2.1.2 植物细胞工程的实际应用

2．1.2 植物细胞工程的实际应用

课堂知能验收

对应学生用书P029

1．植物的微型繁殖技术是指( )

A．基因工程育种

B．植物体细胞杂交技术

C．嫁接

D．通过植物组织培养快速繁殖的技术

答案 D

解析 微型繁殖技术即快速繁殖技术，是通过植物组织培养技术实现的。

2．如图是利用三倍体香蕉的茎尖培育脱毒香蕉植株的过程示意图。下列叙述正确的是( )

茎尖组织――→①X――→②胚状体――→③幼苗――→④脱毒植株

A．①～③过程中发生了有丝分裂和减数分裂

B．对三倍体香蕉进行花药培养可获得单倍体

C．②过程为脱分化 D．X代表愈伤组织

答案 D

解析 分析题图，X代表愈伤组织，①过程代表脱分化，②过程代表再分化，③④过程代表个体发育，C错误，D正确；题图所示过程发生了细胞的有丝分裂和分化，没有发生减数分裂，A错误；三倍体香蕉高度不育，所以不能对其进行花药培养获得单倍体，B错误。

3．(2018·北师大附中期中)下列有关人工种子优越性的叙述不正确的是( )

A．可使自然状态下不结子的植物得以繁殖

B．方便储藏和运输

C．可以随意改变植物的遗传性状

D．可快速、大量繁殖

答案 C

解析 人工种子经植物组织培养获得，可使在自然条件下不结实或珍贵的植物得以繁殖，A正确；人工种子外层起保护作用的薄膜类似天然种子的种皮，因此，可以很方便地储藏和运输，B正确；人工种子优点之一就是可以很好的保存亲代的优良特性，所以不能随意的改变植物的遗传性状，C错误；人工种子的培育是通过植物组织培养完成的，它是一种无性繁殖，可快速、大量繁殖，D正确。

4．下列哪一项不是单倍体育种的优点( )

A．缩短育种年限

B．得到稳定遗传的优良品种

C．突变率高

D．节约人力、物力

答案 C

解析 由于单倍体育种通过染色体加倍后当年就可获得纯合的、能稳定遗传的正常植株，所以能明显缩短育种年限，节约了人力和物力。

5．科研人员用甲基磺酸乙酯处理野生烟草的愈伤组织后，培育出了抗盐碱的烟草。甲基磺酸乙酯的作用是( )

A．诱发愈伤组织细胞发生突变

B．诱导愈伤组织细胞中染色体数目加倍

C．对愈伤组织进行消毒 D．诱导愈伤组织再分化出芽和根

答案 A

解析 用甲基磺酸乙酯处理野生烟草的愈伤组织，培育出抗盐碱的烟草，可推知其是化学诱变剂，可诱导愈伤组织细胞发生突变。

6．下列关于细胞产物的工厂化生产的叙述，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．植物细胞产物包括蛋白质、脂肪、药物、香料、生物碱等

C．利用细胞培养技术获得紫草素可实现细胞产物的工厂化生产

D．培养的愈伤组织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，A正确；植物细胞产物包括蛋白质、脂肪、药物、香料、生物碱等，B正确；细胞培养技术耗资少，易于实现规模化生产，C正确；培养的愈伤组织不需要再分化就能产生特定的细胞产物，D错误。

7．如图为植物繁殖的几种人工方法示意图，请据图回答下列问题。

(1)图中单倍体植株通常的获取方法是__________________。若图中单倍体植株体细胞中有2个染色体组，植株A体细胞中有4个染色体组，则②过程所用化学试剂的作用是__________________。

(2)图中植株B和植株C的培育过程的不同点是____________，这种不同主要的决定因素是________________________。

(3)若想在植物组织培养的过程中获得突变体，进而培育成新品种植株，应用物理诱变或化学诱变的方法处理________。

(4)若要获得玉米的人工种子，则应选用图中的________结构，该结构与正常受精卵形成的________有类似的结构和发育过程。

答案 (1)花药离体培养 抑制纺锤体的形成

(2)植株B的培育过程中形成的是胚状体，而植株C的培育过程中形成的是丛芽 培养基中细胞分裂素与生长素的含量比 (3)愈伤组织 (4)胚状体 胚

解析 (1)获得单倍体植株的常用方法是花药离体培养；常用秋水仙素处理或低温诱导单倍体幼苗，使其染色体加倍。秋水仙素的作用机理是抑制纺锤体的形成。

(2)植株B的培育过程中，愈伤组织经诱导形成胚状体，进而发育成植株；而植株C的培育过程中，愈伤组织经诱导形成丛芽，进而发育成植株。这种不同取决于培养基中生长素和细胞分裂素的含量比。

(3)若要获得突变体，应对愈伤组织进行诱变处理，因愈伤组织处于分生状态，进行旺盛的DNA复制，易诱发突变。

(4)人工种子由胚状体包裹上人工薄膜得到，胚状体具有生根发芽能力，类似于由受精卵形成的胚。

8．玉米是一种重要的农作物，为了提高玉米的产量，科学家做了大量的研究工作。如图是玉米培育的过程，请据图回答：

(1)取玉米茎尖组织进行培养，得到植株D，取植株D的花药进行培养得到的幼苗为________，将该幼苗用秋水仙素处理后发育成植株G；从生殖方式上分析，培育植株D的过程属于________生殖。

(2)取茎尖进行培养的原因是__________________________。

(3)培育植株G的育种方式的优点是_______________________。

(4)若想培育出一种能抗虫的玉米新品种，可以采用________育种；若想培育出一种地上结玉米，地下结马铃薯的植株，可以利用__________________技术。

答案 (1)单倍体 无性 (2)分生区附近(如茎尖)病毒极少，甚至无病毒 (3)直接得到稳定遗传的优良品种，极大地缩短了育种年限

(4)基因工程(体细胞诱变) 植物体细胞杂交

解析 (1)取植株D的花药进行培养，培育成的幼苗为单倍体；单倍体幼苗经秋水仙素处理后发育成植株G；从生殖方式上分析，培育植株D的过程属于无性生殖。

(2)茎尖细胞病毒极少，甚至无病毒，取茎尖进行植物组织培养可培育形成脱毒苗。

(3)培育植株G的方式为单倍体育种，单倍体育种的优点是直接得到稳定遗传的优良品种，自交后代不发生性状分离，极大地缩短了育种年限。

(4)若想培育出一种能抗虫的玉米新品种，可以采用基因工程育种或体细胞诱变育种；若想培育出一种地上结玉米，地下结马铃薯的植株，可以利用植物体细胞杂交技术。

课后提能训练

对应学生用书P031

1．下列没有采用植物微型繁殖技术的一项是( )

A．利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，得到多倍体植株

B．利用花药离体培养得到单倍体植株

C．快速获得大量无病毒植株

D．利用细胞工程培育“白菜—甘蓝”杂种植株

答案 A

解析 植物微型繁殖技术就是植物组织培养技术。花药离体培养属于组织培养；利用根尖等分生区组织进行植物培养获取脱毒幼苗；而植物体细胞杂交技术需先进行细胞融合得到杂种细胞，再进行植物组织培养得到杂种植株；多倍体育种过程中未采用植物组织培养。 2．下面为植物组织培养过程图解，以下相关叙述不正确的是( )

植物叶片――→a叶组织块――→b愈伤组织――→c

有生根发芽能力的胚状结构――→d人工种子――→e种苗

A．上述过程中脱分化发生在b步骤，形成愈伤组织，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．从叶组织块到种苗形成的过程说明番茄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、结子困难或发芽率低等问题

答案 B

解析 d过程是将有生根发芽能力的胚状结构包上人工薄膜(人工种皮)的过程，该结构已经有了芽和根的分化，再分化发生在c步骤，B错误。

3．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过程。下列叙述不正确的是( )

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①②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③通常采用的筛选方法是向白三叶草幼苗喷洒除草剂

答案 C

解析 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。

4．紫草素是紫草细胞的代谢产物，可作为生产治疗烫伤药物的原料。研究人员欲通过植物组织培养技术生产紫草素，下列相关操作不合适的是( )

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 外植体消毒既可保证细胞活性也可减轻污染，A正确；脱分化过程需要生长素和细胞分裂素的共同调节，B正确；生产紫草素利用的是愈伤组织，不需要进行再分化过程，C错误；培养过程中要保证氧气充足且无菌的环境，D正确。

5．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植物组织培养

答案 B

解析 为了使优质苗的生物性状不发生性状分离，可采用茎段扦插诱导生根技术快速育苗，也可采用将幼芽嫁接到合适的其他种类植物体上的方法或用茎尖或幼叶等部位的组织进行植物组织培养获得大量优质苗；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。

6．下列有关植物细胞工程在生产上的应用，叙述不正确的是( )

A．利用植物茎尖进行组织培养，可以获得脱毒苗

B．用人工薄膜将愈伤组织包装可制成人工种子

C．利用细胞培养工业化生产人参皂甙，提高产量

D．对愈伤组织进行诱变处理，从分化的植株中筛选新品种

答案 B

解析 所谓人工种子，就是以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽为材料，经过人工薄膜包装得到的种子，B错误。

7．如图列举了几种植物的育种方式，请据图回答相关问题。