2019-2020年高中生物 專題二 細(xì)胞工程 2.1.2 植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用課時(shí)作業(yè) 新人教版選修3.doc

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2019-2020年高中生物 專題二 細(xì)胞工程 2.1.2 植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用課時(shí)作業(yè) 新人教版選修3 目標(biāo)導(dǎo)航　1.舉例說(shuō)明植物細(xì)胞工程在植物繁殖方面的應(yīng)用。2.列舉植物細(xì)胞工程在作物新品種培育方面的應(yīng)用。3.概述細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)的原理。 一、植物繁殖的新途徑(閱讀P38－39) 1．微型繁殖 (1)概念：用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)。 (2)屬于無(wú)性(填有性、無(wú)性)繁殖，能夠保持優(yōu)良品種的遺傳性狀。 2．作物脫毒 (1)選材部位：植物分生區(qū)附近的部位，因?yàn)榇颂幖?xì)胞內(nèi)病毒極少，甚至無(wú)病毒。 (2)優(yōu)點(diǎn)：提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。 3．人工種子 (1)組成：由胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽作為保護(hù)性外殼的人工種皮和提供胚狀體進(jìn)一步發(fā)育所需營(yíng)養(yǎng)的人工胚乳。如下圖： (2)特點(diǎn)：后代無(wú)性狀分離，不受季節(jié)、氣候和地域的限制。 二、作物新品種的培育及細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)(閱讀P40－41) 1．單倍體育種 (1)過(guò)程：花藥單倍體植株穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良品種。 (2)優(yōu)點(diǎn)：①后代是純合子，能穩(wěn)定遺傳。 ②可明顯縮短育種年限。 (3)實(shí)例：煙草、小麥等。 2．突變體的利用 (1)過(guò)程：在植物的組織培養(yǎng)過(guò)程中，由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷的分生狀態(tài)，因此容易受到培養(yǎng)條件和外界壓力的影響而產(chǎn)生突變，從中篩選出對(duì)人們有用的突變體，進(jìn)而培育成新品種。 (2)優(yōu)點(diǎn)：可以得到抗逆性(抗鹽、抗病和抗除草劑等)品種和含有高蛋白的植株。 (3)實(shí)例：抗花葉病毒的甘蔗、抗鹽堿的野生煙草、抗除草劑的白三葉草等。 3．細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn) (1)種類(lèi)：蛋白質(zhì)、脂肪、糖類(lèi)、藥物、香料、生物堿等。 (2)技術(shù)：植物組織培養(yǎng)技術(shù)。 (3)實(shí)例：人參、三七、紫草和銀杏的細(xì)胞產(chǎn)物都已實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)。 判斷正誤： (1)植物組織培養(yǎng)技術(shù)不僅可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性，還可以高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖。(　　) (2)人工種子就是以植物種子的胚等為材料，經(jīng)過(guò)人工薄膜包裝得到的種子。(　　) (3)單倍體育種通過(guò)花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體植株，染色體加倍后兩年便可獲得穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良品種，極大地縮短了育種年限。(　　) (4)在植物的組織培養(yǎng)過(guò)程中，由于所培養(yǎng)的細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，所以不會(huì)發(fā)生突變。(　　) (5)利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)可獲得的細(xì)胞產(chǎn)物包括蛋白質(zhì)、脂肪、糖類(lèi)、藥物、香料、生物堿等。(　　) (6)單倍體育種的目的是獲得單倍體本身。(　　) (7)細(xì)胞產(chǎn)物的生產(chǎn)是將植物細(xì)胞培養(yǎng)到愈傷組織。(　　) 答案　(1)√　(2)　(3)　(4)　(5)√　(6)　(7)√ 一、植物繁殖的新途徑 1．微型繁殖 (1)本質(zhì)：微型繁殖實(shí)際上是一種無(wú)性繁殖，能保持親本的一切優(yōu)良性狀，這項(xiàng)技術(shù)只運(yùn)用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)，因此該過(guò)程只涉及有絲分裂，不涉及減數(shù)分裂。 (2)優(yōu)點(diǎn)：使用材料少，培養(yǎng)周期短，繁殖率高，便于自動(dòng)化管理，有利于進(jìn)行工廠化培養(yǎng)。 2．作物脫毒 (1)病毒的特點(diǎn)：病毒是寄生生物，在用種子繁殖或用植物根、莖的無(wú)性繁殖過(guò)程中，種子、根、莖的細(xì)胞中可能攜帶著病毒并傳給下一代，使其繁殖的子代感染病毒。 (2)材料的選?。簱?jù)檢測(cè)，植物的分生區(qū)附近的病毒極少，甚至無(wú)病毒。如果將未被病毒感染的植株的分生組織用植物組織培養(yǎng)的方法培育幼苗用于生產(chǎn)，可以避免病毒對(duì)作物的影響，大大提高作物的產(chǎn)量。 3．人工種子 (1)人工種皮的要求： ①能保持胚狀體的活力，即要能透氣、透水，含有胚狀體發(fā)芽所需要的各種營(yíng)養(yǎng)成分等。 ②有利于貯藏、運(yùn)輸和萌發(fā)，選取的材料要有韌性、耐壓、對(duì)胚狀體無(wú)毒害。 ③還應(yīng)含有農(nóng)藥和殺菌劑，以防播種后害蟲(chóng)及微生物的侵害。 ④還要加入能促進(jìn)胚狀體生長(zhǎng)和發(fā)育的一些植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、有益菌等。 (2)胚狀體的要求：①播種后能快速出苗；②根和芽同步生長(zhǎng)，活力強(qiáng)；③形成的幼苗的形態(tài)與生長(zhǎng)要正常。 (3)制備流程：誘導(dǎo)植物愈傷組織的形成→體細(xì)胞胚的誘導(dǎo)→體細(xì)胞胚的成熟→機(jī)械化包裝→儲(chǔ)藏或種植。 1．作物培養(yǎng)過(guò)程中為什么要進(jìn)行作物脫毒，如何進(jìn)行作物脫毒？ 答案　對(duì)于無(wú)性繁殖的作物，病毒在作物體內(nèi)逐年積累，就會(huì)導(dǎo)致作物產(chǎn)量降低、品質(zhì)變差。而植物分生區(qū)附近的病毒極少，甚至無(wú)病毒，因此切取一定大小的莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)，再生的植物就有可能不帶病毒，從而獲得脫毒苗。 2．脫毒苗與抗毒苗有何區(qū)別？ 答案　脫毒苗：是選擇植物的莖尖(剛形成，不含有病毒)進(jìn)行組織培養(yǎng)而獲得的，屬于細(xì)胞工程的范疇。抗毒苗：是把某抗病基因?qū)氲绞荏w植株中，并通過(guò)一定的方法培育形成的，屬于基因工程的范疇。 3．根據(jù)種子發(fā)育所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，分析人工種皮內(nèi)應(yīng)含有哪些有效成分？ 答案　適宜的養(yǎng)分、無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)碳源以及農(nóng)藥、抗生素、有益菌等。 4．人工種子和天然種子的區(qū)別：人工種子是通過(guò)植物組織培養(yǎng)產(chǎn)生的，屬于無(wú)性繁殖，可保持親本的優(yōu)良性狀。自然種子是通過(guò)有性生殖產(chǎn)生的，可表現(xiàn)出雙親的遺傳性狀。 5．獲取人工種子胚狀體的途徑有哪些呢？ 答案　(1)由已脫分化的外植體直接產(chǎn)生。(2)由愈傷組織產(chǎn)生。(3)由懸浮細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)生。 1．下面為人工種子培養(yǎng)過(guò)程流程圖解，下列相關(guān)敘述不正確的(　　) A．b、c過(guò)程中植物激素發(fā)揮了重要作用，d表示給胚狀體包上人工胚乳和人工種皮 B．再分化發(fā)生在d步驟，是愈傷組織重新分化成根或芽等器官的過(guò)程 C．人工種子的培育是植物組織培養(yǎng)技術(shù)的重要用途之一 D．人工種子可以解決有些作物品種繁殖能力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問(wèn)題 問(wèn)題導(dǎo)析　(1)a表示獲得外植體；b表示脫分化。 (2)c表示再分化。 (3)d表示給胚狀體包裹上人工胚乳和人工種皮。 (4)e表示將人工種子種植獲得種苗的過(guò)程。 答案　B 一題多變 判斷正誤： (1)人工種子一般用離體的植物細(xì)胞通過(guò)組織培養(yǎng)技術(shù)獲得。(　　) (2)胚狀體是由愈傷組織分化而成，離體細(xì)胞只有形成愈傷組織才能表現(xiàn)出全能性。(　　) (3)同一批次的人工種子可以保證具有相同的基因型。(　　) (4)胚狀體是由未分化的、具有分裂能力的細(xì)胞構(gòu)成的。(　　) 答案　(1)√　(2)√　(3)√　(4) 二、作物新品種的培育及細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn) 1．單倍體育種 (1)原理：染色體變異。 (2)過(guò)程：取親本植株花藥單倍體幼苗純合子植株。 (3)優(yōu)點(diǎn) ①單倍體經(jīng)過(guò)染色體加倍，獲得的后代為純合子，可明顯縮短育種年限(一般為2年)。 ②用單倍體作為轉(zhuǎn)基因的受體，獲得的轉(zhuǎn)基因材料經(jīng)染色體加倍后基因即可純合，避免了體細(xì)胞作為受體導(dǎo)致后代發(fā)生性狀分離需要多代選擇的麻煩。 (4)缺點(diǎn)：技術(shù)相當(dāng)復(fù)雜，需要與雜交育種結(jié)合，其中的花藥離體培養(yǎng)過(guò)程需要組織培養(yǎng)技術(shù)的支持，多限于植物。 2．突變體的應(yīng)用 (1)原理：突變及植物細(xì)胞的全能性，突變包括基因突變和染色體變異兩種。 (2)突變體：在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中，處于分生狀態(tài)的培養(yǎng)細(xì)胞，容易受到培養(yǎng)條件和外界壓力(如射線、化學(xué)物質(zhì)等)的影響而發(fā)生基因突變或染色體變異，由此發(fā)育而成的個(gè)體稱為突變體(如圖所示)。 (3)體細(xì)胞誘變育種：人們從突變體中篩選出對(duì)人們有用的個(gè)體，進(jìn)而培育成新品種，這種育種方式叫突變體育種。 ①優(yōu)點(diǎn)：提高愈傷組織的突變率，可以獲得高抗、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆的新品種，加快了育種進(jìn)程。 ②缺點(diǎn)：a.突變不定向，需要處理大量突變材料；b.突變少利多害，符合人們需要、有利的品種比較少。 3．細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn) (1)原理：植物細(xì)胞在代謝過(guò)程中，能夠產(chǎn)生一些有機(jī)化合物，如人參皂甙、奎寧、紫杉醇，它們可以作為藥物、殺蟲(chóng)劑、香料、色素等的原料?？梢酝ㄟ^(guò)大規(guī)模培養(yǎng)植物細(xì)胞，從中提取這些物質(zhì)。 (2)技術(shù)：植物組織培養(yǎng)技術(shù) 外植體(離體的植物器官、組織或細(xì)胞)愈傷組織細(xì)胞懸液細(xì)胞產(chǎn)物 (3)工廠化生產(chǎn)人參皂甙的基本過(guò)程 ①選擇人參根作為外植體進(jìn)行培養(yǎng)，產(chǎn)生愈傷組織，經(jīng)過(guò)培養(yǎng)選擇增殖速度快而且細(xì)胞內(nèi)人參皂甙含量高的細(xì)胞株作為種質(zhì)。 ②將第一步選擇的細(xì)胞株放在發(fā)酵罐中的適當(dāng)培養(yǎng)液中進(jìn)行液體培養(yǎng)，增加細(xì)胞數(shù)量。 ③將發(fā)酵罐中培養(yǎng)的細(xì)胞進(jìn)行破碎，從中提取人參皂甙。 1．單倍體育種中為何要進(jìn)行人工誘導(dǎo)染色體加倍？常用的誘導(dǎo)方法是什么？ 答案　由于單倍體植株弱小，高度不育，因此可用秋水仙素處理單倍體的幼苗，來(lái)誘導(dǎo)其染色體加倍；人工誘導(dǎo)染色體加倍最常用的方法是用秋水仙素處理。 2．比較單倍體育種與花藥離體培養(yǎng) 花藥離體培養(yǎng)是單倍體育種時(shí)常用的方法?；ㄋ庪x體培養(yǎng)得到的植株一般是不可育的單倍體植株，而單倍體育種是在花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體幼苗的基礎(chǔ)上，用適當(dāng)濃度的秋水仙素處理，獲得的是純合可育的植株，且一般自交后代不發(fā)生性狀分離。 3．根據(jù)生產(chǎn)的目的不同，植物組織培養(yǎng)的階段不同，如微型繁殖應(yīng)培養(yǎng)到試管苗階段。請(qǐng)分析要生產(chǎn)人參皂甙粉，應(yīng)培養(yǎng)到什么階段？ 答案　愈傷組織階段。 4．在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中，為什么培養(yǎng)細(xì)胞容易在培養(yǎng)條件和外界壓力改變的條件下產(chǎn)生突變？ 答案　因?yàn)榕囵B(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷的分生狀態(tài)。 2．下圖列舉了幾種植物的育種方式，請(qǐng)據(jù)圖回答相關(guān)問(wèn)題： (1)甲育種方式稱為_(kāi)_______________________________________________。 (2)通過(guò)丁方式可以獲得脫毒苗，培養(yǎng)過(guò)程中c常常取用莖尖的原因是________________________________________________________________________。 (3)乙方式通常用射線處理植物的愈傷組織能獲得較好效果，原因是________________________________________________________________________。 (4)丙方式將外源目的基因?qū)胧荏w植物細(xì)胞，最常采用的方法是______________。 (5)甲、丙兩種育種方式與傳統(tǒng)雜交育種相比，其優(yōu)點(diǎn)是 ________________________________________________________________________。 問(wèn)題導(dǎo)析　(1)由a、b兩種細(xì)胞通過(guò)一定的技術(shù)手段獲得c，屬于植物體細(xì)胞雜交，能克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。 (2)植物分生區(qū)附近(如莖尖)的病毒極少，甚至沒(méi)有病毒，因此常用莖尖組織培養(yǎng)技術(shù)獲得脫毒苗。 (3)由于愈傷組織一直處于不斷分裂的狀態(tài)，容易受到培養(yǎng)條件和外界壓力的影響而發(fā)生突變。 (4)將外源基因?qū)胧荏w植物細(xì)胞的方法，最常用的是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。 (5)植物體細(xì)胞雜交和基因工程都能克服不同物種間遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，而傳統(tǒng)雜交育種由于生殖隔離而不能實(shí)現(xiàn)種間雜交。 答案　(1)植物體細(xì)胞雜交　(2)莖尖所含病毒極少，甚至不含病毒　(3)愈傷組織細(xì)胞處于不斷的分生狀態(tài)，易受到培養(yǎng)條件和外界壓力的影響而產(chǎn)生突變　(4)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法　(5)能克服不同物種間遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙 一題多變 判斷正誤： (1)誘變育種處理的材料為分裂活動(dòng)旺盛的部位，如愈傷組織、芽等。(　　) (2)單倍體育種是利用花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素處理幼苗兩個(gè)階段得到單倍體。(　　) (3)人工種子是通過(guò)植物組織培養(yǎng)產(chǎn)生的，屬于無(wú)性繁殖，可表現(xiàn)出雙親的遺傳性狀。(　　) (4)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)過(guò)程包括脫分化和再分化環(huán)節(jié)。(　　) 答案　(1)√　(2)　(3)　(4) 　　　　　　　　　 1．下列屬于植物的微型繁殖技術(shù)的是(　　) A．蘭花的莖尖組織培育成蘭花幼苗 B．水稻種子萌發(fā)并長(zhǎng)成新個(gè)體 C．扦插的葡萄枝長(zhǎng)成新個(gè)體 D．柳樹(shù)芽發(fā)育成枝條 答案　A 解析　解答本題需要從兩個(gè)方面入手，首先，水稻種子萌發(fā)并長(zhǎng)成新個(gè)體、柳樹(shù)芽發(fā)育成枝條均屬于個(gè)體發(fā)育部分；其次，扦插的葡萄枝長(zhǎng)成新個(gè)體屬于無(wú)性生殖中的營(yíng)養(yǎng)生殖。 2．人工種子比天然種子有許多優(yōu)越性，下列對(duì)其優(yōu)越性的敘述不正確的是(　　) A．可使自然狀態(tài)下不結(jié)子的植物得以繁殖 B．方便儲(chǔ)藏和運(yùn)輸 C．可以隨意改變植物的遺傳性狀 D．可快速、大量繁殖 答案　C 解析　人工種子是通過(guò)細(xì)胞工程完成的，所以可使在自然條件下不結(jié)實(shí)或結(jié)實(shí)困難的植物得以繁殖。天然種子的大量?jī)?chǔ)藏和運(yùn)輸也是相當(dāng)困難的，人工種子則克服了這些缺點(diǎn)，人工種子外層是起保護(hù)作用的薄膜，類(lèi)似天然種子的種皮，因此，可以很方便地儲(chǔ)藏和運(yùn)輸。天然種子在生產(chǎn)上受季節(jié)的限制，而人工種子的生產(chǎn)則不受季節(jié)限制，而且快捷高效。 3．下列關(guān)于細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)是植物細(xì)胞工程的重要用途之一 B．培養(yǎng)過(guò)程中需要脫分化形成愈傷組織，然后懸浮培養(yǎng)愈傷組織細(xì)胞 C．培養(yǎng)的愈傷組織需要經(jīng)過(guò)再分化產(chǎn)生特定的組織細(xì)胞后才能產(chǎn)生特定的細(xì)胞產(chǎn)物 D．培養(yǎng)的細(xì)胞收集后一般要破碎提取有效成分 答案　C 解析　在細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)過(guò)程中只需要懸浮培養(yǎng)愈傷組織細(xì)胞，利用愈傷組織細(xì)胞的分裂和代謝產(chǎn)生所需要的產(chǎn)物即可，不需要再分化。 4．下圖所示為農(nóng)作物新品種的育種方式，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題： (1)圖示育種方式涉及到的生物工程技術(shù)有：________、________________、________________。 (2)②③過(guò)程分別為_(kāi)___________、____________。 (3)⑤過(guò)程中常用的載體是________；⑤過(guò)程表示的基因操作步驟是________________________________________________________________________。 (4)上述育種與傳統(tǒng)雜交育種相比，突出優(yōu)點(diǎn)是____________________________________________________________________________________。 答案　(1)基因工程　植物組織培養(yǎng)　植物體細(xì)胞雜交(細(xì)胞融合)　(2)脫分化　再分化　(3)質(zhì)?！⒛康幕?qū)胧荏w細(xì)胞　(4)打破生殖隔離、實(shí)現(xiàn)遺傳物質(zhì)的定向改變、克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，育種周期短 解析　(1)圖中⑤過(guò)程涉及到基因工程，①過(guò)程為植物體細(xì)胞雜交，兩者都需要植物組織培養(yǎng)技術(shù)的支持。(2)圖中②為脫分化的過(guò)程，可獲得愈傷組織，然后經(jīng)過(guò)③再分化而得到胚狀體。(3)基因工程中常用的載體為質(zhì)粒。⑤過(guò)程是將目的基因?qū)氲侥撤N植物受體細(xì)胞中。(4)不管是基因工程育種還是植物體細(xì)胞雜交育種，都會(huì)打破物種的界限——生殖隔離，實(shí)現(xiàn)生物性狀的定向改變。 基礎(chǔ)鞏固 1．植物的微型繁殖技術(shù)是指(　　) A．植物體細(xì)胞雜交技術(shù) B．嫁接 C．營(yíng)養(yǎng)繁殖 D．植物組織培養(yǎng) 答案　D 解析　用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)，叫微型繁殖技術(shù)，也叫快速繁殖技術(shù)。 2．下列關(guān)于人工種子的敘述中，不正確的是(　　) A．可以克服季節(jié)、氣候、地域的限制 B．可以節(jié)約時(shí)間 C．可防止性狀分離 D．由人工種子得到的植株為純合子 答案　D 解析　天然種子由于在遺傳上具有因減數(shù)分裂引起的重組現(xiàn)象，因此會(huì)造成某些遺傳性狀的改變，而人工種子中胚狀體的遺傳物質(zhì)和親本是完全相同的，故可保持親本的遺傳特性，防止性狀分離；但是，由人工種子得到的植株并不一定是純合子。 3．人參皂甙是人參中重要的藥用成分，以前只能從人參中提取，產(chǎn)量低，因而價(jià)格較貴。目前可通過(guò)下列哪項(xiàng)技術(shù)迅速大量獲取(　　) A．基因工程 B．植物組織培養(yǎng) C．植物體細(xì)胞雜交 D．發(fā)酵工程 答案　B 解析　人參皂甙粉是利用人參細(xì)胞經(jīng)植物組織培養(yǎng)而獲得的。 4．人工種子的培育中應(yīng)用的主要技術(shù)是(　　) A．有性雜交 B．植物體細(xì)胞雜交 C．植物組織培養(yǎng) D．細(xì)胞全能性 答案　C 解析　人工種子的形成是先取植物的組織或細(xì)胞，通過(guò)植物組織培養(yǎng)技術(shù)，產(chǎn)生愈傷組織，愈傷組織分化為胚狀體，包裹上人工種皮和人工胚乳就成為人工種子。 5．通過(guò)植物組織培養(yǎng)技術(shù)繁育農(nóng)作物，其優(yōu)點(diǎn)不包括(　　) A．加快繁育速度 B．保持親本優(yōu)良性狀 C．培育出無(wú)病毒植株 D．改變植物的基因型 答案　D 解析　植物組織培養(yǎng)技術(shù)不僅可以高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖，還可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性，并通過(guò)作物脫毒提高作物產(chǎn)量，改善作物品質(zhì)。 鞏固提升 6．下面為番茄植物組織培養(yǎng)過(guò)程的流程圖解，以下相關(guān)敘述不正確的是(　　) A．脫分化發(fā)生在b步驟，形成愈傷組織，在此過(guò)程中植物激素發(fā)揮了重要作用 B．人工種子可以完全保持優(yōu)良品種的遺傳性狀 C．從葉組織塊到種苗形成的過(guò)程說(shuō)明番茄葉片細(xì)胞具有全能性 D．人工種子的缺點(diǎn)是易受季節(jié)、氣候和地域的限制 答案　D 解析　人工種子的優(yōu)點(diǎn)之一是不受季節(jié)、氣候和地域的限制。 7．某株名貴花卉用種子繁殖時(shí)會(huì)發(fā)生性狀分離，為了防止性狀分離并快速繁殖，可利用該植物體的一部分器官或組織進(jìn)行離體培養(yǎng)，但不能采用該植株的(　　) A．莖尖 B．芽 C．葉片 D．花粉粒 答案　D 解析　花粉粒細(xì)胞離體培養(yǎng)得到的植株是單倍體，改變了原有植株的遺傳物質(zhì)。 8．下面的簡(jiǎn)式表示植物組織培養(yǎng)的大致過(guò)程，據(jù)此判斷錯(cuò)誤的是(　　) ①②③→④ A．若①是來(lái)自不同植物體細(xì)胞融合的雜種細(xì)胞，則④可能出現(xiàn)不同植物的遺傳特性 B．若①是花粉，則④是單倍體植株，經(jīng)染色體加倍后可得到穩(wěn)定遺傳的品種 C．若①是人參細(xì)胞，對(duì)②進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)可提高細(xì)胞產(chǎn)物——人參皂甙的產(chǎn)量 D．若①是具有雜種優(yōu)勢(shì)的農(nóng)作物細(xì)胞，則用③進(jìn)行微型繁育會(huì)發(fā)生性狀分離 答案　D 解析　若①是具有雜種優(yōu)勢(shì)的農(nóng)作物細(xì)胞，則用③進(jìn)行繁育進(jìn)行的是有絲分裂，不會(huì)發(fā)生性狀分離。 9．在植物組織培養(yǎng)過(guò)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(yíng)養(yǎng)豐富，易于植物生長(zhǎng) C．紡錘絲的形成容易受抑制 D．DNA復(fù)制容易受抑制 答案　A 解析　在植物的組織培養(yǎng)過(guò)程中，由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷的分生狀態(tài)，因此容易受到培養(yǎng)條件和外界壓力的影響而產(chǎn)生突變。 10．右圖是人工種子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，對(duì)其敘述不正確的是(　　) A．人工種子的胚乳中含有胚狀體發(fā)育所需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，還可以添加農(nóng)藥和植物激素 B．人工種子可以工業(yè)化生產(chǎn)，播種人工種子可節(jié)省大量糧食 C．人工種子克服了有些作物品種繁殖能力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問(wèn)題 D．人工種子的胚狀體還未分化出胚芽、胚軸和胚根等結(jié)構(gòu) 答案　D 解析　人工種子是在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中，愈傷組織再分化發(fā)育到胚狀體階段，包上人工種皮而成。人工種子的胚狀體已經(jīng)分化出了胚芽、胚根和胚軸等結(jié)構(gòu)。 11．甲、乙是染色體數(shù)目相同的兩種二倍體藥用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小組擬培育同時(shí)含有A和B的新型藥用植物。 回答下列問(wèn)題： (1)為了培育該新型藥用植物，可取甲和乙的葉片，先用________酶和________酶去除細(xì)胞壁，獲得具有活力的____________________，再用化學(xué)誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)二者融合。形成的融合細(xì)胞進(jìn)一步培養(yǎng)形成________組織，然后經(jīng)過(guò)________形成完整的雜種植株。這種培育技術(shù)稱為_(kāi)_______________________________________________________________________。 (2)上述雜種植株屬于多倍體，多倍體是指________________________________________________________________。假設(shè)甲與乙有性雜交的后代是不育的，而上述雜種植株是可育的，造成這種差異的原因是________________________________________________________________________。 (3)這種雜種植株可通過(guò)制作人工種子的方法來(lái)大量繁殖。經(jīng)植物組織培養(yǎng)得到的______________________________________________等材料用人工薄膜包裝后可得到人工種子。 答案　(1)纖維素　果膠　原生質(zhì)體　愈傷　再分化(分化)　植物體細(xì)胞雜交技術(shù) (2)體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體　在減數(shù)分裂過(guò)程中，前者染色體聯(lián)會(huì)異常，而后者染色體聯(lián)會(huì)正常 (3)胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽 解析　(1)該新型藥用植物是通過(guò)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)獲得的。要獲得有活力的原生質(zhì)體才能進(jìn)行體細(xì)胞雜交，因此首先用纖維素酶和果膠酶去掉植物的細(xì)胞壁，然后用PEG化學(xué)誘導(dǎo)劑(物理方法：離心、振動(dòng)等)誘導(dǎo)二者的原生質(zhì)體融合。然后采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得雜種植株，植物組織培養(yǎng)的主要過(guò)程是：先脫分化形成愈傷組織，然后再分化形成植物體，利用了植物細(xì)胞的全能性。(2)如果植物甲、乙是兩個(gè)物種，二者不能通過(guò)有性雜交產(chǎn)生可育后代，原因是甲、乙有性雜交所產(chǎn)生的后代在減數(shù)分裂過(guò)程中同源染色體聯(lián)會(huì)異常，也就是存在著生殖隔離。但植物甲、乙通過(guò)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)產(chǎn)生的后代卻是可育的，因?yàn)樵跍p數(shù)分裂過(guò)程中同源染色體能完成正常的聯(lián)會(huì)，產(chǎn)生正常的配子。由于甲、乙都是二倍體，因此，植物體細(xì)胞雜交得到的后代是異源多倍體(四倍體)。(3)人工種子生產(chǎn)不受氣候、季節(jié)和地域等因素限制，而且可以避免后代發(fā)生性狀分離等優(yōu)點(diǎn)，因此，植物細(xì)胞工程重要的應(yīng)用之一是制備人工種子，用到的核心技術(shù)是植物組織培養(yǎng)技術(shù)。將植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽等材料用人工薄膜包裝后可得到人工種子。 12．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。用組織培養(yǎng)技術(shù)可以在生物反應(yīng)器中通過(guò)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(shí)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(guò)____________________________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(zhǎng)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(guò)程中，要不斷通入無(wú)菌空氣并進(jìn)行攪拌的目的是__________________和__________________。 (4)要使紫草素持續(xù)高產(chǎn)，紫草細(xì)胞的產(chǎn)量(干重)應(yīng)保持在什么數(shù)值左右？________________________________________________________________________。 答案　(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(zhǎng)　細(xì)胞數(shù)量　細(xì)胞所處的生長(zhǎng)期 (3)保證氧氣供應(yīng)充足　使細(xì)胞與培養(yǎng)液充分接觸　(4)19 g/L左右 解析　植物外植體細(xì)胞經(jīng)脫分化形成愈傷組織，通過(guò)培養(yǎng)這些細(xì)胞從中提取紫草素。細(xì)胞培養(yǎng)需要一定的環(huán)境條件。當(dāng)細(xì)胞大量增殖，細(xì)胞數(shù)量增多時(shí)，產(chǎn)生的紫草素最多。因?yàn)榧?xì)胞進(jìn)行有氧呼吸，所以應(yīng)不斷補(bǔ)充氧氣。 走進(jìn)高考 13．(xx江蘇卷，29節(jié)選)為了獲得植物次生代謝產(chǎn)物，先用植物外植體獲得愈傷組織，然后在液體培養(yǎng)基中懸浮培養(yǎng)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)外植體經(jīng)誘導(dǎo)后形成愈傷組織的過(guò)程稱為_(kāi)_______________________________________________________________________。 (2)在愈傷組織懸浮培養(yǎng)時(shí)，細(xì)胞干重、蔗糖濃度和pH的變化如下圖所示。細(xì)胞干重在12 d后下降的原因有________________________________；培養(yǎng)液中蔗糖的作用是________________、________________。 (3)多倍體愈傷組織細(xì)胞產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物量常高于二倍體。二倍體愈傷組織細(xì)胞經(jīng)________________處理，會(huì)產(chǎn)生染色體加倍的細(xì)胞。為檢測(cè)愈傷組織細(xì)胞染色體數(shù)目，壓片前常用纖維素酶和________酶解離愈傷組織。若愈傷組織細(xì)胞(2N)經(jīng)誘導(dǎo)處理后，觀察到染色體數(shù)為8N的細(xì)胞，合理的解釋是____________________________________、________________________________________________________________________。 答案　(1)脫分化　(2)蔗糖濃度下降，pH降低　提供能源　調(diào)節(jié)滲透壓　(3)秋水仙素(低溫)　果膠　經(jīng)加倍到4N的細(xì)胞處于有絲分裂后期　經(jīng)加倍到8N的細(xì)胞處于有絲分裂中期 解析　(1)外植體經(jīng)誘導(dǎo)形成愈傷組織的過(guò)程稱為脫分化。 (2)觀察圖示可知，12 d后蔗糖濃度和pH都下降到較低水平，影響能量的供應(yīng)和酶的活性，導(dǎo)致細(xì)胞干重下降。另外，培養(yǎng)液中的蔗糖還具有調(diào)節(jié)滲透壓的作用。 (3)在細(xì)胞分裂過(guò)程中，用低溫或秋水仙素處理，都可抑制紡錘體的形成，使子染色體不能移向兩極，從而使細(xì)胞中染色體數(shù)目加倍。愈傷組織的細(xì)胞之間含有纖維素和果膠，欲將其分散成單個(gè)細(xì)胞，壓片前需用纖維素酶和果膠酶處理。愈傷組織細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)處理后，有的細(xì)胞染色體數(shù)目加倍(4N)，有的細(xì)胞染色體數(shù)目未加倍(2N)，也可能有的細(xì)胞在連續(xù)分裂中每次都因低溫或秋水仙素抑制了紡錘體的形成，導(dǎo)致細(xì)胞中染色體數(shù)目連續(xù)加倍，出現(xiàn)染色體數(shù)目為8N的細(xì)胞。所以染色體數(shù)目加倍到4N的細(xì)胞處于有絲分裂后期時(shí)染色體數(shù)目為8N，染色體數(shù)目加倍到8N的細(xì)胞處于有絲分裂中期時(shí)染色體數(shù)目也為8N。