1、第第 2 2 课时课时 植物细胞工程的应用植物细胞工程的应用 知识点 1 植物繁殖的新途径 1.(2020 沭阳高二月考)在上海世博会上，荷兰馆展出该国的国花郁金香，鲜艳夺目，它是用名贵的郁金香品种的茎尖细胞人工培育而成的。这一培育技术反映了( ) A.细胞具有增殖的功能 B.细胞具有分化的功能 C.分化的细胞具有全能性 D.生物体具有顽强的生命力 解析 茎尖发育成了完整个体，说明了分化的细胞具有全能性，C 正确；细胞具有增殖的能力是形成子细胞，A 错误；细胞分化是形成不同形态结构和功能的细胞，B 错误；不能说明生物体具有顽强的生命力，D 错误。 答案 C 2.(2020 广西南宁三中高二期末
2、)下图为培育甘蔗脱毒苗的两条途径，研究发现经过程获得的幼苗脱毒效果更好。下列叙述正确的是( ) A.带叶原基的芽与植物体其他组织中的病毒含量相同 B.可推测过程的温度处理有利于组织中的病毒失去活性 C.过程、均属于再分化，所以培养基 A 和 B 各成分含量相同 D.图中获得的脱毒苗与原甘蔗苗相比细胞核遗传物质发生了改变 解析 带叶原基的芽几乎不含病毒，故与植物体其他组织中的病毒含量不同，A错误；经过热水处理脱毒效果好与阻碍病毒进入有关，其作用是使组织中的病毒在图中处理温度下部分或全部失活，B 正确；过程、所用培养基中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同，C 错误；题图中脱毒苗的培育过程采用了植物
3、组织培养技术，其体现了植物细胞的全能性，遗传物质不会改变，D 错误。 答案 B 3.(2020 河南省实验中学高二期中)为给工厂化繁殖脱毒甘薯苗提供技术上的支持，科研人员利用植物组织培养技术研究甘薯茎尖(外植体)大小对诱导分化苗和脱毒苗的影响，结果如表所示，下列相关叙述正确的是( ) 茎尖大小 外植体数/个 分化苗数/苗 脱毒苗数/苗 小于 0.3 mm 20 1 1 0.30.5 mm 20 10 7 大于 0.6 mm 20 13 4 A.在不同的培养阶段，培养基中激素种类和比例不同 B.脱分化过程中应给予充足光照使其进行光合作用 C.培育脱毒苗时依据的原理有基因突变和细胞的全能性 D.0
4、.30.5 mm 大小的茎尖最有利于获得抗病毒的特性 解析 在不同的培养阶段，培养基中激素种类和比例不同，生长素和细胞分裂素的比例升高利于根的分化，比例下降利于芽的分化，A 正确；脱分化过程中不需要光照， 不能进行光合作用， B 错误； 培育脱毒苗时依据的原理是细胞的全能性，C 错误； 0.30.5 mm 大小的茎尖最有利于获得无病毒的特性， 不是抗病毒的特性，D 错误。 答案 A 4.(2020 周口市中英文学校高二期末)下图是利用三倍体香蕉的茎尖培养脱毒香蕉植株的过程示意图，下列叙述正确的是( ) 茎尖组织 X 胚状体 幼苗 脱毒植株 A.过程中发生了有丝分裂和减数分裂 B.阶段需要生长素
5、而阶段仅需要细胞分裂素 C.阶段细胞增殖能力强，细胞分化速度快 D.X 阶段的细胞高度液泡化，排列疏松而无规则 解析 过程中发生了有丝分裂，但没有发生减数分裂，A 错误；、阶段都需要生长素和细胞分裂素，只是两种激素的比例不同，B 错误；阶段细胞增殖能力强，细胞脱分化，C 错误；X 是经过脱分化过程形成的愈伤组织，其细胞高度液泡化，排列疏松而无规则，D 正确。 答案 D 知识点 2 作物新品种的培育 5.下列关于植物细胞工程的叙述，错误的是( ) A.电融合法可以诱导植物原生质体的融合 B.用花粉离体培养获得的抗病植株，其细胞仍具有全能性 C.诱导离体胡萝卜韧皮部细胞形成幼苗的过程中没有出现基因
6、重组 D.通过体细胞杂交技术培育杂种植株的过程不涉及染色体数目变异 解析 诱导离体胡萝卜韧皮部细胞形成幼苗的过程是有丝分裂，基因重组发生在减数分裂过程中，C 正确；通过体细胞杂交技术培育杂种植株的过程染色体数目变成了原来两种植物的染色体之和涉及染色体数目变异，D 错误。 答案 D 6.下列哪一项不是单倍体育种的优点( ) A.缩短育种年限 B.得到稳定遗传的优良品种 C.突变率高 D.节约人力、物力 解析 由于单倍体育种通过染色体加倍后当年就可获得纯合的、能稳定遗传的正常植株，所以缩短了育种年限，节约了人力和物力。 答案 C 7.用纯种的高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮秆(d)易染锈病(t)小麦
7、培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下： 高秆抗锈病矮秆易染锈病 F1 雄配子 幼苗 选出符合要求的品种 下列有关此种育种方法的叙述，正确的是( ) A.这种育种方法叫杂交育种 B.过程必须使用生长素处理 C.这种方法的最大优点是缩短育种年限 D.过程必须经过受精作用 解析 该育种方法为单倍体育种，可大大缩短育种年限，是杂交，是减数分裂；是花药离体培养，是用秋水仙素处理使单倍体的染色体数目加倍。过程利用了植物组织培养技术，不需要受精，而是由雄配子直接发育成幼苗。 答案 C 8.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的分生状态 B.培养基营养丰富，易于植物
8、生长 C.纺锤丝的形成容易受抑制 D.DNA 复制容易受抑制 解析 在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变。 答案 A 知识点 3 细胞产物的工厂化生产 9.(2019 黄陵中学高新部高二期末)人参皂苷可以通过下列何种技术方法获得( ) A.发酵工程 B.植物细胞培养 C.植物体细胞杂交 D.蛋白质工程 答案 B 10.下图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径，相关叙述正确的是( ) 紫杉外植体 愈伤组织 单个细胞 高产细胞群细胞分泌物 提取紫杉醇 A.过程是脱分化，过程是再分化 B.过程中不需要光，但需控制好培养基中植物激
9、素的比例 C.过程需用一定浓度的胰蛋白酶处理愈伤组织，有利于细胞分散 D.过程是再分化，植物激素的比例一般是细胞分裂素高于生长素 解析 是脱分化过程，但不是再分化过程，A 错误；是脱分化过程，该过程不需要光，但需控制好培养基中植物激素的比例，B 正确；胰蛋白酶能将动物组织分散成单个细胞，但不能将植物组织分散成单个细胞，C 错误；过程是细胞增殖，D 错误。 答案 B 11.紫草宁是紫草细胞的代谢产物，可作为生产治疗烫伤药物的原料。研究人员欲用植物组织培养技术通过培养紫草细胞生产紫草宁，下列相关操作不合适的是( ) A.对作为外植体的紫草叶片进行消毒处理既可保证细胞活性也可减轻污染 B.培养基中要
10、加入植物激素保证已分化的植物细胞脱分化形成愈伤组织 C.调节植物激素的种类和比例以保证愈伤组织再分化并得到完整的植株 D.在培养细胞的过程中要不断通入无菌空气以保证氧气的充足供应 解析 对作为外植体的紫草叶片进行消毒处理既可保证细胞活性也可减轻污染，A 正确；培养基中要加入生长素和细胞分裂素类植物激素保证已分化的植物细胞脱分化形成愈伤组织，B 正确；紫草宁是愈伤组织的产物，无须再分化得到完整的植株，C 错误；在培养细胞的过程中要不断通入无菌空气以保证氧气的充足供应，D 正确。 答案 C 12.(2020 广西高三)红豆杉因其次生代谢产物紫杉醇的显著治癌效果而备受关注。为了获得紫杉醇，可以先用植
11、物外植体获得愈伤组织，然后在生物反应器中悬浮培养。请回答下列问题： (1)以该植物的幼茎、树皮、针叶作为外植体，在一定条件下进行组织培养，均能获得试管苗，其原理是_ _ _。 研究发现用幼嫩茎段比成年老枝更易产生愈伤组织，且时间早，诱导率高，原因是幼嫩茎段细胞分化程度较_。 (2)可采用_(部位)进行植物组织培养获得脱除病毒的红豆杉。与从红豆杉树皮中直接提取相比，通过茎段组培获得的愈伤细胞悬浮培养生产紫杉醇的优点是_ _ _。 (3)二倍体愈伤组织细胞经_处理，会产生染色体加倍的细胞。 (4)不同有机溶剂及其组合作为浸提溶剂对紫杉醇的得率的影响如下图所示。 有机溶剂名称 注：1甲醇；2乙醇；3
12、丙酮；4二氯甲烷；5乙酸乙酯；6甲醇乙醇；7甲醇丙酮；8甲醇二氯甲烷；9甲醇乙酸乙酯；10乙醇丙酮；11乙醇二氯甲烷；12乙醇乙酸乙酯；13丙酮二氯甲烷；14丙酮乙酸乙酯；15二氧甲烷乙酸乙酯 从溶剂单独和混合提取效果的角度分析，可得出的结论有：单一溶剂作为提取紫杉醇的浸提溶剂时，_的提取效果最佳；溶剂混合浸提时，_作为浸提溶剂提取紫杉醇效果最好。 解析 (1)植物的幼茎、树皮、针叶作为外植体，在一定条件下进行组织培养，均能获得试管苗，其原理是利用了植物细胞的全能性。研究发现用幼嫩茎段比成年老枝更易产生愈伤组织，且时间早，诱导率高，原因是幼嫩茎段细胞分化程度较低，全能性高。 (2)由于茎尖含病
13、毒很少或没有，所以可采用茎尖进行植物组织培养获得脱除病毒的红豆杉。与从红豆杉树皮中直接提取相比，通过茎段组培获得的愈伤细胞悬浮培养生产紫杉醇的优点是可以在生物反应器中大量培养植物细胞，并且通过控制条件使培养细胞合成大量的紫杉醇。 (3)二倍体愈伤组织细胞经秋水仙素(低温)处理，会产生染色体加倍的细胞。 (4)由柱形图分析可知，单一溶剂作为提取紫杉醇的浸提溶剂时，甲醇的提取效果最佳；溶剂混合浸提时，乙醇- 二氯甲烷作为浸提溶剂提取紫杉醇效果最好。 答案 (1)幼茎、树皮、针叶的细胞都具有全能性，在一定条件下能发育成完整的植株 低 (2)茎尖 可以在生物反应器中大规模培养细胞，并且通过控制培养条件
14、使培养细胞合成大量紫杉醇 (3)秋水仙素(或低温) (4)甲醇 乙醇- 二氯甲烷 13.(2020 安徽高二联考)紫杉醇是从红豆杉树皮中提取的高效抗癌物质， 细胞培养生产紫杉醇是扩大紫杉醇来源的重要途径。下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。 (1)以南方红豆杉叶为原料获得生产紫杉醇的愈伤组织需要通过细胞的_，愈伤组织细胞具有较强的_能力。这一技术的成功实现了组织培养技术在一个重要领域的应用，即_。 (2)对比分析两个曲线图可知：培养后期紫杉醇产量出现下降的原因可能是_； 在 培 养 过 程 中 ， 要 不 断 通 入 无 菌 空 气 并 进 行 搅 拌 ， 其 目 的
15、是_ _ (答三点)；与传统方法获得紫杉醇相比，利用植物组织培养技术生产紫杉醇，具有_等优点(答两点即可)。 (3)植物生长调节剂在组织培养中具有极其重要的作用，其中赤霉素类植物生长调节剂的主要作用是_ _ _。 解析 (1)以南方红豆杉叶为原料获得生产紫杉醇的愈伤组织需要通过细胞的脱分化产生，愈伤组织细胞具有较强的分裂分化能力。这一技术的成功实现了细胞产物的工厂化生产。 (2)对比分析两个曲线图可知：培养后期，培养的细胞数量最少、某些代谢产物积累等导致紫杉醇产量下降。植物细胞培养过程需要充足的氧气，因此，在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌，其目的是防止微生物污染，保证 O2供应充足，使细胞与培养液充分接触。与传统方法获得紫杉醇相比，利用植物组织培养技术生产紫杉醇，具有产量高、节约资源、保护环境等优点。 (3)赤霉素类植物生长调节剂的主要作用是促进培养细胞的伸长。 答案 (1)脱分化 分裂分化(分生) 细胞产物的工厂化生产 (2)培养的细胞数量最少、某些代谢产物积累等 防止微生物污染，保证氧气供应充足，使细胞与培养液充分接触 产量高、节约资源、保护环境等 (3)促进培养细胞的伸长