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12.1植物细胞工程2.1.2植物细胞工程的实际应用1．下列属于植物细胞工程实际应用的是()①制造人工种子②微型繁殖③培育抗病毒烟草④培育单倍体⑤生产脱毒植株A．①②③④B．①③④⑤C．①②④⑤D．②③④⑤解析：植物细胞工程应用范围较广，除①②④⑤外还包括利用植物体细胞杂交生产杂种植物，利用植物细胞培养生产香料、药物等。③中培育抗病毒烟草属于基因工程的操作。答案：C2．在植物组织培养过程中，容易获得突变体的主要原因是()A．培养的细胞一直处于不断的分生状态B．培养基营养丰富，适于植物生长C．纺锤丝的形成容易受抑制D．DNA复制容易受抑制解析：在植物组织培养过程中，由于培养的细胞一直处于不断的分生状态，容易受一些条件的影响而产生突变。答案：A3．在下列选项中，需要采用植物组织培养技术的是()①利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，获得多倍体植株②获取大量的脱毒苗③利用基因工程培育抗棉铃虫的植株④单倍体育种⑤无子西瓜的快速大量繁殖A．①②③B．③④⑤C．①②④⑤D．②③④⑤解析：培育多倍体利用的原理是秋水仙素抑制纺锤体的形成，导致染色体数目加倍，不需要采用植物组织培养；获取大量脱毒苗，快速大量繁殖无子西瓜必须采用植物组织培养；基因工程育种以及单倍体育种过程中，受体细胞及花药离体培养均采用植物组织培养。答案：D4．下列关于细胞产物的工厂化生产的叙述，错误的是()A．细胞产物的工厂化生产是植物细胞工程的重要用途之一B．培养过程中需要脱分化形成愈伤组织，然后悬浮培养愈伤组织细胞C．培养的愈伤组织需要经过再分化产生特定的组织细胞后才能产生特定的细胞产物D．培养的细胞收集后一般要破碎提取有效成分2解析：在细胞产物的工厂化生产过程中只需要悬浮培养愈伤组织细胞，利用愈伤组织细胞的分裂和代谢产生所需要的产物即可，不需要再分化。答案：C5．下图所示为农作物新品种的育种方式。(1)图示育种方式涉及到的生物工程技术有：_______________、______________、______________。(2)②③过程分别为________、________。(3)⑤过程中常用的载体是________；⑤过程表示的基因操作步骤是_____________________________________________________。(4)上述育种与传统杂交育种相比，突出优点是__________________________________________________________________。解析：(1)图中⑤过程涉及基因工程，①过程为植物体细胞杂交，两者都需要植物组织培养技术的支持。(2)图中②为脱分化的过程，可获得愈伤组织，然后经过③再分化而得到胚状体。(3)基因工程中常用的载体为质粒。⑤过程是将目的基因导入到某种植物受体细胞中。(4)不管是基因工程育种还是植物体细胞杂交育种，都会打破物种的界限——生殖隔离，实现生物性状的定向改变。答案：(1)基因工程植物组织培养植物体细胞杂交(细胞融合)(2)脱分化再分化(3)质粒将目的基因导入受体细胞(4)打破生殖隔离、实现遗传物质的定向改变、克服了远缘杂交不亲和的障碍、育种周期短A级基础巩固1．植物的微型繁殖技术是指()A．植物体细胞杂交技术B．嫁接C．营养繁殖D．植物组织培养解析：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，叫微型繁殖技术，也叫快速繁殖技术。答案：D2．人参皂甙粉是人参中重要的药用成分，以前只能从人参中提取，产量低，因而价格较贵。目前可通过下列哪项技术迅速大量获取()3A．基因工程B．植物组织培养C．植物体细胞杂交D．发酵工程解析：人参皂甙粉是利用人参细胞经植物组织培养而获得的。答案：B3．人工种子比天然种子有许多优越性，下列对其优越性的叙述不正确的是()A．可使自然状态下不结子的植物得以繁殖B．方便储藏和运输C．可以随意改变植物的遗传性状D．可快速、大量繁殖解析：人工种子是通过细胞工程完成的，所以可使在自然条件下不结实或珍贵的植物得以繁殖。天然种子的大量储藏和运输也是相当困难的，人工种子则克服了这些缺点，人工种子外层是起保护作用的薄膜，类似天然种子的种皮，因此，可以很方便地储藏和运输。天然种子在生产上受季节的限制，而人工种子的生产则不受季节限制，而且快捷高效。答案：C4．马铃薯利用它的块茎进行无性繁殖，种植的世代多了以后往往会感染病毒而减产，为此农民希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳方法是()A．选择优良品种进行杂交B．进行远缘植物体细胞杂交C．利用芽尖进行组织培养D．人工诱导基因突变解析：本题的关键词是“获得无病毒幼苗”，根据这一点，首先要想到作物脱毒这一技术。况且，马铃薯本身就是无性繁殖的，而作物脱毒时采用植物组织培养技术，形成的脱毒苗中遗传物质和亲本是完全相同的，只是少了原来的病毒，这也是无性繁殖。答案：C5．植物组织培养的过程可以归纳为：①――→脱分化②――→再分化③―→④。下列相关叙述有错误的是()A．②→③的再分化过程中，当细胞分裂素与生长素的浓度比低时，有利于根的生长B．植物组织培养所依据的原理是细胞的全能性C．③→④过程指植物的营养生长和生殖生长阶段D．②包裹上人造种皮可获得人工种子解析：只有将离体植物细胞或组织培养成具有生根发芽能力的胚状体结构，再包上人造种皮，才能得到人工种子，而②是未分化的愈伤组织，不具有生根发芽能力，只有在分化培养基上培养后，才能用于制造人工种子。答案：D4B级能力训练6．某二倍体植物是杂合体，下图为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生完整植株的过程。据图回答下列问题。(1)图中①表示的是该花粉培养过程中的________过程，②表示的是________过程，X代表的是________，③表示的是________过程，④表示的是诱导________过程。(2)图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条，具体通过哪一条途径主要取决于培养基成分中__________的种类及其浓度配比，最后获得的来源于未成熟花粉的完整植株都称为__________植株(甲)。未成熟花粉经培养能形成完整植株，说明未成熟花粉具有_________。(3)对植株甲进行________________，才能使其结实产生后代(乙)，否则植株甲只有通过____________的方式才能产生后代(丙)。乙、丙两种植株中，能产生可育花粉的是________植株，该植株群体中每一植株产生可育花粉的基因组成种类数为________种，该群体植株产生可育花粉的基因组成种类数为________种。花药培养在育种上的特殊意义是________________，从而开辟育种新途径。解析：由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程为植物细胞的脱分化，愈伤组织继续培养，重新分化成根或芽等器官的过程为再分化。而植物激素是植物细胞脱分化、再分化不可缺少的调节物质，且不同激素的浓度比影响再分化过程。乙植株为纯合的二倍体，所以每一株乙植株产生可育花粉的基因组成种类为1种。该群体植株有多种基因型的纯合体，所以，该群体植物产生的可育花粉的基因组成种类为多种。答案：(1)脱分化再分化胚状体分化(或发育)生根(2)激素单倍体细胞的全能性(3)染色体加倍无性繁殖乙(或经过染色体加倍)一多缩短育种周期7．下图列举了几种植物的育种方式，请据图回答相关问题。(1)甲育种方式称为____________________________________。(2)通过丁方式可以获得脱毒苗，培养过程中c常常取用茎尖的原因是___________________________________________________。(3)乙方式通常用射线处理植物的愈伤组织能获得较好效果，原因是___________________________________________________________________________________________________________。5(4)丙方式将外源目的基因导入受体植物细胞，最常采用的方法是________________。(5)甲、丙两种育种方式与传统杂交育种相比，其优点是______________________________________________________。解析：(1)由a、b两种细胞通过一定的技术手段获得c，属于植物体细胞杂交，能克服远缘杂交不亲和的障碍。(2)植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少，甚至没有病毒，因此常用茎尖组织培养技术获得脱毒苗。(3)由于愈伤组织一直处于不断分裂的状态，容易受到培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而发生突变。(4)将外源基因导入受体植物细胞的方法，最常用的是农杆菌转化法。(5)植物体细胞杂交和基因工程都能克服不同物种间远缘杂交不亲和的障碍，而传统杂交育种由于生殖隔离而不能实现种间杂交。答案：(1)植物体细胞杂交(2)茎尖所含病毒较少，甚至不含病毒(3)愈伤组织细胞处于不断分裂的状态，易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变(4)农杆菌转化法(5)能克服不同物种间远缘杂交不亲和的障碍8．甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B，某研究小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物。回答下列问题。(1)为了培养该新型药用植物，可取甲和乙的叶片，先用________酶和________酶去除细胞壁，获得具有活力的________，再用化学诱导剂诱导二者融合。形成的融合细胞进一步培养形成__________组织，然后经过______形成完整的杂种植株。这种培养技术称为____________________________________________________________。(2)上述杂种植株属于多倍体，多倍体是指________________________________________________________________________。假设甲和乙有性杂交的后代是不育的，而上述杂种植株是可育的，造成这种差异的原因是____________________________________________________________________________________。(3)这种杂种植株可通过制作人工种子的方法来大量繁殖。经植物组织培养得到的____________________等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。解析：(1)该新型药用植物是通过植物体细胞杂交技术获得的，要获得有活力的原生质体才能进行体细胞杂交。细胞壁的成分为纤维素和果胶，因此首先用纤维素酶和果胶酶去掉植物的细胞壁，然后用PEG化学诱导剂(物理方法：离心、振动等)诱导二者的原生质体整合。然后采用植物组织培养技术获得杂种植株，植物组织培养的主要过程是：先脱分化形成愈伤组织，然后再分化形成植物体，利用了植物细胞的全能性。(2)如果植物甲、乙是两个物种，二者不能通过有性杂交产生可育后代，原因是甲、乙有性杂交所产生的后代没有同源染色体，在减数分裂过程中同源染色体联会异常，也就是存在着生殖隔离。但植物甲、乙通过植物体6细胞杂交技术产生的后代却是可育的，因为在减数分裂过程中同源染色体能完成正常的联会，产生正常的配子。由于甲、乙都是二倍体，因此，植物体细胞杂交得到的后代是异源多倍体(四倍体)。(3)人工种子生产不受气候、季节和地域等因素限制，而且可以避免后代不发生性状分离等优点，因此，植物细胞工程重要的应用之一是制备人工种子，用到的核心技术是植物组织培养技术，将植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。答案：(1)纤维素果胶原生质体愈伤再分化植物体细胞杂交技术(2)由受精卵发育而来，体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体在减数分裂过程中前者染色体联会异常而后者染色体联会正常(3)胚状体、顶芽、不定芽、腋芽(答对一个即可)9．通过植物组织培养技术可以快速繁殖、生产药物及培育无病毒的植物等