第二章第4課時(shí)

1、第4課時(shí)植物的克隆知識(shí)內(nèi)容要求考情解讀植物的克隆b1.簡述植物細(xì)胞全能性的含義和植物組織培養(yǎng)的程序。2.舉例說明植物細(xì)胞全能性的表達(dá)。3.簡述植物細(xì)胞培養(yǎng)和器官培養(yǎng)的方法和意義。4.簡述植物原生質(zhì)體獲得的方法及植物細(xì)胞工程的概念、操作過程和應(yīng)用。5.簡述多途徑的植物克隆實(shí)踐。一、植物細(xì)胞全能性和植物組織培養(yǎng)1植物細(xì)胞的全能性(1)概念：植物體的每個(gè)生活細(xì)胞都具有遺傳上的全能性 ,因而都具有發(fā)育成完整植株的潛能。(2)全能性的表達(dá)植物體的每個(gè)生活細(xì)胞 ,即使是已經(jīng)高度成熟和分化的細(xì)胞 ,都保持了恢復(fù)到分生狀態(tài)的能力 ,都具有遺傳上的全能性。由于不同種類植物或同種植物的不同基因型個(gè)體之間遺傳性的差

2、異 ,細(xì)胞全能性的表達(dá)程度大不相同。植物細(xì)胞的全能性更容易表達(dá) ,植物的組織培養(yǎng)比動(dòng)物更方便。(3)全能性下降的原因在長期培養(yǎng)中 ,培養(yǎng)物的胚胎發(fā)生和器官形成能力下降的可能原因有染色體畸變、細(xì)胞核變異或非整倍體產(chǎn)生等 ,而且其結(jié)果是不可逆的。細(xì)胞或組織中激素平衡被打破 ,或細(xì)胞對(duì)外源生長物質(zhì)的敏感性發(fā)生改變。隨著時(shí)間推移 ,由于其他各種原因產(chǎn)生了缺乏成胚性的細(xì)胞系。2植物組織培養(yǎng)(1)理論根底：植物細(xì)胞全能性。(2)一般程序：配制半固體培養(yǎng)基獲取消毒的植物組織塊組織培養(yǎng) ,獲得愈傷組織(創(chuàng)傷組織)以適當(dāng)配比的營養(yǎng)物質(zhì)和生長調(diào)節(jié)劑誘導(dǎo)愈傷組織 ,直到再生出新植株。(3)愈傷組織：在創(chuàng)傷外表形成一

3、種由相對(duì)沒有分化的活的薄壁細(xì)胞團(tuán)組成的新生組織。(4)胚性細(xì)胞的特征：將含有愈傷組織培養(yǎng)物的試管放在搖床上 ,通過液體懸浮培養(yǎng)可以分散成單細(xì)胞。這種單細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)豐富、液泡小而細(xì)胞核大。(5)用纖維素酶和果膠酶水解細(xì)胞壁 ,可以獲得別離的植物細(xì)胞原生質(zhì)體 ,用適當(dāng)方法培養(yǎng)原生質(zhì)體 ,也可以獲得新植株。助學(xué)巧記 細(xì)胞全能性大小的分析(1)體細(xì)胞全能性與細(xì)胞分化程度：分化程度低的>分化程度高的。(2)體細(xì)胞全能性與細(xì)胞分裂能力：分裂能力強(qiáng)的>分裂能力弱的。(3)不同類型細(xì)胞的全能性：受精卵>生殖細(xì)胞>體細(xì)胞。(4)不同生物細(xì)胞的全能性：植物細(xì)胞>動(dòng)物細(xì)胞。探究1實(shí)例分析

4、1分析實(shí)例是否表達(dá)了細(xì)胞的全能性并給出原因。(1)植物花藥離體培養(yǎng)獲得植株。答案是?；ㄋ庪x體培養(yǎng)獲得單倍體植株 ,表達(dá)了花藥細(xì)胞的全能性。(2)利用植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)紫草素。答案否。發(fā)育成完整生物個(gè)體才能表達(dá)細(xì)胞的全能性 ,而生產(chǎn)紫草素只是將紫草細(xì)胞培養(yǎng)成愈傷組織。(3)紫色糯性玉米種子培育成植株。答案否。種子的胚已是新植物的幼體 ,發(fā)育成完整植株的過程 ,相當(dāng)于植物長大。2配子(卵和精子)中染色體數(shù)比正常體細(xì)胞減少了一半 ,配子是否還有全能性？為什么？答案有。因?yàn)轶w細(xì)胞中染色體成對(duì)存在 ,配子染色體數(shù)雖減半 ,但仍含有完整的染色體組 ,具有控制生物性狀的全部基因。探究2實(shí)驗(yàn)探究煙草植株的植

5、物組織培養(yǎng)如下圖。完善圖示內(nèi)容 ,思考答復(fù)相關(guān)問題：1理論根底植物細(xì)胞的全能性物質(zhì)根底：生物體的體細(xì)胞通過有絲分裂形成的子細(xì)胞與母細(xì)胞(受精卵)核內(nèi)的基因相同 ,即生物體的每一個(gè)細(xì)胞都含有本物種所特有的全套遺傳物質(zhì)。2操作程序(1)半固體培養(yǎng)基的配制：配制含有適當(dāng)營養(yǎng)物質(zhì)、植物生長調(diào)節(jié)劑的含0.7%1%瓊脂的培養(yǎng)基 ,倒在滅菌試管中凝固成半固體。(2)小組織塊(即外植體)的切取：從消毒的根、莖或葉上切取。(3)愈傷組織的獲得：植物組織塊切口處的細(xì)胞在創(chuàng)傷的刺激下發(fā)生脫分化成為分裂的細(xì)胞。在創(chuàng)傷外表形成一種由相對(duì)沒有分化的活的薄壁細(xì)胞團(tuán)組成的新生組織 ,即為愈傷組織。(4)新植株的再生誘導(dǎo)愈傷組

6、織：通過調(diào)節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)和生長調(diào)節(jié)劑的適當(dāng)配比 ,使其產(chǎn)生出芽和根的頂端分生組織 ,并由此再生出新的植株。將含有愈傷組織培養(yǎng)物的試管放在搖床上 ,通過液體懸浮培養(yǎng)分散成單細(xì)胞 ,再在適宜的培養(yǎng)基上培養(yǎng)發(fā)育成胚狀體 ,進(jìn)而發(fā)育成新的植株。3愈傷組織的脫分化(去分化)、再分化(1)高度分化的植物器官、組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過程 ,稱為植物細(xì)胞的脫分化 ,或者叫做去分化。(2)脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)進(jìn)行培養(yǎng) ,又可以重新分化成根或芽等器官 ,這個(gè)過程叫做再分化。4在植物組織培養(yǎng)過程中 ,為什么要進(jìn)行一系列的消毒、滅菌 ,并且要求無菌操作？答案防止雜菌在培養(yǎng)基上迅速生長消耗營養(yǎng) ,且有些雜菌會(huì)危害培養(yǎng)

7、物的生長。5假設(shè)培養(yǎng)物取自植物的幼莖、葉片等含有葉綠體的部位 ,愈傷組織中是否會(huì)含有葉綠體？答案培養(yǎng)物經(jīng)過誘導(dǎo)后 ,失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化細(xì)胞 ,故愈傷組織中不會(huì)含有葉綠體。6植物組織培養(yǎng)中的脫分化階段 ,培養(yǎng)的組織細(xì)胞是自養(yǎng)型還是異養(yǎng)型？為什么？答案脫分化過程中細(xì)胞營異養(yǎng)生活。因?yàn)榇藭r(shí)細(xì)胞沒有葉綠體 ,并且一般要避光培養(yǎng) ,無法進(jìn)行光合作用。例1以下關(guān)于植物組織培養(yǎng)技術(shù)的表達(dá)中 ,錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A培養(yǎng)基中添加營養(yǎng)物質(zhì)的目的是提供營養(yǎng)和調(diào)節(jié)滲透壓B培養(yǎng)基中的植物生長調(diào)節(jié)劑影響愈傷組織的生長和分化C離體器官或組織的細(xì)胞都必須通過脫分化才能形成愈傷組織D同一株綠色開花植物不同部位的

8、細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)獲得的愈傷組織基因型相同答案D解析植物組織培養(yǎng)技術(shù)既可對(duì)植物體細(xì)胞進(jìn)行組織培養(yǎng) ,也可對(duì)生殖細(xì)胞進(jìn)行組織培養(yǎng)。假設(shè)某植株的基因型為Aa ,取其根尖細(xì)胞離體培養(yǎng)形成的新植株基因型仍為Aa；假設(shè)取該植株花藥細(xì)胞離體培養(yǎng) ,形成的新植株基因型為A或a。例2(2019·浙江莆田一中月考)以下關(guān)于植物細(xì)胞全能性的描述錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A植物細(xì)胞的全能性比動(dòng)物細(xì)胞更容易表達(dá)B不同種類的植物之間細(xì)胞全能性的表達(dá)程度不相同C同種植物的不同基因型個(gè)體之間細(xì)胞全能性的表達(dá)程度相同D某些植物的再生植株 ,屢次繼代培養(yǎng)后會(huì)喪失細(xì)胞全能性的表達(dá)能力答案C解析高度分化的植物細(xì)胞仍然具有發(fā)育成完整植株的潛

9、能 ,植物細(xì)胞的全能性比動(dòng)物細(xì)胞更容易表達(dá) ,A正確；植物種類不同 ,全能性的表達(dá)程度不同 ,B正確；同種植物不同基因型的個(gè)體之間 ,細(xì)胞全能性的表達(dá)程度也不相同 ,C錯(cuò)誤；小麥、玉米和水稻等作物的一些品種或品系的培養(yǎng)細(xì)胞所誘導(dǎo)出的再生植株 ,在屢次繼代培養(yǎng)后 ,會(huì)喪失細(xì)胞全能性的表達(dá)能力 ,D正確。方法技巧 植物細(xì)胞全能性表達(dá)的條件及下降原因(1) 表達(dá)條件(2) 下降原因二、細(xì)胞培養(yǎng)和器官培養(yǎng)1過程：單個(gè)植物細(xì)胞經(jīng)過培養(yǎng)基中成分的誘導(dǎo) ,依次發(fā)育成細(xì)胞團(tuán)、球形胚、心形胚和胚狀體 ,最后再生出完整的植株。2方法或措施：主要通過平衡的植物激素配比進(jìn)行調(diào)控。(1)適量的沖動(dòng)素和細(xì)胞分裂素配比 ,

10、可誘導(dǎo)芽的分化。 (2)適量的吲哚乙酸及適當(dāng)減除其他某些激素 ,可誘導(dǎo)生根。3意義(1)可以在實(shí)驗(yàn)室、試管等器皿中進(jìn)行植物的受精過程和自受精卵進(jìn)行的植物胚胎發(fā)育過程 ,以及調(diào)節(jié)控制這些過程的環(huán)境因素、遺傳根底和分子及生理生化機(jī)理研究。(2)可以進(jìn)行遺傳工程的操作 ,完成與植物生長發(fā)育有關(guān)的重要基因或影響因素的研究。(3)可以方便地通過實(shí)驗(yàn)手段培育植物新品種。例3以下關(guān)于植物細(xì)胞工程的有關(guān)表達(dá) ,正確的選項(xiàng)是()A植物組織培養(yǎng)過程中 ,培養(yǎng)物的胚胎發(fā)生和器官形成能力下降的可能原因有染色體畸變、細(xì)胞核變異或非整倍體產(chǎn)生等 ,但其結(jié)果是可逆的B處于適當(dāng)液體培養(yǎng)條件的單個(gè)植物細(xì)胞 ,經(jīng)過培養(yǎng)基中成分的

11、誘導(dǎo) ,可發(fā)生類似受精卵發(fā)育成胚的過程 ,即從單細(xì)胞依次到細(xì)胞團(tuán)、心形胚、球形胚和胚狀體 ,最后再生出完整植株C植物組織培養(yǎng)中培養(yǎng)物缺乏成胚性細(xì)胞系的原因可能是細(xì)胞或組織中激素平衡被破壞 ,或細(xì)胞對(duì)外源生長物質(zhì)的敏感性發(fā)生改變D植物器官培養(yǎng)方面 ,器官發(fā)生和形態(tài)建成主要是通過平衡的植物激素配比進(jìn)行調(diào)控 ,適量的生長素和細(xì)胞分裂素配比可以誘導(dǎo)根的分化答案C解析植物組織培養(yǎng)過程中 ,培養(yǎng)物的胚胎發(fā)生和器官形成能力下降的原因可能是染色體畸變、細(xì)胞核變異或非整倍體產(chǎn)生等 ,而且其結(jié)果是不可逆的 ,也可能是細(xì)胞或組織中激素平衡被破壞 ,或細(xì)胞對(duì)外源生長物質(zhì)的敏感性發(fā)生改變 ,A錯(cuò)誤 ,C正確；處于適當(dāng)液

12、體培養(yǎng)條件的單個(gè)植物細(xì)胞 ,經(jīng)過培養(yǎng)基中成分的誘導(dǎo) ,可發(fā)生類似受精卵發(fā)育成胚的過程 ,即從單細(xì)胞依次到細(xì)胞團(tuán)、球形胚、心形胚和胚狀體 ,最后再生出完整植株 ,B錯(cuò)誤；植物器官培養(yǎng)方面 ,器官發(fā)生和形態(tài)建成主要是通過平衡的植物激素配比進(jìn)行調(diào)控的 ,例如 ,適量的生長素和細(xì)胞分裂素配比可以誘導(dǎo)芽的分化 ,適量的生長素(吲哚乙酸)及適當(dāng)減除其他某些激素可誘導(dǎo)生根 ,D錯(cuò)誤。例4(2019·淳安中學(xué)檢測)從紅豆杉的樹皮和樹葉中提煉出來的紫杉醇屬于植物的次生代謝產(chǎn)物 ,它對(duì)多種晚期癌癥療效突出。以下有關(guān)紫杉醇獲取途徑的表達(dá)錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A從愈傷組織中分散得到的單細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)豐富、液泡大且核也

13、大B將愈傷組織培養(yǎng)成植株還是特定細(xì)胞系要通過平衡生長調(diào)節(jié)劑的配比進(jìn)行調(diào)控C在選擇紅豆杉時(shí)除了要考慮其優(yōu)良性狀外還需考慮細(xì)胞全能性的表達(dá)能力D通過培養(yǎng)特定細(xì)胞系 ,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)重要次生代謝產(chǎn)物的工業(yè)化生產(chǎn)答案A解析從愈傷組織中分散得到的單細(xì)胞屬于胚性細(xì)胞 ,特點(diǎn)是細(xì)胞核大、細(xì)胞質(zhì)豐富、液泡小 ,A錯(cuò)誤；將愈傷組織培養(yǎng)成植株還是特定細(xì)胞系需要調(diào)節(jié)培養(yǎng)物中激素配比 ,B正確；選擇細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng) ,為增加成功概率需考慮其全能性表達(dá)能力 ,C正確；紫杉醇是細(xì)胞次生代謝產(chǎn)物 ,通過特定細(xì)胞系的培養(yǎng) ,可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn) ,D正確。方法技巧植物細(xì)胞培養(yǎng)的過程大規(guī)模植物細(xì)胞培養(yǎng) 液體培養(yǎng)基細(xì)胞篩選 次生代謝產(chǎn)物含量

14、高 ,生長迅速單細(xì)胞無性繁殖系 擴(kuò)大培養(yǎng)大量植物細(xì)胞別離有用物質(zhì)三、原生質(zhì)體培養(yǎng)與植物細(xì)胞工程1植物原生質(zhì)體的獲得方法在0.50.6 mol/L的甘露醇溶液環(huán)境(較高滲透壓)下用纖維素酶和果膠酶混合液處理根尖、葉片、愈傷組織或懸浮培養(yǎng)細(xì)胞 ,除去細(xì)胞壁 ,獲得球形的原生質(zhì)體。2植物細(xì)胞工程的操作過程3多途徑的植物克隆實(shí)踐(1)將外源遺傳物質(zhì)(DNA)導(dǎo)入宿主細(xì)胞 ,可以培育出抗逆、高產(chǎn)及優(yōu)質(zhì)的轉(zhuǎn)基因植株。(2)植物細(xì)胞培養(yǎng)的其他多種研究和應(yīng)用廣泛開展。思考獲得重要次生代謝產(chǎn)物(如某些中藥)需要將外植體培養(yǎng)到哪個(gè)階段？答案應(yīng)讓外植體經(jīng)脫分化形成愈傷組織 ,培養(yǎng)特定細(xì)胞系。特別提醒(1)獲取原生質(zhì)

15、體時(shí) ,參加高濃度高滲甘露醇溶液的作用是防止原生質(zhì)體吸水脹破。(2)獲得次生代謝產(chǎn)物時(shí) ,一般將細(xì)胞培養(yǎng)至愈傷組織階段即可 ,因此不涉及再分化過程。(3)原生質(zhì)體培養(yǎng)成功的表現(xiàn)是細(xì)胞壁再生。例5(2019·浙江紹興高二質(zhì)檢)如圖表示利用植物細(xì)胞工程對(duì)棉花進(jìn)行改進(jìn)的過程 ,據(jù)圖分析錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A過程需在適宜條件下用纖維素酶和果膠酶處理B過程能定向改變?cè)|(zhì)體的遺傳特性C過程需要通過液體懸浮培養(yǎng)D過程需用適宜濃度的生長調(diào)節(jié)劑處理答案C解析過程需在適宜條件下用纖維素酶和果膠酶處理去掉細(xì)胞壁 ,獲得原生質(zhì)體 ,A正確；過程為轉(zhuǎn)基因技術(shù) ,能定向改變?cè)|(zhì)體的遺傳特性 ,B正確；過程需要在

16、固體培養(yǎng)基上培養(yǎng) ,C錯(cuò)誤；過程需用適宜濃度的生長調(diào)節(jié)劑處理 ,促進(jìn)根、芽的發(fā)育 ,D正確。易混易錯(cuò)植物組織培養(yǎng)會(huì)涉及固體培養(yǎng)基和液體培養(yǎng)基。獲取愈傷組織都是在固體培養(yǎng)基上進(jìn)行的 ,而獲取胚性細(xì)胞 ,需將原生質(zhì)體進(jìn)行液體懸浮培養(yǎng)(液體培養(yǎng)基)。例6(2019·浙江10月選考節(jié)選)某小組欲進(jìn)行煙草原生質(zhì)體別離與培養(yǎng)的研究。請(qǐng)答復(fù)：(1)原生質(zhì)體的別離：在無菌條件下 ,取煙草無菌苗的葉片 ,放入含有0.5 mol/L甘露醇(維持較高滲透壓)的_混合液處理 ,經(jīng)過離心純化后獲得原生質(zhì)體。(2)原生質(zhì)體的培養(yǎng)：將原生質(zhì)體進(jìn)行培養(yǎng) ,重新長出細(xì)胞壁 ,形成胚性細(xì)胞。此時(shí) ,應(yīng)該_培養(yǎng)基中甘露醇

17、濃度 ,以利于胚性細(xì)胞繼續(xù)培養(yǎng)形成細(xì)胞團(tuán) ,然后經(jīng)兩條途徑形成再生植株。途徑一：細(xì)胞團(tuán)經(jīng)球形胚、_和胚狀體 ,最后發(fā)育成植株。途徑二：細(xì)胞團(tuán)增殖為愈傷組織 ,然后在發(fā)芽培養(yǎng)基上誘導(dǎo)出芽 ,切割芽經(jīng)過生根后形成完整植株。上述發(fā)芽培養(yǎng)基中含量相對(duì)較高的激素是_。胚性細(xì)胞的主要特點(diǎn)是_(A.液泡小、細(xì)胞核小B液泡大、細(xì)胞核大C液泡大、細(xì)胞核小D液泡小、細(xì)胞核大)。(3)為了對(duì)煙草的某些性狀進(jìn)行改進(jìn) ,別離得到兩種煙草的原生質(zhì)體后 ,通過_方法將它們的遺傳物質(zhì)組合在一起 ,經(jīng)培養(yǎng)獲得具有新性狀的再生植株。提取再生植株的DNA ,采用_擴(kuò)增相關(guān)基因 ,來鑒定遺傳物質(zhì)是否成功重組。答案(1)纖維素酶和果膠

18、酶(2)降低心形胚細(xì)胞分裂素D(3)原生質(zhì)體融合PCR解析(1)去除植物細(xì)胞壁 ,獲得植物細(xì)胞的原生質(zhì)體 ,常用的方法是利用纖維素酶和果膠酶處理植物細(xì)胞。(2)在獲取原生質(zhì)體時(shí)甘露醇是作為維持細(xì)胞膜內(nèi)外滲透壓平衡的穩(wěn)定劑使用的。其具體作用是提高滲透壓 ,防止水分滲入細(xì)胞內(nèi)部 ,造成細(xì)胞破裂。在原生質(zhì)體形成新細(xì)胞壁后 ,細(xì)胞壁有支持與保護(hù)作用 ,所以要降低甘露醇的濃度；由細(xì)胞團(tuán)形成再生植株 ,途經(jīng)：從胚性細(xì)胞細(xì)胞團(tuán)球形胚心形胚胚狀體 ,然后再生出完整的小植株；為快速誘導(dǎo)芽的分化 ,培養(yǎng)基中往往添加細(xì)胞分裂素；胚性細(xì)胞的特點(diǎn)是液泡小、細(xì)胞核大。(3)植物細(xì)胞工程中 ,利用原生質(zhì)體融合的方法獲得雜種

19、細(xì)胞；體外擴(kuò)增DNA技術(shù)常用的是PCR技術(shù)。方法技巧植物細(xì)胞培養(yǎng)、器官培養(yǎng)和原生質(zhì)體培養(yǎng)的關(guān)系1以下有關(guān)細(xì)胞全能性的表達(dá) ,不正確的選項(xiàng)是()A卵細(xì)胞與受精卵一樣 ,細(xì)胞未分化 ,全能性很高B大量的科學(xué)事實(shí)證明 ,高度分化的植物體細(xì)胞仍具有全能性C受精卵在自然條件下能使后代細(xì)胞形成完整個(gè)體 ,因此全能性最高D通過植物組織培養(yǎng)得到的試管苗 ,是植物細(xì)胞在一定條件下表現(xiàn)全能性的結(jié)果答案A解析卵細(xì)胞是高度分化的細(xì)胞 ,受精卵是未分化的細(xì)胞 ,受精卵在自然條件下能形成完整個(gè)體 ,全能性最高 ,A錯(cuò)誤 ,C正確；高度分化的植物體細(xì)胞也具有全能性 ,B正確；植物細(xì)胞在一定條件下經(jīng)過植物組織培養(yǎng)技術(shù)得到再生

20、植株 ,是細(xì)胞全能性的表現(xiàn) ,D正確。2植物細(xì)胞培養(yǎng)是在植物組織培養(yǎng)技術(shù)的根底上開展起來的 ,以下有關(guān)植物細(xì)胞培養(yǎng)的表達(dá) ,不正確的選項(xiàng)是()A植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的目的是為了獲得大量有生理活性的次級(jí)代謝產(chǎn)物B植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)快速、高效 ,不受季節(jié)、外部環(huán)境等條件的限制C利用生物反響器懸浮培養(yǎng)人參細(xì)胞 ,提取人參皂甙 ,用于生產(chǎn)保健藥品和美容護(hù)膚用品D植物細(xì)胞培養(yǎng)需要在一定的溫度、pH等條件下進(jìn)行 ,但不需要進(jìn)行無菌操作答案D解析植物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)一樣 ,整個(gè)培養(yǎng)過程必須在無菌條件下進(jìn)行 ,否那么培養(yǎng)基內(nèi)將長出許多雜菌與離體細(xì)胞爭奪營養(yǎng)與生存空間 ,影響細(xì)胞增殖和細(xì)胞次級(jí)代謝產(chǎn)物的獲得。A

21、項(xiàng)所述為植物細(xì)胞培養(yǎng)的目的 ,B項(xiàng)為植物細(xì)胞培養(yǎng)的特點(diǎn) ,C項(xiàng)為植物細(xì)胞培養(yǎng)的應(yīng)用。3(2019·浙江名校協(xié)作體聯(lián)考)植物組織培養(yǎng)基中肯定沒有以下哪種物質(zhì)()A血清 B生長素C無機(jī)鹽 D蔗糖答案A解析植物組織培養(yǎng)基中通常含有植物激素(如生長素、細(xì)胞分裂素等)、無機(jī)鹽(維持滲透壓)、蔗糖(提供能量)等 ,不含有血清。4(2019·舟山中學(xué)期中)以下有關(guān)高等植物原生質(zhì)體制備和培養(yǎng)的表達(dá) ,正確的選項(xiàng)是()A纖維素酶和果膠酶混合液可用于制備懸浮培養(yǎng)細(xì)胞的原生質(zhì)體B參加0.6 mol/L甘露醇的目的是保護(hù)纖維素酶和果膠酶C從不同植物組織別離得到的原生質(zhì)體大小、形狀相同D所有植物的愈

22、傷組織經(jīng)原生質(zhì)體培養(yǎng)均可得到再生植株答案A解析植物細(xì)胞壁由纖維素和果膠構(gòu)成 ,因此可以采用纖維素酶和果膠酶去除植物細(xì)胞壁 ,獲得原生質(zhì)體 ,A正確；參加0.6 mol/L甘露醇的目的是防止原生質(zhì)體吸水脹破 ,B錯(cuò)誤；不同植物組織別離得到的原生質(zhì)體大小、形狀存在差異 ,C錯(cuò)誤；不同植株或基因型個(gè)體 ,細(xì)胞全能性存在差異 ,愈傷組織經(jīng)原生質(zhì)體培養(yǎng)不一定能得到再生植株 ,D錯(cuò)誤。5(2019·金華一中期末)以下圖中的代表通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育新植株的三條途徑 ,請(qǐng)答復(fù)：(1)外植體a、b、c來自同種植株 ,植株A、B、C中的細(xì)胞 ,全能性表達(dá)程度_(填“相同或“可能不同)。(2)途徑和需

23、要用到_和_(填培養(yǎng)基的物理性質(zhì))培養(yǎng)基兩種。(3)外植體c脫去細(xì)胞壁過程中需要參加適宜濃度的_(A.甘露醇B鹽酸C蒸餾水D氯化鈉)以保持一定的滲透壓。原生質(zhì)體培養(yǎng)成功標(biāo)志著_技術(shù)又向前邁進(jìn)了一步。(4)通過大量培養(yǎng)特定細(xì)胞系 ,可以實(shí)現(xiàn)能產(chǎn)生重要_(如某些中藥)的細(xì)胞的大量克隆和產(chǎn)物的工業(yè)化生產(chǎn)。答案(1)可能不同(2)液體培養(yǎng)基固體(或半固體) (3)A植物細(xì)胞工程(4)次生代謝產(chǎn)物解析(1)不同植株 ,全能性存在差異 ,即使同種植株 ,基因型不同個(gè)體之間全能性也存在差異。(2)分析題圖可知 ,途徑和均借助了搖床 ,即進(jìn)行液體懸浮培養(yǎng) ,獲得單細(xì)胞 ,因此該途徑所用培養(yǎng)基為液體培養(yǎng)基。同時(shí)

24、途徑和均涉及愈傷組織的獲得 ,需利用固體培養(yǎng)基(或半固體培養(yǎng)基)。(3)植物克隆工程中 ,去除植物細(xì)胞的細(xì)胞壁 ,獲得原生質(zhì)體 ,一般在高濃度甘露醇溶液中進(jìn)行 ,使用高濃度甘露醇的目的是維持滲透壓 ,防止原生質(zhì)體吸水脹破。原生質(zhì)體的培養(yǎng)成功 ,標(biāo)志著植物細(xì)胞工程的進(jìn)步。(4)通過培養(yǎng)大量特定細(xì)胞系 ,可以實(shí)現(xiàn)能產(chǎn)生重要次生代謝產(chǎn)物(如某些中藥)的細(xì)胞的大量克隆和產(chǎn)物的工業(yè)化生產(chǎn)。題組一植物細(xì)胞的全能性1以下不能說明細(xì)胞全能性的是()A玉米花粉粒培育出植株B轉(zhuǎn)入貯存蛋白基因的向日葵細(xì)胞培育出植株C燒傷病人的健康細(xì)胞培養(yǎng)出皮膚D用懸浮培養(yǎng)的胡蘿卜單個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)成了可育的植株答案C解析細(xì)胞的全能性是指

25、已分化的細(xì)胞仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。燒傷病人的健康細(xì)胞培養(yǎng)出皮膚 ,屬于器官水平的培養(yǎng) ,沒有形成完整個(gè)體 ,因此不能說明細(xì)胞全能性。2以下有關(guān)植物細(xì)胞全能性的表達(dá) ,正確的選項(xiàng)是()A只有體細(xì)胞才具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能B由全能性誘導(dǎo)出的植株 ,在屢次繼代組織培養(yǎng)后不會(huì)喪失全能性的表達(dá)能力C發(fā)育成完整個(gè)體所需的所有基因都存在于細(xì)胞核中D去除細(xì)胞壁的植物細(xì)胞不會(huì)失去全能性答案D解析植物體細(xì)胞、生殖細(xì)胞都具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能 ,A錯(cuò)誤；由于不同種類植物或同種植物的不同基因型個(gè)體之間遺傳性的差異 ,細(xì)胞全能性的表達(dá)程度大不相同 ,如擬南芥、煙草和番茄等的培養(yǎng)細(xì)胞很容易再生出新植株 ,并能

26、在多個(gè)世代中保持細(xì)胞全能性的表達(dá) ,而小麥、玉米和水稻等作物的一些品種或品系的培養(yǎng)細(xì)胞誘導(dǎo)出的再生植株 ,在屢次繼代培養(yǎng)后 ,會(huì)喪失細(xì)胞全能性的表達(dá)能力 ,B錯(cuò)誤；植物細(xì)胞中的基因除了存在于細(xì)胞核中外 ,還有少量基因存在于細(xì)胞質(zhì)的線粒體和葉綠體中 ,C錯(cuò)誤；去除細(xì)胞壁的植物細(xì)胞是原生質(zhì)體 ,可以再生細(xì)胞壁 ,仍具有全能性 ,D正確。題組二植物組織培養(yǎng)3以下屬于組織培養(yǎng)的是()A花粉培育成單倍體植株B芽發(fā)育成枝條C根尖分生區(qū)發(fā)育成成熟區(qū)D種子發(fā)育成完整的植株答案A解析植物組織培養(yǎng)的過程簡要概括為：離體的植物器官、組織或細(xì)胞經(jīng)脫分化形成愈傷組織 ,經(jīng)再分化形成根、莖、葉等器官 ,并進(jìn)一步培育成完整

27、的植株?；ǚ垭x體培養(yǎng)是組織培養(yǎng)的新技術(shù) ,花粉細(xì)胞具有全能性；芽發(fā)育成枝條、根尖分生區(qū)發(fā)育成成熟區(qū)、種子發(fā)育成完整植株是正常的生長過程。4將無根的非洲菊幼苗轉(zhuǎn)入無植物激素的培養(yǎng)基中 ,在適宜的溫度和光照等條件下培養(yǎng)一段時(shí)間后 ,應(yīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象是()答案B解析細(xì)胞分裂素促進(jìn)細(xì)胞分裂 ,誘導(dǎo)芽的分化；生長素可以促進(jìn)不定根、側(cè)根的形成；此題中雖然培養(yǎng)基中沒有植物激素 ,但是植物幼苗葉片本身可以產(chǎn)生生長素 ,而細(xì)胞分裂素的產(chǎn)生部位是根尖 ,細(xì)胞分裂素不能產(chǎn)生 ,所以植物能夠在一段時(shí)間后長出少量的根而沒有出芽。5以下圖是利用三倍體香蕉的莖尖培養(yǎng)脫毒香蕉植株的過程示意圖 ,以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是()A過程中發(fā)

28、生了有絲分裂和減數(shù)分裂B階段需要生長素 ,而階段僅需要細(xì)胞分裂素C階段細(xì)胞增殖能力強(qiáng) ,細(xì)胞分化速度快DX階段的細(xì)胞高度液泡化 ,排列疏松而無規(guī)那么答案D解析過程中只發(fā)生了有絲分裂 ,沒有發(fā)生減數(shù)分裂 ,A錯(cuò)誤；階段需要細(xì)胞分裂素、生長素 ,B錯(cuò)誤；階段僅有細(xì)胞增殖 ,沒有細(xì)胞分化 ,C錯(cuò)誤；X是經(jīng)過脫分化過程形成的愈傷組織 ,細(xì)胞高度液泡化 ,排列疏松而無規(guī)那么 ,D正確。題組三細(xì)胞培養(yǎng)和器官培養(yǎng)6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。研究人員欲用植物組織培養(yǎng)技術(shù)通過培養(yǎng)紫草細(xì)胞生產(chǎn)紫草素。以下相關(guān)操作不適宜的是()A對(duì)作為外植體的紫草葉片進(jìn)行消毒處理既保證其活性也可減

29、輕污染B培養(yǎng)基中要參加植物激素以保證已分化的植物細(xì)胞脫分化形成愈傷組織C調(diào)節(jié)植物激素的種類和比例以保證愈傷組織再分化為胚狀體D在培養(yǎng)細(xì)胞的過程中要不斷通入無菌空氣以保證氧氣的充足供給答案C解析植物組織培養(yǎng)需要無菌無毒的條件 ,對(duì)作為外植體的紫草葉片進(jìn)行消毒處理既可保證細(xì)胞活性也可減輕污染 ,A正確；決定植物脫分化和再分化的關(guān)鍵因素是植物激素的種類和比例 ,所以培養(yǎng)基中參加植物激素可以保證已分化的植物細(xì)胞脫分化形成愈傷組織 ,B正確；此題植物組織培養(yǎng)的目的是獲得細(xì)胞代謝產(chǎn)物 ,而不是完整植株 ,培養(yǎng)到愈傷組織階段就可以 ,C錯(cuò)誤；植物細(xì)胞培養(yǎng)過程需要充足的氧氣 ,D正確。7植物組織培養(yǎng) ,一般取

30、植物的芽、莖尖或根尖的組織細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)。以下不屬于取材理由的是()A植物的芽、莖尖或根尖的組織細(xì)胞一般沒有病毒積累B植物的芽、莖尖或根尖的組織細(xì)胞具有較強(qiáng)的分裂能力 ,全能性高C植物的芽、莖尖或根尖的組織細(xì)胞的分化程度相對(duì)較低 ,容易脫分化D植物的芽、莖尖或根尖的組織細(xì)胞進(jìn)行分裂形成了愈傷組織答案D解析進(jìn)行植物組織培養(yǎng)時(shí) ,一般選擇植物的根尖、莖尖或芽的組織細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng) ,是因?yàn)樵摬课坏募?xì)胞一般沒有或者很少有病毒積累 ,且分裂能力較強(qiáng) ,分化程度較低 ,全能性較高 ,A、B、C正確；除芽、莖尖或根尖外 ,植物其他細(xì)胞也能經(jīng)脫分化形成愈傷組織 ,D錯(cuò)誤。題組四原生質(zhì)體培養(yǎng)與植物細(xì)胞工程8以下關(guān)于

31、原生質(zhì)體培養(yǎng)和植物細(xì)胞工程的說法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A假設(shè)要獲得玫瑰花的原生質(zhì)體需要用纖維素酶和果膠酶去掉細(xì)胞膜B利用植物細(xì)胞工程技術(shù) ,可獲得抗病蟲害、抗干旱、抗鹽堿和優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)作物新品種C在植物細(xì)胞工程中運(yùn)用了基因工程技術(shù)D原生質(zhì)體的培養(yǎng)結(jié)合基因工程操作 ,為遺傳學(xué)、植物生理學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)問題提供了良好的研究系統(tǒng)答案A解析植物細(xì)胞經(jīng)過纖維素酶和果膠酶混合液去掉細(xì)胞壁后成為原生質(zhì)體 ,A錯(cuò)誤；利用植物細(xì)胞工程技術(shù) ,可獲得抗病蟲害、抗干旱、抗鹽堿和優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)作物新品種 ,B正確；在植物細(xì)胞工程中運(yùn)用了基因工程技術(shù) ,C正確；原生質(zhì)體的培養(yǎng)結(jié)合基因工程操作 ,為遺傳學(xué)、植物生理學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)問題提供了

32、良好的研究系統(tǒng) ,D正確。9以下有關(guān)植物克隆技術(shù)的表達(dá)中 ,錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A誘導(dǎo)某些植物的愈傷組織能使其直接發(fā)育成花芽B植物組織培養(yǎng)中通過調(diào)節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)的配比可以實(shí)現(xiàn)器官發(fā)生和形態(tài)建成C植物愈傷組織通過液體懸浮培養(yǎng)能分散成單細(xì)胞 ,這種單細(xì)胞發(fā)育成胚狀體D通過大量培養(yǎng)特定細(xì)胞系 ,可以克隆出大量能產(chǎn)生重要次生代謝產(chǎn)物的細(xì)胞答案B解析誘導(dǎo)某些植物的愈傷組織能使其直接發(fā)育成花芽 ,如風(fēng)信子 ,A正確；植物組織培養(yǎng)中主要通過平衡的植物激素配比實(shí)現(xiàn)器官發(fā)生和形態(tài)建成 ,B錯(cuò)誤；植物愈傷組織通過液體懸浮培養(yǎng)能分散成單細(xì)胞 ,這種單細(xì)胞能發(fā)育成胚狀體 ,C正確；大量培養(yǎng)特定植物的細(xì)胞系 ,可實(shí)現(xiàn)細(xì)胞產(chǎn)物的

33、工廠化生產(chǎn) ,D正確。題組五綜合應(yīng)用10以下圖為獲得轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的流程圖。據(jù)圖答復(fù)以下問題：(1)該過程先后涉及_技術(shù)和植物克隆技術(shù) ,后者的技術(shù)根底是_ ,過程中兩次篩選的目的分別是篩選_和抗蟲植株。(2)以下關(guān)于Ti質(zhì)粒的表達(dá)中 ,錯(cuò)誤的選項(xiàng)是_。A含有DNA復(fù)制起點(diǎn)B具有限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別序列C是大腸桿菌擬核外的環(huán)狀DNAD含有控制質(zhì)粒DNA轉(zhuǎn)移的基因(3)圖中A是將含愈傷組織培養(yǎng)物的試管放在_(儀器)上 ,通過_培養(yǎng)得到單細(xì)胞 ,這種單細(xì)胞依次到細(xì)胞團(tuán)、球形胚、心形胚和B_ ,最后長成植株。(4)以下關(guān)于圖中單細(xì)胞特征的表達(dá) ,錯(cuò)誤的選項(xiàng)是_。A細(xì)胞質(zhì)豐富 B液泡大C細(xì)胞核大 D未分

34、化答案(1)基因工程(轉(zhuǎn)基因)植物組織培養(yǎng)含目的基因的受體細(xì)胞(2)C(3)搖床(液體)懸浮胚狀體 (4)B解析(1)轉(zhuǎn)基因植物培育過程中涉及基因工程技術(shù)和植物克隆技術(shù) ,植物克隆技術(shù)的根底是植物組織培養(yǎng) ,進(jìn)行轉(zhuǎn)基因操作 ,將含有目的基因的重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞后 ,需進(jìn)行篩選 ,篩選含有目的基因的受體細(xì)胞。(2)質(zhì)粒上含有DNA的復(fù)制起點(diǎn) ,利于質(zhì)粒DNA進(jìn)行復(fù)制 ,A正確；質(zhì)粒上具有一個(gè)或多個(gè)限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別位點(diǎn) ,B正確；Ti質(zhì)粒是農(nóng)桿菌擬核外的環(huán)狀DNA ,C錯(cuò)誤；Ti質(zhì)粒能將目的基因轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞的染色體上 ,其上含有控制質(zhì)粒DNA轉(zhuǎn)移的基因 ,D正確。(3)分析圖示可知

35、,圖中A是將含有愈傷組織培養(yǎng)物的試管放在搖床上 ,通過液體懸浮培養(yǎng)得到單細(xì)胞 ,這種單細(xì)胞經(jīng)過培養(yǎng)基中成分的誘導(dǎo) ,可以發(fā)生類似受精卵經(jīng)過卵裂、分化、器官發(fā)生和形態(tài)建成而發(fā)育成胚的過程 ,即從單細(xì)胞依次到細(xì)胞團(tuán)、球形胚、心形胚和胚狀體 ,最后再生出完整植株。(4)單細(xì)胞具有細(xì)胞核大、核仁明顯、細(xì)胞質(zhì)豐富、液泡小、未分化等特點(diǎn)。11(2019·余姚中學(xué)期中)卡那霉素和頭孢霉素都有抗菌作用 ,此外 ,卡那霉素還對(duì)葡萄細(xì)胞有抑制作用。研究人員將Barnase基因(雄性不育基因)轉(zhuǎn)入葡萄細(xì)胞 ,利用卡那霉素和頭孢霉素 ,通過植物克隆方法成功培育出大粒、無核的葡萄新品種。請(qǐng)答復(fù)：(1)構(gòu)建含B

36、arnase基因、-葡糖苷酸酶基因和卡那霉素抗性基因的重組質(zhì)粒 ,將其導(dǎo)入農(nóng)桿菌 ,在固體培養(yǎng)基中培養(yǎng)形成_以便鑒定是否混有雜菌 ,再用_將農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)移至LB_培養(yǎng)基中進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)。構(gòu)建重組質(zhì)粒需要用到的工具酶是_、_。(2)將經(jīng)過_的幼嫩葡萄葉片切成小塊 ,浸入農(nóng)桿菌懸浮液中 ,4分鐘后取出(此時(shí)已有較多農(nóng)桿菌附著在葉片小塊上)并接種到固體培養(yǎng)基中。培養(yǎng)至第3天時(shí) ,可以看到在葉片小塊周圍出現(xiàn)_和大量菌落。這時(shí)再用頭孢霉素處理葉片小塊 ,其目的是_(A.抑制葡萄細(xì)胞脫分化B促進(jìn)葡萄細(xì)胞再分化 C殺滅農(nóng)桿菌D促進(jìn)農(nóng)桿菌生長)。(3)將葉片小塊放入卡那霉素培養(yǎng)基中培養(yǎng)一段時(shí)間后 ,轉(zhuǎn)移至生芽培養(yǎng)基

37、中 ,待其長出_后 ,再轉(zhuǎn)移至生根培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng)形成試管苗?？敲顾嘏囵B(yǎng)基起著_作用 ,植物克隆的技術(shù)根底是_。(4)在卡那霉素培養(yǎng)基中 ,由于轉(zhuǎn)化細(xì)胞對(duì)周圍的非轉(zhuǎn)化細(xì)胞有保護(hù)作用 ,獲得的試管苗中可能存在假的轉(zhuǎn)基因試管苗 ,因此還需對(duì)試管苗的_基因的表達(dá)產(chǎn)物進(jìn)行生化檢測 ,才能鑒別出真正的轉(zhuǎn)基因試管苗。答案(1)單菌落接種環(huán)液體限制性核酸內(nèi)切酶 DNA連接酶(2)消毒愈傷組織C(3)叢狀苗篩選植物組織培養(yǎng)(4)-葡糖苷酸酶解析(1)構(gòu)建含Barnase基因 ,-葡糖苷酸酶基因和卡那霉素抗性基因的重組質(zhì)粒 ,抗性基因是為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因 ,從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來。在

38、固體培養(yǎng)基中培養(yǎng)農(nóng)桿菌形成單菌落 ,以便鑒定是否混有雜菌。構(gòu)建重組質(zhì)粒時(shí)需要限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶。將菌種接種在液體培養(yǎng)基中需要用接種環(huán)接種。(2)將經(jīng)過消毒的幼嫩葡萄葉片切成小塊 ,以防止雜菌污染 ,離體植物組織或細(xì)胞在培養(yǎng)基中脫分化成愈傷組織。頭孢霉素有抗菌作用 ,用頭孢霉素處理葉片小塊 ,目的是殺滅附著在葉片上的農(nóng)桿菌。(3)將葉片小塊離體培養(yǎng)后 ,轉(zhuǎn)移到生芽培養(yǎng)基中 ,待其長出叢狀苗后再移栽?？敲顾睾皖^孢霉素都有抗菌作用 ,卡那霉素培養(yǎng)基起著篩選作用。植物克隆的技術(shù)根底是植物組織培養(yǎng)。(4)重組質(zhì)粒含有Barnase基因、-葡糖苷酸酶基因和卡那霉素抗性基因 ,因此對(duì)試管苗的-

39、葡糖苷酸酶基因的表達(dá)產(chǎn)物進(jìn)行生化檢測 ,就能鑒別出真正的轉(zhuǎn)基因試管苗。12(2019·紹興期末調(diào)測)某研究小組欲應(yīng)用植物細(xì)胞工程技術(shù) ,將序列抗鹽基因?qū)朐|(zhì)體培育抗鹽青蒿品種 ,使利用廢棄的鹽堿地規(guī)模化、基地化種植青蒿成為可能 ,培育過程如以下圖所示。請(qǐng)答復(fù)：(1)在抗鹽品種培育時(shí) ,可以用_方法得到目的基因 ,或者用_擴(kuò)增目的基因 ,再用相同的限制性核酸內(nèi)切酶和_ ,使目的基因和載體DNA連接在一起 ,形成重組DNA分子。(2)以下各項(xiàng)中 ,在制備葉片原生質(zhì)體時(shí) ,要用到的是()A胰蛋白酶 B植物生長調(diào)節(jié)劑C較高濃度的甘露醇 D一定濃度的氯化鈣(3)重組DNA分子通過c導(dǎo)入原生質(zhì)體 ,原生質(zhì)體經(jīng)培養(yǎng)再生出細(xì)胞壁 ,經(jīng)_過程形成愈傷組織。愈傷組織通過i過程 ,在適當(dāng)配比的_誘導(dǎo)下 ,再生出植株 ,也可以通過f_分散成單細(xì)胞。(4)以下關(guān)于該植物細(xì)胞工程技術(shù)的表達(dá) ,錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A葉細(xì)胞具有遺傳上的全能性