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1第一节什么是克隆（略）第二节植物的克隆[随堂检测]1．细胞的全能性是指()A．生物体内的细胞形成完整个体的特性B．生物体的细胞具有细胞膜、细胞质和细胞核的特性C．生物体的细胞能完成各种生理活动的特性D．生物体内的高度成熟和分化的细胞形成完整个体的潜能解析：选D。所谓细胞全能性是指生物体内的高度成熟和分化的细胞形成完整个体的潜能。生物体的每一个细胞包含有该物种所特有的全套基因，都有发育成个体所必需的全套遗传信息，因而从理论上讲，生物的每一个体细胞都具有全能性，所以只要条件适宜，都能发育成一个完整的个体。2．下列关于愈伤组织的叙述，不正确的是()A．是高度液泡化呈无定形状态的一群薄壁细胞B．是失去分裂能力高度分化的一群细胞C．既有分裂能力又有分化能力的一群细胞D．具有发育成完整植物体的潜能解析：选B。愈伤组织是高度液泡化呈无定形状态的一群薄壁细胞，具有分裂和分化能力，并且具有发育成完整植物体的潜能。3．如图为植物组织培养过程，下列有关说法不正确的是()A．B试管中细胞全能性最高B．D试管中培育出的个体都是纯合子C．A→B的过程需要激素的刺激D．A→D的细胞分裂都是有丝分裂解析：选B。植物组织培养能保持亲本的优良性状。A→B需要激素刺激。A→D只发生有丝分裂，不发生减数分裂。D试管中是否为纯合子取决于亲本。4．下图表示利用棉花叶肉细胞原生质体进行遗传改良的过程，据图分析下列叙述错误的是()2A．①过程需在适宜条件下用纤维素酶和果胶酶的混合物处理B．②过程能定向诱导原生质体产生优良性状的改变C．③过程中叶肉细胞失去了其特有的结构和功能D．④过程需用适宜配比的激素处理解析：选B。植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此常选用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，A正确；紫外线照射诱导生物变异属于基因突变，具有多方向性，B错误；③过程为脱分化，其目的是使原有细胞恢复分裂和分化能力，即失去了其特有的结构和功能，C正确；④过程为再分化，需用适宜浓度配比的激素进行诱导，D正确。5．某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉，其技术路线为“取材→消毒→愈伤组织培养→出芽→生根→移栽”。下列有关叙述错误的是()A．消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害B．在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色体加倍的细胞C．出芽是细胞再分化的结果，受基因选择性表达的调控D．生根时，培养基通常应含α萘乙酸等生长素类调节剂解析：选B。消毒主要是为了杀死材料表面的微生物，同时要注意减少消毒剂对植物细胞的伤害，A项正确；植物细胞融合前必须先去除细胞壁才能诱导融合，直接在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂，不能得到融合细胞，B项错误；出芽从细胞水平上看，是细胞分化的结果，从分子水平上看，是基因选择性表达的结果，C项正确；生长素类调节剂可促进愈伤组织生根，因此生根时，培养基中应含有生长素类调节剂，D项正确。6．某二倍体植物是杂合子，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(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：(1)图示①过程形成愈伤组织，所以应是脱分化过程，②过程形成丛芽，说明是再分化过程，而丛芽经过④过程形成植株，说明是分化生根的过程。另外愈伤组织在不同的培养基上也可先生根，再分化形成芽，形成完整植株，所以X就是胚状体。(2)培养基中所含的激素种类和比例不同，诱导形成的结构不相同。花粉细胞含有本物种全套的遗传信息，具有发育的全能性，离体培养成的个体都是单倍体。(3)植物甲为单倍体，只含有配子的染色体组成，是高度不育的，只有其染色体加倍后，才能产生正常的配子，因染色体加倍后形成的是纯合子，每株植物减数分裂只能形成一种基因组成相同的配子，因杂合子植株含有多对等位基因，所以这样的群体产生的配子有许多种。因单倍体育种形成的是纯合子，自交后代不发生性状分离，在育种上可明显地缩短育种年限。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(或经过染色体加倍的)一多缩短育种年限[课时作业]一、选择题1．生物体内细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织、器官，这是因为()A．细胞丧失了全能性B．基因的选择性表达C．不同的细胞内基因不完全相同D．在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生了变化解析：选B。在正常个体中，细胞全能性受到限制，因为基因是选择性表达的，只有当细胞处于离体状态并给予一定的外界条件如营养物质及激素时，才能表现出全能性。2．下列实例中能体现细胞全能性的是()①用液体悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株②植物用种子进行繁殖③烟草花药离体培养得到了单倍体植株A．①②B．①③C．②③D．①②③解析：选B。全能性的体现，要使单个细胞发育成完整个体，而种子不是单个细胞，所以不是。3．在脱分化形成愈伤组织的过程中，下列各项为非必要条件的是()4A．培养基需消毒灭菌B．给予适宜的温度C．给予充足的光照D．给予适宜的养料和激素解析：选C。在植物组织培养过程中，将离体的组织细胞置于相应的培养基中，在一定的激素刺激下，使其发生脱分化形成愈伤组织，并在此基础上逐渐再分化形成具有根、芽的植物胚状体。同时在脱分化形成愈伤组织的过程中，由于植物细胞脱离了植物体，所有营养必须从培养基中获得，并且在此过程中易受到细菌的感染而死亡，因此必须对培养基进行消毒灭菌。愈伤组织再分化成根、芽时，需给予光照刺激，以促进叶绿素的合成，为随后的光合作用提供有利条件，而在细胞脱分化形成愈伤组织的过程中光照是非必要条件。4．下列关于植物细胞工程的叙述，不正确的是()A．离体的组织块在脱分化形成愈伤组织过程中，需在培养基中添加有机物B．由于同种植物的不同基因型个体之间遗传性的差异，细胞全能性表达程度大不相同C．用纤维素酶和果胶酶水解细胞壁，可以获得植物细胞原生质体D．愈伤组织细胞的特点是细胞质丰富、液泡小、细胞核小解析：选D。愈伤组织细胞的特点是细胞质丰富、液泡小、细胞核大，是一种相对没有分化的活的薄壁细胞。5．玉米是一种重要的农作物，为了提高玉米的产量，科学家在玉米育种和栽培中做了大量的研究。下图是关于玉米培养的过程，据图判断下列说法中错误的是()A．从繁殖原理上分析，A→D属于无性繁殖B．植株D和G中的染色体组数不同C．E→G不能体现细胞的全能性D．E→F过程中获得的植株一般不能直接应用于大田生产解析：选C。E→G是植物组织培养过程，属于无性繁殖，进行有丝分裂，染色体数目不变，也体现了细胞的全能性。6．辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图。下列叙述中错误的是()A．图中①和②分别表示辣椒组织培养中细胞的脱分化(或去分化)和再分化过程5B．图中获得愈伤组织、脱毒苗和高产细胞系的培养基中都有凝固剂——琼脂C．②过程中，培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值低时，有利于芽的分化D．用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时，常用的酶是纤维素酶和果胶酶解析：选B。外植体形成愈伤组织为脱分化，愈伤组织形成根、芽为再分化。培养高产细胞系的培养基是液体培养基，不含琼脂。再分化过程中，生长素和细胞分裂素用量的比值低时有利于芽的分化。用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时常用的酶是纤维素酶和果胶酶。7．下列对如图所示的培养过程的叙述，正确的是()A．a、b、c、d中的植物细胞都具有完全相同的DNA和RNAB．a→b与b→c的培养过程中，植物生长调节剂的种类可能相同，但比例不同C．此为植物花药离体培养，其中花药经a～d发育成试管苗的过程中可能存在基因突变、基因重组和染色体畸变等变异D．d中的试管苗可以直接转移至土中培养解析：选B。a、b、c、d中的植物细胞都具有完全相同的DNA，但因细胞分化，细胞中的RNA不同；a→b与b→c分别是脱分化和再分化，两过程均需要相同的植物激素调节，但比例不同；花药经a～d发育成试管苗的过程中可能存在基因突变和染色体畸变等变异；d为单倍体，需要用秋水仙素处理后再移栽土中。8．下列有关高等植物原生质体制备和培养的叙述，正确的是()A．纤维素酶和果胶酶混合液可用于制备悬浮培养细胞的原生质体B．加入0.6mol/L甘露醇的目的是保护纤维素酶和果胶酶C．从不同植物组织分离得到的原生质体大小、形状相同D．愈伤组织经原生质体培养均可得到再生植株解析：选A。植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶；加入0.6mol/L甘露醇的目的是保护植物细胞去除细胞壁后获得的原生质体；从不同植物组织分离得到的原生质体大小不同，形状均为球形。二、非选择题9．铁皮石斛是中国特有的名贵药材，有关铁皮石斛的研究已成为国内外生命科学研究的热点和前沿，为提高其药用价值，铁皮石斛种子随“神九”进行了一次太空之旅，其种植前景将更加广阔。结合已有知识回答下列问题：(1)铁皮石斛有性生殖繁殖率很低，所以繁殖常用无性繁殖方式进行，如分株、扦插，6也可用现代生物技术如____________的方式进行繁殖。通过此方法利用茎尖繁殖的植株几乎无病毒，主要原因是____________。若取同一株铁皮石斛不同部位的细胞进行培养获得的愈伤组织的基因型____________(填“相同”或“不一定相同”)。(2)某小组为研究培养铁皮石斛的培养基中蔗糖和光的各自作用，进行了对照实验，结果如下：培养条件加蔗糖不加蔗糖光正常生长，分化不生长，死亡暗只生长，不分化不生长，死亡根据以上实验结果，你得出的结论是__________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)依据题意，铁皮石斛的有性生殖繁殖率很低，故采用无性繁殖，除题中提及到的无性繁殖方式外，还可以利用植物组织培养的方法，通过此方法利用茎尖繁殖的植株几乎无病毒，主要原因是新形成的茎尖几乎不含有病毒。若取同一株铁皮石斛不同部位的细胞进行培养获得的愈伤组织的基因型不一定相同，如取其花粉进行培养时，所得的植株体细胞中细胞核中的基因只是正常植株体细胞中的一半。(2)从表中提供的信息可以看出在加蔗糖的情况下，有光则能分化，无光则不能分化，说明光影响细胞的分化；不加蔗糖，不管有没有光，都不能生长，故蔗糖是植物组织培养必需的物质，它可为生长、分化提供能量等。答案：(1)植物组织培养茎尖几乎无病毒不一定相同(2)蔗糖为生长、分化提供能量，光促进细胞分化10．红豆杉是濒危植物，其树皮产生的紫杉醇对癌症有一定的疗效。如图是红豆杉植株组织培养和细胞培养的流程图。请据图回答下列问题：(1)图中②为愈伤组织，通过B过程可最终产生新的植株，通过C过程可产生大量细胞，则图中A、B、C分别表示的过程为________________。其中B过程的实质是________________。(2)对⑤的培养一般要采用________培养基，且要不断通入无菌空气并进行搅拌，其目的是_________