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1、植物细胞工程的实际应用1下列生物工程技术的实际应用过程中，能形成愈伤组织的是()作物脱毒细胞产物的工厂化生产生产人工种子转基因植物的培养ABC D答案D解析作物脱毒、细胞产物的工厂化生产、生产人工种子都是植物细胞工程的实际应用，其技术基础是植物的组织培养技术，都有外植体脱分化形成愈伤组织的过程。转基因植物的培养利用的是基因工程技术和植物组织培养技术，该过程中也形成愈伤组织。2下图为制备人工种子部分流程示意图，下列叙述正确的是()A胚状体是外植体在培养基上脱分化形成的一团愈伤组织B该过程以海藻酸钠作为营养成分，以CaCl2溶液作为凝固剂C可在海藻酸钠溶液中添加蔗糖，为胚状体提供碳源D包埋胚状体的
2、凝胶珠能够隔绝空气，有利于人工种子的储藏答案C解析该过程采用固定化细胞技术中的包埋法制备人工种子，海藻酸钠仅是载体，无法为胚状体提供营养物质，为了保证胚状体能够生长，可向海藻酸钠溶液中加入蔗糖，作为胚状体的碳源，C项正确、B项错误；离体的植物器官、组织或细胞，在培养基上培养一段时间后，会通过细胞分裂脱分化形成愈伤组织，其细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞；在植物细胞悬浮培养液中，某些体细胞在形态上转变为与合子发育成的胚非常相似的结构，它的发育过程也与合子胚类似，胚芽、胚根、胚轴等结构完整，该结构即为胚状体，A项错误；包埋胚状体的凝胶珠为海藻酸钠，海藻酸钠是多孔性载体
3、，可与外界进行气体交换，使胚状体可以进行呼吸作用；若隔绝空气，胚状体最终会因无法进行正常的有氧呼吸而死亡，不利于人工种子的贮藏，D项错误。3如图为植物组织培养的基本过程，则制备人工种子及生产治疗烫伤、割伤的药物紫草素，应分别选用编号()外植体愈伤组织胚状体植株A BC D答案B解析人工种子是指将已分化的胚状体等用合适的人工薄膜进行包裹得到的种子；获取细胞产物紫草素只需培养到愈伤组织阶段，无需获得植株。4某优良品种水稻的基因型为AaBb，利用其花药通过组织培养形成试管苗。下列对这一培养过程的叙述，错误的是()A花粉形成试管苗要经过脱分化和再分化的过程B试管苗有四种基因型，其体细胞含有一个染色体组
4、C通过该过程培育出的试管苗还不能直接用于生产D这些试管苗自交，后代性状不发生分离答案D解析花药通过组织培养形成试管苗要采用植物组织培养技术，该过程要先经过脱分化形成愈伤组织，再通过再分化形成试管苗；由水稻的基因型为AaBb可知，水稻为二倍体，其配子含一个染色体组，由配子直接发育成的试管苗的体细胞中含有一个染色体组；试管苗为单倍体，高度不育，不能通过有性生殖繁殖后代，不能直接用于生产。5下列关于细胞产物工厂化生产的叙述，错误的是()A细胞产物的工厂化生产是植物细胞工程的重要用途之一B培养过程中需要脱分化形成愈伤组织，然后悬浮培养愈伤组织细胞C培养的细胞收集后一般要破碎提取有效成分D培养的愈伤组织
5、需要经过再分化产生特定的组织细胞后才能产生特定的细胞产物答案D解析细胞产物的工厂化生产是植物细胞工程的重要用途之一；培养过程中需要脱分化形成愈伤组织，然后悬浮培养愈伤组织细胞；培养的细胞收集后一般要破碎提取有效成分；培养的愈伤组织不需要再分化就能产生特定的细胞产物。6如图表示利用高秆抗锈病玉米(基因型为AaBb，两对基因独立遗传)的花粉细胞生产人工种子的过程。下列叙述不正确的是()A通过过程两两融合得到的细胞基因型有9种B过程培养基中植物激素的比例不同C过程需用秋水仙素处理才能获得可育的人工种子D人工种子中加入植物生长调节剂可促进胚状体的发育答案C解析高秆抗锈病玉米的基因型为AaBb，能产生四
6、种配子，即AB、Ab、aB、ab，通过过程两两融合得到的细胞基因型有9种，A项正确。生长素与细胞分裂素比值高时，促进根分化，抑制芽形成；比值低时，促进芽分化，抑制根形成；比值适中时，促进愈伤组织的形成，故脱分化和再分化过程植物激素的比例不同，B项正确。花粉细胞杂交形成的植株可育，不需要用秋水仙素处理，C项错误。人工种子中加入植物生长调节剂可促进胚状体的发育，D项正确。7下列有关植物细胞工程应用的叙述，错误的是()A利用组织培养技术培育脱毒苗，获得具有抗病毒的新品种B利用组织培养技术获得人工种子，能保持亲本的优良性状C利用细胞培养技术获得紫草素，实现了细胞产物的工厂化生产D利用植物体细胞杂交技术
7、获得“白菜甘蓝”，克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍答案A解析脱毒苗是用含病毒极少，甚至无病毒的茎尖等植物分生组织培养而成的，再生的植株可能不带病毒，但它并未具备抗病毒的能力。8红豆杉是濒危植物，其树皮产生的紫杉醇对抗癌症有一定的疗效。下图是红豆杉植株组织培养和细胞培养的流程图，请据图回答下列问题：(1)图中为愈伤组织，通过B过程可最终产生新的植株，通过C过程可产生大量细胞，则图中A、B、C分别表示的过程为_。其中B过程的实质是_。(2)对的培养一般要采用_培养基，并要不断通入无菌空气并进行搅拌，其目的是_。(3)对的培养可获得代谢产物紫杉醇，但培养后期紫杉醇产量下降，其原因包括_等。(4)若是
8、红豆杉(基因型为DdTt)的花药，可选用_(填编号)制成人工种子，该“种子”萌发的幼苗用_处理，可快速获得纯种植株，该植株的基因型为_。答案(1)脱分化、再分化、有丝分裂基因的选择性表达(2)液体保证氧气的供应，使细胞和培养液充分接触(3)活细胞数量减少，某些代谢产物积累(4)秋水仙素(或低温)DDTT、DDtt、ddTT、ddtt解析(1)图中为红豆杉离体的植物器官、组织或细胞(外植体)，为愈伤组织，为试管苗(胚状体)，为植物体，为大量的红豆杉细胞；A过程为脱分化，B过程为再分化，C过程表示有丝分裂。再分化的实质是细胞内基因的选择性表达。(2)对的培养目的是快速增殖细胞，一般采用液体培养基进
9、行培养。在培养过程中通入无菌空气是为了保证细胞生长过程中氧气的供应，不断搅拌的目的是让细胞和培养液充分接触。(3)培养的后期，由于细胞代谢产物的积累、营养物质的消耗、pH的改变等，导致细胞数量减少，其代谢产物减少。(4)红豆杉(二倍体)的花药经培养可获得单倍体，再经秋水仙素或低温处理，可使染色体数目加倍，快速获得纯种植株。如果亲本的基因型为DdTt，则获得纯种植株的基因型有DDTT、DDtt、ddTT、ddtt四种。9下面为植物组织培养过程流程图解，下列相关叙述错误的是()A脱分化发生在b步骤，在此过程中植物激素发挥了重要作用B再分化发生在d步骤，是愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程C从叶组
10、织块到种苗形成的过程说明植物叶片细胞具有全能性D人工种子可以解决有些作物品种繁殖能力差、结籽困难或发芽率低等问题答案B解析植物组织培养首先要取部分细胞，这些离体的细胞称为外植体，经过脱分化后，形成一些薄壁细胞群，这些细胞群称为愈伤组织，经过再分化，形成具有生根和发芽能力的胚状体或直接形成根和芽，最终发育成完整植株。所以b为脱分化，c为再分化，植物组织培养的科学原理是植物细胞具有全能性。10甘薯由于能增强免疫功能、防癌抗癌、抗衰老、预防动脉硬化等越来越被人们喜爱。但甘薯是无性繁殖作物，同时又是同源六倍体，具有自交不育和杂交不亲和的特点，这使甘薯生产和育种过程中存在诸多常规方法难以解决的问题。下列
11、相关叙述不合理的是()A利用植物组织培养形成的胚状体制作人工种子，解决种苗用量大的问题B利用茎尖分生组织培养脱毒苗，使植株具备抗病毒的能力，从而提高产品质量C通过原生质体融合等实现体细胞杂交，可以克服杂交不亲和的障碍，充分利用遗传资源D利用培养的愈伤组织进行诱变育种，可以显著提高突变频率答案B解析植物细胞工程的应用之一是以植物组织培养得到的胚状体等为材料，经人工薄膜包裹制成人工种子，实现大规模生产，A项正确。茎尖等分裂旺盛部位的病毒极少，甚至无病毒，所以可利用茎尖分生组织培养出无病毒且保持优良性状的幼苗，即脱毒苗；通过基因工程将抗病毒基因转移至受体细胞可培育出抗病毒的转基因植物，但脱毒抗病毒，
12、B项错误。植物体细胞杂交可克服杂交不亲和的障碍，并可充分利用遗传资源，C项正确。愈伤组织具有分裂旺盛的特点，容易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变，是诱变育种的良好材料，因此，利用愈伤组织进行诱变处理，可以显著提高突变频率，D项正确。11利用植物组织培养技术从红豆杉细胞中提取抗癌物质紫杉醇，不需要进行的是()A选取合适的外植体并对外植体进行消毒B培养基中加入适量的蔗糖，以提供营养并维持渗透压C控制植物激素的种类和含量诱导产生愈伤组织D选择适当的分化培养基培育红豆杉幼苗答案D解析植物组织培养需要选取合适的外植体并对外植体进行消毒，以防止杂菌污染，A项正确；培养基中加入适量的蔗糖，蔗糖既可提供
13、营养又能维持渗透压，B项正确；脱分化过程中需控制植物激素的种类和含量，C项正确；若要从红豆杉细胞中提取抗癌物质紫杉醇，只需培养到愈伤组织阶段，不需培育出红豆杉幼苗，D项错误。12科研工作者将基因型为Bb的某植物幼苗用秋水仙素处理，使其成为四倍体；然后将该四倍体产生的配子进行花药离体培养，形成幼苗后再用秋水仙素处理使其染色体数目加倍。依据上述材料，你认为正确的是()最终获得的后代有2种表现型、3种基因型上述育种方式包含了多倍体育种和单倍体育种最终获得的后代都是纯合子第二次用秋水仙素处理后得到的植株是可育的A BC D答案B解析分析题干信息：某植物幼苗(Bb)秋水仙素处理四倍体(BBbb)产生配子
14、(BB、Bb、bb)花药离体培养单倍体幼苗(BB、Bb、bb)秋水仙素处理四倍体(BBBB、BBbb、bbbb)。通过上述分析，最终获得的后代有2种表现型、3种基因型，其中基因型为BBbb的个体为杂合子，正确、错误。由二倍体幼苗(Bb)经秋水仙素处理得到四倍体属于多倍体育种；由四倍体产生的配子经花药离体培养和秋水仙素处理后得到四倍体属于单倍体育种，该育种方法得到的后代由于减数分裂过程中同源染色体联会正常，所以是可育的，正确。13花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，并丧失再生能力，再利用此原生质体作为部分遗传物质
15、的供体与完整的花椰菜原生质体融合，以获得抗黑腐病杂种植株。流程如下图所示：据图回答下列问题：(1)过程所需的酶是_。(2)过程后，在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的_存在，这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。(3)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压，其作用是_。原生质体经过_再生，进而分裂和脱分化形成愈伤组织。(4)若分析再生植株的染色体变异类型，应剪取再生植株和_植株的根尖，通过_、_、染色和制片等过程制成装片，然后在显微镜下观察比较染色体的形态和数目。(5)采用特异性引物对花椰菜和黑芥基因组DNA进行PCR扩增，得到两亲本的差异性条带，可用于杂种植株的鉴定。下图
16、是用该引物对双亲及再生植株14进行PCR扩增的结果。据图判断，再生植株14中一定是杂种植株的有_。(6)对杂种植株进行_接种实验，可是筛选出具有高抗性的杂种植株。答案(1)纤维素酶和果胶酶(2)叶绿体(3)保持原生质体完整性细胞壁(4)双亲(或花椰菜和黑芥)解离漂洗(5)1、2、4(6)黑腐病菌解析(1)过程表示原生质体的制备，要用纤维素酶和果胶酶去掉植物细胞的细胞壁。(2)用于融合的两个细胞，一个是黑芥苗的叶肉细胞，一个是花椰菜的根部细胞，其中供体细胞特有的结构是叶绿体，可通过观察叶绿体的有无作为初步筛选杂种细胞的标志。(3)原生质体没有细胞壁的保护，需要加入适宜浓度的甘露醇以保持渗透压的稳
17、定，以避免原生质体吸水或失水破坏原生质体的完整性。原生质体通过细胞壁再生形成杂种细胞，进而形成愈伤组织。(4)分析再生植株染色体变异类型，需要将再生植株细胞染色体和黑芥苗与花椰菜细胞中的染色体制片观察进行比较，制片的基本程序是解离、漂洗、染色、制片。(5)根据图谱，花椰菜含有碱基对为300和600的DNA片段，黑芥含有碱基对为1 000、1 300和1 500的DNA片段，再生植株3只含有长度为300和600的DNA片段，与花椰菜一致，1、2、4既含有花椰菜DNA片段，又含有黑芥DNA片段，为杂种植株。(6)对杂种植株接种黑腐病菌，能正常生长的即为具有高抗性的杂种植株。14通过植物组织培养技术
18、，可以快速繁殖并培育无病毒的植物。据图回答问题。离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织胚状体植物体图 1(1)紫草细胞中提取的紫草素是制造治疗烫伤和割伤的药物、染料和化妆品的原料。若要从大量培养的紫草愈伤组织中提取紫草素，不需要经过图中_过程，且不需要的条件是_。A消毒灭菌 B适宜温度C充足光照 D适宜养料和激素(2)用植物组织培养方法诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状体结构，若包裹上人工种皮，可制成人工种子，则图2中的C相当于种子结构中的_，主要作用是_。(3)人工种子的培育具有哪些显著的优点？_(至少答出两点)。(4)为了有利于幼苗茁壮成长，提高农作物产量，请设计两种对人工种子处理的
19、方法：_。答案(1)再分化C(2)胚乳为胚状体提供营养(3)生产不受季节、气候和地域的限制；后代一般不会出现性状分离；能保持优良品种的遗传特性；方便储存和运输等(答案合理即可，至少答出两点)(4)在人工种子包裹剂中添加养分、无机盐、有机碳源、有益菌、农药、抗生素等；向人工种皮中加入植物生长调节剂(答案合理即可)解析分析图1可知，表示脱分化，表示再分化；分析图2可知，A表示人工种皮，B表示胚状体，C表示人工胚乳。(1)若要从大量培养的紫草愈伤组织中提取紫草素，只需要将外植体脱分化形成愈伤组织即可，不需要经过再分化过程。愈伤组织不含叶绿体，不能进行光合作用，因此从大量培养的紫草愈伤组织中提取紫草素
20、时，不需要充足的光照条件。(2)图2中的C人工胚乳相当于种子结构中的胚乳，主要作用是为胚状体提供营养。(3)人工种子具有的优点有生产不受季节、气候和地域的限制；后代一般不会出现性状分离；能保持优良品种的遗传特性；方便储存和运输；节约土地；节约粮食等。(4)为了有利于幼苗茁壮成长，提高农作物产量，可以在人工种子包裹剂中添加养分、无机盐、有机碳源、有益菌、农药、抗生素等；可以向人工种皮中加入植物生长调节剂。15青蒿素被誉为“世界上唯一有效的疟疾治疗药物”，几乎不溶于水，且对热不稳定，所以提取工艺一直难以突破。中国科学家屠呦呦因在抗疟疾药物青蒿素的提取方面做出了突出贡献而获2015年诺贝尔生理学或医
21、学奖。如图为通过植物组织培养获得含青蒿素较高的黄花蒿的基本流程。试回答下列问题：(1)图中代表的生理过程分别是_，此过程除营养物质外还需要向培养基中添加_。植物组织培养的原理是_。(2)植物组织培养过程中外植体通常选取黄花蒿的分生区组织的原因是_，愈伤组织中提取不到青蒿素的原因可能是_。过程和过程使用的培养基中，细胞分裂素比例较高的是_。(3)某小组得到的黄花蒿幼苗叶片颜色为黄色，可能的原因是培养基中没有添加_元素，也可能是_。(4)青蒿素通过使疟原虫的线粒体内膜脱落，导致其_过程受阻，使细胞因缺乏_而不能正常增殖。答案(1)脱分化、再分化植物激素(或生长素和细胞分裂素)植物细胞的全能性(2)
22、生长较为旺盛，容易诱导形成愈伤组织相关基因没有在愈伤组织中表达(3)镁培育过程中没有给予光照(4)有氧呼吸第三阶段ATP解析(1)图中代表的生理过程分别是脱分化和再分化，此过程除营养物质外还需要向培养基中添加植物激素(即生长素和细胞分裂素)。植物组织培养的原理是植物细胞的全能性。(2)植物组织培养过程中外植体通常选取黄花蒿的分生区组织，这是因为分生区组织生长较为旺盛，容易诱导形成愈伤组织。愈伤组织中提取不到青蒿素的原因可能是相关基因没有在愈伤组织中表达。过程和过程中，需添加不同比例的细胞分裂素和生长素，以促进愈伤组织分化成根或芽，当细胞分裂素比例较高时，有利于芽的分化，抑制根的形成，当生长素比例较高时，有利于根的分化，抑制芽的形成。(3)某小组得到的黄花蒿幼苗叶片颜色为黄色，可能的原因是培养基中没有添加镁元素，也可能是培育过程中没有给予光照。(4)线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，青蒿素通过使疟原虫的线粒体内膜脱落，导致其有氧呼吸第三阶段过程受阻，使细胞因缺乏ATP而不能正常增殖。9