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2.1.2 植物细胞工程的实际应用[课时作业]一、选择题1．下列有关植物组织培养技术应用的叙述，不正确的是( )A．利用植物组织培养技术可大规模地生产食品添加剂、香料等B．利用植物组织培养技术产生突变体，筛选获得具有优良性状的新品种C．利用植物组织培养技术能大幅度提高粮食产量D．利用植物组织培养技术可大规模地生产抗体等解析：基因突变是不定向的，通过筛选后才能够得到具有优良性状的个体。
利用植物生产抗体还需要基因工程技术转入抗体基因，单独的植物组织培养不能对其进行生产。
答案：D2．下列哪种生物不能通过突变体的利用而获得( )A．抗除草剂的白三叶草B．生产胰岛素的大肠杆菌C．高产的水稻D．蛋白质含量高的小麦解析：突变体育种可通过基因突变或染色体变异而获得高产、高抗、有机物含量丰富的品种。
自然状态下胰岛素基因是高等动物体内的基因，大肠杆菌不可能通过突变而获得，一般可通过基因工程(转基因技术)获得。
答案：B3．在下列培育新个体的过程中，没有利用植物组织培养技术的是( )A．花药离体培养获得单倍体植株B．基因工程培育抗虫棉植株C．细胞工程培育“番茄—马铃薯”杂种植株D．秋水仙素处理萌发的种子或幼苗获得多倍体植株解析：D项用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗后产生多倍体植株，并没有经过培养过程，不属于植物组织培养。
答案：D4．对人参皂甙干粉进行工厂化生产，下列哪种技术是必需的( )A．杂交育种B．植物组织培养C．多倍体育种 D．单倍体育种解析：对人参皂甙干粉进行工厂化生产，必须先通过植物组织培养获得人参皂甙产量高的细胞株，然后进行大规模发酵生产。
答案：B5.制造人工种子的原理是在组织培养得到的“胚状体”的最外面用一层有机膜包裹，并在薄膜以内放入一些营养物质，如图所示。
据此判断下列说法不正确的是( ) A．“胚状体”最外面的一层有机膜和里面营养物质分别具有种皮和胚乳的功能B．“胚状体”来源于离体的植物体细胞，其形成过程中要经过的生理变化大体上是脱分化和再分化C．从保证人工种子正常的生命力及生态系统物质循环上来看，其外部薄膜应具有全透性和能被微生物降解的特点D．在人工种子萌发的过程中“胚状体”细胞吸收营养液中的物质用于生长等解析：从保证人工种子正常的生命力上来看，其外部薄膜应具有半透性，可以透气和透水，但是不能让薄膜以内的营养物质出来。
答案： C6．下列有关植物细胞工程应用的叙述，不正确的是( )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“萝卜—甘蓝”，克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍解析：脱毒苗的含义是脱掉病毒或者基本上不带病毒，而不是产生抗病毒能力，产生抗病毒能力一般需要使用转基因技术。
答案：A7．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裂状态B．培养基营养丰富，易于植物生长C．纺锤丝的形成容易受到抑制D．DNA复制容易受到抑制解析：在植物组织培养过程中，由于培养的细胞一直处于不断的分裂状态，因此容易获得突变体。
答案：A8．对人工种子正确的解释是( )A ．通过科学手段人工合成的种子B ．种皮能够自我生成C ．利用植物组织培养获得的种子D ．人工种子发芽率低解析：人工种子是用植物组织培养的方法，诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状体，经过人工薄膜包装得到的种子，是植物组织培养的一个应用。
答案：C9．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( )①――→脱分化②――→再分化③―→④A ．若①是来自不同植物体细胞融合的杂种细胞，则④可能出现不同植物的遗传特性B ．若①是花粉，则④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①是人参细胞，对②进行扩大培养可提高细胞产物——人参皂甙的产量D ．若①是具有杂种优势的农作物细胞，则用③进行微型繁育会发生性状分离解析：若①是具有杂种优势的农作物细胞，则用③进行繁育进行的是有丝分裂，不会发生性状分离。
答案：D10．用组织培养技术可以在生物反应器中通过培养紫草细胞生产紫草素，如图记录了生物反应器中紫草细胞产量、紫草素产量随培养时间发生的变化。
下列说法错误的是( )A ．在生产前，需先加入紫草细胞作为反应器中的“种子”，这些“种子”是紫草叶肉细胞经过脱分化和再分化而获得的B ．从图中可以看出反应器中紫草细胞的生长呈现“S”型增长规律C ．从图中可以看出反应器中影响紫草素产量的因素是细胞数量和细胞所处的生长期D ．在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌的目的是保证氧气供应充足，并使细胞与培养液充分接触解析：这些“种子”是应用组织培养技术，将紫草叶肉细胞经过脱分化而获得的，不经过再分化过程。
答案：A11．下面为植物组织培养过程流程图解，以下相关叙述不正确的是( )A．上述过程中脱分化发生在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、结子困难或发芽率低等问题解析：再分化发生在c步骤，是愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程。
答案：B12．采用下图所示的方法获得纯合高蔓抗病番茄植株(两对相对性状独立遗传)。
下列叙述错误的是( )A．过程①的自交代数越多，纯合高蔓抗病植株的比例越高B．过程②可以任取一植株的适宜花药作培养材料C．过程③利用了植物体细胞杂交技术D．图中④筛选过程可改变抗病基因频率解析：随着杂合子自交代数增加，后代杂合子的比例越来越小(1/2n)，则纯合子比例越来越高；由于F1所有植株的基因型都相同，因而过程②可以任取一植株的适宜花药作培养材料；过程③是通过基因工程获得转基因植株的过程，需要的技术主要有DNA重组技术、植物组织培养技术，而不涉及植物体细胞杂交技术；筛选的过程是人工选择的过程，被选择保留的植株所带有的基因也就被选择保留下来，因而其频率会升高。
答案：C二、非选择题13．科学家从悬浮培养的单细胞、离体花粉或胚囊中，通过植物组织培养技术获得胚状体，胚状体不同于一般的种子胚，是由非合子细胞分化形成的类似于胚的结构物，所以，又称“体细胞胚”或“花粉胚”。
胚状体在一定的条件下，可以发育形成植株。
将其包埋在一个能提供营养的胶质中，包裹上人造种皮，便制成了“人工种子”。
目前，我国科学家利用植物组织培养技术已在烟草、水稻、小麦和玉米等植物上成功诱导出胚状体。
(1)包埋胚状体的胶质中应富含营养物质，这是因为______________________________；为了满足胚状体代谢的需求，“人造种皮”必须具有良好的________________性能。
(2)由“体细胞胚”萌发出的植株是________(填“可育”或“不育”)的。
(3)培育胚状体的培养基中，需要添加________和________________两种激素。
(4)该项技术的成功应用，说明了植物细胞具有________________性。
(5)列举两项“人工种子”商品化的意义：__________________、________________。
答案：(1)胚状体在萌发初期不能进行光合作用透水、透气(2)可育(3)生长素细胞分裂素(4)全能(5)快速繁育苗木培养无毒植株(或解决部分植物繁殖力差，发芽率低的问题等)14．我国植物学家将名贵兰花的茎尖细胞放在培养基中进行培养，最终发育成完整的新植株。
下图是细胞培养形成兰花植株示意图，请据图分析回答：(1)过程③和④分别表示________和________。
(2)在培养过程中，除了提供水分、无机盐、糖类、维生素及氨基酸外，还需要在培养基中加入________。
同时，在培养过程中，除必需的温度、光照和氧气等外界条件外，成功的另一个关键是操作过程必须保证________。
(3)从育种的角度看，植物组织培养与有性生殖相比，优势主要有(列举2条)：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(4)在植物组织培养的过程中，可以对________进行化学或物理的诱变处理，促使其发生突变，再通过诱导分化形成植株，从中选育出优良品种。
这种作物新品种的培育方法属于__________________。
(5)若将兰花的茎尖细胞换成兰花的花粉粒，经组织培养形成植株，这种育种方法称为________________________________________________________________________，其优点是___________________________________________________________________ _______________________________________________________________________。
解析：(1)过程③为脱分化，过程④为再分化，其中在④过程中既有细胞分裂，又有细胞分化。
(2)在植物组织培养过程中，不论是脱分化还是再分化，都需要植物激素刺激，并且要求操作过程必须无菌。
(3)植物组织培养的实质是一种无性繁殖，与有性生殖相比具有保持亲本的优良品质，培养周期短，繁殖效率高，能培育无病毒植株等优点。
(4)突变体利用的操作对象是愈伤组织，但是该种方法具有很大的盲目性。
(5)单倍体育种的优点表现在缩短育种年限、后代不发生性状分离等。
答案：(1)脱分化再分化(2)植物激素(或植物激素类似物) 无菌(3)能保持亲本的优良性状；培养周期短，繁殖效率高；能培育无病毒植株(4)愈伤组织突变体的利用(5)单倍体育种缩短育种年限，培育的品种一定是纯种15．医学研究发现紫杉醇能有效治疗某些癌症。
获得紫杉醇的传统方法是从红豆杉属植物的树皮中提取，但产量有限，也不利于濒危的红豆杉的保护。
研究发现，红豆杉的其他组织细胞也能生产紫杉醇，有人尝试用细胞工程技术生产。
如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。
请据图回答下列问题：(1)据图分析，获得高产紫杉醇应选__________红豆杉为原料，培养后期紫杉醇产量出现下降的原因包括____________________________________等。
(2)将红豆杉细胞经组织培养形成________方可接种到培养基中。
