第15講植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用

1、2008年高考生物一輪復(fù)習(xí)資料 第15講 植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用【知識要點(diǎn)】1描述微型繁殖、作物脫毒、神奇的人工種子產(chǎn)生過程。2說出應(yīng)用植物細(xì)胞工程進(jìn)行作物新品種的培養(yǎng)和細(xì)胞產(chǎn)物工廠化生產(chǎn)的實(shí)例。【典型例題】1下列關(guān)于細(xì)胞工程的敘述中，錯誤的是 （ ）A植物細(xì)胞融合必須先制備原生質(zhì)體 B試管嬰兒技術(shù)包括人工受精和胚胎移植兩方面C經(jīng)細(xì)胞核移植培育出新個體只具有一個親本的遺傳性狀D植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是脫離母體后給予適宜的培養(yǎng)和外界條件2下列有關(guān)植物體細(xì)胞雜交的敘述，不正確的是 （ ）A用酶解法去掉細(xì)胞壁，分離出有活力的原生質(zhì)體B誘導(dǎo)兩種植物的原生質(zhì)體融合，進(jìn)而形成雜種細(xì)胞C植物體細(xì)胞雜

2、交的最終目的是獲得細(xì)胞代謝產(chǎn)物D植物體細(xì)胞雜交技術(shù)可以克服不同種間遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙31958年，美國科學(xué)家將胡蘿卜韌皮部的細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)生完整植株（如右圖所示）。請回答：（1）科學(xué)家所用的胡蘿卜韌皮部的細(xì)胞，在正常生物體內(nèi)是否能夠進(jìn)行有絲分裂？請說說原因。 。（2）韌皮部細(xì)胞通過 和 ，形成的許多植物的特點(diǎn)是 。（3）此實(shí)驗(yàn)證明了高度分化的植物細(xì)胞仍有發(fā)育成完整植株的能力，即具有 ，高度分化的細(xì)胞具有此特性是由于 。（4）下表為幾種組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基配方的部分成分及培養(yǎng)條件和特點(diǎn)。培養(yǎng)基作用糖類大量元素微量元素植物激素條件培養(yǎng)愈傷組織的培養(yǎng)基蔗糖N、P、K、Ca、Mg、S等B、Cu、Mo、Mn、

3、Cl、Fe等2，4D25、黑暗培養(yǎng)根尖的培養(yǎng)基蔗糖N、P、K、Ca、Mg、S等B、Cu、Mo、Mn、Cl、Fe等15、黑暗培養(yǎng)莖尖的培養(yǎng)基蔗糖N、P、K、Ca、Mg、S等B、Cu、Mo、Mn、Cl、Fe等萘乙酸18、連續(xù)光照根據(jù)上表分析說明，組織培養(yǎng)的條件和特點(diǎn)。 。（5）試簡要說明組織培養(yǎng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，以及這一技術(shù)在實(shí)踐中具體應(yīng)用（舉例）。 。【當(dāng)堂反饋】一、單選題1阻礙番茄和馬鈴薯有性雜交的原因是 ( )A細(xì)胞壁B生殖隔離C生殖方式不同D生存的土壤不同2在植物組織培養(yǎng)過程中，愈傷組織的形成和形態(tài)發(fā)生是十分關(guān)鍵的一步，而這除需要必備的營養(yǎng)和一些刺激因素外，還需要有起誘導(dǎo)作用的物質(zhì)是 ( ) A

4、銅、鋅等微量元素B細(xì)胞分裂素和生長素 C蔗糖和葡萄糖D維生素和氨基酸3在植物組織培養(yǎng)過程中，容易獲得突變體的主要原因是 （ ）A培養(yǎng)的細(xì)胞一直處于不斷的分生狀態(tài)B培養(yǎng)基營養(yǎng)豐富，易于植物生長C紡錘絲的形成容易受抑制DDNA復(fù)制容易受抑制二、多選題4下面關(guān)于植物細(xì)胞工程的敘述，正確的是 （ ）A葉肉細(xì)胞脫分化后可形成無定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞 B葉肉細(xì)胞經(jīng)再分化過程可形成愈傷組織C融合植物葉肉細(xì)胞時，應(yīng)先去掉細(xì)胞膜 D葉肉細(xì)胞離體培養(yǎng)時，可以表現(xiàn)出全能性5甘薯種植多年后易積累病毒而導(dǎo)致品種退化。目前生產(chǎn)上采用莖尖分生組織離體培養(yǎng)的方法快速繁殖脫毒的種苗，以保證該品種的品質(zhì)和產(chǎn)量水平。這種通過分生組織離

5、體培養(yǎng)獲得種苗的過程涉及細(xì)胞的 （ ）A有絲分裂B分化C減數(shù)分裂D全能性三、非選擇題6下圖表示水稻（體細(xì)胞有24條染色體）的花藥通過無菌操作，接入試管后，在一定條件下形成試管苗的培養(yǎng)過程，已知水稻的基因型為AaBb。（1）愈傷組織是花粉細(xì)胞不斷分裂后形成的不規(guī)則的細(xì)胞團(tuán)，在愈傷組織形成過程中，必須從培養(yǎng)基中獲得 和 小分子有機(jī)物等營養(yǎng)物質(zhì)。（2）要促進(jìn)花粉細(xì)胞分裂和生長，培養(yǎng)基中應(yīng)有和兩類激素。（3）愈傷組織分化是指愈傷組織形成芽和根，再發(fā)育成具根、莖和葉的植物體。這一過程必須給予光照，其原因是利用光能制造有機(jī)物，供試管苗生長發(fā)育。（4）試管苗的細(xì)胞中含有 條脫氧核苷酸鏈。（5）培育出的試管苗

6、可能出現(xiàn)的基因型有 。（6）這種利用花藥離體培養(yǎng)成的試管苗屬于 體。要使它繁殖后代必須采取的措施是。（7）從細(xì)胞工程角度看這種育種方法叫 。作業(yè)本一、單選題1“白菜甘藍(lán)”培育過程不涉及 （ ）A有絲分裂B減數(shù)分裂C原生質(zhì)體制備D脫分化形成胚狀體2植物體細(xì)胞融合完成的標(biāo)志是 （ ）A產(chǎn)生新的細(xì)胞壁B細(xì)胞膜發(fā)生融合C細(xì)胞質(zhì)發(fā)生融合D細(xì)胞核發(fā)生融合3單倍體育種與常規(guī)育種相比較，最大的優(yōu)勢是 （ ）A具有多個優(yōu)良性狀B能明顯縮短育種年限C可以提高突變的頻率D子代莖稈粗壯，營養(yǎng)物質(zhì)含量豐富4下列培育方法產(chǎn)生的后代，其染色體組數(shù)肯定發(fā)生變化的是 （）A組織培養(yǎng)B植物體細(xì)胞雜交C雜交育種D轉(zhuǎn)基因育種二、多選

7、題5愈傷組織進(jìn)行分化并產(chǎn)生出植物的各種組織和器官，進(jìn)而發(fā)育成完整的植株，通常需要適合的 （ ）A光照B溫度C營養(yǎng)物質(zhì)D激素6下列有關(guān)植物細(xì)胞全能性的敘述，正確的是 （ ）A植物體只有體細(xì)胞才具有發(fā)育成完整個體所必需的全部基因B高度分化的植物細(xì)胞只有處于離體狀態(tài)時才有可能表現(xiàn)出全能性C植物細(xì)胞的全能性是植物體細(xì)胞雜交的理論基礎(chǔ)D植物體內(nèi)某些體細(xì)胞沒有表現(xiàn)出全能性，其原因是所含基因不同7在植物體細(xì)胞雜交實(shí)驗(yàn)中，如果要獲得性狀優(yōu)良的作物新品種，必須考慮 （ ）A兩種高等植物間的生殖隔離B選擇具有期望的某些優(yōu)良性狀的親本C親本細(xì)胞的融合技術(shù)D愈傷組織形成和再分化8與傳統(tǒng)的雜交育種和誘變育種相比，通過基

8、因工程和細(xì)胞工程等現(xiàn)代生物技術(shù)培育農(nóng)作物新品種的優(yōu)越性在于 （ ）A克服遠(yuǎn)緣雜交的生殖隔離B對農(nóng)作物進(jìn)行定向改良C育種周期較短D不存在生態(tài)和進(jìn)化安全性問題 三、非選擇題9美國科學(xué)家將分離得到的成熟的胡蘿卜根的韌皮部細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，由單個細(xì)胞發(fā)育成了完整的新植株，過程圖解如下?；卮鹋c之有關(guān)的問題：（1）科學(xué)家所用的這種生物技術(shù)叫做 。依據(jù)的理論基礎(chǔ)是植物細(xì)胞具有 性。B過程稱為_，C過程稱為_（2）通過B過程產(chǎn)生的愈傷組織的細(xì)胞與根的韌皮部細(xì)胞在染色體的數(shù)目上是否相同？ ；染色體上所含的遺傳物質(zhì)是否相同？ ；細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)是否相同？ 10紫草素是紫草細(xì)胞的代謝產(chǎn)物，可作為生產(chǎn)治療燙傷藥物的原料。用

9、組織培養(yǎng)技術(shù)可以在生物反應(yīng)器中通過培養(yǎng)紫草細(xì)胞生產(chǎn)紫草素。下圖記錄了生物反應(yīng)器中紫草細(xì)胞產(chǎn)量、紫草素產(chǎn)量隨培養(yǎng)時間發(fā)生的變化。（1）在生產(chǎn)前，需先加入紫草細(xì)胞作為反應(yīng)器中的“種子”。這些“種子”是應(yīng)用組織培養(yǎng)技術(shù)，將紫草葉肉細(xì)胞經(jīng)過 而獲得的。這項(xiàng)技術(shù)的理論基礎(chǔ)是 。 （2）從圖中可以看出：反應(yīng)器中紫草細(xì)胞的生長呈現(xiàn) 規(guī)律；影響紫草素產(chǎn)量的因素是 和 。 （3）在培養(yǎng)過程中，要不斷通入無菌空氣并進(jìn)行攪拌的目的是 和 。11人工種子是人們模仿天然種子結(jié)構(gòu)制造出來的生命有機(jī)體，它能像種子一樣萌發(fā)生長成為植物體。人工種子的核心部件是被外層物包裹的具有類似種子胚功能的胚狀體。胚狀體不同于一般種子的胚，

10、它是由非合子的細(xì)胞、組織或器官（如花粉、花藥、莖尖及根尖）分化形成的類似于胚的結(jié)構(gòu)，所以又稱“體細(xì)胞胚”或“花粉胚”。胚狀體在一定的條件下，可以通過胚胎發(fā)育過程形成植株。將胚狀體包裹在能提供營養(yǎng)的膠質(zhì)中，便成了所謂的“人工種子”，人工種子在適宜條件下又可萌發(fā)長成植物體（見右圖）。（1）圖中所利用的生物技術(shù)是 。（2）包裹胚狀體的膠質(zhì)可看作為種子的 部分。（3）該項(xiàng)技術(shù)的成功應(yīng)用，說明植物細(xì)胞具有 性。（4）從上面所述胚狀體的類型分析，人工種子萌發(fā)長成的植株是否可育？ 。（5）圖中叫 ，叫 ，由形成的過程叫做 ，由形成的過程叫做 ，所需條件有 等。（6）人工種子具有哪些優(yōu)點(diǎn)？ 。課時15 植物細(xì)

11、胞工程的實(shí)際應(yīng)用【典型例題】1C 解析：細(xì)胞核外還有DNA，因此經(jīng)細(xì)胞核移植培育出新個體不只具有一個親本的遺傳性狀。2C 解析：植物體細(xì)胞雜交的最終目的是獲得新的植物體。3（1）不能分裂，原因是植物韌皮部的細(xì)胞已經(jīng)分化，在正常植物體內(nèi)，這些細(xì)胞不再分裂（2）細(xì)胞分裂 細(xì)胞分化 彼此性狀極為相似（3）全能性 這些細(xì)胞都經(jīng)有絲分裂形成，在進(jìn)行有絲分裂時，遺傳物質(zhì)經(jīng)過復(fù)制，平均地分配到子細(xì)胞中，所以子細(xì)胞的細(xì)胞核中含有保持該物種遺傳性所需要的全套遺傳物質(zhì)（4）組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中一般都含有維持細(xì)胞正常生活的物質(zhì)，如蔗糖、大量元素和微量元素等，不同功能的培養(yǎng)基中還含有不同的植物激素，同時因?yàn)榕囵B(yǎng)目的的不

12、同，培養(yǎng)的外界條件（光照和溫度等）也不同，這些是組織分化的條件（5）植物組織培養(yǎng)不僅從植物體上取材少、培養(yǎng)周期短、繁殖率高，而起便于自動化管理。目前，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在花卉和果樹的快速繁殖、培育無病毒植物、生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)品、單倍體育種和制造人工種子等方面得到了廣泛的應(yīng)用【當(dāng)堂反饋】1B 解析：番茄和馬鈴薯屬于不同的物種，兩者之間存在生殖隔離。2B 3A 4AD 5ABD 6（1）水 無機(jī)鹽 （2）生長素 細(xì)胞分裂素（3）葉綠體 （4）24（5）AB、Ab、aB、ab（6）單倍體用秋水仙素處理幼苗（7）植物的組織培養(yǎng)作業(yè)本1B 2A 3B 4B 解析：植物體細(xì)胞雜交是將不同種的植物體細(xì)胞融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的技術(shù)，新形成的植物體的染色體組數(shù)是原兩種植物體細(xì)胞的染色體組數(shù)之和。5ABCD 6BC 7BCD 8ABC 9（1）植物組織培養(yǎng) 全能性 脫分化 再分化 （2）相同 相同 不同10（1）脫分化（或脫分化形成愈傷組織） 細(xì)胞的全能性（2）S型增長 細(xì)胞數(shù)量 細(xì)胞所處的生長期（3）保證氧