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2.2植物细胞工程的应用——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.植物细胞工程在农业、医药工业等方面有广泛的应用，下列叙述错误的是( )
A.可利用植物细胞培养技术工厂化生产紫杉醇等次生代谢物
B.快速繁殖技术涉及生长素和细胞分裂素等植物激素的调控
C.利用植物茎尖进行组织培养获得的脱毒苗可以抗病毒
D.利用植物体细胞杂交技术可以培育出植物新品种
2.紫杉醇是一种从红豆杉树皮和树叶中提取的次生代谢物，经研究发现其可与组成纺锤体的微管结合，使微管稳定不聚集，进而抑制细胞分裂。下列有关分析正确的是( )
A.所有植物中纺锤体的形成都与中心体无关
B.适量使用紫杉醇对治疗癌症有一定的效果
C.紫杉醇不会阻止细胞中染色体移向细胞两极
D.微管不能聚集的细胞染色体数目不会出现加倍的现象
3.植物细胞工程在农业等方面有着广泛的应用，下列相关叙述正确的是( )
A.植物的快速繁殖技术可用于快速繁殖优良品种，但不能保持植物的遗传特性
B.植物组织培养过程中，培养的细胞容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变
C.可直接从花药离体培养获得的玉米幼苗中选出具有优良性状且稳定遗传的个体
D.为获得抗病毒苗常利用茎尖进行植物组织培养，因为茎尖的病毒很少，甚至无病毒
4.植物细胞工程在农业、医药工业等方面有着广泛的应用，并取得了显著的社会效益和经济效益。下列关于植物细胞工程的应用的叙述，错误的是( )
选项 应用技术 原理或取材原因 优势
A 快速繁殖 植物细胞的全能性 繁殖快、保持亲本遗传特性
B 作物脱毒 植物顶端分生区几乎不含病毒 提高作物的产量和品质
C 突变体的利用 为适应培养条件发生新的突变 获得自然界没有的新物种
D 生产细胞产物 细胞可产生多种次生代谢产物 不受季节、天气等限制
A.A B.B C.C D.D
5.中医常说“百病从肝治，养肝如养命”。近年来，我国酒精性肝病的发病率逐年提升，危害仅次于病毒性肝炎。研究发现，雪莲次生代谢物对急性酒精肝损伤具有较好的防治作用，利用植物细胞培养技术生产雪莲次生代谢物的大致流程如下。下列相关叙述错误的是( )
A.从雪莲中提取的次生代谢物是雪莲生长所必需的
B.经射线处理①后可能获得雪莲培养物高产的细胞
C.切取雪莲茎尖进行组织培养可获得脱毒苗
D.培养细胞获得次生代谢物时使用的是液体培养基
6.下图为利用植物细胞培养生产药用次生代谢物的流程图，下列相关叙述错误的是( )
A.外植体经体积分数为70%的酒精消毒30s后需用自来水洗去酒精
B.①过程需在避光条件下，在固体培养基中添加植物激素诱导脱分化
C.②过程可在液体培养基中添加果胶酶等处理愈伤组织获得单个细胞
D.③过程植物细胞通过有丝分裂增殖，无需产生完整植株
7.紫杉醇是存在于红豆杉属植物体内的二萜类生物碱类化合物，是一种有效的抗癌药物，传统生产方法是从红豆杉树皮和树叶中提取，下图为利用植物细胞工程生产紫杉醇的流程图，相关叙述正确的是( )
A.紫杉醇是植物代谢活动产生的，属于初生代谢物
B.①过程中添加生长素和细胞分裂素比例约为1：1
C.②过程采用液体培养基，需要适当强度的光照
D.③过程需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理
8.野生铁皮石斛是名贵的中药，因过度利用被列为国家重点保护植物。某科研团队利用植物细胞工程技术进行了种苗培育和有效物质工厂化生产的研究。下列说法错误的是( )
A.愈伤组织再分化形成的芽产生的生长素会抑制愈伤组织生根
B.工厂化生产铁皮石斛的有效物质有利于其遗传多样性的保护
C.酒精和次氯酸钠处理后用无菌水清洗可降低两者对外植体的伤害
D.生长素和细胞分裂素是启动外植体细胞分裂和脱分化的关键激素
9.愈伤组织是一种高度液泡化的无定形的薄壁组织块，在植物细胞工程中有着多种应用，如下图所示。下列说法正确的是( )
A.花粉粒经②⑤过程得到的植株B能稳定遗传
B.图中④和⑧过程的培养基中都需要添加琼脂
C.③过程用诱变剂处理即可获得大量所需突变体植株D
D.⑧过程可直接通过植物细胞培养获得，不体现细胞的全能性
10.下列有关植物细胞工程应用的叙述，正确的是( )
A.大多数单倍体植株的细胞只含有一套染色体，因此其不是体细胞诱变育种的理想材料
B.植物细胞培养技术工厂化生产紫草细胞的初生代谢物紫草宁过程中，利用的是液体培养基
C.在植物组织培养过程中对愈伤组织进行诱变处理，从分化的植株中可筛选出新品种
D.植物顶端成熟区细胞通过植物组织培养可获得具有不含或很少含病毒的脱毒苗
11.紫杉醇是红豆杉产生的代谢产物，具有抑制肿瘤细胞生长的作用。工厂化生产紫杉醇时，先诱导外植体形成愈伤组织，再进行细胞悬浮培养获得紫杉醇。灵芝诱导子可能通过介导植物的防御反应来促进紫杉醇合成。下列叙述错误的是( )
A.红豆杉幼嫩的茎段适合用作外植体，用酒精和次氯酸钠对其进行消毒后再用清水冲洗
B.诱导外植体再分化形成愈伤组织时需加入NAA和细胞分裂素等植物激素
C.悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团
D.灵芝诱导子改变了次生代谢产物紫杉醇的合成速率
12.下列关于植物细胞工程应用的叙述，错误的是( )
A.二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株
B.利用植物组织培养进行作物脱毒获得的幼苗有抗病毒特性
C.植物组织培养过程中容易受到培养条件和诱变因素的影响产生突变
D.细胞产物的工厂化生长利用的生物学原理主要是细胞增殖
13.细胞产物的工厂化生产是植物细胞工程的重要应用之一，这些细胞产物主要是植物通过代谢产生的次生代谢物。下列说法错误的是( )
A.次生代谢物不是植物生命活动所必需的，一般在特定的组织或器官中才会生成
B.生产中常采用植物组织培养技术获得植物的次生代谢产物
C.细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞生长的培养条件，提高单个细胞中次生代谢物的含量
D.获取次生代谢产物的过程中可使用液体培养基
二、非选择题
14.植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应用。回答下列问题。
（1）植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比，这种微型繁殖技术的特点有____________（答出2点即可）。
（2）通过组织培养技术，可把植物组织细胞培养成胚状体，再通过人工种皮（人工薄膜）包装得到人工种子（如图所示），这种人工种子在适宜条件下可萌发生长。人工种皮具备透气性的作用是____________。人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质，因此应含有植物激素、____________和____________等几类物质。
（3）用脱毒苗进行繁殖，可以减少作物感染病毒。为了获得脱毒苗，可以选取植物的____________进行组织培养。
15.下图表示科学家通过植物细胞工程，培育“矮牵牛—粉蓝烟草”杂种植株的过程。根据所学知识完成下列问题：
（1）在自然条件下，“矮牵牛”和“粉蓝烟草”进行有性杂交不能产生后代，原因是两者之间存在____________。
（2）植物体细胞杂交依据的生物学原理主要有____________（答一个即可）。人工诱导原生质体融合的方法基本可分为两大类一物理法和化学法，其中化学法包括____________、____________.
（3）植物体细胞融合完成的标志是____________。
（4）矮牵牛—粉蓝烟草”杂种植株属于____________倍体植株。
答案以及解析
1.答案：C
解析：次生代谢物一般不是植物生长所必需的，由植物特定组织或器官产生，可以对植物细胞进行培养使其增殖产生更多细胞从而工业化生产所需的次生代谢物，A正确；植物的快速繁殖技术是用于快速繁殖优良品种的植物组织培养，涉及利用生长素和细胞分裂素等植物激素调控植物组织的脱分化和再分化等过程，B正确；植物茎尖含病毒极少甚至无病毒，所以利用植物茎尖进行组织培养可以获得脱毒苗，但是不能使植物获得抗病毒的特性，C错误；利用不同来源的植物体细胞进行植物体细胞杂交可以获得同时具备两种细胞遗传物质的杂种植株，因此植物体细胞杂交技术可以打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育出植物新品种，D正确。
2.答案：B
解析：A、低等植物含有中心体，低等植物有丝分裂过程中纺锤丝的形成与中心体有关，A错误；B、紫杉醇能抑制细胞分裂，癌细胞能无限增殖，适量使用紫杉醇对治疗癌症有一定的效果，B正确；C、紫杉醇与组成纺锤体的微管结合，会阻止细胞中染色体移向细胞两极，C错误；D、着丝粒（点）分裂染色体数目加倍，微管不能聚集不影响着丝粒（点）分裂，故微管不能聚集的细胞染色体数目会出现加倍的现象，D错误。故选B。
3.答案：B
解析：A、植物的快速繁殖技术是指用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，它可以保持植物的遗传特性，A错误；B、在植物的组织培养过程中，一般把愈伤组织作为处理材料，易受培养条件和诱变因素（如射线、化学物质等）的影响而产生突变，B正确；C、利用花药离体培养可获得玉米幼苗的单倍体，再经过诱导染色体数目加倍后，直接从中选择出具有优良性状的个体，这样能够极大的缩短育种年限，C错误；D、植物顶端分生区附近（如茎尖）的病毒极少，甚至无病毒，因此，切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗，用这种方法获得的植株不抗病毒，D错误。故选B。
4.答案：C
解析：A、快速繁殖，用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，也叫微型繁殖，微型繁殖技术可以使作物保持优良品种的遗传特性，可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖，A正确；B、利用植物组织培养技术培育脱毒苗可以提高作物的产量和品质，B正确；C、突变只是为生物进化提供原材料，不一定产生新物种，同时突变是不定向的，不能为适应条件发生定向突变，C错误；D、细胞的工厂化生产利用的是细胞次生代谢产物的产生，不受季节、天气等限制，D正确。故选C。
5.答案：A
解析：A、次生代谢物不是雪莲生长必需的产物，A错误；B、可用射线处理①愈伤组织，促使其发生突变，从中筛选雪莲培养物高产的细胞，B正确；C、茎尖中带毒少或无毒，因而切取一定大小的茎尖进行组织培养可获得脱毒苗，C正确；D、细胞产物的工业化生产是从人工培养的愈伤组织细胞中提取某种成分，该过程使用的是液体培养基，D正确。故选A。
6.答案：A
解析：A、外植体经体积分数为70%的酒精消毒30s后需用无菌水洗去酒精，A错误；
B、①过程需在避光条件下，在固体培养基中添加植物激素诱导脱分化，生长素/细胞分裂素比例适中，促进愈伤组织的形成，B正确；
C、②过程可在液体培养基中添加果胶酶等处理愈伤组织，不仅可以降解果胶层，而且还能软化细胞壁，进而获得单个细胞，C正确；
D、③过程只需要获得大量植物细胞，植物细胞通过有丝分裂增殖，无需产生完整植株，D正确。
故选A。
7.答案：B
解析：A、次生代谢物是生物体产生的一大类并非生长发育所必需的小分子有机化合物，紫杉醇是红豆杉属植物产生的一种复杂的次生代谢物，A错误；
B、①过程表示形成愈伤组织，该过程中添加生长素和细胞分裂素比例约为1:1，B正确；
C、植物组织培养中常用的培养基是固体培养基②过程采用固体培养基，需要适当强度的光照，C错误；
D、③过程愈伤组织形成单个细胞，需要去除细胞壁，需要用纤维素酶和果胶酶处理，动物细胞培养中形成单个细胞需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，D错误。
故选B。
8.答案：A
解析：A、愈伤组织再分化形成的芽产生的生长素会促进愈伤组织生根，A错误；B、野生铁皮石斛是名贵的中药，工厂化生产铁皮石斛的有效物质有利于其遗传多样性的保护，B正确；C、酒精和次氯酸钠作为消毒剂，长时间处理会毒害外植体，故酒精和次氯酸钠处理后用无菌水清洗可降低两者对外植体的伤害，C正确；D、生长素促进生根，细胞分裂素促进细胞分裂，生长素和细胞分裂素是启动外植体细胞分裂和脱分化的关键激素，D正确。故选A。
9.答案：D
解析：A、花粉粒经②⑤过程得到的植株B是单倍体植株，由于植株B在减数分裂形成配子时染色体配对紊乱而无法产生后代，因此不能稳定遗传，A错误；B、图中④过程所用的培养基为固体培养基，其中加入了琼脂，⑧过程的培养基为液体培养基，其中没有添加琼脂，B错误；C、③过程用诱变剂处理愈伤组织依据的原理是基因突变，由于基因突变是不定向的，因此获得的植株D不一定就是具有所需优良性状的突变体植株，C错误；D、⑧过程的目的是获得细胞产物，利用了植物细胞培养技术，通过促进细胞增殖，以获得目标产物，该过程没有将愈伤组织培育成完整植株，不体现细胞的全能性，D正确。故选D。
10.答案：C
解析：A、由于大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体，染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易显现，因此它是进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料，A错误；B、植物细胞培养技术工厂化生产紫草细胞的次生代谢物紫草宁过程中，利用的是液体培养基，B错误；C、愈伤组织的细胞排列疏松且无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞，易发生变异，因此在植物组织培养过程中对愈伤组织进行诱变处理，从分化的植株中可筛选出新品种，C正确；D、植物顶端的分生区细胞含毒很少，甚至不含毒，通过植物组织培养可获得具有不含或很少含病毒的脱毒苗，D错误。故选C。
11.答案：AB
解析：A、红豆杉幼嫩的茎段（分裂旺盛）适合用作外植体，操作过程中将用流水充分冲洗后的外植体用酒精消毒30s，然后立即用无菌水清洗2～3次；再用次氯酸钠溶液处理30min后，立即用无菌水清洗2～3次，A错误；
B、NAA为生长素类似物，属于植物生长调节剂，是人工合成的，不属于植物激素，B错误；
C、悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团，获得更多的营养物质和氧气，使得其可以进一步分裂，C正确；
D、由题干信息可知，芝诱导子可能通过介导植物的防御反应来促进紫杉醇合成，可推测灵芝诱导子改变了次生代谢产物紫杉醇的合成速率，D正确。
故选AB。
12.答案：AB
解析：A、二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到的是高度不育的植株，A错误；B、利用植物组织培养技术进行作物脱毒能获得大量脱毒幼苗，脱毒≠抗病毒，B错误；C、植物组织培养过程中因为细胞在大量增殖，容易受到培养条件和诱变因素的影响产生突变，C正确；D、细胞产物的工厂化生产利用的生物学原理主要是细胞增殖，D正确。故选AB
13.答案：BC
解析：A、次生代谢物不是植物生长所必需的，一般在特定的组织或器官中，并在一定的环境和时间条件下，才能进行，A正确；B、生产中是在植物细胞培养技术中脱分化的基础上进行悬浮培养获得植物的次生代谢产物，如果经过完整的植物组织培养过程，获得的是完整的植物体，B错误；C、细胞产物的工厂化生产主要是利用植物细胞培养技术，通过促进细胞增殖，以从细胞群中获得次生代谢物，单个细胞中次生代谢产物的含量并没有提高，C错误；D、细胞产物的工厂化生产是从人工培养的愈伤组织细胞中提取某种成分，该过程使用的是液体培养基，D正确。故选BC。
14.答案：（1）能保持植物原有的遗传特性，繁殖速度快
（2）有利于胚状体进行呼吸作用；矿质元素；糖
（3）茎尖
解析：（1）植物微型繁殖是指用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，与常规的种子繁殖方法相比，这种微型繁殖技术的特点有：保持优良品种的遗传特性；高效快速地实现种苗的大量繁殖。
（2）人工种子的胚状体在进行细胞呼吸时，需要从外界环境吸收O2，并将产生的CO2释放到外界环境中，因此人工种皮具备透气性的作用是：有利于胚状体进行呼吸作用，以保持胚状体的活力。人工胚乳的作用是为胚状体的发育提供营养，因此应含有植物激素、矿质元素、糖等物质。
（3）植物分生区附近（如茎尖）的病毒极少，甚至无病毒，因此为了获得脱毒苗，可以选取植物的茎尖进行组织培养。
15.答案：（1）生殖隔离
（2）细胞膜的流动性；PEG融合法；高Ca2+-高pH融合法；杂种细胞再生出细胞壁；四
解析：（1）矮牵牛和粉蓝烟草属于不同的物种，两者之间存在生殖隔离，因此在自然条件下矮牵牛和粉蓝烟草杂交不能产生后代。
（2）植物体细胞杂交依据的原理是细胞膜的流动性。人工诱导原生质体融合的方法很多，基本可分为两大类——物理法和化学法，其中化学法主要用PEG（或聚乙二醇）融合法、高Ca2+-高pH融合法等。
（3）杂种细胞再生出细胞壁是植物体细胞融合完成的标志。
（4）“矮牵牛-粉蓝烟草”杂种植株的体细胞内含有的染色体数目是矮牵牛和粉蓝烟草的体细胞中染色体数目之和，即细胞中含有4个染色体组，属于四倍体植株。

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