1、- 1 -植物细胞工程的实际应用一、选择题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A BC D解析：选 D 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，该过程中也要形成愈伤组织。2某种极具观赏价值的兰科珍稀花卉很难获得成熟种子。为尽快推广种植，可应用多种技术获得大量优质苗，下列技术中不能选用的是( )A利用茎段扦插诱导生根技术快速育苗B采用花粉粒组织培养获得单倍体苗C采
2、集幼芽嫁接到合适的其他种类植物体上D采用幼叶、茎尖等部位的组织进行组织培养解析：选 B 花粉粒是减数分裂的产物，利用花粉粒离体培养得到的是单倍体苗，其高度不育，且会发生性状分离，因此 B 项方案不能选用。3下列过程中，需要采用植物组织培养技术的是( )利用花药离体培养得到单倍体植株 利用秋水仙素处理二倍体西瓜幼苗，获得四倍体西瓜植株 利用基因工程培育抗棉铃虫的植株 利用细胞工程培育“白菜甘蓝”杂种植株 马铃薯的脱毒A BC D解析：选 D 花药离体培养是单倍体育种的一项基础技术，其过程需要组织培养。基因工程培育抗虫棉的过程中，把目的基因导入受体细胞后，要诱导其分裂、分化，最后发育为一个植物体，
3、必须经过组织培养才能实现。细胞工程培育“白菜甘蓝”杂种植株的过程中，对融合的杂种细胞，也必须经过组织培养才能形成杂种植株。利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗得到多倍体植株，不需要组织培养技术。4培育农作物新品种的过程中，常利用植物组织培养技术。下列叙述正确的是( )A培育转基因的外植体得到的新个体属于基因突变个体B在植物组织培养过程中用理化因素诱导可获得大量有益突变体C单倍体育种中经减数分裂和组织培养两个过程能获得纯合二倍体D在培养基中加入不同浓度的氯化钠溶液，可筛选出抗盐植株- 2 -解析：选 D 培育转基因的外植体得到的新个体属于转基因植物。基因突变是不定向的，在植物组织培养过程中用理化因素
4、诱导不一定获得大量有益突变体。单倍体育种中经组织培养和秋水仙素处理这两个过程才能获得纯合二倍体。5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了试管苗。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解析：选 D 花药通过组织培养形成试管苗要采用组织培养技术，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，由配子发育成的试管苗的体细胞中含有一
5、个染色体组；试管苗为单倍体，是高度不育的，不能通过有性生殖繁殖后代，不能直接用于生产。6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获得“白菜甘蓝” ，克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍解析：选 A 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，但并非它具备了抗病毒的能力。7下面的简式表示植物组织培养的大致过程，据此判断错误的是( ) 脱 分 化 再 分 化 A若是来自不
6、同植物体细胞融合的杂种细胞，则可能出现不同植物的遗传特性B若是二倍体植物的花粉，则是单倍体植株，经染色体加倍后可得到稳定遗传的品种C若是人参细胞，对进行扩大培养可提高细胞产物人参皂甙的产量D若是具有杂种优势的农作物体细胞，则利用进行繁育会发生性状分离解析：选 D 杂种细胞发育成的杂种植株具有两种植物体的遗传物质，因而可能表现出两种植物的遗传特性。若是二倍体植物的花粉，则是通过离体培养获得的单倍体植株，经染色体加倍后获得的一定是纯合子，因而一定会稳定遗传。若是人参细胞，是脱分化获得的愈伤组织，对愈伤组织进行扩大培养可提高细胞产物人参皂甙的产量。是再分化出的胚状体或丛芽，用其进行繁育属于无性繁殖，
7、后代会保持亲本的性状，所以，若是具有杂种优势的农作物细胞，则利用进行繁育不会发生性状分离。- 3 -8如图表示一人工种子，下列与人工种子培育生产过程有关的叙述，错误的是( )A人工种子一般用离体的植物细胞通过组织培养技术获得B胚状体是由愈伤组织分化而成的C同一批次的人工种子具有相同的基因型D胚状体是由未分化的、具有分裂能力的细胞构成的解析：选 D 胚状体是由愈伤组织分化而成的，一般具有芽、根的明显分化。植物组织培养过程进行的是有丝分裂，所以每个细胞所含的遗传物质是相同的，同一批次的种子具有相同的基因型。9下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
8、过程。下列叙述错误的是( )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配比不同C过程需用秋水仙素处理才能获得可育的人工种子D人工种子的种皮中加入植物生长调节剂可促进丛芽的发育解析：选 C 根据自由组合定律，亲代可产生 4 种基因型的花粉(AB、Ab、aB、ab)，2粒花粉细胞融合(类似于 AaBb 个体自交)产生 9 种基因型的融合细胞。图中分别代表植物组织培养的脱分化和再分化阶段，这两阶段目的不同，培养基中生长素、细胞分裂素的含量和比例不同。融合细胞中染色体组与正常植株相同，过程直接培育的人工种子是可育的。10下图为利用体细胞诱变育种技术获得抗除草剂白三叶草新品种的
9、过程。下列叙述错误的是( )A该育种过程依据的原理有基因突变和植物细胞具有全能性B过程培养基中，不同植物生长调节剂的浓度比例不同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除草剂- 4 -解析：选 C 当生长素含量高于细胞分裂素时，主要诱导植物组织脱分化和根原基的形成；而当细胞分裂素的含量高于生长素时，则主要诱导植物组织再分化和芽原基的形成。白三叶草愈伤组织和胚状体的细胞中 DNA 种类相同，因为基因的选择性表达，RNA 和蛋白质的种类是有差异的。二、非选择题11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
10、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： A B C (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_。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
11、试管苗(胚状体), 为植物体， 为大量的红豆杉细胞；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行培养。在培养过程中通入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，以及营养物质的消耗等，导致细胞数量减少，其代谢产物减少。(4)红豆杉的花药经培养可获得单倍体，再经秋水仙素处理，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。答案：(1)脱分化、再分化、有丝分裂 基因的选择性表达 (
12、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 DDTT、DDtt、ddTT、ddtt12蓝莓中富含的花青素能有效改善视力，下图为科学家利用植物组织培养的方法，大量培养蓝莓的具体流程及文字图解。请回答下列问题：(1)用于离体培养的蓝莓组织叫_，该技术的原理是_。- 5 -(2)配制 MS 培养基时，应加入一定量的琼脂、蔗糖、无机盐、维生素、有机物等营养物质，蔗糖除作为碳源外，还具有_的功能。常用的培养基有脱分化培养基、生根培养基和生芽培养基，这三种培养基的主要差异是_。(3)图中蓝莓组织要经过消毒处理后才能进行培养。其过程中，细胞的分
13、化程度会_(填“升高” “降低”或“不变”)。(4)愈伤组织经过过程重新分化成根或丛芽的过程叫_。解析：(1)植物组织培养的主要原理是植物细胞具有全能性，该过程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，给予适宜的条件，诱导其经过脱分化产生愈伤组织，再经过再分化形成完整的植株。(2)配制 MS 培养基时，应加入一定量的琼脂、蔗糖、无机盐、维生素、有机物等营养物质，蔗糖除作为碳源外，还具有提供能量和维持渗透压的功能。常用的培养基有脱分化培养基、生根培养基和生芽培养基，这三种培养基的主要差异是生长素和细胞分裂素的用量及比例不同。(3)图中过程是脱分化形成愈伤组织
14、的过程，高度分化的细胞恢复分裂能力，则分化程度降低。(4)图中过程是愈伤组织经过再分化形成胚状体的过程。答案：(1)外植体 细胞全能性 (2)提供能量和维持渗透压 生长素和细胞分裂素的用量及比例不同 (3)降低 (4)再分化13研究小组用土壤农杆菌与陆地棉叶肉细胞原生质体共同培养获得了转基因陆地棉，过程如下。请回答下列问题：(1)图 a 表示从已经消毒的叶片中剪取部分植物组织细胞，图 b 表示制备原生质体，培养皿中要加纤维素酶和果胶酶，其原因是_。(2)图 c 表示用培养基培养原生质体，培养基中加入了适宜浓度的蔗糖，其主要作用是_。培养一段时间后，将其与土壤农杆菌混合培养，使重组 Ti 质粒进
15、入_，重组 Ti 质粒上_段携带了目的基因，可以整合到植物细胞的_上。然后通过离心(图 d)的方法，除去多余的土壤农杆菌。(3)图 e 表示将原生质体培养成愈伤组织，然后将其转移到含有一定抗生素的培养基中进行培养(图 f)，抗生素的作用是_。(4)将愈伤组织转移培养基继续培养(图 g)，同时注意调整植物生长调节剂的种类和含量，其原因是_，最终获得完整的植株(图 h)。- 6 -解析：图示是通过土壤农杆菌与植物细胞原生质体共培养的方法获得转基因植物的过程。a 为获取植物细胞；b 为去除细胞壁获取原生质体的过程；c 为用培养基培养原生质体；d 为土壤农杆菌与植物细胞原生质体共培养；e 表示脱分化过
16、程；f 表示用选择培养基进行筛选培养；g 表示再分化过程；h 表示转基因植物幼苗。(1)图 b 表示用纤维素酶和果胶酶来制备原生质体，原因是植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，纤维素酶和果胶酶可除去细胞壁。(2)图 c 表示用培养基培养原生质体，培养基中加入了适宜浓度的蔗糖，其主要作用是为原生质体提供碳源和能源，并调节渗透压维持原生质体的形态；将其与土壤农杆菌共同培养，使携带目的基因的 Ti 质粒的 TDNA 进入植物细胞，整合到植物细胞的染色体(染色体 DNA)上，然后通过离心的方法，除去多余的土壤农杆菌。(3)图 e 表示将原生质体培养成愈伤组织，然后将其转移到含有一定抗生素的培养基中进行培养(图 f)，抗生素的作用是筛选出含目的基因的植物细胞。(4)植物生长调节剂的种类和含量会影响愈伤组织的分化，故将愈伤组织转移培养基继续培养(图 g)，同时注意调整植物生长调节剂的种类和含量。答案：(1)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，纤维素酶和果胶酶可除去细胞壁 (2)为原生质体提供碳源和能源，并调节渗透压维持原生质体的形状 原生质体(植物细胞) TDNA 染色体(染色体 DNA) (3)筛选出含目的基因的植物细胞 (4)植物生长调节剂的种类和含量会影响愈伤组织的分化
