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2.1植物细胞工程——高二生物学苏教版（2019）选择性必修三同步课时作业
一、单项选择题
1.生产中培育香蕉脱毒苗常用的方法是( )
A.人工诱导基因突变 B.选择优良品种进行杂交
C.取茎尖分生组织进行组织培养 D.进行远缘植物体细胞杂交
2.植物组织培养的培养基中应含有植物生长所需的全部养分。下图所示的培养基中含有NH4NO3、KNO3、CaCl2·2H2O、MgSO4·7H2O、螯合铁溶液、微量元素溶液，但缺少一种必需元素，为补充这种元素，应添加的化合物是( )
A.KH2PO4 B.KCl C.Ca(NO3)2 D.K2SO4
3.幼嫩的菊花茎段经过植物组织培养过程可以获得完整的植株，下列有关此过程的叙述，错误的是( )
A.植物激素在此过程中起调节作用
B.此过程中不会发生细胞的增殖和分化
C.若发生杂菌污染则难以获得目的植株
D.形成的愈伤组织细胞具有细胞的全能性
4.下列关于植物组织培养的叙述，不正确的是( )
A.组织培养所用培养基中生长素与细胞分裂素的比值较高时利于根的分化
B.用茎尖能够获得脱毒苗的原因是植物顶端分生区病毒极少或无病毒
C.培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换
D.植物组培常用培养基中含蔗糖，蔗糖是植物细胞吸收的碳源之一
5.武夷山“大红袍”因其品质优良，被列入国家级非物质文化遗产名录的茶类中。利用离体的大红袍组织培养出新植株的过程，是实现武夷山岩茶大规模生产的途径。下列相关叙述正确的是( )
A.接种离体组织的茎尖时，需将形态学上端插入培养基中
B.在诱导离体组织转变为愈伤组织的过程中需进行光照处理
C.可在同一培养基中诱导愈伤组织分化形成芽和根
D.移栽诱导形成的幼苗前应先打开封口，让其在培养箱内生长几日
6.植物组织培养技术常用于商业化生产，其过程一般为：无菌培养物的建立→培养物增殖→生根培养→试管苗移栽及鉴定。下列相关叙述错误的是( )
A.提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值，有利于诱导生根
B.培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并且不影响瓶内外的气体交换
C.该技术运用的生物学原理主要是植物细胞的全能性
D.为获得无菌培养物，外植体要灭菌处理后才可接种培养
7.科学家以被病毒侵染的康乃馨植株为实验材料，切取了六种不同大小的茎尖进行植物组织培养,并测定了病毒的感染率。下列叙述错误的是( )
茎尖大小（mm） 0.1 0.25 0.5 0.75 1.0 2.0
茎尖成活个数 30 200 300 90 40 50
病毒感染率（%） 33 60 87 89 100 100
A.茎尖分生组织细胞分裂旺盛,病毒含量低,常用作脱毒材料
B.用药剂对外植体消毒时，要兼顾消毒效果和植物的耐受性
C.随着茎尖逐步增大，病毒感染率呈现逐渐上升的趋势
D.茎尖培养脱毒苗的效果与茎尖大小呈负相关，宜选0.1mm的茎尖用于培养
8.下图表示四倍体兰花叶片植物组织培养的过程，下列相关叙述不正确的是( )
A.此兰花的花药离体培养获得的植株为二倍体植株
B.通过消毒和无菌操作避免①②过程发生杂菌污染
C.需用生长调节物质调控①②过程
D.在②③过程中基因进行选择性表达
9.“白菜—甘蓝”是利用细胞工程培育出来的蔬菜新品种，它具有生长周期短和耐储藏等优点。如图是“白菜—甘蓝”的培育过程示意图，下列叙述错误的是( )
A.培育过程中，①②过程常用纤维素酶、果胶酶去除细胞壁
B.过程③的诱导方法有物理法和化学法两种
C.杂种植物幼苗同时具有两个物种的遗传物质，同时表现两个物种所有的性状
D.过程③体现了细胞膜具有一定的流动性
10.烟薯－25是一种甜度大、抗病力强、产量高的红薯。它是通过无性繁殖得到的作物，多代繁殖后病毒会在体内积累，导致含糖量不足，产量下降。大面积栽培时，一般都用脱毒苗。下列有关脱毒苗培育过程的叙述，错误的是( )
A.脱毒苗培育过程的原理是植物细胞具有全能性
B.脱毒苗培育过程需经历脱分化和再分化两个阶段
C.脱分化和再分化的培养基成分是相同的，但两个阶段光照条件不同
D.培育脱毒苗应将组织块进行消毒处理，接种过程应进行无菌操作
11.下列关于植物组织培养的叙述，错误的是( )
A.以一株植物的叶片或花药为外植体培育的植株基因型相同
B.培养过程中应给予适当光照以促进愈伤组织的光合作用
C.适当提高培养基中细胞分裂素的比例有利于愈伤组织分化成芽
D.常用茎尖进行组织培养获得脱毒苗是因为茎尖能进行有丝分裂
12.下列关于植物组织培养和植物体细胞杂交的叙述，正确的是( )
A.通过植物组织培养形成的愈伤组织细胞有细胞壁
B.单倍体育种是通过花药离体培养获得单倍体植株的过程
C.植物体细胞杂交的最终目的是获得杂种细胞
D.植物体细胞杂交技术离不开植物组织培养技术
13.下图为培育甘蔗脱毒苗的两条途径，研究发现经②过程获得的幼苗脱毒效果更好。下列叙述正确的是( )
A.带叶原基的芽病毒极少，甚至无病毒
B.②过程的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
C.过程③、④所用培养基中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同
D.上图中的脱毒苗，同时具备抗病毒的能力
二、非选择题
14.植物的花药培养在育种上有特殊的意义。植物组织培养可用于无病毒植株及细胞产物的工厂化生产等方面。请回答相关问题：
(1)利用月季的花药离体培养产生单倍体时，选材非常重要。一般来说，在________期花药培养的成功率最高。为了选择该期的花药，通常选择______________的花蕾。确定花粉发育时期最常用的方法是_______________法，但是对于花粉细胞核不易着色的植物，需采用______________________法，该法能将花粉细胞核染成________色。
(2)若要进行兰花无病毒植株的培育，首先选择兰花的________________作为外植体。从外植体到无病毒植株试管苗，要人为控制细胞的________和________过程。
(3)进行组织培养需配制MS培养基，在该培养基中常需要添加__________、________________等激素。有利于根的分化，植物激素的用量比例应为__________________。
(4)无菌技术也是成功诱导出花粉植株的重要因素，下列各项中使用化学药剂进行消毒的是________，采用灼烧方法进行灭菌的是________。（答序号）
①培养皿
②培养基
③实验操作者的双手
④三角锥形瓶
⑤接种环
⑥花蕾
15.植物组织培养技术在新品种培育和推广、细胞产物的大规模生产等方面有重要的应用，在影响传统农业的同时也改变着人们的日常生活。回答下列问题：
(1)能将高度分化的植物细胞培养成完整植物体的理论基础是__________。
(2)传统的植物组织培养是在__________条件下，将离体的植物器官、组织、细胞培养在人工配制的培养基上，诱导其产生愈伤组织、__________，最终形成完整植株。培养基中常用的植物生长调节剂一般可分为__________。
(3)在组织培养实验中，所有器械须灭菌，实验人员也须无菌操作，原因是__________。
(4)近年来兴起了一种开放式组织培养技术，培养基无需经过灭菌，在接种时也不需超净工作台，可推测在培养基中加入了既不影响植物生长又能__________的物质。和传统的植物组织培养技术相比，开放式组织培养的优点是__________（答出两点即可）。
答案以及解析
1.答案：C
解析：A、植物长期无性繁殖，病毒在体内积累，基因突变不会消除病毒，A错误；B、选择优良品种进行杂交会使子代获得优良性状，不会消除病毒，B错误；C、植物长期无性繁殖，病毒在体内积累，植物的茎尖无毒或病毒极少，可以组织培养获得无病毒植株，C正确；D、进行远缘植物体细胞杂交，细胞内的病毒不会消失，D错误。故选C。
2.答案：A
解析：题中显示，培养基中含有的成分有NH4NO3、KNO3、CaCl2·2H2O、MgSO4·7H2O、螯合铁溶液、微量元素溶液。由于其中含有微量元素，因此只分析其中的大量元素即可，结合分析可知，其中含有的大量元素是H、O、N、S、K、Ca、Mg，由于二氧化碳可从空气中获得，因此对比大量元素的种类可知，培养基中缺少的是P元素，因此可通过向培养液中加入KH2PO4来满足植物的需求，A正确。
3.答案：B
解析：A、植物组织培养过程中，需要在培养基中添加细胞分裂素和生长素，植物激素在此过程中发挥调节作用，A正确；B、植物组织培养过程包括脱分化和再分化过程，B错误；C、植物组织培养过程要求无菌无毒的环境，其中外植体要进行消毒处理，而培养基需进行灭菌处理，若植物组织培养过程中发生杂菌污染，则难以得到目的植株，C正确；D、愈伤组织是离体的茎段脱分化形成的，每个细胞都脱离了原来的分化状态，都具有全能性，D正确。故选B。
4.答案：C
解析：A、组织培养所用培养基中生长素与细胞分裂素的比值较高时利于根的分化，A正确；B、植物的分生区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，经过人工培养可获得脱毒苗，B正确；C、培养瓶用专用封口膜封口的目的是防止杂菌污染，并不影响气体交换，C错误；D、植物组织培养过程中，蔗糖可作为碳源并有助于维持渗透压，蔗糖并非唯一碳源，D正确。故选C。
5.答案：D
解析：A、生长素的运输是极性运输，只能从形态学上端运往形态学下端，若选取茎段作为外植体，需将其形态学下端插入培养基，不要倒插，A错误；B、在诱导离体组织转变为愈伤组织的过程中需避光处理，B错误；C、诱导生根和生芽的培养基所用激素的比例不同，如生长素和细胞分裂素比例高时，可用于诱导生根，而生长素和细胞分裂素比例低时，诱导生芽，C错误；D、试管苗移栽前要先打开封口膜或瓶盖，在培养箱中生长几日，以锻炼试管苗适应外界环境的能力，D正确。故选D。
6.答案：D
解析：A、生长素和细胞分裂素的比值高时，有利于根的分化、抑制芽的形成，因此提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值，有利于诱导生根，A正确；B、培养瓶用专用封口膜封口的目的是防止杂菌污染，并不影响气体交换，因此利用该瓶可进行植物组织培养，B正确；C、该技术利用了植物组织培养技术，该技术运用的生物学原理主要是植物细胞的全能性，C正确；D、植物组织培养过程中应注意无菌操作，为获得无菌培养物，外植体要经过表面消毒处理后，才能进行培养，所用的培养基必须彻底灭菌，D错误。故选D。
7.答案：D
解析：植物分生区附近（如茎尖）的病毒极少，甚至无病毒，所以切取一定大小的茎尖进行植物组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗，A正确；通常使用酒精和次氯酸钠溶液对外植体进行消毒处理，要兼顾消毒效果和植物的耐受性，避免过度消毒对外植体造成损伤，B正确；由题表数据可知，随着茎尖逐步增大，病毒感染率呈现逐渐上升的趋势，C正确；由题表解读可知，茎尖成活个数、病毒感染率并不都与茎尖大小呈负相关，茎尖大小为0.1mm时成活个数过少，不宜选择其用于培养，D错误。
8.答案：A
解析：A、经花药离体培养获得的植株为单倍体植株，A错误；B、植物组织培养的过程要求无菌无毒的环境，其中外植体要进行消毒处理，而培养基需灭菌处理，B正确；C、在①脱分化和②再分化的过程中，需要加入细胞分裂素和生长素来调控细胞的分裂和分化，C正确；D、②阶段表示再分化过程，③阶段表示由胚状体发育为完整的植株的过程，故两个过程中基因都进行选择性表达，D正确。故选A。
9.答案：C
解析：A、图中①②为去壁过程，由于植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，酶具有专一性，因此常用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，A正确；
B、过程③诱导原生质体融合可采用物理法和化学法，其中化学法中所用的诱导试剂一般是PEG（聚乙二醇），B正确；
C、杂种植物幼苗同时具有两个物种的遗传物质，但由于基因表达过程中相互影响，因此杂种植物不一定同时表现两个物种所有的性状，C错误；
D、③是诱导原生质体融合的过程，体现了细胞膜具有一定的流动性，D正确。
故选C。
10.答案：C
解析：A、脱毒苗的培育采用了植物组织技术，而该技术的原理是植物细胞具有全能性，A正确；B、脱毒苗培育经过脱分化和再分化两个阶段，且需要添加植物生长素、细胞分裂素等植物生长调节物质，B正确；C、植物组织培养中脱分化和再分化的培养基中激素的成分和含量不同，脱分化需避光，再分化需要光，C错误；D、培育脱毒苗应将茎尖进行消毒处理，接种过程应进行无菌操作，避免微生物污染，D正确。故选C。
11.答案：ABD
解析：A、植物的叶肉细胞是体细胞，花药的花粉中是生殖细胞，染色体数是体细胞中的一半，所以以一株植物的叶片或花药为外植体培育的植株基因型是不同的，A错误；B、愈伤组织的细胞不能进行光合作用，不需要光照，B错误；C、当细胞分裂素的效应高于生长素时，可诱导植物组织再分化和芽原基的形成，C正确；D、因为茎尖的病毒极少，甚至无病毒，用茎尖进行组织培养可获得脱毒苗，D错误。故选ABD。
12.答案：AD
解析：A、愈伤组织有细胞壁，A正确；
B、单倍体育种先要经过花药离体培养获得单倍体幼苗，再用适宜浓度的秋水仙素处理单倍体幼苗，使其染色体数目加倍，B错误；
CD、植物体细胞杂交需要先获得杂种细胞，然后将杂种细胞培育成杂种植株，因此离不开植物组织培养技术，C错误，D正确。
故选D。
13.答案：ABC
解析：A、带叶原基的芽，其细胞分裂能力强，病毒极少，甚至无病毒，A正确；B、为了防止病毒污染，②过程的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；C、③④两个过程分别诱导生芽和生根，所用培养基中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同，C正确；D、上图中的脱毒苗不带病毒，但不具备抗病毒的能力，D错误。故选ABC。
14.答案：(1)单核靠边期；完全未开放；醋酸洋红；焙花青—铬矾；蓝黑
(2)茎尖分生组织；脱分化；再分化
(3)生长素；细胞分裂素；生长素多于细胞分裂素
(4)③⑥；⑤
解析：（1）一般来说，在单核靠边期花药培养的成功率最高；为了选择该期的花药，通常选择完全未开放的花蕾；确定花粉发育时期最常用的方法有醋酸洋红法，但是对于花粉细胞核不易着色的植物，需采用焙花青-铬矾法，该法能将花粉细胞核染成蓝黑色。
（2）若要进行兰花无病毒植株的培育，首先选择兰花茎尖分生组织作为外植体；从外植体到无病毒植株试管苗，要人为控制细胞的脱分化（或去分化）、再分化过程。
（3）进行植物组织培养需配制MS培养基，在该培养基中常需要添加生长素和细胞分裂素等植物激素；欲利于根的分化，植物激素的用量比例应为生长素多于细胞分裂素。
（4）无菌技术也是成功诱导出花粉植物的重要因素，使用化学药剂进行消毒的对象为要保持活性的材料和实验者自身，即③实验操作者的双手和⑥花蕾；采用灼烧方法进行灭菌的是⑤接种环。
15.答案：(1)植物细胞具有全能性（或植物细胞具有发育成完成个体的潜能）
(2)无菌和人工控制；丛芽；生长素类、细胞分裂素类和赤霉素类
(3)培养基中含有丰富的营养成分，有利于培养物生长，杂菌也同样可以在其上迅速生长，一旦培养基被污染，将导致培养物迅速死亡
(4)抑菌（杀菌）；使培养程序简化、降低成本（其他合理答案也可给分）
解析：（1）能将高度分化的植物细胞培养成完整植物体的理论基础是植物细胞具有全能性，原因是植物细胞含有本物种生长发育的全部遗传信息。
（2）传统的植物组织培养是在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞培养在人工配制的培养基上，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整植株；培养基中常用的植物生长调节剂一般可分为生长素类、细胞分裂素类和赤霉素类，其中生长素和细胞分裂素的比例可决定分化方向。
（3）由于培养基中含有丰富的营养成分，有利于培养物生长，杂菌也同样可以在其上迅速生长，一旦培养基被污染，将导致培养物迅速死亡，故在组织培养实验中，所有器械须灭菌，实验人员也须无菌操作。
（4）植物组织培养需要无菌操作，新的培养技术中培养基无需经过灭菌，在接种时也不需超净工作台，可推测在培养基中加入了既不影响植物生长又能抑菌的物质；和传统的植物组织培养技术相比，开放式组织培养的优点是使培养程序简化、降低成本

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