2018-2019學年高中生物 專題2 細胞工程 2.1 植物細胞工程 2.1.2 植物細胞工程的實際應用教學案（含解析）新人教版選修3.doc

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植物細胞工程的實際應用 　1.植物組織培養(yǎng)技術不僅可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性，還可以高效快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖。 2．植物分生區(qū)附近(如莖尖)的病毒極少，甚至無病毒，因此用分生區(qū)組織進行組織培養(yǎng)，再生的植株就不會或極少感染病毒。 3．人工種子就是以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經(jīng)過人工薄膜包裝得到的種子0。 4．單倍體育種是通過花藥培養(yǎng)獲得單倍體植株，染色體加倍后當年便可獲得穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良品種，極大地縮短了育種年限。 5．植物微型繁殖和用人工種子繁殖屬于無性繁殖，細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)培養(yǎng)到愈傷組織階段即可。 一、植物繁殖的新途徑 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。 (2)優(yōu)點： ①保持優(yōu)良品種的遺傳特性。 ②高效快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖。 2．作物脫毒 (1)取材：分生區(qū)附近(如莖尖)，因為此處細胞內的病毒極少，甚至無病毒。 (2)優(yōu)點：提高作物的產(chǎn)量和品質。 3．人工種子 (1)概念：以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經(jīng)過人工薄膜包裝得到的種子。 (2)優(yōu)點： ①繁殖周期短； ②后代不發(fā)生性狀分離，能夠保持親本的優(yōu)良性狀； ③不受季節(jié)、氣候和地域的限制，并可節(jié)約土地。 二、作物新品種的培育 1．單倍體育種 (1)方法：花藥的離體培養(yǎng)。 (2)過程： 離體培養(yǎng), (3)優(yōu)點： ①后代是純合子，能穩(wěn)定遺傳； ②明顯縮短了育種年限。 2．突變體的利用 (1)原理：在植物的組織培養(yǎng)過程中，由于培養(yǎng)細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(如射線、化學物質等)的影響而產(chǎn)生突變。 (2)利用：從產(chǎn)生突變的個體中篩選出對人們有用的突變體，進而培育成新品種。 三、細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn) 1．細胞產(chǎn)物的種類：蛋白質、脂肪、糖類、藥物、香料、生物堿等。 2．技術基礎：植物組織培養(yǎng)技術。 3．實例：我國利用植物組織培養(yǎng)技術實現(xiàn)了大量生產(chǎn)人參皂甙干粉；另外，三七、紫草和銀杏的細胞產(chǎn)物也都已經(jīng)實現(xiàn)了工廠化生產(chǎn)。 1．植物的微型繁殖技術是指(　　) A．基因工程育種 B．植物體細胞雜交技術 C．嫁接 D．通過植物組織培養(yǎng)快速繁殖的技術 解析：選D　微型繁殖技術即快速繁殖技術，是通過植物組織培養(yǎng)技術實現(xiàn)的。 2．若要獲得脫毒苗，培養(yǎng)時一般選取植物體的哪一部分組織(　　) A．葉　　　　　　　　　B．花粉 C．根 D．莖尖 解析：選D　莖尖位于植物分生區(qū)附近，病毒極少，甚至無病毒。因此，若要獲得脫毒苗，一般選取植物體的莖尖組織進行培養(yǎng)。 3．胚狀體是在植物組織培養(yǎng)的哪一階段上獲得的(　　) A．愈傷組織的形成中 B．再分化 C．形成完整植株 D．脫分化 解析：選B　植物體的根、莖、葉細胞一般都具有全能性，在一定的營養(yǎng)和激素條件下，可以脫分化形成愈傷組織。將愈傷組織轉接到含有不同激素成分的培養(yǎng)基上，就可以誘導其再分化生成胚狀體或叢芽，所以胚狀體是在植物組織培養(yǎng)的再分化階段形成的。 4．下列哪一項不是單倍體育種的優(yōu)點(　　) A．縮短育種年限 B．得到穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良品種 C．突變率高 D．節(jié)約人力、物力 解析：選C　由于單倍體育種通過染色體加倍后當年就可獲得純合的，能穩(wěn)定遺傳的正常植株，所以縮短了育種年限，節(jié)約了人力和物力。 5．下列有關植物細胞工程應用的分析，錯誤的是(　　) A．愈傷組織細胞分裂旺盛，經(jīng)誘變處理，有利于獲得突變個體 B．利用莖尖進行組織培養(yǎng)，可以獲得脫毒苗 C．植物體細胞雜交技術培育出的雜種植物一定是高度不育的 D．利用細胞培養(yǎng)工業(yè)化生產(chǎn)人參皂甙，提高產(chǎn)量 解析：選C　愈傷組織細胞是經(jīng)過脫分化形成的，具有旺盛的分裂能力，容易發(fā)生基因突變，所以經(jīng)誘變處理有利于獲得突變個體；植物的莖尖含有的病毒極少，甚至無病毒，利用莖尖進行組織培養(yǎng)可以獲得脫毒苗；植物體細胞雜交技術最大的優(yōu)點是克服遠緣雜交不親和的障礙，所得后代可育；人參皂甙是細胞代謝產(chǎn)物，利用植物組織培養(yǎng)技術使人參的離體器官、組織或細胞經(jīng)脫分化形成愈傷組織，再篩選出代謝產(chǎn)物高的愈傷組織細胞進行細胞培養(yǎng)，可實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)人參皂甙，提高產(chǎn)量。 1．微型繁殖 (1)實質：植物組織培養(yǎng)。 (2)原理：植物細胞的全能性。 (3)優(yōu)點： ①能保持親本的一切優(yōu)良性狀，子代個體的遺傳物質與親本相同； ②選材少，培養(yǎng)周期短，繁殖率高； ③不受自然生長季節(jié)的限制，便于自動化管理，有利于進行工廠化生產(chǎn)。 2．作物脫毒 (1)進行作物脫毒的原因： 長期進行無性繁殖的作物(如馬鈴薯和草莓)，它們感染的病毒很容易傳播給后代。病毒在作物體內逐年積累，從而導致作物產(chǎn)量降低，品質變差。 (2)材料的選?。? 在植物分生區(qū)附近(如莖尖和根尖)，由于代謝十分旺盛、細胞分裂速度快等因素，很少被病毒感染，甚至無病毒。因此，利用植物的分生組織進行組織培養(yǎng)，可以使新長成的植株不帶病毒，從而獲得脫毒苗。用脫毒苗進行繁殖，種植的作物就不會或極少感染病毒。 3．人工種子 (1)結構(如圖)： (2)制備流程：誘導植物愈傷組織的形成→體細胞胚的誘導→體細胞胚的成熟→機械化包裝→儲藏或種植。 (3)優(yōu)點： ①解決了某些作物品種繁殖能力差、結子困難或發(fā)芽率低等問題。 ②不發(fā)生性狀分離。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，因而會造成某些遺傳性狀的改變，而人工種子則可以完全保持優(yōu)良品種的遺傳特性。 ③繁殖周期短。天然種子在生產(chǎn)上受季節(jié)的限制，一般每年只能繁殖1～2次，有些甚至十幾年才繁殖一次，而人工種子生產(chǎn)不受季節(jié)限制，且快捷高效。 ④可控制植物的生長發(fā)育與抗逆性。針對植物種類和土壤條件，在人工種子的包裹劑中還可以加入適量的養(yǎng)分、無機鹽、有機碳源以及農(nóng)藥、抗生素、有益菌等，可控制植物的生長發(fā)育和增強抗逆性。 ⑤便于貯藏和運輸。試管苗的大量貯藏和運輸也是相當困難的。人工種子則克服了這些缺點，人工種子外層是起保護作用的薄膜，類似天然種子的種皮，因此，可以很方便地貯藏和運輸。 ⑥不受季節(jié)、氣候和地域等條件的限制。 ⑦用人工種子播種可以節(jié)約糧食。 [題組沖關] 1．下圖是人工種子的結構簡圖，對其敘述錯誤的是(　　) A．人工種子的人工胚乳中除含有胚狀體發(fā)育所需要的營養(yǎng)物質外，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、結子困難或發(fā)芽率低等問題 D．人工種子的胚狀體還未分化出胚芽、胚軸和胚根等結構 解析：選D　人工種子較普通種子有很多優(yōu)點，可以添加農(nóng)藥及植物激素，節(jié)省了大量種子、克服了結子困難等問題，而胚狀體已分化出胚芽、胚根、胚軸等結構。 2．(全國卷Ⅱ)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含有A和B的新型藥用植物?；卮鹣铝袉栴}： (1)為了培育該新型藥用植物，可取甲和乙的葉片，先用________酶和________酶去除細胞壁，獲得具有活力的________，再用化學誘導劑誘導二者融合。形成的融合細胞進一步培養(yǎng)形成________組織，然后經(jīng)過________形成完整的雜種植株。這種培育技術稱為________________________________________________________________________。 (2)上述雜種植株屬于多倍體，多倍體是指______________________________。假設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制作人工種子的方法來大量繁殖，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。 解析：要培育同時含有A和B的新型藥用植物，可采用植物體細胞雜交技術。(1)植物體細胞雜交技術的第一步是用纖維素酶和果膠酶去除兩種植物細胞的細胞壁，獲得具有活力的原生質體。誘導融合成功后獲得的雜種細胞，經(jīng)脫分化培養(yǎng)成愈傷組織，然后經(jīng)過再分化形成完整的雜種植株。(2)多倍體的概念：由受精卵發(fā)育而來，體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體。由于甲與乙有性雜交的后代中分別含有甲植物和乙植物的一個染色體組，兩個染色體組中的染色體互不相同，雜交后代細胞中無同源染色體，減數(shù)分裂過程中會發(fā)生聯(lián)會異常，不能產(chǎn)生正常的生殖細胞，故該植株不可育。而體細胞雜交獲得的雜種植株分別含有甲植物和乙植物的兩個染色體組，含有同源染色體，減數(shù)分裂過程中聯(lián)會正常，能產(chǎn)生正常的生殖細胞，故該雜種植株可育。(3)制備人工種子的材料可以是經(jīng)組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽等。 答案：(1)纖維素　果膠　原生質體　愈傷　再分化(或分化)　植物體細胞雜交技術　(2)由受精卵發(fā)育而來，體細胞中含有三個或三個以上染色體組的個體　在減數(shù)分裂過程中，前者染色體聯(lián)會異常，而后者染色體聯(lián)會正常　(3)胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽 1．單倍體育種 (1)原理：整個單倍體育種過程的原理是染色體變異，其中花藥離體培養(yǎng)利用了植物細胞的全能性。 (2)過程： (3)優(yōu)點：明顯縮短育種年限，后代不發(fā)生性狀分離。 (4)實例：單育1號煙草、京花1號小麥等。 2．突變體的利用 (1)原理：基因突變和植物細胞的全能性。 (3)優(yōu)點：提高愈傷組織的突變率，可以獲得高抗、高產(chǎn)、優(yōu)質、抗逆的新品種，加快育種進程。 (4)實例：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．細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn) (1)過程： (2)實例：工廠化生產(chǎn)人參皂甙干粉。 (3)優(yōu)點：提高生產(chǎn)速度、便于操作管理。 [題組沖關] 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到抑制 D．DNA的復制容易受到抑制 解析：選A　在植物組織培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)的細胞一直處于不斷的分生狀態(tài)，容易受到一些條件的影響而產(chǎn)生突變。 4．用純種的高稈(D)抗銹病(T)小麥與矮稈(d)易染銹病(t)小麥培育矮稈抗銹病小麥新品種的方法如下： F1雄配子幼苗 下列有關此種育種方法的敘述，正確的是(　　) A．這種育種方法叫雜交育種 B．過程④必須使用生長素處理 C．這種方法的最大優(yōu)點是縮短育種年限 D．③過程必須經(jīng)過受精作用 解析：選C　該育種方法為單倍體育種，可以明顯縮短育種年限。①是雜交，②是減數(shù)分裂，③是花藥離體培養(yǎng)，④是用秋水仙素處理使單倍體的染色體數(shù)目加倍。③過程利用了植物組織培養(yǎng)技術，不需要受精，而是由雄配子直接發(fā)育成幼苗。 [隨堂基礎鞏固]　 1．下列屬于植物細胞工程實際應用實例的是(　　) ①制造人工種子?、谂嘤果}植物?、叟嘤共《緹煵? ④培育單倍體　⑤生產(chǎn)脫毒植株 A．①②③④　　　　　　　B．①③④⑤ C．①②④⑤ D．②③④⑤ 解析：選C　培育抗病毒煙草是轉基因技術的應用。 2．通過植物組織培養(yǎng)技術繁育農(nóng)作物的優(yōu)點不包括(　　) A．加快繁育速度 B．保持親本優(yōu)良性狀 C．培育出無病毒植株 D．改變植物的基因型 解析：選D　植物組織培養(yǎng)技術不僅可以高效快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖，還可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性，并通過作物脫毒提高作物產(chǎn)量，改善作物品質。 3．下列有關植物細胞工程在生產(chǎn)上的應用，敘述錯誤的是(　　) A．利用植物莖尖進行組織培養(yǎng)，可以獲得脫毒苗 B．用人工薄膜將愈傷組織包裝可制成人工種子 C．利用細胞培養(yǎng)工業(yè)化生產(chǎn)人參皂甙，提高產(chǎn)量 D．對愈傷組織進行誘變處理，從分化的植株中篩選新品種 解析：選B　所謂人工種子，就是以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經(jīng)過人工薄膜包裝得到的種子。 4．人工種子是人們模仿天然種子結構制造出來的生命有機體，它能像天然種子一樣萌發(fā)生長。人工種子的核心部分胚狀體可以由懸浮培養(yǎng)的芽尖細胞得到，也可以通過試管培養(yǎng)的花粉或胚囊獲得，因此人們把胚狀體分為“體細胞胚”和“花粉胚”。下列說法錯誤的是(　　) A．人工種子可以解決有些作物品種繁殖能力差、結子困難、發(fā)芽率低等問題 B．培育胚狀體利用了植物組織培養(yǎng)技術 C．同一種植物“體細胞胚”和“花粉胚”的染色體的數(shù)目比為1∶1 D．該項技術的成功應用反映了細胞的全能性 解析：選C　人工種子具有很多優(yōu)點，如解決有些作物品種繁殖能力差、結子困難、發(fā)芽率低等問題；胚狀體的形成是離體的細胞經(jīng)脫分化和再分化形成的(即植物組織培養(yǎng)技術)；體細胞胚是由植物的體細胞經(jīng)脫分化和再分化形成的，花粉胚是由花粉(經(jīng)減數(shù)分裂形成)經(jīng)脫分化和再分化形成的，因此，同一種植物的體細胞胚和花粉胚的染色體數(shù)目比為2∶1；植物組織培養(yǎng)的理論依據(jù)是細胞的全能性。 5．馬鈴薯利用它的塊莖進行無性繁殖，種植的世代多了以后往往會感染病毒而減產(chǎn)，為此農(nóng)戶都希望得到無病毒的幼苗進行種植。獲得無病毒幼苗的最佳方法是(　　) A．選擇優(yōu)良品種進行雜交 B．進行遠緣植物體細胞雜交 C．利用芽體進行組織培養(yǎng) D．人工誘導基因突變 解析：選C　無性繁殖的生物，感染病毒后很容易傳播給后代，病毒在生物體內積累就會導致作物產(chǎn)量降低，品質變差。植物分生區(qū)附近的病毒極少，甚至無病毒，因此，切取一定大小的莖尖或芽體進行組織培養(yǎng)，再生植株就有可能不帶病毒，從而獲得脫毒植株。 6．人工種子比天然種子有許多優(yōu)越性，下列對其優(yōu)越性的敘述不正確的是(　　) A．可使自然狀態(tài)下不結子的植物得以繁殖 B．防止性狀分離 C．可以隨意改變植物的遺傳性狀 D．可快速、大量繁殖 解析：選C　人工種子是無性繁殖得到的，能保持親本的優(yōu)良遺傳特性。 7．科學家用植物細胞雜交方法，將番茄的原生質體和馬鈴薯的原生質體融合，成功地培育出了“番茄－馬鈴薯”雜種植株，如圖1所示，其中①～⑤表示過程，英文字母表示細胞、組織或植株。育種工作者還利用番茄進行了如下三組實驗如圖2。據(jù)圖回答下列問題： (1)實現(xiàn)過程②之前需用________法除去細胞壁。與過程③密切相關的具有單層膜結構的細胞器為________。 (2)過程②后，在顯微鏡下觀察融合的活細胞中有供體的________存在，這一特征可作為初步篩選雜種細胞的標志。 (3)若番茄細胞內有m條染色體，馬鈴薯細胞含n條染色體，則“番茄－馬鈴薯”細胞內含________條染色體；若雜種細胞培育成的“番茄－馬鈴薯”植株為四倍體，則此雜種植株的花粉經(jīng)離體培育得到的植株屬于________倍體植株。 (4)如果形成c的a、b原生質體都來自番茄細胞，那么更簡單的得到番茄植株f的處理方法是________________________________。 (5)若雜種植株在有絲分裂過程中，僅保留番茄的染色體而馬鈴薯的染色體會不斷丟失，采用特異性引物對番茄和馬鈴薯基因組DNA進行PCR擴增，得到兩親本的差異性條帶，可用于雜種植株的鑒定。圖3是用該引物對雙親及4棵再生植株1～4進行PCR擴增的結果。據(jù)圖判斷，再生植株1～4中一定是雜種植株的有(多選)__________。 (6)圖2 Ⅰ過程培育植物體A主要應用了________________技術。 (7)用紅果多室(Yymm)番茄植株的花粉進行Ⅱ、Ⅲ有關實驗，則Ⅱ過程中，培育植物體B的方法(Ⅱ)稱為____________。植物體C的基因型有________________。(細胞A為兩兩融合細胞，寫出具體的基因型。) (8)三種育種方法得到的植物體A、B、C中一定為純合子的是________。 解析：(1)實現(xiàn)過程②之前需用酶解法除去細胞壁；過程③為再生新的細胞壁，高爾基體與細胞壁的形成有關。(2)過程②后，在顯微鏡下觀察融合的活細胞中有供體的葉綠體，可作為初步篩選雜種細胞的標志。(3)植物體細胞雜交獲得的雜種植株染色體數(shù)目是兩種植物染色體數(shù)目之和，即m＋n；配子發(fā)育成的植株一定是單倍體。(4)若a、b原生質體都來自番茄細胞，得到的雜種植株實際上相當于番茄的染色體數(shù)目加倍的植株，因此另一種得到這樣植株的方法是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗。(5)根據(jù)圖譜，番茄含有堿基對為300 和600 的DNA 片段，馬鈴薯含有堿基對為1 000、1 300 和1 500 的片段，再生植株3只含有長度為300 和600 的片段，與番茄一致；1、2、4 既含有馬鈴薯DNA 片段，又含有番茄DNA 片段，為雜種植株。(6)圖2 Ⅰ過程培育植物體采用了植物組織培養(yǎng)技術。(7)Ⅱ過程屬于單倍體育種。由于紅果多室(Yymm)番茄植株可產(chǎn)生Ym和ym兩種花粉，則Ⅲ過程中植物體C的基因型為YYmm或Yymm或yymm。(8)三種育種方法得到的植物體A、B、C中一定為純合子的只有植物體B。 答案：(1)酶解　高爾基體　(2)葉綠體　(3)m＋n　單(4)用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗　(5)1、2、4 (6)植物組織培養(yǎng)　(7)單倍體育種　YYmm或Yymm或yymm　(8)植物體B [課時跟蹤檢測]　 一、選擇題 1．下列生物工程技術的實際應用過程中，能形成愈傷組織的是(　　) ①作物脫毒?、诩毎a(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)?、凵a(chǎn)人工種子　④轉基因植物的培養(yǎng) A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．①②③④ 解析：選D　作物脫毒、細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)、生產(chǎn)人工種子都是植物細胞工程的實際應用，其技術基礎是植物的組織培養(yǎng)技術，都有脫分化形成愈傷組織的過程。轉基因植物的培養(yǎng)利用的是基因工程技術和植物組織培養(yǎng)技術，該過程中也要形成愈傷組織。 2．某種極具觀賞價值的蘭科珍稀花卉很難獲得成熟種子。為盡快推廣種植，可應用多種技術獲得大量優(yōu)質苗，下列技術中不能選用的是(　　) A．利用莖段扦插誘導生根技術快速育苗 B．采用花粉粒組織培養(yǎng)獲得單倍體苗 C．采集幼芽嫁接到合適的其他種類植物體上 D．采用幼葉、莖尖等部位的組織進行組織培養(yǎng) 解析：選B　花粉粒是減數(shù)分裂的產(chǎn)物，利用花粉粒離體培養(yǎng)得到的是單倍體苗，其高度不育，且會發(fā)生性狀分離，因此B項方案不能選用。 3．下列過程中，需要采用植物組織培養(yǎng)技術的是(　　) ①利用花藥離體培養(yǎng)得到單倍體植株?、诶们锼伤靥幚矶扼w西瓜幼苗，獲得四倍體西瓜植株?、劾没蚬こ膛嘤姑掴徬x的植株　④利用細胞工程培育“白菜—甘藍”雜種植株?、蓠R鈴薯的脫毒 A．①②③　　　　　　　 　B．③④⑤ C．①②④⑤ D．①③④⑤ 解析：選D　花藥離體培養(yǎng)是單倍體育種的一項基礎技術，其過程需要組織培養(yǎng)?；蚬こ膛嘤瓜x棉的過程中，把目的基因導入受體細胞后，要誘導其分裂、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“白菜—甘藍”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。利用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗得到多倍體植株，不需要組織培養(yǎng)技術。 4．培育農(nóng)作物新品種的過程中，常利用植物組織培養(yǎng)技術。下列敘述正確的是(　　) A．培育轉基因的外植體得到的新個體屬于基因突變個體 B．在植物組織培養(yǎng)過程中用理化因素誘導可獲得大量有益突變體 C．單倍體育種中經(jīng)減數(shù)分裂和組織培養(yǎng)兩個過程能獲得純合二倍體 D．在培養(yǎng)基中加入不同濃度的氯化鈉溶液，可篩選出抗鹽植株 解析：選D　培育轉基因的外植體得到的新個體屬于轉基因植物?；蛲蛔兪遣欢ㄏ虻模谥参锝M織培養(yǎng)過程中用理化因素誘導不一定獲得大量有益突變體。單倍體育種中經(jīng)組織培養(yǎng)和秋水仙素處理這兩個過程才能獲得純合二倍體。 5．某優(yōu)良品種水稻的基因型為AaBb，利用其花藥通過組織培養(yǎng)形成了試管苗。下列對這一培養(yǎng)過程的敘述，錯誤的是(　　) A．花粉形成試管苗要經(jīng)過脫分化和再分化的過程 B．試管苗有四種基因型，其體細胞含有一個染色體組 C．通過該過程培育出的試管苗還不能直接用于生產(chǎn) D．這些試管苗自交，后代性狀不發(fā)生分離 解析：選D　花藥通過組織培養(yǎng)形成試管苗要采用組織培養(yǎng)技術，該過程要先經(jīng)過脫分化形成愈傷組織，再通過再分化形成試管苗；由水稻的基因型為AaBb可知水稻為二倍體，其配子含一個染色體組，由配子發(fā)育成的試管苗的體細胞中含有一個染色體組；試管苗為單倍體，是高度不育的，不能通過有性生殖繁殖后代，不能直接用于生產(chǎn)。 6．下列有關植物細胞工程應用的敘述，錯誤的是(　　) A．利用組織培養(yǎng)技術培育脫毒苗，獲得具有抗病毒的新品種 B．利用組織培養(yǎng)技術獲得人工種子，能保持親本的優(yōu)良性狀 C．利用細胞培養(yǎng)技術獲得紫草素，實現(xiàn)了細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn) D．利用植物體細胞雜交技術獲得“白菜—甘藍”，克服不同生物遠緣雜交不親和的障礙 解析：選A　脫毒苗是用含病毒極少、甚至無病毒的莖尖等植物分生組織培養(yǎng)而成的，再生的植株可能不帶病毒，但并非它具備了抗病毒的能力。 7．下面的簡式表示植物組織培養(yǎng)的大致過程，據(jù)此判斷錯誤的是(　　) ①②③―→④ A．若①是來自不同植物體細胞融合的雜種細胞，則④可能出現(xiàn)不同植物的遺傳特性 B．若①是二倍體植物的花粉，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是人參細胞，對②進行擴大培養(yǎng)可提高細胞產(chǎn)物人參皂甙的產(chǎn)量 D．若①是具有雜種優(yōu)勢的農(nóng)作物體細胞，則利用③進行繁育會發(fā)生性狀分離 解析：選D　雜種細胞發(fā)育成的雜種植株具有兩種植物體的遺傳物質，因而可能表現(xiàn)出兩種植物的遺傳特性。若①是二倍體植物的花粉，則④是通過離體培養(yǎng)獲得的單倍體植株，經(jīng)染色體加倍后獲得的一定是純合子，因而一定會穩(wěn)定遺傳。若①是人參細胞，②是脫分化獲得的愈傷組織，對愈傷組織進行擴大培養(yǎng)可提高細胞產(chǎn)物人參皂甙的產(chǎn)量。③是再分化出的胚狀體或叢芽，用其進行繁育屬于無性繁殖，后代會保持親本的性狀，所以，若①是具有雜種優(yōu)勢的農(nóng)作物細胞，則利用③進行繁育不會發(fā)生性狀分離。 8．如圖表示一人工種子，下列與人工種子培育生產(chǎn)過程有關的敘述，錯誤的是(　　) A．人工種子一般用離體的植物細胞通過組織培養(yǎng)技術獲得 B．胚狀體是由愈傷組織分化而成的 C．同一批次的人工種子具有相同的基因型 D．胚狀體是由未分化的、具有分裂能力的細胞構成的 解析：選D　胚狀體是由愈傷組織分化而成的，一般具有芽、根的明顯分化。植物組織培養(yǎng)過程進行的是有絲分裂，所以每個細胞所含的遺傳物質是相同的，同一批次的種子具有相同的基因型。 9．下圖表示利用高稈抗銹病玉米(基因型為AaBb，兩對基因獨立遺傳)的花粉細胞生產(chǎn)人工種子的過程。下列敘述錯誤的是(　　) A．通過①過程兩兩融合得到的細胞基因型有9種 B．②③過程培養(yǎng)基中植物激素的配比不同 C．過程④需用秋水仙素處理才能獲得可育的人工種子 D．人工種子的種皮中加入植物生長調節(jié)劑可促進叢芽的發(fā)育 解析：選C　根據(jù)自由組合定律，親代可產(chǎn)生4種基因型的花粉(AB、Ab、aB、ab)，2?；ǚ奂毎诤?類似于AaBb個體自交)產(chǎn)生9種基因型的融合細胞。圖中②③分別代表植物組織培養(yǎng)的脫分化和再分化階段，這兩階段目的不同，培養(yǎng)基中生長素、細胞分裂素的含量和比例不同。融合細胞中染色體組與正常植株相同，過程④直接培育的人工種子是可育的。 10．下圖為利用體細胞誘變育種技術獲得抗除草劑白三葉草新品種的過程。下列敘述錯誤的是(　　) A．該育種過程依據(jù)的原理有基因突變和植物細胞具有全能性 B．過程①②培養(yǎng)基中，不同植物生長調節(jié)劑的濃度比例不同 C．白三葉草愈傷組織和胚狀體的細胞中DNA和RNA種類相同 D．過程③通常采用的篩選方法是向白三葉草幼苗噴灑除草劑 解析：選C　當生長素含量高于細胞分裂素時，主要誘導植物組織脫分化和根原基的形成；而當細胞分裂素的含量高于生長素時，則主要誘導植物組織再分化和芽原基的形成。白三葉草愈傷組織和胚狀體的細胞中DNA種類相同，因為基因的選擇性表達，RNA和蛋白質的種類是有差異的。 二、非選擇題 11．紅豆杉是瀕危植物，其樹皮產(chǎn)生的紫杉醇對抗癌癥有一定的療效。下圖是紅豆杉植株組織培養(yǎng)和細胞培養(yǎng)的流程圖，請據(jù)圖回答下列問題： ①②③④⑤ (1)圖中②為愈傷組織，通過B過程可最終產(chǎn)生新的植株，通過C過程可產(chǎn)生大量細胞，則圖中A、B、C分別表示的過程為__________________________________。其中B過程的實質是______________________。 (2)對⑤的培養(yǎng)一般要采用________培養(yǎng)基，并要不斷通入無菌空氣并進行攪拌，其目的是____________________________。 (3)對⑤的培養(yǎng)可獲得代謝產(chǎn)物——紫杉醇，但培養(yǎng)后期紫杉醇產(chǎn)量下降，其原因包括________________________________________等。 (4)若①是紅豆杉(基因型為DdTt)的花藥，可選用____(填編號)制成人工種子，該“種子”萌發(fā)的幼苗用____________處理，可快速獲得純種植株，該植株的基因型為__________________________。 解析：(1)圖中①為紅豆杉離體的植物器官、組織或細胞(外植體)，②為愈傷組織，③為試管苗(胚狀體), ④為植物體，⑤為大量的紅豆杉細胞；再分化的實質是細胞內基因的選擇性表達。(2)對⑤的培養(yǎng)目的是快速增殖細胞，一般采用液體培養(yǎng)基進行培養(yǎng)。在培養(yǎng)過程中通入空氣是為了保證細胞生長過程中氧氣的供應，不斷攪拌的目的是讓細胞和培養(yǎng)液充分接觸。(3)培養(yǎng)的后期，由于細胞代謝產(chǎn)物的積累，以及營養(yǎng)物質的消耗等，導致細胞數(shù)量減少，其代謝產(chǎn)物減少。(4)紅豆杉的花藥經(jīng)培養(yǎng)可獲得單倍體，再經(jīng)秋水仙素處理，可使染色體數(shù)目加倍，快速獲得純種植株。如果親本的基因型為DdTt，則獲得純種植株的基因型有DDTT、DDtt、ddTT、ddtt四種。 答案：(1)脫分化、再分化、有絲分裂　基因的選擇性表達　(2)液體　保證氧氣的供應、使細胞和培養(yǎng)液充分接觸　(3)活細胞數(shù)量減少，某些代謝產(chǎn)物積累　 (4)③　秋水仙素　DDTT、DDtt、ddTT、ddtt 12．藍莓中富含的花青素能有效改善視力，下圖為科學家利用植物組織培養(yǎng)的方法，大量培養(yǎng)藍莓的具體流程及文字圖解。請回答下列問題： (1)用于離體培養(yǎng)的藍莓組織叫____________，該技術的原理是____________。 (2)配制MS培養(yǎng)基時，應加入一定量的瓊脂、蔗糖、無機鹽、維生素、有機物等營養(yǎng)物質，蔗糖除作為碳源外，還具有____________________的功能。常用的培養(yǎng)基有脫分化培養(yǎng)基、生根培養(yǎng)基和生芽培養(yǎng)基，這三種培養(yǎng)基的主要差異是____________________________。 (3)圖中藍莓組織要經(jīng)過消毒處理后才能進行培養(yǎng)。其①過程中，細胞的分化程度會________(填“升高”“降低”或“不變”)。 (4)愈傷組織經(jīng)過②③過程重新分化成根或叢芽的過程叫____________。 解析：(1)植物組織培養(yǎng)的主要原理是植物細胞具有全能性，該過程是在無菌和人工控制條件下，將離體的植物器官、組織、細胞培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的條件，誘導其經(jīng)過脫分化產(chǎn)生愈傷組織，再經(jīng)過再分化形成完整的植株。(2)配制MS培養(yǎng)基時，應加入一定量的瓊脂、蔗糖、無機鹽、維生素、有機物等營養(yǎng)物質，蔗糖除作為碳源外，還具有提供能量和維持滲透壓的功能。常用的培養(yǎng)基有脫分化培養(yǎng)基、生根培養(yǎng)基和生芽培養(yǎng)基，這三種培養(yǎng)基的主要差異是生長素和細胞分裂素的用量及比例不同。(3)圖中①過程是脫分化形成愈傷組織的過程，高度分化的細胞恢復分裂能力，則分化程度降低。(4)圖中②③過程是愈傷組織經(jīng)過再分化形成胚狀體的過程。 答案：(1)外植體　細胞全能性　(2)提供能量和維持滲透壓　生長素和細胞分裂素的用量及比例不同　(3)降低　(4)再分化 13．研究小組用土壤農(nóng)桿菌與陸地棉葉肉細胞原生質體共同培養(yǎng)獲得了轉基因陸地棉，過程如下。請回答下列問題： (1)圖a表示從已經(jīng)消毒的葉片中剪取部分植物組織細胞，圖b表示制備原生質體，培養(yǎng)皿中要加纖維素酶和果膠酶，其原因是_____________________________________________________________________。 (2)圖c表示用培養(yǎng)基培養(yǎng)原生質體，培養(yǎng)基中加入了適宜濃度的蔗糖，其主要作用是______________________________________________________________________________。 培養(yǎng)一段時間后，將其與土壤農(nóng)桿菌混合培養(yǎng)，使重組Ti質粒進入____________，重組Ti質粒上________段攜帶了目的基因，可以整合到植物細胞的____________上。然后通過離心(圖d)的方法，除去多余的土壤農(nóng)桿菌。 (3)圖e表示將原生質體培養(yǎng)成愈傷組織，然后將其轉移到含有一定抗生素的培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)(圖f)，抗生素的作用是___________________________________________。 (4)將愈傷組織轉移培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)(圖g)，同時注意調整植物生長調節(jié)劑的種類和含量，其原因是____________________________________________________________，最終獲得完整的植株(圖h)。 解析：圖示是通過土壤農(nóng)桿菌與植物細胞原生質體共培養(yǎng)的方法獲得轉基因植物的過程。a為獲取植物細胞；b為去除細胞壁獲取原生質體的過程；c為用培養(yǎng)基培養(yǎng)原生質體；d為土壤農(nóng)桿菌與植物細胞原生質體共培養(yǎng)；e表示脫分化過程；f表示用選擇培養(yǎng)基進行篩選培養(yǎng)；g表示再分化過程；h表示轉基因植物幼苗。(1)圖b表示用纖維素酶和果膠酶來制備原生質體，原因是植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，纖維素酶和果膠酶可除去細胞壁。(2)圖c表示用培養(yǎng)基培養(yǎng)原生質體，培養(yǎng)基中加入了適宜濃度的蔗糖，其主要作用是為原生質體提供碳源和能源，并調節(jié)滲透壓維持原生質體的形態(tài)；將其與土壤農(nóng)桿菌共同培養(yǎng)，使攜帶目的基因的Ti質粒的TDNA進入植物細胞，整合到植物細胞的染色體(染色體DNA)上，然后通過離心的方法，除去多余的土壤農(nóng)桿菌。(3)圖e表示將原生質體培養(yǎng)成愈傷組織，然后將其轉移到含有一定抗生素的培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)(圖f)，抗生素的作用是篩選出含目的基因的植物細胞。(4)植物生長調節(jié)劑的種類和含量會影響愈傷組織的分化，故將愈傷組織轉移培養(yǎng)基繼續(xù)培養(yǎng)(圖g)，同時注意調整植物生長調節(jié)劑的種類和含量。 答案：(1)植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，纖維素酶和果膠酶可除去細胞壁　(2)為原生質體提供碳源和能源，并調節(jié)滲透壓維持原生質體的形狀　原生質體(植物細胞)　TDNA　染色體(染色體DNA)　(3)篩選出含目的基因的植物細胞　(4)植物生長調節(jié)劑的種類和含量會影響愈傷組織的分化