的品種一定是純種 15．醫(yī)學研究發(fā)現(xiàn)紫杉醇能有效治療某些癌癥。獲得紫杉醇的傳統(tǒng)方法是從紅豆杉屬植物的樹皮中提取，但產(chǎn)量有限，也不利于瀕危的紅豆杉的保護。研究發(fā)現(xiàn)，紅豆杉的其他組織細胞也能生產(chǎn)紫杉醇，有人嘗試用細胞工程技術(shù)生產(chǎn)。如圖為三種紅豆杉細胞培養(yǎng)過程中細胞數(shù)量與紫杉醇產(chǎn)量的數(shù)據(jù)圖。請據(jù)圖回答下列問題： (1)據(jù)圖分析，獲得高產(chǎn)紫杉醇應選__________紅豆杉為原料，培養(yǎng)后期紫杉醇產(chǎn)量出現(xiàn)下降的原因包括____________________________________等。 (2)將紅豆杉細胞經(jīng)組織培養(yǎng)形成________方可接種到培養(yǎng)基中。 (3)在培養(yǎng)過程中，要不斷通入無菌空氣并進行攪拌的目的是________________________和________________________。 (4)利用組織培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)紫杉醇與傳統(tǒng)方法提取紫杉醇相比，前者具有___________ _____________________________________________________________。 解析：(1)由紫杉醇含量數(shù)據(jù)圖可知云南紅豆杉產(chǎn)量最高，隨著培養(yǎng)時間的加長，培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)減少，某些有害代謝產(chǎn)物積累，使活細胞數(shù)量減少，從而紫杉醇產(chǎn)量下降。(2)培養(yǎng)是為了獲得細胞產(chǎn)物，所以培養(yǎng)到愈傷組織即可。(3)通入無菌空氣是保證氧氣的供應，而攪拌是為了讓細胞與培養(yǎng)液及氧氣充分接觸。(4)利用組織培養(yǎng)提取紫杉醇具有產(chǎn)量高、耗材少，且不會對生態(tài)造成破壞等優(yōu)點。 答案：(1)云南　活細胞數(shù)量減少，某些代謝產(chǎn)物的積累 (2)愈傷組織 (3)保證氧氣供應充足　使細胞與培養(yǎng)液及氧氣充分接觸 (4)產(chǎn)量高、節(jié)約資源、有利于生態(tài)保護等優(yōu)點