1、第二章植物细胞工程第一节通过植物组织培养可获得完整植株必备知识基础练1.利用植物的花瓣就能培育出完整的植株,下列针对这一实例的解释,错误的是()A.组成花瓣的细胞具有发育的全能性B.花瓣细胞中有个体发育所需的全套遗传物质C.利用花瓣培育出完整的植株涉及细胞分裂和细胞分化D.在生物的生长发育过程中,细胞也能表现出全能性答案D解析花瓣属于植物的体细胞,因其细胞中具有个体发育所需的全套遗传物质,所以花瓣细胞具有发育的全能性,A、B两项正确;在生物的生长发育过程中,细胞不会表现出全能性,而是分化为各种组织和器官,由花瓣培育出完整植株,其前提是花瓣必须离体培养,且处于适宜条件下,在培养过程中涉及细胞分裂
2、和细胞分化,C项正确,D项错误。2.下列各项植物培养中,属于植物组织培养技术的是()A.无籽番茄的培育B.无籽西瓜的培育C.月季枝条嫁接到蔷薇上开出月季花D.将胡萝卜块根培育成胡萝卜植株答案D解析无籽番茄的培育属于植物激素的应用范畴,A项不符合题意;三倍体无籽西瓜的培育属于多倍体育种,原理是染色体变异,B项不符合题意;月季枝条嫁接到蔷薇上开出月季花属于无性生殖中的嫁接,C项不符合题意;将胡萝卜块根培育成了完整的植株,这体现了植物体细胞的全能性,属于植物组织培养技术,D项符合题意。3.茎尖超低温疗法是一种马铃薯脱毒方法。科学家以单病毒PLRV(马铃薯卷叶病毒)、PVS(马铃薯S病毒)感染的马铃薯
3、试管苗为实验材料,对不同大小的茎尖进行超低温处理后,再生培养,选取培养18周的20棵植株进行检测以获得病毒保存率,实验结果如下表所示。病毒感染类型茎尖大小/mm病毒保存率/%PLRV0.50(0/20)1.535(7/20)PVS0.5100(20/20)1.5100(20/20)注:括号内数字表示检测阳性样本量/检测总样本量结合以上实验结果分析,下列说法不正确的是()A.超低温处理后的再生培养利用了植物组织培养技术B.PLRV和PVS必须在宿主细胞内才能进行增殖C.1.5 mm的茎尖超低温脱毒效果优于0.5 mm的茎尖D.应设置一组未受病毒感染的马铃薯试管苗作对照组答案C解析PLRV感染的试
4、管苗经低温处理后,1.5 mm的茎尖超低温脱毒效果不如0.5 mm的茎尖;PVS感染的试管苗经低温处理后,不同茎尖病毒保存率均为100%,C项错误。4.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答案B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项错误;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
5、图中处理温度下部分或全部失活,B项正确;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项错误;题图中脱病毒苗的培育过程采用了植物组织培养技术,其体现了植物细胞的全能性,遗传物质没有改变,D项错误。5.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,易于植物生长C.纺锤丝的形成容易受抑制D.DNA复制容易受抑制答案A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。6.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
6、胞生产紫草宁,下列相关操作错误的是()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答案C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项正确;培养基中要加入生长素类和细胞分裂素类物质,保证已分化的植物细胞脱分化形成愈伤组织,B项正确;紫草宁是愈伤组织的代谢产物,不需要再分化得到完整的植株,C项错误;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
7、应,D项正确。7.美国化学家从红豆杉树皮中分离出具有高抗癌活性的紫杉醇,从此,美国的红豆杉遭受了掠夺式的砍伐。为拯救红豆杉,同时获得紫杉醇,科研小组设计了如下图所示的实验流程。请回答下列问题。(1)选用茎尖分生组织进行组织培养可以获得脱毒苗,原因是茎尖分生组织细胞;诱导茎尖分生组织形成愈伤组织的过程叫。(2)茎尖分生组织细胞具有全能性的原因是。(3)紫杉醇作为常见的细胞产物,抗癌效果显著,通常取自愈伤组织的(细胞器)。答案(1)病毒极少,甚至无病毒脱分化(2)茎尖分生组织细胞含有该种生物的全部遗传信息(3)液泡解析(1)茎尖分生组织细胞病毒极少,甚至无病毒,因此选用茎尖分生组织进行组织培养可以
8、获得脱病毒苗。诱导茎尖分生组织形成愈伤组织的过程叫脱分化。(2)茎尖分生组织细胞含有该种生物的全部遗传信息,因此具有全能性。(3)紫杉醇是从红豆杉树皮中分离出来的具有高抗癌活性的物质,作为常见的细胞产物,通常取自愈伤组织的液泡。关键能力提升练8.为给工厂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,结果如下表所示。下列相关叙述正确的是()茎尖大小/mm外植体数/个分化苗数/苗脱毒苗数/苗小于0.320110.30.520107大于0.620134A.在不同的培养阶段,培养基中的激素种类和比例不同B.脱分化过程中应给予充足光照使
9、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植物细胞的全能性D.0.30.5 mm大小的茎尖最有利于获得抗病毒的特性答案A解析在不同的培养阶段,培养基中的激素种类和比例不同,生长素与细胞分裂素的比值大时有利于根的分化,比值小时有利于芽的分化,A项正确;脱分化过程中不需要光照,此时不能进行光合作用,B项错误;培育脱病毒苗时依据的原理是植物细胞的全能性,C项错误;0.30.5 mm大小的茎尖最有利于获得无病毒的特性,而不是抗病毒的特性,D项错误。9.下图所示为利用体细胞诱变技术获得抗除草剂白三叶草新品种的过程,下列叙述错误的是()A.该育种过程所依据的原理有基因突变和植物细胞的全能性B.过
10、程分别为脱分化、再分化C.白三叶草愈伤组织和胚状体的细胞中DNA和RNA种类相同D.过程通常采用的筛选方法是向白三叶草幼苗喷洒适宜浓度的除草剂答案C解析射线照射愈伤组织,能诱发基因突变;利用白三叶草组织细胞培养形成白三叶草植株的原理是植物细胞的全能性,A项正确。图中过程为脱分化,过程为再分化,B项正确。白三叶草愈伤组织和胚状体的细胞中DNA种类相同,但由于细胞分化,基因选择性表达,故二者细胞中RNA种类不同,C项错误。过程通常采用的筛选方法是向白三叶草幼苗喷洒适宜浓度的除草剂,D项正确。10.下图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径,下列相关叙述正确的是()A.过程是脱分化,过程是再分化B.
11、过程中不需要光,但需控制好培养基中植物激素的比例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答案B解析是脱分化过程,但不是再分化过程,A项错误;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项正确;过程需用纤维素酶、果胶酶对愈伤组织进行处理,C项错误;过程是细胞增殖,D项错误。11.紫杉醇是从红豆杉树皮中提取的高效抗癌物质,利用植物组织培养技术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能够生产紫杉醇的愈伤组织需要通过细
12、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。答案(1)脱分化分裂分化(分生)细胞代谢产物的工业化生产(2)培养的细胞数量减少、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(3)促进培养细胞的伸长解析(1)以南方红豆杉叶为原料获得能够生产紫杉醇的愈伤组织需要通过细胞的脱分化,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代谢产物的工业化生产。(2)对比分析两个曲线图可知,培养后期,培养的细胞数量减少、某些代谢产物积累等导致紫杉醇产量下降。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,保证氧气供应充足,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。6
