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第2章 细胞工程
第1节 植物细胞工程
二 植物细胞工程的应用
A级　基础达标练
一、选择题
1．野生二倍体草莓病毒感染严重，产量低下，用花药离体培养法脱毒率可达100%。以下分析错误的是(　　)
A．获取的草莓花药用酒精进行短时表面消毒后应立即用无菌水清洗
B．花药不用经过脱分化阶段，直接可以分化为单倍体植株
C．与有性繁殖相比，自然界中进行无性繁殖的野生草莓感染的病毒更容易传给后代
D．花药离体培养过程中辐射诱变产生的隐性突变经染色体加倍后更容易显现
2．如图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径，下列叙述不正确的是(　　)
―→
A．该途径依据的原理是植物细胞具有全能性
B．需在无菌和人工控制的条件下进行
C．经过程①细胞的形态和结构发生了变化
D．外植体是离体的器官、组织或细胞
3．下列有关植物细胞工程应用的叙述，错误的是(　A　)
A．用快速繁殖技术可获得新品种
B．利用植物细胞培养可实现紫草的细胞产物工厂化生产
C．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．利用植物组织培养技术可以获得脱毒苗
4．(不定项)下列不属于植物的快速繁殖技术的是(　　)
A．兰花的芽尖组织培育成兰花幼苗
B．水稻种子萌发并生长新个体
C．扦插的葡萄枝条长成新个体
D．柳树芽发育成枝条
二、非选择题
5．“迷你植物”是通过植物组织培养技术，在人工控制的无菌环境下，生长在玻璃或透明塑料容器等相对密封的空间内的一系列微型植物的总称。下图是“迷你植物”组织培养过程示意图。回答下列问题：
(1)培育“迷你植物”的原理是植物细胞具有_________________________________。为了使培育的“迷你植物”无病毒，选材时一般选取________________________________________，原因是_________________________________________________________________。
(2)为了保证“迷你植物”的正常生长，容器内装有的凝胶状透明培养基中需要含有植物生长所需要的__________________________________。
(3)在培育“迷你植物”时，为了有利于嫩枝组织细胞形成愈伤组织，常常需要在配制好的培养基中添加___________________________。嫩枝组织细胞接种后2～5天，若发现其边缘局部污染，可能的原因是________________________________________________________。
(4)若图中的愈伤组织没有形成根，但分化了芽，其原因可能是________________________。
B级　合格达标练
一、选择题
1．下列有关植物细胞工程及其应用的说法，错误的是(　　)
A．植物细胞工程的原理是植物细胞的全能性
B．植物组织培养需要将植物组织或细胞离开母体
C．植物快繁是植物组织培养的重要应用
D．单倍体育种不改变生物的遗传性状
2．科学家以PLRV(马铃薯卷叶病毒)感染的马铃薯试管苗为实验材料，对不同大小的茎尖超低温处理后，用植物组织培养技术进行再生培养。选取培养18周的20棵植株进行检测并获得病毒保存率，实验结果如下表所示。下列叙述正确的是(　　)
病毒感染类型 茎尖大小/mm 病毒保存率/%
PLRV
0.50
1.5
0(0/20)
35(7/20)
注：括号内数字表示检测阳性样本量/检测总样本量
A．超低温处理后进行再生培养时培养基中应加入有机碳源和激素等
B．茎尖大小与病毒保存率无关
C．该技术能克服不同生物远缘杂交不亲和障碍从而培育出新品种
D．1.5 mm的茎尖超低温脱毒效果优于0.5 mm的茎尖超低温脱毒效果
3．水稻(基因型为AaBb)的花药通过无菌操作，接入试管，经过一系列实验操作形成试管苗，则以下说法中不正确的是(　　)
A．愈伤组织的产生是通过有丝分裂
B．试管苗的基因型是AABB或aabb或AAbb或aaBB
C．培养基中要添加有机物
D．用花药离体培养获得的胚状体细胞含1个染色体组
4．辣椒素作为一种生物碱广泛应用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图。下列表述正确的是(　　)
A．实现①过程的条件是外植体细胞发生基因突变
B．①过程受外源激素的调控，②过程受内源激素的调控
C．获得脱毒苗常用的外植体是根尖和芽尖，脱毒苗不具有更强的抗病毒能力
D．通过细胞培养获得辣椒素的过程不需要实现细胞的全能性
5．(不定项)花粉植株是遗传研究和突变育种的理想材料。下面是培育四季柑橘(2N＝18)花粉植株的过程示意图，有关叙述不正确的是(　　)
A．过程②③④均存在细胞分裂和细胞分化
B．由图可推测，培养基B中的细胞分裂素的比例高于生长素的比例
C．图中获得的花粉植株高度不育，表明花粉细胞不具有全能性
D．处于分裂中期的四季柑橘单倍体植株根尖细胞有18条染色体
6．(不定项)人参皂苷具有抗肿瘤等作用，科研人员设计如图1所示流程制备人参皂苷Rg3，并研究了过程③生物反应器中人参细胞产量、人参皂苷Rg3产量随培养时间的变化，结果如图2。下列相关叙述正确的是(　　)
A．过程①体现了植物细胞的全能性
B．过程②常需用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理，以便将愈伤组织分散成单个细胞
C．过程③通常采用振荡培养，除有利于增加溶解氧外，还能防止细胞聚集
D．由图2可知，影响人参皂苷Rg3产量的因素是培养时间
二、非选择题
7．育种工作者利用不同的方法进行了如下图所示四组实验。
请据图回答下列问题：
(1)Ⅰ过程由番茄韧皮部细胞形成幼苗A的过程要经过脱分化形成愈伤组织，该阶段_________(填“需要”或“不需要”)光照，再经过再分化形成幼苗，该过程依据的原理是_____________________。
(2)植物组织培养除了需要提供一定的营养、______________________________________、温度和光照外，还必须在__________________________的条件下进行。
(3)Ⅱ过程中，从花粉形成幼苗B所进行的细胞分裂方式是____________________________。
(4)获得植物体D首先需对番茄和马铃薯的韧皮部细胞用____________________________酶处理以去除细胞壁。
(5)获得植物体D的过程叫_____________________。此技术的优势是______________________。植物体D与细胞B一样具有两亲本的遗传物质，原因是______________________________________
_______________________________________________________________________________。
参考答案
A级　基础达标练
一、选择题
1．
答案：B
2．
答案：A
3．
答案：A
4．
答案：BCD
二、非选择题
5．
答案：
(1) 全能性 茎尖或根尖 茎尖或根尖病毒很少，甚至无病毒
(2) 各种无机盐和水分
(3) 植物激素 嫩枝消毒不彻底
(4) 培养基中生长素较少，细胞分裂素较多
解析：
(1)培育“迷你植物”的过程利用了植物组织培养技术，其原理是植物细胞具有全能性。由于茎尖或根尖病毒很少，甚至无病毒，因此为了使培育的“迷你植物”无病毒，选材时一般选取茎尖或根尖。
(2)为了保证“迷你植物”的正常生长，容器内装有的凝胶状透明培养基中需要含有植物生长所需要的各种无机盐和水分。
(3)在培育“迷你植物”时，为了有利于嫩枝组织细胞形成愈伤组织，常常需要在配制好的培养基中添加植物激素。嫩枝组织细胞接种后2～5天，若发现其边缘局部污染，可能的原因是嫩枝消毒不彻底。
(4)若题图中的愈伤组织没有形成根，但分化了芽，其原因可能是培养基中生长素较少，细胞分裂素较多。
B级　合格达标练
一、选择题
1．
答案：D
2．
答案：A
3．
答案：B
4．
答案：D
5．
答案：ACD
6．
答案：C
二、非选择题
7．
答案：
(1) 不需要 植物细胞的全能性
(2) 植物激素(或生长素和细胞分裂素) 无菌
(3) 有丝分裂
(4) 纤维素酶和果胶
(5) 植物体细胞杂交技术 克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍 细胞B是由番茄与马铃薯的体细胞融合而成的，则细胞B具有番茄和马铃薯两亲本的遗传物质，植物体D是由细胞B经植物组织培养而成的，故细胞B的基因型决定了植物体D的基因型
解析：
(1)Ⅰ过程中高度分化的植物细胞经脱分化形成的是愈伤组织，而脱分化的过程中是不需要光照的。已分化的番茄韧皮部细胞再次成长为植物体(幼苗)的过程属于植物组织培养过程，其依据的原理是植物细胞的全能性。
(2)植物组织培养过程中需要植物激素的诱导调节，故除了需要提供一定的营养、温度和光照外，还需要植物激素。但由于营养物质丰富，外界环境条件优越，也特别适合细菌等微生物生长，为避免微生物过度繁殖对组织培养的影响，还必须在无菌的条件下进行。
(3)Ⅱ过程中花粉经植物组织培养直接长成的幼苗B是单倍体，该过程是通过有丝分裂完成的。(4)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶具有专一性，要去除植物细胞壁则需要使用纤维素酶与果胶酶处理。
(5)Ⅳ是植物体细胞杂交的过程，故获得植物体D的过程叫植物体细胞杂交技术。植物体细胞杂交克服了远缘杂交不亲和的障碍。细胞B是由番茄与马铃薯的体细胞融合而成的，则细胞B具有番茄和马铃薯两亲本的遗传物质，植物体D是由细胞B经植物组织培养而成的，细胞B的基因型决定了植物体D的基因型。
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