【全国百强校】高三生物总复习 3 选修三 专题二 2.1-2.1.2.pdf

高三生物 第一学期 新课预习 第三周 天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有 1 11 第一学期 第三周 第一学期 第三周 课程内容 选修三 专题二 2 1 植物细胞工程 2 1 1 植物细胞工程的基本技术 2 1 2 植物细胞工程的实际应用 2014 2015 学年 高三生物 第一学期 新课预习 第三周 天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有 3 11 2 1 1 植物细胞工程的基本技术 一 细胞的全能性 细胞全能性比较权威的定义是 1984 年国际组织培养协会做出的 细胞全能性为细胞 的某种特征 有这种能力的细胞保留形成有机体所有细胞类型的能力 这个定义比一般所 说的概念 一个细胞中包含着这种生物的全部遗传信息 基因 在适当的条件下可以发育 成一个完整的生物体 更基本和全面 它不但包含了培养细胞再生成植株的情况 分化成各 种类型的细胞 并以一定形式构建成植物 同时也包含了培养细胞生产次生代谢产物的 情况 不分化或只分化成某种类型细胞 但仍保留着分化为其他细胞类型的能力 前者 成为组织培养和转基因植物需要进行植株再生的理论基础 后者成为像微生物发酵一样培 养细胞 生产人们所需要的次生代谢产物的理论基础 如通过红豆杉的细胞培养生产紫杉 醇 在生物体的所有细胞中 受精卵的全能性是最高的 生殖细胞 尤其是卵细胞 虽 然分化程度较高 但是仍然具有较高的潜在全能性 如蜜蜂的孤雌生殖 自然界偶然出现 的单倍玉米等 体细胞的全能性比生殖细胞低得多 尤其是动物 高度分化的动物体细胞 的全能性受限制 严格说来只有高度分化的动物细胞的细胞核才具有全能性 克隆羊的成 功 利用的就是高度分化的动物体细胞的细胞核具有全能性 植物细胞的全能性体现的条件 已发生分化的细胞只有处于离体状态下 且环境条 件适合 营养物质 激素 温度 才可进行脱分化而表现出全能性 发育成完整的植 株 二 植物组织培养中愈伤组织的形成和形态的发生 愈伤组织的形成 从一块外植体形成典型的愈伤组织 大致要经历三个时期 起动 期 分裂期和形成期 起动期是指细胞准备进行分裂的时期 由于接种的外植体的细胞 通常都是成熟的细 胞 处于静止状态 起动期是通过一些刺激因素 如机械损伤 改变光照强度 增加氧气 等 和激素的诱导作用 使外植体细胞的合成代谢活动加强 迅速进行蛋白质和核酸的合 成 机械损伤能诱导植物体细胞开始分裂 如伤口上会出现愈伤组织 在植物组织培养中 沿用了愈伤组织这一名词 但是植物组织培养中诱导外植体细胞分裂形成的愈伤组织 大 都不是损伤的结果 外源的生长素类物质对诱导细胞开始分裂效果很好 因此生长素类物 质在植物组织培养中得到了广泛应用 常用的有 2 4 二氯苯氧乙酸 萘乙酸 吲哚乙酸 等 分裂期是指外植体细胞经过诱导以后脱分化 不断分裂 增生子细胞的过程 处于分 裂期的愈伤组织的特点是 细胞分裂快 结构疏松 颜色浅而透明 外植体的脱分化因植物种类 器官来源及其生理状况的不同而有很大差别 如烟草 胡萝卜等植物的脱分化比较容易 禾本科植物的脱分化比较难 花的脱分化比较容易 茎 叶的脱分化比较难 幼嫩组织的脱分化比较容易 成熟的老组织脱分化比较难 高三生物 第一学期 新课预习 第三周 天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有 4 11 分化期是指在分裂期的末期 细胞内开始出现一系列形态和生理上变化 从而使愈伤 组织内产生不同形态和功能的细胞 这些细胞类型有薄壁细胞 分生细胞 色素细胞 纤 维细胞等等 外植体的细胞经过起动 分裂和分化等一系列变化 形成无序结构的愈伤组织 如果 在原来的培养基上继续培养愈伤组织 会由于培养基中营养不足或有毒代谢物的积累 导 致愈伤组织停止生长 甚至老化变黑 死亡 如果要让愈伤组织继续生长增殖 必须定期 地 如 2 4 周 将它们分成小块 接种到新鲜的培养基上 这样愈伤组织就可以长期保持 旺盛的生长 愈伤组织的形态发生方式 经过起动 分裂和分化期产生的愈伤组织 其中虽然发生 了细胞分化 但是并没有器官发生 只有满足某些条件 愈伤组织的细胞才会发生再分 化 产生芽和根 进而发育成完整植株 愈伤组织的形态发生方式主要有不定芽方式和胚 状体方式两种 不定芽方式是在某些条件下 愈伤组织中的分生细胞发生分化 形成不同 的器官原基 再逐渐形成芽和根 胚状体方式是由愈伤组织细胞诱导分化出具有胚芽 胚 根 胚轴的胚状结构 进而长成完整植株 这种由愈伤组织中的薄壁细胞不经过有性生殖 过程 直接产生类似于胚的结构叫胚状体 植物组织培养中 不定芽方式和胚状体方式是愈伤组织形态发生的两种最常见 最重 要的方式 胚状体方式比不定芽方式有更多的优点 如胚状体产生的数量比不定芽多 胚 状体可以制成人工种子等等 脱分化的条件 离体 一定的营养物质 激素和其他外界条件 如无菌 适宜的温 度等 影响脱分化 再分化的一个重要因素是植物激素 特别是当细胞分裂素和生长素共 同使用时 根据诱导的需求 对二者要按一定比例合理使用 三 胡萝卜的组织培养 1 实验原理 离体的植物组织 器官 细胞 激素一定的营养 愈伤组织 养基含有不同激素的分化培 胚状体或丛芽 试管苗 脱分化 再分化 高三生物 第一学期 新课预习 第三周 天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有 5 11 2 实验流程 避光条件下培养愈伤组织的原因 对于植物组织培养来说 光照条件非常重要 包括 光照强度 时间和波长 但在愈伤组织的诱导阶段往往要暗培养 而在分化再生的过程中 一定要有光照 愈伤组织诱导阶段的暗培养有利于细胞的脱分化 产生愈伤组织 因为在 光照条件下容易分化产生维管组织 不利于产生大量的愈伤组织 3 实验关键 1 取材 含形成层 分生组织 的部分易于诱导形成愈伤组织 2 全程无菌 3 激素的使用 4 进行植物组织培养时应注意的问题 1 必须对所有用具灭菌 高压蒸汽法灭菌在 98kPa 温度 121 30C 下 保持 20min 熏蒸法灭菌要在前一天进 行 因为熏蒸法对呼吸道 眼等有刺激作用 火焰烧灼法灭菌是对镊子 瓶口进行处理 将胡萝卜根洗净 削皮 切段 消毒 在超净工作台或接种箱 酒精溶液消毒 30s 无菌水冲洗 2 3 次 次氯酸钠溶液处理 30min 无菌水冲洗 2 3 次 制备外植体 无菌滤纸吸去水分 用无菌解剖刀切成 1cm 厚的横切片 选 取有形成层的部位 切取 1cm 3小块 制备外植体 接种 将组织块接种于培养基上 用锡箔纸封盖瓶口 并用橡皮筋扎紧 然后在培养 瓶上贴标签 写明材料名称 接种日期等 条件 230C 260C 恒温 避光 过程 4d 后检查培养材料的污染情况 14d 后观察愈伤组织生长情况 脱分化培养 再分化培养 一段时间后 将生长良好的愈伤组织转接至分化培养基上培养 移栽 试管苗 正常植株 转接 高三生物 第一学期 新课预习 第三周 天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有 6 11 2 接种时的注意事项 第一 每接种一块外植体前 镊子需放入体积分数为 70 的酒精溶液中消毒一次 然 后在酒精灯火焰上烧一遍 冷却后再接种 注意蘸有酒精的镊子要等到酒精挥发完后 再 放到酒精灯火焰上灼烧 第二 外植体放入培养基时 必须放平 每瓶放置外植体的数量 应该根据锥形瓶的 大小来确定 一般放置胡萝卜 3 4 块 菊的茎或叶 6 8 块 注意外植体也不要放得太 少 以充分利用培养基中的营养成分 第三 接种用的酒精灯 火焰不要调得太高 接种时应靠近酒精灯火焰操作 接种的 速度要快 第四 接种时严防接种箱内着火 3 愈伤组织培养 首次培养愈伤组织时 恒温箱的门应该关闭 因为在无光条件下愈伤组织长得更快 继代培养愈伤组织时 首先应更换新的培养基 因为旧的培养基中的营养成分已接近耗 尽 继代培养时 可以打开恒温箱门 让愈伤组织见光 见光后 愈伤组织转化为绿色 4 试管苗培养 当愈伤组织长到一定大小后 可以更换培养基 进行试管苗培养 试管苗培养分为生 芽培养和生根培养 要先进行生芽培养 再进行生根培养 如果顺序颠倒 就可能不好诱 导生芽 试管苗培养要在光照条件下进行 四 植物体细胞杂交技术 1 细胞融合的生物学原理 细胞膜的流动性 2 过程 如下式所示 植物体细胞杂交的操作过程包括 原生质体制备 原生质体融合 杂种细胞筛选 杂 种细胞培养 杂种植株再生以及杂种植株鉴定等步骤 原生质体制备是用纤维素酶和果胶酶将植物细胞壁分解掉 只留下细胞膜 质膜 包 裹着细胞内含物 原生质体融合首先是两个原生质体的质膜重新组合排列形成一个质膜 其中含有两个细胞核 在细胞工程中一般是诱导融合 诱导融合的手段有化学诱导和物理 诱导 在诱导因素的作用下形成的融合细胞进一步产生核融合 进行第一次有丝分裂 杂 种细胞的筛选方法有 细胞系互补的选择方法 包括叶绿素缺失互补 营养缺陷互补和 抗性互补等 利用物理特异性差异的选择方法 这是利用两个原生质体物理特异性差异 用于杂交的两 个植物细胞 用纤维素酶和 果胶酶去细胞壁 具有活力的原 生质体 经电激或聚 乙二醇等诱导 融合后的原生 质体 再生细胞壁 杂种细胞 愈伤组织 脱分化 杂种植株 再分化 组织培养 高三生物 第一学期 新课预习 第三周 天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有 7 11 的一种选择 包括原生质体的大小 颜色 浮密度等的不同来选择 利用生长特异性差 异的选择方法 需要注意的是上述选择方法只适合部分杂种细胞的情况 有时无法选择 就不加选择地进行培养和再生成植株 然后对再生植株的杂种性状进行鉴定 杂种细胞培 养方法与原生质体的培养方法相似 杂种植株的鉴定方法有 形态学鉴定 利用杂种植 株与双亲在表现型上的差异进行比较分析 如叶片大小与形状 花的形状与颜色 叶脉 叶柄 花梗及表皮毛有无等 细胞学鉴定 杂种植株细胞中的染色体数目是否比任何一 方亲本细胞中的染色体数目增多 理论上讲如果染色体不丢失 杂种细胞中染色体数目应 为双亲染色体数目之和 也可以用基因组原位杂交的分子细胞学方法进行鉴定 同功酶 鉴定 同功酶是功能相同的酶的多重分子形态 它们是特异基因的产物 杂种细胞中的同 功酶谱一般是双亲酶谱之和 但有时也会出现双亲没有的新带 分子生物学鉴定 常用 的方法有限制性片段长度多态性 RFLP 随机扩增多态性 RAPD 和扩增片段长度多 态性 AFLP 等 值得注意的是体细胞杂交尚存在一些问题 亲缘关系越远 染色体排斥丢失的现象 就越严重 由于是两个物种的全部遗传物质的合并 各种基因都在其中 选择符合需要 的个体难度大 有时缺乏选择杂种细胞的有效方法 因此目前整体对称融合的工作比较 少 而是采用非对称融合 即一方亲本包括全部遗传物质 另一方亲本只取一部分遗传物 质 如用不具有核的原生质体与之进行融合 3 与传统有性杂交相比 其优越性表现在 克服植物有性杂交不亲和性 打破物种 之间的生殖隔离 扩大遗传重组的范围 五 物理和化学法诱导原生质体融合的基本原理 化学融合的机制 常用的化学融合方法有高 pH 高 Ca2 法和聚乙二醇 PEG 法 高 pH 高 Ca2 法诱导原生质体融合的基本原理是中和原生质体表面所带的电荷 使原生 质体的质膜紧密接触 从而有利于质膜的接触融合 PEG 处理原生质体 可以使原生质体 聚集促进融合 但 PEG 诱导融合的真正机制目前并不清楚 物理融合的机制 常用方法为电融合法 此法是先将两种原生质体以适当的比例混合 成悬浮液 将其滴入电融合小室中 给小室两极以交变电流 使原生质体沿电场方向排列 成串珠状 接着给以瞬间强度的电脉冲 使原生质体膜产生局部破损而导致融合 2 1 2 植物细胞工程的实际应用 一 植物繁殖的新途径 1 植物快速繁殖 微型繁殖 技术和植物脱毒 植物脱毒和快速繁殖技术是目前植物组织培养应用最多 最有效的方面 生产上许多 无性繁殖作物均受到病毒的侵染 从而导致品种的严重退化 减产和降低品质 利用植物 分生组织进行培养 可以使新长成的植株脱去病毒 利用这种方法生产脱毒苗的农作物有 马铃薯 甘蔗 大蒜 草莓 菠萝 香蕉等 并已大规模应用于生产 快速繁殖技术可以 使一些植物的扩增速度比常规方法快数万倍乃至百万倍 而且产生的幼苗遗传背景均一 重复性好 不受季节和地区限制 目前世界上已建成很多年产百万苗木的组培工厂 成为 一种新兴产业 快速繁殖技术在观赏植物 园艺植物 经济林木和无性繁殖作物上已得到 广泛应用 高三生物 第一学期 新课预习 第三周 天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有 8 11 微型繁殖技术的优点 植物组织培养技术是无性繁殖技术 没有基因重组 含有的 遗传物质与亲本一样 因而能保持亲本的一切优良性状 利用这种技术可以迅速大量地培育新个体 有利于进行工厂化培养 选材少 培养周期短 繁殖率高 便于自动化管理 2 人工种子 人工种子是指通过植物组织培养的方法获得的具有正常发育能力的材料 外面包被着 特定的物质 在适宜的条件下可以发芽成苗的植物幼体 人工种子的概念中包含的 具有正常发育能力的材料 通常是指胚状体 目前国外有使 用不定芽 顶芽和腋芽的 它可以由三种途径产生 由已脱分化的外植体直接产生 由 愈伤组织产生 由悬浮细胞培养产生 对胚状体的基本要求是 播种后能快速出苗 根和芽几乎同时生长 不产生愈伤组 织 同步化程度高 活力强 形成的幼苗的形态与生长要正常 外面包被着特定的物质 是指人工种皮 制作人工种皮的材料有海藻酸钠 明胶 树 脂 琼脂糖 淀粉等 对人工种皮的要求是 能保持胚状体的活力 有利于贮藏 运输和 萌发 选取的材料要有韧性 耐压 对胚状体无毒害 含有胚状体发芽所需要的营养成分 或植物激素 还应含有杀菌剂 以防播种后微生物的侵害 人工种子的优点 1 解决了有些作物品种繁殖能力差 结子困难或发芽率低等问 题 2 种子可以工业化生产 提高农业的自动化程度 3 人工种皮除含有胚状体发育所需的营养物质外 还可以添加各种附加成分 如 固氮细菌 防病虫农药 除草剂和植物激素类似物等 有利于幼苗茁壮成长 提高作物产 量 4 用人工种子播种可以节约粮食 例如 一个 12L 的发酵罐在 20d 内生产的胡萝 卜胚状体 可以制成 1000 万粒人工种子 满足几千公顷农田的种植需要 与天然种子相 比 大大节约了粮食 人工种子目前还存在不少问题 例如 现在重要经济价值的植物产生胚状体能力弱 难以形成同步化的有强活力的胚状体 成本较高 运输 贮藏以及机械化播种问题也未解 决 因此 现在很少有人以生产为目的进行人工种子的研制 二 作物新品种的培育 1 单倍体育种 在生产上 采用花药离体培养的方法获得单倍体植株 再经过人工诱导 使它的染色 体数目加倍 这样的植株体细胞中不仅含有正常植株体细胞的染色体数目 而且每对染色 体上的成对基因都是纯合的 这样的植株自交后代不会出现性状分离 因此利用单倍体育 种可明显缩短育种年限 节约大量的人力 物力 高三生物 第一学期 新课预习 第三周 天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有 9 11 2 生物育种技术比较 技术 原理 优点 缺点 诱变育种 基因突变 提高生物变异的频率 使后 代变异频率较快稳定 可大 幅度改良某些性状 缩短育 种进程 盲目性大 需大量处理供 试材料 杂交育种 基因重组 使位于不同个体的优良性集 中于一个个体 周期长 难以克服远缘杂 交的障碍 单倍体育种 染色体变异 获得个体均为纯种 明显缩 短育种年限 技术复杂 须与杂交育种 配合 多倍体育种 染色体变异 器官大 提高产量和营养成 分 适用于植物 动物方面难 以开展 基因工程育种 分子遗传学原理 打破物种界限 定向改造生 物遗传性状 细胞工程育种 细胞生物学和分 子生物学原理 克服远缘杂交不亲和的障 碍 扩大了用于杂交的亲本 组合范围 定向改变生物遗 传性状 不能按人们的需要表现出 亲代的优良性状 三 工厂化生产人参皂甙的基本过程 第一步 选择人参根作为外植体进行培养 产生愈伤组织 经过培养选择找到增殖速 度快而且细胞内人参甙含量高的细胞株作为种质 其中一部分保存 以备下一次生产用 另一部分进行发酵生产 第二步 将第一步选择到的细胞株在发酵罐中的适合培养液中进行液体培养 增加细 胞数量 第三步 将发酵罐中培养的细胞进行破碎 从中提取人参皂甙 例 1 植物细胞表现出全能性的必要条件是 A 给予适宜的营养和外界条件 B 导入其他植物细胞的基因 C 脱离母体后 给予适宜的营养和外界条件 D 将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内 解析 植物细胞全能性是指具有细胞核的高度分化的植物细胞 如茎的皮层细胞 韧 皮部的薄壁细胞等 在离开母体后 在适宜的营养和外界条件下 细胞首先发生脱分 化 然后恢复细胞分裂形成愈伤组织 再在一定的诱导因素作用下发生分化 最后形成具 有根 茎 叶的完整植株 高度分化的植物细胞全能性只有在离开母体后才能表现出来 高三生物 第一学期 新课预习 第三周 天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有 10 11 植物细胞的核移植试验一般也不用去核的卵细胞 只有在克隆运物时才利用到去核的卵细 胞 导入其他植物细胞的基因属于基因工程 与细胞的全能性没有必然的联系 答案 C 例 2 下列可以用来作为组织培养材料的是 A 韧皮纤维细胞 B 导管细胞 C 木纤维细胞 D 花粉细胞 解析 任何一个活的植物细胞只要在适宜的条件下 都能够经过脱分化和再分化发育 成为新个体 题中四个选项中的韧皮纤维细胞 导管细胞 木纤维细胞都是只剩下细胞壁 的死细胞 不可能恢复分裂能力 只有花粉细胞是活细胞 可以成为组织培养的材料 答案 D 例 3 用高度分化的植物细胞 组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织 下列叙述 错误的是 A 该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的 B 该愈伤组织的细胞没有全能性 C 该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成的 D 该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构 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 称为植物细胞的脱 分化 或者叫做去分化 脱分化产生的愈伤组织继续培养 又可以重新分化成根或芽等器 官 即再分化 再分化形成的试管苗 移栽到地里 可以发育成完整的植株 该愈伤组织 的细胞表现出全能性 答案 B 例 4 在离体的植物器官 组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中 下列哪一项条件 是不需要的 A 消毒灭菌 B 适宜的温度 C 充足的光照 D 适宜的养料和激素 解析 解答该题需从如下三个方面入手分析 由离体的植物器官 组织或细胞形成 愈伤组织的过程是植物组织培养过程中一个阶段 该阶段要进行细胞的增殖和细胞的脱分 化 这就必须要有适宜的养料和激素 必须要有适宜的温度 这样 才能保证细胞进行正 常的新陈代谢 由离体的植物器官 组织形成愈伤组织必须是在无菌条件下 只有在这 样的条件下 才能保证培养产生的细胞是正常细胞 否则培养基内将长出许多霉菌 与离 体细胞争夺营养与生存空间 导致不能形成愈伤组织 由于此阶段形成的是愈伤组织 并没有形成具有根 茎 叶的植物体 因此不需要光 答案 C 例 5 植物体细胞杂交尚未解决的问题有 A 去掉细胞壁 分离出有活力的原生质体 B 将杂种细胞培育成植株 C 将杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状 D 尚未培育出属间杂种植物 高三生物 第一学期 新课预习 第三周 天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有 11 11 解析 有些植物体细胞杂交的后代并未按照人们的意愿表现出亲代的优良性状 答案 C 例 6 利用植物的茎尖或叶片 茎段 花药 花粉等 在无菌条件下 培养在玻璃皿中 人工配置的培养基上 使它发育成整的植株 这种技术可以用来培育植物新品种 也可以 在较短时间内大量繁殖植物 还可以防止植物病毒的危害 下列关于这种技术的叙述 正 确的是 这种技术利用了植物的全能性 这种技术叫做组织培养 可以克隆生物体 这种 技术属于细胞工程的应用领域之一 这种技术是一种无性繁殖的方式 A B C D 解析 植物体细胞都含有该物种全套遗传信息 所以每个细胞理论上都具有全能性 都有发育成完整生物体的潜能 植物组织培养就是在体外通过人工方法 该植物细胞表现 出全能性 是植物细胞工程的一个基础技术手段 因为没有生殖细胞的结合 所以属于无 性生殖方式 答案 D 例 7 下图是人工种子的结构简图 对其叙述不正确的是 A 人工种子的胚乳中含有胚状体发育所需要的营养物质 还可以添加农药和植物激 素 B 人工种子可以工业化生产 播种人工种子可节省大量的粮食 C 人工种子克服了有些作物品种繁殖能力差 结子困难或发芽率低等问题 D 人工种子的胚状体还未分化出胚芽 胚轴和胚根等结构 解析 人工种子是经植物组织培养获得具有生根发芽能力的胚状结构后 包裹上人工 种皮而形成的 在人工种子的胚乳中除了添加种子萌发所需的营养物质外 还可以添加农 药 植物激素 固氮菌等 答案 D 例 8 已知某小麦的基因型是 AaBbCc 三对基因分别位于三对同源染色体上 利用其 花药进行离体培养 获得 N 株小麦 用秋水仙素处理后 其中基因型为 aabbcc 的个体约 为 A N 4 B N 8 C N 16 D 0 解析 1 花药是植株雄蕊的一部分 内有许多花粉粒 花药离体培养培育出的是 单倍体 基因型与雄性生殖细胞相同 2 依题意和自由组合定律 AaBbCc 的小麦个体 可产生八种类型的配子 分别是 ABC ABc AbC Abc aBC abC abc 且比例相 同 经花药离体培养 形成相应基因型的八种单倍体 经秋水仙素处理加倍后 形成八种 纯合子 其一是 aabbcc 答案 B 高三生物 第一学期 巩固练习 第三周 天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有 3 12 1 有关细胞全能性的叙述 不正确的是 A 受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体 因此全能性最高 B 生物体内细胞由于细胞分化 全能性不能表达 C 卵细胞与受精卵一样 细胞未分化 全能性很高 D 植物细胞在一定条件下离体培养能表现出全能性 2 当植物细胞脱离了原来所在植物体的器官或组织而处于离体状态时 下列有可能 使其表现出全能性 发育成完整植株的是 A 细胞分裂素 B 生长素 C 一定的营养物质 D 以上三者均是 3 在离体的植物器官 组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中 下列哪一项条件 是不需要的 A 消毒灭菌 B 适宜的温度 C 充足的光照 D 适宜的养料和激素 4 下列不属于人工诱导原生质体融合的方法是 A 振动 B 电激 C PEG 试剂 D 重压 5 植物细胞表现出全能性的必要条件是 A 给予适宜的营养和外界条件 B 导入其他植物细胞的基因 C 脱离母体后 给予适宜的营养和外界条件 D 将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内 6 愈伤组织细胞在一种包含所有必需物质的培养基中培养了几个小时 其中一种化 合物具有放射性 氚标记 当这些细胞被固定后镜检 利用放射自显影技术发现放射性 物质集中于细胞核 线粒体和叶绿体 可以肯定标记的化合物是 A 一种氨基酸 B 尿嘧啶核苷酸 C 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 D 葡萄糖 7 植物体细胞杂交的过程是 A 用酶解法去掉细胞壁 分离出有活力的原生质体 B 以人工诱导法使两个不同植物的原生质体融合 C 用植物组织培养法培养融合的原生质体 得到杂种植株 D 通过以上三项来完成 8 如图所示为胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作 接入试管后 在一定的条件下列 形成试管苗的培育过程 请据图回答下列问题 高三生物 第一学期 巩固练习 第三周 天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有 4 12 1 要促进细胞分裂生长 培养基中应有营养物质和激素 营养物质包括 和小分子有机物 激素包括细胞分裂素和 两类植物激素 2 此过程依据的原理是 A 和 B 阶段主要进行的分裂方式是 B 阶段除了细胞分裂外 还进行细胞 等 3 此过程要无菌操作 主要是指对 进行灭菌消毒 B 阶段需要光照 原因 是 4 试管苗的根细胞没有叶绿素 而叶的叶肉细胞具有叶绿素 这是基因 的 结果 9 甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化 目前生产上采用茎尖分生组织离体 培养的方法快速繁殖脱毒的种苗 以保证该品种的品质和产量水平 这种通过分生组织离 体培养获得种苗的过程不涉及细胞的 A 有丝分裂 B 分化 C 减数分裂 D 全能性 10 某株名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离 为了防止性状分离并快速繁殖 可以 利用该植物体的一部分器官或组织进行离体培养 发育成完整的植株 进行离体培养时不 应采用该植株的 A 茎尖 B 子房壁 C 叶片 D 花粉粒 11 把胡萝卜单个韧皮部细胞放入配制的培养基上培养 获得了许多完整的植株 这 些植株 A 变异频率较高 B 都是单倍体 C 彼此性状极其相似 D 都是纯合子 12 在植物组织培养过程中 愈伤组织的形成和形态的发生是十分关键的 这除需要 必备的营养和一些刺激因素外 还需要有诱导作用的物质 即 A 铜 锌等微量元素 B 细胞分裂素和生长素 C 蔗糖和葡萄糖 D 维生素和氨基酸 13 通过细胞工程技术 利用甲 乙两种植物的各自优势 培育高产耐盐的杂种植 株 请完善下列实验流程并回答问题 甲种植物细胞 A 原生质体 PEG 乙种植物细胞 处理 乙原生质体 诱导 目的植株 选择 C 6 0用钠盐浓度为 愈伤组织 1 A 是 酶 B 是 C 是具有 性状的幼芽 2 若目的植株丢失 1 条染色体 不能产生正常配子而高度不育 则可用 试剂 处理幼芽 以获得可育的植株 B 细胞分裂 再生细胞壁 固体培养基培养 高三生物 第一学期 巩固练习 第三周 天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有 5 12 1 下列属于组织培养的是 A 花粉培养成单倍体植株 B 芽发育成枝条 C 根尖分生区发育成成熟区 D 未受精的卵发育成个体 2 植物体细胞融合完成的标志是 A 产生新的细胞壁 B 细胞膜发生融合 C 细胞质发生融合 D 细胞核发生融合 3 在植物体细胞杂交过程中 常用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁 以获得具有活力 的原生质体 这是因为 A 纤维素酶 果胶酶容易制取 B 细胞壁的主要成分是纤维素和果胶 C 纤维素酶 果胶酶的价格便宜 D 纤维素酶 果胶酶的使用方法简单 4 将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时 下列条件中不需要的是 A 具有完整细胞核的细胞 B 一定的营养物质和植物激素 C 离体状态 D 导入指示基因 5 以下不能说明细胞全能性的实验是 A 胡萝卜韧皮部细胞培育出植株 B 紫色糯性玉米种子培育出植株 C 转入抗虫基因的棉花细胞培育出植株 D 番茄与马铃薯体细胞杂交后培育出植株 6 多选 菊花的紫花和白花性状是由一对等位基因控制的 紫色 R 对白色 r 显性 现已克隆到控制紫色的基因 R 如果你打算利用上述材料开展研究 那么下表 选项中 合理的是 选项 实验方案 实验目的 A 用白花植株与紫花植株杂交 判断基因型 B 将控制开紫花的基因转入其他植物中 改变受体植物花的颜色 C 将 R 基因转入大肠杆菌并大量表达紫色蛋白 生产紫色蛋白用作染料 D 用紫花杂合子的嫩芽组织培养获得纯合子植株 用于育种 7 山东大学生命科学院的两名教授 将普通小麦 济南 177 与紫外线照射的高冰草原 生质体在 PEG 诱导下融合 获杂种再生植株 取杂种子房诱导产生愈伤组织并再生植株 经染色体和同工酶鉴定 它们仍保留杂种性质 其中两株移栽成活并结实 1 请写出该项技术的基本过程图解 2 该杂种植株可望获得高冰草 的特征 3 诱导原生质体融合的方法除了材料中介绍的化学方法外 还可以采用 等物理方法 植物体细胞杂交成功的标志是 4 该项技术的意义是 高三生物 第一学期 巩固练习 第三周 天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有 6 12 8 下列选项中没有采用植物组织培养技术的一项是 A 利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗 得到多倍体植株 B 利用花药离体培养得到单倍体植株 C 利用基因工程培育抗棉铃虫的棉花植株 D 利用细胞工程培育 番茄 马铃薯 杂种植株 9 甘薯是性繁殖的生物 种植多年后易积累病毒而导致作物产量降低 品质变差 目前生产上采用甘薯茎尖分生组织 进行组织培养可以获得大量的脱毒苗 以保证该品种 的品质和产量水平 这种通过组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的 A 有丝分裂 B 细胞分化 C 减数分裂 D 细胞的全能性 10 将烟草和大豆的原生质体混合后 将原生质体转移到当的培养基上培养 使原生 质体再生出细胞壁 这时 在细胞混合物中 可用显微镜观察到的细胞有 烟草一大豆杂种细胞 烟草细胞 大豆细胞 烟草 烟草细胞 大豆 大豆细胞 A B C D 11 有两个品种小麦 一种是高秆抗锈病 DDTT 另一种是矮秆不抗锈病 ddtt 请回答下列问题 1 请设计一个快速方法培育出合乎要求的矮秆抗锈病品种 用图解表示 2 这种育种方法叫 3 这种育种方法的优点是 12 很外以前科学家在土壤中发现了某种细菌能制造一种对昆虫有毒的蛋白质 当时 许多人就想把编码这一蛋白质的基因 抗虫基因 转移到农作物中 以降低昆虫对农作物 造成的危害 20 世纪 90 年代 美国科学家采用基因工程技术首次培育出抗虫玉米新品 种 如图为这一转基因玉米的主要培育过程 1 获得特定目的基因的途径除了从该细菌中直接分离抗虫基因外 还可以 将目的基因与运载体结合时必须用 酶和 DNA 连接酶 在基因工程中 常 用的运载体有 等 而作为运载体必须具备相应的条件 例如应具有 以便 进行筛选 2 由转基因玉米细胞经过 形成愈伤组织 然后发育成胚状体和试管苗 若 要制备转基因玉米的人工种子 可选择上述实验过程中的 再包裹合适的 等 13 某二倍体植物是杂合体 图为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上增养产生完 整植株的过程 据图回答 高三生物 第一学期 巩固练习 第三周 天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有 7 12 1 图中 表示的是该花粉培养过程中的 过程 表示的是 过程 X 代表 的是 表示的是 过程 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侏都称为 植株 甲 未成熟花粉经培养能形成完整植株 说明未成熟共粉具有 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 该群体植侏产生可育花粉的 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 1 下列关于细胞工程的叙述 错误 的是 A 电刺激可诱导植物原生质体融合或动物细胞融合 B 去除植物细胞的细胞壁和将动物组织分散成单个细胞均需酶处理 C 小鼠骨髓瘤细胞和经抗原免疫小鼠的 B 淋巴细胞融合可制备单克隆抗体 D 某种植物甲乙两品种的体细胞杂种与甲乙两品种杂交后代的染色体数目相同 2 为扩大可耕地面积 增加粮食产量 黄河三角洲等盐碱地的开发利用备受关注 我国 科学家应用耐盐基因培育出了耐盐水稻新品系 花药中未成熟 的花粉 愈伤组织 X 丛芽 芽 完整植株 高三生物 第一学期 巩固练习 第三周 天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有 8 12 1 获得耐盐基因后 构建重组 DNA 分子所用的限制性内切酶作用于图中的 处 DNA 连接酶作用于 处 填 a 或 b 2 将重组 DNA 分子导入水稻受体细胞的常用方法有农杆菌转化法和 法 3 由导入目的基因的水稻细胞培养成植株需要利用 技术 该技术的核心 是 和 4 为了确定耐盐转基因水稻是否培育成功 既要用放射性同位素标记的 做探针进行分子杂交检测 又要用 方法从个体水平鉴定水稻植株的耐盐性 3 关于现代生物技术应用的叙述 错误 的是 A 蛋白质工程可合成自然界中不存在的蛋白质 B 体细胞杂交技术可用于克隆动物和制备单克隆抗体 C 植物组织培养技术可用于植物茎尖脱毒 D 动物细胞培养技术可用于转基因动物的培养 4 絮凝性细菌分泌的具有絮凝活性的高分子化合物 能与石油污水中的悬浮颗粒和有机 物等形成絮状沉淀 起到净化污水的作用 为进一步提高对石油污水的净化效果 将絮凝 性细菌和石油降解菌融合 构建目的菌株 其流程图如下 据图回答 1 溶菌酶的作用是 2 PEG 的作用是 3 经处理后 在再生培养基上 未融合的 A B 难以生长 图中 AB 融合菌能生长和繁 殖的原因是 4 目的菌株的筛选 筛选既能分泌具有絮凝活性的化合物 又能在含有 的 培养基上生长的 AB 融合菌 选择效果最好的作为目的菌株 5 为探究目的菌株不同发酵时间发酵液的絮凝效果 将目的菌株进行发酵培养 定时 取发酵液 加入石油污水中 同时设置 为对照组 经搅拌 静置 各 3 分钟后 分别测定上层水样的石油浓度 COD 值 COD 值越高表示有机物污染程度越 高 计算石油去除率和 COD 去除率 结果如下图 高三生物 第一学期 巩固练习 第三周 天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有 9 12 6 目的菌的种群增长曲线呈 型 在 40 44 小时 发酵液对石油污水的净 化效果最好 其原因是 5 请回答 1 植物微型繁殖技术属于植物组织培养的范畴 该技术可以保持品种的 繁殖种苗的速度 离体的叶肉细胞在适宜的条件下培养 最终能够形成完整的 植株 说明该叶肉细胞具有该植物的全部 2 把试管苗转接到新的培养基上时 需要在超净工作台上进行 其原因是避免 的污染 3 微型繁殖过程中 适宜浓度的生长素单独使用可诱导试管苗 而与 配比适宜时可促进芽的增殖 若要抑制试管苗的生长 促使愈伤组织产生和生 长 需要使用的生长调节剂是 脱落酸 2 4 D 4 将某植物试管苗培养在含不同浓度蔗糖的培养基上一段时间后 单株鲜重和光合作 用强度的变化如图 据图分析 随着培养基中蔗糖浓度的增加 光合作用强度的变化趋势 是 单株鲜重的变化趋势是 据图判断 培养基中不含蔗糖时 试管苗光合作用产生的有机物的量 能 不能 满足自身最佳生长的需要 5 据图推测 若要在诱导试管苗生根的过程中提高其光合作用能力 应 降低 增加 培养基中蔗糖浓度 以便提高试管苗的自养能力 高三生物 第一学期 巩固练习 第三周 天津市立思辰网络教育有限公司 版权所有 10 12 必会基础题 必会基础题 1 C 2 D 3 C 4 D 5 C 6 C 7 D 8 1 无机物 生长素 2 植物细胞的全能性 有丝分裂 分化 3 培养基 叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件 4 选择性表达 9 C 10 D 11 C 12 B 13 1 纤维素酶和果胶 融合的原生质体 耐盐 2 秋水仙素 提高拓展题 提高拓展题 1 A 2 A 3 B 4 D 5 B 6 AB 7 1 2 抗旱 耐冻 3 离心 振动 电激 杂种细胞再生出细胞壁 4 克服了远 缘杂交不亲和的障碍 8 A 9 C 10 D 11 1 1 P DDTT ddtt 配子 DT dt F1 DdTt 减数分裂 花粉 DT Dt dT dt 离体培养 单倍体 DT Dt dT dt 人工诱导染色体加倍 或用秋水仙素处理 正常植株 DDTT DDtt ddTT ddtt 普通小麦 济 南 177 细胞 杂种细胞再 生出细胞壁 原生质体 A 原生质体 B 融合的原 生质体 植物组 织培养 杂种植株