《植物細胞工程的基本技術(shù)》基礎鞏固

1、PAGE17植物細胞工程的基本技術(shù)一、選擇題1下列關(guān)于細胞全能性的理解不正確的是（）A高度分化的植物體細胞仍具有全能性B細胞內(nèi)含有個體發(fā)育所需的全部基因是細胞具有全能性的內(nèi)在條件C通過植物組織培養(yǎng)得到試管苗，是植物細胞具有全能性的有力證據(jù)D玉米種子發(fā)育成玉米植株是細胞全能性的表現(xiàn)2有關(guān)全能性的敘述，不正確的是（）A受精卵在自然條件下能使后代細胞形成完整個體，因此全能性最高B生物體內(nèi)細胞由于分化，全能性不能表達C卵細胞與受精卵一樣，細胞未分化，全能性很高D植物細胞離體培養(yǎng)在一定條件下能表現(xiàn)出全能性的水稻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育過程。下列相關(guān)敘述錯誤的是（）A愈

2、傷組織是花粉細胞通過有絲分裂后形成的不規(guī)則的細胞團B在愈傷組織的形成過程中，必須從培養(yǎng)基中獲得水、無機鹽和小分子的有機物等營養(yǎng)物質(zhì)C為促進花粉細胞分裂生長，在培養(yǎng)基中應加入適宜濃度的生長素等激素4通過細胞雜交獲得一個雜種植株需要的步驟是（）A分離原生質(zhì)體誘導原生質(zhì)體融合組織培養(yǎng)得到雜種植株B分離原生質(zhì)體原生質(zhì)體融合組織培養(yǎng)得到雜種植株C獲取細胞原生質(zhì)體融合組織培養(yǎng)得到雜種植株D獲取細胞原生質(zhì)體直接融合組織培養(yǎng)得到雜種植株5要將胡蘿卜韌皮部細胞培養(yǎng)成完整植株，下列哪項是不需要的（）A具有完整細胞核的細胞B離體狀態(tài)C導入外源基因D一定的營養(yǎng)物質(zhì)和激素6下列有關(guān)植物體細胞雜交的敘述，正確的是（）A植

3、物體細胞雜交的過程實際是細胞核融合的過程B兩種體細胞的雜交相當于有性雜交C能夠讓雜種植物按照人們的需要表現(xiàn)出親代的優(yōu)良性狀D克服了不同生物遠緣雜交不親和的障礙7下列四個選項中，沒有采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)的一項是（）A花藥離體培養(yǎng)得到單倍體植株B秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗得到多倍體植株C基因工程培育的抗棉鈴蟲的棉花植株D細胞工程培育“番茄馬鈴薯”雜種植株8在離體的植物器官、組織或細胞脫分化形成愈傷組織的過程中，下列哪一項條件是不需要的（）A消毒滅菌B適宜的溫度C適宜的養(yǎng)料和激素D充足的光照9植物體細胞融合完成的標志是（）A產(chǎn)生細胞壁B細胞質(zhì)發(fā)生融合C細胞核發(fā)生融合D細胞膜發(fā)生融合二、非選擇題10

4、下圖表示胡蘿卜的韌皮部細胞通過無菌操作接入試管后，在一定的條件下，形成試管苗的培育過程。請據(jù)圖回答下列問題。（1）要促進細胞分裂生長，培養(yǎng)基中應有營養(yǎng)物質(zhì)和激素。營養(yǎng)物質(zhì)包括_和小分子有機物，激素包括細胞分裂素和_兩類植物激素。（2）此過程依據(jù)的原理是_。A和B階段主要進行的分裂方式是_，B階段除了細胞分裂外，還進行細胞_等。（3）此過程要無菌操作，主要是指對_進行滅菌消毒。B階段需要光照，原因是_。（4）試管苗的根細胞沒有葉綠素，而葉的葉肉細胞具有葉綠素，這是基因_的結(jié)果。11白菜、甘藍均為二倍體，體細胞染色體數(shù)目分別為20、18。以白菜和甘藍進行體細胞雜交可得到“白菜甘藍”雜種幼苗。請回答

5、問題：（1）白菜和甘藍是兩個不同的物種，存在_隔離。自然條件下，這兩個物種間不能通過_的方式產(chǎn)生后代。從雜交細胞到獲得“白菜甘藍”雜種幼苗，所依據(jù)的理論基礎是植物細胞具有_。（2）白菜和甘藍的體細胞在融合前應先用_處理兩種細胞的細胞壁獲得原生質(zhì)體，再用_作為促融劑誘導原生質(zhì)體融合進而獲得雜種細胞，雜種細胞繼續(xù)培養(yǎng)，_（是，否）進行脫分化。（3）經(jīng)篩選獲得的“白菜甘藍”雜種幼苗體細胞中的染色體是_條。參考答案：細胞的全能性指已經(jīng)分化的細胞仍具有發(fā)育成完整個體的潛能，其內(nèi)在的遺傳基礎是細胞內(nèi)仍然具有個體發(fā)育所需要的全部基因，植物組織培養(yǎng)形成試管苗是細胞全能性的表現(xiàn)，A、B、C項均正確。玉米種子發(fā)育

6、成正常植株，是正常的生命現(xiàn)象，不能體現(xiàn)細胞的全能性。知識鏈接：（1）細胞表現(xiàn)全能性的條件離體狀態(tài)。一定的營養(yǎng)物質(zhì)和植物激素（營養(yǎng)物質(zhì)如水、礦質(zhì)元素等，植物激素主要是生長素和細胞分裂素）。適宜的外界條件（如溫度、pH、光照等）。（2）植物細胞的分化、脫分化、再分化分化：在特定時間和空間下基因選擇性表達的過程，細胞分化后在形態(tài)和功能上出現(xiàn)穩(wěn)定性的差異。脫分化：細胞失去特有的細胞結(jié)構(gòu)和功能，形成未分化細胞的過程。再分化：由愈傷組織分化形成芽和根的過程。再分化的關(guān)鍵是調(diào)整生長素和細胞分裂素的比例。激素與分化：適當提高生長素/細胞分裂素的比例容易生根，適當提高細胞分裂素/生長素的比例容易生芽，比例適中誘

7、導產(chǎn)生愈傷組織。在離體和適當?shù)臈l件下，分化的體細胞才能表達其全能性。全能性表達的容易程度為：受精卵生殖細胞體細胞；植物細胞動物細胞，即在生物體的所有細胞中，受精卵的全能性最高；生殖細胞其次，尤其是卵細胞，雖然分化程度較高，但是仍然具有較高的潛在全能性；體細胞再次，植物細胞的全能性要高于動物細胞，高度分化的動物體細胞的全能性受限制，嚴格來說只有高度分化的動物細胞核才具有全能性。歸納提升：全能性和分化程度關(guān)系（1）在體細胞中全能性：分化程度低的分化程度高的，細胞分裂能力強的細胞分裂能力弱的；（2）不同細胞全能性：受精卵生殖細胞干細胞體細胞；（3）不同生物全能性：植物細胞動物細胞?；ǚ凼峭ㄟ^減數(shù)分裂

8、形成的，其基因型為AB或Ab或aB或ab，由花粉發(fā)育而來的個體未經(jīng)秋水仙素處理，是單倍體。思路導引解題關(guān)鍵是看清組織培養(yǎng)的材料花藥，即進行花藥離體培養(yǎng)，然后結(jié)合組織培養(yǎng)的條件依次判斷。歸納提升（1）植物組織培養(yǎng)中的脫分化、再分化過程的比較過程名稱過程形成體特點條件脫分化由離體細胞成為愈傷組織排列疏松、高度液泡化的薄壁細胞團離體；提供營養(yǎng)物質(zhì)（有機物、無機物）；提供激素（生長素、細胞分裂素等）；提供其他適宜條件（溫度、無菌）再分化由愈傷組織成為叢芽或胚狀體有根、芽或有生根發(fā)芽的能力（2）植物激素是啟動細胞分裂、細胞分化的關(guān)鍵因素。植物體細胞雜交過程中首先獲得原生質(zhì)體；其次是原生質(zhì)體的融合，需要在

9、人為誘導下完成。知識鏈接植物體細胞雜交（1）圖示過程（2）該技術(shù)的目的植物體細胞雜交的終點是培育成雜種植株，而不是形成雜種細胞就結(jié)束。雜種植株特征：具備兩種植物的遺傳特性，原因是雜種植株中含有兩種植物的遺傳物質(zhì)。（3）該技術(shù)在育種上應用時最大的優(yōu)點克服遠緣雜交不親和的障礙。（4）未解決的問題目前還不能讓雜種植物完全按人們的需要去表達親代的優(yōu)良性狀，如番茄馬鈴薯。植物組織培養(yǎng)的原理是植物細胞的全能性，全能性必須有全套遺傳物質(zhì)，即有完整的細胞核。植物細胞只有在脫離了植物體，在一定的外部因素的作用下，經(jīng)細胞分裂形成愈傷組織，才能表現(xiàn)出全能性，由愈傷組織細胞發(fā)育、分化形成新的植物體。但該植物的組織培養(yǎng)

10、不需導入外源基因。拓展延伸：進行細胞培養(yǎng)時，在離體的植物器官、組織或細胞脫分化增殖的過程中，離體培養(yǎng)條件應與機體基本相同或相似；即需要消毒滅菌、適宜的溫度、pH、適宜的養(yǎng)料和激素等。植物體細胞雜交過程是原生質(zhì)體的融合（包括細胞質(zhì)的融合、細胞核的融合和細胞膜的融合），以及把雜種細胞培育成新的植物體。植物體細胞不同于生殖細胞，因此體細胞雜交不同于有性雜交，并且由于兩個物種遺傳物質(zhì)混合后的表達相互干擾，因此雜種植物不能按人們的需要表現(xiàn)出親代的優(yōu)良性狀，這一點與基因工程不同?；ㄋ庪x體培養(yǎng)是單倍體育種的一項基礎技術(shù)，其基本原理就是組織培養(yǎng)?；蚬こ膛嘤瓜x棉的過程中，把目的基因?qū)胧荏w細胞后，要誘導其分

11、裂、分化，最后發(fā)育為一個植物體，必須經(jīng)過組織培養(yǎng)才能實現(xiàn)。細胞工程培育“番茄馬鈴薯”雜種植株的過程中，對融合的雜種細胞，也必須經(jīng)過組織培養(yǎng)才能形成雜種植株。可見，組織培養(yǎng)是生物工程中的基礎技術(shù)手段。而利用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗得到多倍體植株，沒有利用到組織培養(yǎng)技術(shù)。形成愈傷組織，需要在消毒滅菌的條件下進行，因為只有在消毒滅菌的條件下，才能保證培養(yǎng)出的組織細胞避免感染，否則培養(yǎng)基內(nèi)將長出許多霉菌，與離體細胞爭奪營養(yǎng)與生存空間，不能形成愈傷組織。由于此階段形成的是愈傷組織，并沒有形成具有根、莖、葉的植物體，因此不需要光照。誤區(qū)警示：對于植物組織培養(yǎng)來說，光照條件非常重要，包括光照強度、時間和

12、波長。但在愈傷組織的誘導階段往往要暗培養(yǎng)，而在分化再生的過程中一定要有光照。愈傷組織誘導階段的暗培養(yǎng)有利于細胞的脫分化產(chǎn)生愈傷組織，如果在光照條件下，容易分化產(chǎn)生維管等組織，不利于產(chǎn)生大量的愈傷組織。植物體細胞融合的過程既有細胞膜、細胞質(zhì)的融合，又有細胞核的融合。一般的植物細胞最外層為細胞壁，融合前應去掉細胞壁，融合成功的標志是再生出新的細胞壁。10（1）無機物生長素（2）細胞的全能性有絲分裂分化（3）培養(yǎng)基芽發(fā)育成葉，葉肉細胞中葉綠素的合成需要光照條件（4）選擇性表達解析：植物組織培養(yǎng)是用離體的植物組織、器官或細胞接種到經(jīng)消毒滅菌的培養(yǎng)基中，培養(yǎng)基含有供組織細胞生長發(fā)育所需要的無機物和小分子

13、有機物，還有調(diào)節(jié)細胞脫分化和再分化的細胞分裂素和生長素。由外植體發(fā)育成試管苗。脫分化階段細胞進行有絲分裂，再分化階段愈傷組織經(jīng)細胞有絲分裂和分化形成試管苗，此階段需要光照，原因是葉肉細胞中葉綠素的合成需要光照條件。知識鏈接（1）實驗原理離體的植物組織、器官或細胞愈傷組織胚狀體或叢芽試管苗（3）實驗關(guān)鍵取材：應選擇含形成層的部分，易于誘導形成愈傷組織。全程無菌操作（包括接種用具、接種環(huán)境和接種材料、接種過程、培養(yǎng)過程）。植物激素的比例適當。條件：植物組織培養(yǎng)過程中光照條件非常重要，包括光照強度、時間和波長。但在愈傷組織的誘導階段往往要暗培養(yǎng)，而在分化再生的過程中一定要有光照。愈傷組織誘導階段的暗

14、培養(yǎng)有利于細胞的脫分化，產(chǎn)生愈傷組織，因為在光照條件下容易分化產(chǎn)生維管組織，不利于產(chǎn)生大量的愈傷組織。11（1）生殖雜交（有性生殖）全能性（2）纖維素酶、果膠酶聚乙二醇（PEG）是（3）38解析：（1）不同物種間存在生殖隔離，自然條件下無法進行有性生殖。從雜交細胞到雜種幼苗，進行的過程為植物組織培養(yǎng)，其理論基礎是植物細胞的全能性。（2）若要獲得原生質(zhì)體，應用酶解法去除細胞壁，如纖維素酶、果膠酶。然后可用PEG作為促融劑誘導原生質(zhì)體融合，形成雜種細胞后，經(jīng)脫分化、再分化形成雜種植株。（3）雜種植株體細胞的染色體數(shù)為白菜、甘藍染色體數(shù)之和，即38。思路導引：本題主要考查植物體細胞雜交的相關(guān)知識，解

15、題關(guān)鍵是畫出體細胞雜交過程流程圖（如下），然后逐項分析作答。歸納提升：（1）植物體細胞雜交知識歸納：植物體細胞雜交的障礙a植物細胞都有細胞壁。根據(jù)酶的專一性原理，用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁。b原生質(zhì)體融合。人工誘導方法包括物理法，如離心、振動、電激；化學法，如聚乙二醇（PEG）等。雜種細胞的類型有三種：AA、BB、AB，符合要求的只有AB，需要進行篩選。雜種細胞AB形成的標志：新的細胞壁的生成。雜種植株遺傳物質(zhì)的變化：細胞融合屬于染色體變異，雜種植株的染色體數(shù)通常是兩親本細胞染色體數(shù)目之和，形成異源多倍體。植物體細胞雜交的原理：原生質(zhì)體融合的過程利用了細胞膜的流動性，雜種細胞發(fā)育成雜種植株利用了細胞的全能性。（2）植物體細胞雜交與植物有性雜交的不同植物體細胞雜交若兩個不同品種的植物細胞A、B進行融合，A含有2X條染色體，2個