高考生物一轮复习 1-2-1、2动物细胞培养　植物组织培养随堂双基训练 中图版选修3

第二章细胞工程第一、二节动物细胞培养植物组织培养1．动物细胞体外培养时，通常要在培养基中补充一定浓度的某些物质。如图是血清对正常细胞和癌细胞培养影响的实验结果。从该图提供的信息不能获得的结论是() A．正常细胞与癌细胞的增殖速率相同 B．有无血清对正常细胞培养的影响不同 C．培养基中补充血清有助于正常细胞的培养 D．培养基中是否补充血清对癌细胞的培养影响不大 解析：从题图中曲线可看出培养基中有无血清对癌细胞的培养影响不大，二者在细胞数曲线上差不多。正常细胞的培养过程中有无血清所获得的细胞数差距较大，有血清的培养基在相同时间内培养得到的细胞数远远多于无血清的培养基所获得的细胞数。癌细胞培养与正常细胞培养二者的差距比较大，正常细胞达到一定的数目后不再增加，而癌细胞却能不断增加。 答案：A2．(·宁夏高考)回答下列有关动物细胞培养的问题： (1)在动物细胞培养过程中，当贴壁细胞分裂生长到细胞表面________时，细胞会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的______。此时，瓶壁上形成的细胞层数是________。要使贴壁的细胞从瓶壁上分离下来，需要用酶处理，可用的酶是________。 (2)随着细胞传代次数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现__________________的现象；但极少数细胞可以连续增殖，其中有些细胞会因遗传物质发生改变而变成________细胞，该种细胞的黏着性________，细胞膜表面蛋白质(糖蛋白)的量________。 (3)现用某种大分子染料，对细胞进行染色时，观察到死细胞被染色，而活细胞不染色，原因是____________________________________。 (4)检查某种毒物是否能改变细胞染色体的数目，最好选用细胞分裂到________期的细胞用显微镜进行观察。 (5)在细胞培养过程中，通常在________条件下保存细胞。 解析：在动物细胞培养过程中，细胞会表现出接触抑制现象，此时是单层细胞。用胰蛋白酶可以使贴壁细胞从瓶壁上分离开来。随着细胞传代培养代数的增多，绝大部分细胞分裂停止，进而出现衰老甚至死亡的现象，但极少数细胞可以连续增殖，有些细胞会因遗传物质改变而变成不死性细胞。由于活细胞的膜具选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内，而死细胞的细胞膜丧失选择透过性，大分子染料能够进入死细胞内而着色。由于细胞分裂中期染色体形态固定、数目清晰，因此最好选用细胞分裂到中期的细胞用显微镜观察染色体数目。由于在冷冻或超低温、液氮下，细胞中酶的活性降低，细胞新陈代谢的速率降低，通常在此条件下保存细胞。 答案：(1)相互接触接触抑制单层(或一层)胰蛋白酶(2)衰老甚至死亡不死性降低减少(3)由于活细胞的膜具有选择透过性，大分子染料不能进入活细胞内，故活细胞不能着色(或由于死细胞的膜丧失了选择透过性，大分子染料能够进入死细胞内而着色)(4)中(5)冷冻(或超低温、液氮)3．玉米是雌雄同株异花的单子叶植物，是生产和科研的好材料。现有两个玉米品种，其基因型分别为yyRr和Yyrr。科学家将它们的花粉除去细胞壁后进行原生质体融合，再把这些融合细胞进行组织培养，培育出了玉米新品种。 (1)上述育种方法采用了__________技术，其生物学原理是______________________。这项研究的意义是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)在组织培养的培养基中除了必要的营养物质外，还必须添加________。培养过程中，融合细胞首先通过细胞分裂形成________，这个过程叫________。 (3)在植物组织培养一段时间后，发现不同细胞所含蛋白质种类和数量有明显差异，其原因是________________________________________________________________________。 (4)两个品种的花粉进行原生质体融合后，可产生______种基因型的融合细胞(仅考虑两两融合)，这些融合细胞再经过组织培养可以得到______种不同于亲本表现型的玉米新品种。 解析：利用两个植物细胞融合培育新植株的技术为植物体细胞杂交，该技术可解决不同物种间因存在生殖隔离而不能自然杂交的问题。在细胞分化过程中，由子细胞内基因的选择性表达，合成了不同种类的蛋白质。植株yyRr可产生基因组成为yR和Yr两种花粉，植株Yyrr可产生基因组成为Yr和yr两种花粉，考虑同种和不同种花粉间的两两融合，可获得6种基因组成的融合细胞，即(yyRR、yyrr、YYrr、yyRr、YyRr、Yyrr)，这些细胞经过培养后得到的新品种中，共有四种表现型，其中有两种与亲本不同。 答案：(1)植物体细胞杂交生物膜的流动性和细胞的全能性克服远源杂交不亲和的障碍 (2)植物激素(或细胞分裂素和生长素)愈伤组织脱分化(去分化)(3)基因选择性表达(4)624．(·海南生物)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： (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：(1)分析所给图示，弄清数字和字母所代表的含义。①表示脱分化过程；②表示再分化过程。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。因此X表示胚状体，③表示生长发育过程，④则表示继续分化形成胚根的过程。(2)调节培养基中激素的浓度和种类可以调节细胞的分化方向，如植物细胞的分化常受细胞分裂素及生长素比例的调节，当细胞分裂素与生长素的浓度比值高时，可诱导芽的形成，反之则有促进生根的趋势。花粉离体培养长成的个体叫单倍体，说明花粉具有全能性。(3)育种工作者常用花药离体培养的方法来获得单倍体植株，然后经过人工诱导使染色体数目加倍，重新恢复到正常植株的染色体数目。这种方法得到的植株，不仅能够正常生殖，而且每对染色体上的成对基因都是纯合的，自交产生的后代不会发生性状分离，大大缩短了育种年限。 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)一多缩短育种周期5．通过植物组织培养技术，可以快速繁殖、培育无病毒的植物。培养过程如下： 离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织胚状体植物体 (1)紫草细胞中提取的紫草素是制造治疗烫伤和割伤的药物以及染料和化妆品的原料。若要从大量培养的紫草愈伤组织中提取紫草素，不再需要经过②________过程，且哪项条件是不需要的__________。 A．消毒灭菌B．适宜温度 C．充足光照D．适宜养料和激素 (2)用植物组织培养方法诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状体结构，若包裹上人造种皮，制成人工种子，可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。图中的⑤相当于种子结构中的____________，主要作用是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)为了有利于幼苗茁状成长，提高农作物产量，请设计两种对人工种子处理的方法。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：植物组织培养利用细胞的全能性，在离体的情况下通过脱分化和再分化，形成愈伤组织，还可以再通过发酵工程等用于生产药物。 答案：(1)再分化C(2)胚乳提供胚状体发育所需营养(3)在人工胚乳中添加固氮细菌、防病虫农药、除草剂和植物激素类似物等(答对2项即可)6．玉米是一种主要的农作物，为了提高玉米的产量，科学家做了大量的研究工作。如图是关于玉米培养的过程，请据图回答： (1)取玉米幼苗的茎尖进行，如图A→C，发育成植株D，取D的花药进行离体培养成幼苗，属于________育种，如图E→F，经秋水仙素处理后发育成植株G；从生殖方式上分析，A→D属于________生殖；从细胞分裂方式上分析，E→F过程中进行了________分裂。 (2)取茎尖进行培养的原因是________________________________________________________________________。 (3)A→C的过程要严格控制______________。 (4)用A→D过程获得的植株D，称为________。若用D进行繁殖，种植的植株就________或________感染病毒。 (5)用E→G途径育种的优点是________________________________________________。 (6)若想培育出一种新的玉米品种，可以采用________育种方式；若想培育出一种能抗虫的玉米新品种，可以采用________育种；若想培育出一种地上结玉米，地下结马铃薯的植株，可以利用________________技术。 解析：本题综合考查了植物细胞工程及应用、基因工程等知识。取玉米的分生组织，经过组织培养获得的植株称为脱毒苗，用脱毒苗进行繁殖，得到的植株不会或极少感染病毒。在组织培养的过程中，要严格控制无菌，单倍体育种能直接得到稳定遗传的优良品种，极大地缩短育种年限。若想获取新的品种，可采取诱变育种、基因工程育种和体细胞杂交技术等。 答案：(1)组织培养单倍体无性有丝 (2)分生区附近病毒极少，甚至无病毒 (3)无菌(4)脱毒苗不会极少 (5)直接得到稳定遗传的优良品种，极大地缩短了育种年限 (6)诱变基因工程植物体细胞杂交7．制造人工种子的原理是在组织培养得到的“胚状体”的最外面用一层有机膜包裹，并在薄膜以内放入一些营养物质，这层膜和这些营养物质分别具有种皮和胚乳的功能(如图所示)。在制造过程中还可以加入某些农药、菌肥等。 据此材料回答下列问题： (1)胚状体来源于离体的植物体细胞，其形成过程中要经过的生理变化大体上是__________和__________。在这一过程中被培养的细胞始终受____________的调节。 (2)从保证人造种子正常生命力及生态系统物质循环上来看，其外部薄膜应具有________________________特点。在人工种子萌发过程中胚状体细胞吸收营养液中的物质用于____________等。 (3)在人工种子中被包入的菌肥通常是__________。 解析：通过细胞工程中的组织培养可以获取人工种子。种子通过萌发长成植株进行光合作用，在萌发过程中需要吸水，并需要吸收氧气进行呼吸作用，所以人工种皮要有吸水透气的特点。 答案：(1)脱分化再分化植物激素(2)半透性(透水、透气性)和能被微生物降解代谢生长(3)固氮菌8．现有甲、乙两种可能有一定毒性的化学物质，实验室研究人员欲通过动物细胞培养的方法来鉴定它们是否有毒性，并比较二者毒性的强弱。请你以一个研究人员的身份参与此项研究，完成下列实验报告并回答有关问题。 Ⅰ.实验原理：________________________________________________________________________。 根据这种变异细胞占全部培养细胞的百分数(以下称Q值)，可判断该化学物质的毒性。 Ⅱ.实验材料：活的小白鼠胚胎。 Ⅲ.药品用具：胰蛋白酶液、动物细胞培养液、动物细胞固定液、适宜浓度的龙胆紫溶液、滴管、培养皿、剪刀、锥形瓶、培养瓶、恒温箱、载玻片、盖玻片、显微镜、小白鼠正常体细胞有丝分裂各时期高倍显微照片。 Ⅳ.实验步骤 (1)制备细胞悬浮液 把活的小白鼠胚胎放在培养皿中剪碎，转入锥形瓶中，加入胰蛋白酶液处理，使胚胎组织离散成单个细胞，再加入动物细胞培养液，制成细胞悬浮液。 (2)进行细胞培养 ①取A、B、C三个洁净的培养瓶，________________________________________________________________________。 ②向A培养瓶中加入化学物质甲，向B培养瓶中加入等量的化学物质乙，并将培养瓶摇匀。 ③向C瓶内_________________________________________________