1、二 植物细胞工程的应用 必备知识必备知识素养奠基素养奠基 一、植物繁殖的新途径一、植物繁殖的新途径 途径途径 快速繁殖快速繁殖 作物脱毒作物脱毒 取材部位取材部位 基本无限制基本无限制 _附近附近 优势优势 保持保持_的遗传特性的遗传特性; ; 高效、快速地实现种苗的大高效、快速地实现种苗的大 量繁殖量繁殖 提高作物产量和品质提高作物产量和品质 应用应用 兰花、甘蔗、桉树、铁皮石兰花、甘蔗、桉树、铁皮石 斛等斛等 马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、 菠萝、香蕉等菠萝、香蕉等 分生区分生区 优良品种优良品种 【激疑激疑】马铃薯、草莓和香蕉脱毒苗产量和品质明显提高马铃薯、草莓和香
2、蕉脱毒苗产量和品质明显提高, ,为什么小麦和玉米为什么小麦和玉米 脱毒苗却基本没有变化脱毒苗却基本没有变化? ? 提示提示: :马铃薯、草莓和香蕉进行无性繁殖马铃薯、草莓和香蕉进行无性繁殖, ,感染的病毒很容易传递给子代感染的病毒很容易传递给子代, ,而小而小 麦和玉米是通过种子繁殖麦和玉米是通过种子繁殖, ,感染的病毒不容易传递给子代。感染的病毒不容易传递给子代。 二、作物新品种的培育二、作物新品种的培育 1.1.单倍体育种单倍体育种: : (1)(1)取材取材:_:_。 (2)(2)过程过程: : (3)(3)优点优点: : 极大地缩短了极大地缩短了_,_,节约了大量的人力和物力。节约了大
3、量的人力和物力。 进行体细胞诱变育种和进行体细胞诱变育种和_的理想材料。的理想材料。 花药花药( (花粉花粉) ) 育种年限育种年限 研究遗传突变研究遗传突变 (4)(4)应用应用: : 我国培育出世界上第一个单倍体作物新品种我国培育出世界上第一个单倍体作物新品种_。 与与_结合结合, ,培育出水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等作物的新品种。培育出水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等作物的新品种。 2.2.突变体的利用突变体的利用: : (1)(1)产生产生: :在植物的组织培养过程中在植物的组织培养过程中, ,由于培养细胞一直处于由于培养细胞一直处于_的状态而的状态而 易受到易受到_和外界诱变因素和外
4、界诱变因素( (如射线、化学物质等如射线、化学物质等) )的影响而产生突变。的影响而产生突变。 (2)(2)利用利用: :从产生突变的个体中筛选出对人们有用的从产生突变的个体中筛选出对人们有用的_,_,进而培育成新品进而培育成新品 种。如抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草等。种。如抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草等。 单育单育1 1号烟草号烟草 常规育种常规育种 不断增殖不断增殖 培养条件培养条件 突变体突变体 三、细胞产物的工厂化生产三、细胞产物的工厂化生产 1.1.次生代谢物次生代谢物: : (1)(1)定义定义: :不是植物基本生命活动所必需的产物。不是植物基本生命活动所必需的产物。 (2)(
5、2)种类种类:_:_有机化合物有机化合物, ,如酚类、萜类和含氮化合物等。如酚类、萜类和含氮化合物等。 (3)(3)作用作用: :在植物抗病、抗虫等方面发挥重要作用在植物抗病、抗虫等方面发挥重要作用, ,还是药物、香料和色素等的还是药物、香料和色素等的 重要来源。重要来源。 2.2.方法方法: :对对_进行培养使其增殖。进行培养使其增殖。 小分子小分子 单个植物细胞或细胞团单个植物细胞或细胞团 3.3.优势优势: :不占用耕地不占用耕地, ,几乎不受季节、天气等的限制几乎不受季节、天气等的限制, ,对于社会、经济、环境保对于社会、经济、环境保 护具有重要意义。护具有重要意义。 4.4.应用应用
6、: :紫杉醇、紫草宁、人参皂苷等。紫杉醇、紫草宁、人参皂苷等。 关键能力关键能力素养形成素养形成 知识点一知识点一 常见四种育种方法的比较常见四种育种方法的比较 列表比较列表比较: : 育种方法育种方法 原理原理 过程过程 优点优点 快速繁殖快速繁殖 细胞的全细胞的全 能性能性 脱分化、再分脱分化、再分 化化 保持优良品保持优良品 种的遗传特种的遗传特 性性 突变体突变体 的利用的利用 基因突变、基因突变、 细胞的全细胞的全 能性能性 诱变处理后组诱变处理后组 织培养织培养 提高突变率提高突变率, , 获得优良性获得优良性 状状 育种方法育种方法 原理原理 过程过程 优点优点 单倍体单倍体 育
7、种育种 细胞的全能细胞的全能 性、染色体性、染色体 变异变异 花药离体培养、秋花药离体培养、秋 水仙素诱导染色体水仙素诱导染色体 数目加倍数目加倍 明显缩短育种明显缩短育种 年限年限 植物体植物体 细胞细胞 杂交杂交 细胞膜的流细胞膜的流 动性、细胞动性、细胞 的全能性的全能性 原生质体融合、杂原生质体融合、杂 种细胞组织培养种细胞组织培养 打破生殖隔离打破生殖隔离, , 实现远缘杂交实现远缘杂交 【特别提醒特别提醒】单倍体育种与多倍体育种的异同单倍体育种与多倍体育种的异同 (1)(1)相同点相同点: :单倍体育种和多倍体育种均需要用秋水仙素诱导染色体数目加倍。单倍体育种和多倍体育种均需要用秋
8、水仙素诱导染色体数目加倍。 (2)(2)不同点不同点: :单倍体育种需要植物组织培养先形成单倍体幼苗单倍体育种需要植物组织培养先形成单倍体幼苗, ,但多倍体育种一但多倍体育种一 般不使用植物组织培养技术。般不使用植物组织培养技术。 【素养案例素养案例】 如图是利用某植物如图是利用某植物( (基因型为基因型为AaBb)AaBb)产生的花粉进行单倍体育种的示意图产生的花粉进行单倍体育种的示意图, ,据图据图 判断错误的是判断错误的是 ( ( ) ) A.A.过程通常使用的试剂是秋水仙素过程通常使用的试剂是秋水仙素, ,作用时期为有丝分裂前期作用时期为有丝分裂前期 B.B.通过过程得到的植株既有纯合
9、子又有杂合子通过过程得到的植株既有纯合子又有杂合子 C.C.过程属于植物的组织培养过程属于植物的组织培养, ,在此过程中必须使用一定量的植物激素在此过程中必须使用一定量的植物激素 D.D.与杂交育种相比与杂交育种相比, ,该育种方法的优点是能明显缩短育种年限该育种方法的优点是能明显缩短育种年限 【解题导引解题导引】解答本题思维流程如下解答本题思维流程如下: : 【解析解析】选选B B。该过程是单倍体育种过程。该过程是单倍体育种过程, ,所以过程是花药离体培养所以过程是花药离体培养, ,获得的获得的 是单倍体是单倍体, ,基因型为基因型为ABAB、AbAb、aBaB、ab 4ab 4种种, ,经
10、染色体加倍后的植株经染色体加倍后的植株B B都为纯合子都为纯合子; ; 过程使用秋水仙素使染色体数目加倍过程使用秋水仙素使染色体数目加倍, ,作用机理是抑制有丝分裂前期纺锤体作用机理是抑制有丝分裂前期纺锤体 的形成的形成, ,到后期染色单体分开后不能向细胞两极移动到后期染色单体分开后不能向细胞两极移动; ;过程属于植物组织培养过程属于植物组织培养, , 需要生长素和细胞分裂素的诱导。需要生长素和细胞分裂素的诱导。 【素养素养探究探究母题追问母题追问】 (1)(1)科学思维科学思维演绎与推理演绎与推理 上题中的过程包括哪两个阶段上题中的过程包括哪两个阶段? ?这两个阶段所需条件有何不同这两个阶段
11、所需条件有何不同? ? 提示提示: :脱分化和再分化脱分化和再分化, ,脱分化需避光培养脱分化需避光培养, ,再分化需要光照条件再分化需要光照条件, ,且二者植物激且二者植物激 素的配比不同。素的配比不同。 (2)(2)科学思维科学思维批判性思维批判性思维 某同学认为单倍体幼苗经过秋水仙素处理后得到的都是纯合子某同学认为单倍体幼苗经过秋水仙素处理后得到的都是纯合子, ,你认为对吗你认为对吗? ?说说 出你的理由。出你的理由。 提示提示: :不一定。对二倍体植物形成的单倍体来说不一定。对二倍体植物形成的单倍体来说, ,这句话是对的。对多倍体来说这句话是对的。对多倍体来说, , 这句话不对。例如这
12、句话不对。例如, ,四倍体植物四倍体植物(AAaa)(AAaa)形成的单倍体幼苗形成的单倍体幼苗( (基因型有基因型有AAAA、AaAa、aa aa 3 3种种),),经秋水仙素诱导后形成的仍然是四倍体经秋水仙素诱导后形成的仍然是四倍体, ,基因型分别为基因型分别为AAAAAAAA、AAaaAAaa、aaaa,aaaa, 其中其中AAaaAAaa是杂合子。是杂合子。 【素养素养迁移迁移】 现代生物技术可以利用植物体的任何一个活体部分现代生物技术可以利用植物体的任何一个活体部分, ,包括茎尖、叶片和花药包括茎尖、叶片和花药 等等, ,在一定的条件下使它发育成完整的植株。这种技术可以在较短时间内大
13、量在一定的条件下使它发育成完整的植株。这种技术可以在较短时间内大量 繁殖、培育新品种及防止病毒的危害等。下列关于该生物技术的叙述繁殖、培育新品种及防止病毒的危害等。下列关于该生物技术的叙述, ,正确的正确的 是是 ( ( ) ) 常用茎尖或花药培养获得脱毒苗常用茎尖或花药培养获得脱毒苗 其应用之一是快速繁殖其应用之一是快速繁殖 这种技术属于细胞工程这种技术属于细胞工程 该技术一定要用到纤维素酶和果胶酶该技术一定要用到纤维素酶和果胶酶 A.A. B.B. C.C. D.D. 【解析解析】选选B B。该技术为植物组织培养技术。常用茎尖培养获得脱毒苗。该技术为植物组织培养技术。常用茎尖培养获得脱毒苗
14、, ,而花药而花药 离体培养获得的是单倍体离体培养获得的是单倍体, ,往往是高度不育的往往是高度不育的, ,错误错误; ;植物组织培养技术的应植物组织培养技术的应 用之一是快速繁殖用之一是快速繁殖, ,正确正确; ;植物组织培养技术属于植物细胞工程植物组织培养技术属于植物细胞工程, ,正确正确; ;在植在植 物体细胞杂交技术中用到了纤维素酶和果胶酶去除细胞壁物体细胞杂交技术中用到了纤维素酶和果胶酶去除细胞壁, ,而题中所述技术中而题中所述技术中 不涉及不涉及, ,错误。错误。 【补偿训练补偿训练】 马铃薯利用块茎进行无性生殖马铃薯利用块茎进行无性生殖, ,种植的世代多了以后往往因感染病毒而减种
15、植的世代多了以后往往因感染病毒而减 产产, ,为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳办法为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳办法 是是 ( ( ) ) A.A.选择优良品种进行杂交选择优良品种进行杂交 B.B.进行远缘植物体细胞杂交进行远缘植物体细胞杂交 C.C.利用茎尖进行组织培养利用茎尖进行组织培养 D.D.人工诱导基因突变人工诱导基因突变 【解析解析】选选C C。马铃薯种植世代多了以后往往因感染病毒而减产。马铃薯种植世代多了以后往往因感染病毒而减产, ,不是遗传物质不是遗传物质 发生变化造成的发生变化造成的, ,因此不需要考虑根据遗传变异的原
16、理进行育种。其茎尖几乎因此不需要考虑根据遗传变异的原理进行育种。其茎尖几乎 不含病毒不含病毒, ,可以通过组织培养获得脱毒苗。可以通过组织培养获得脱毒苗。 知识点二知识点二 细胞产物的工厂化生产细胞产物的工厂化生产 区别植物组织培养和植物细胞培养区别植物组织培养和植物细胞培养: : 项目项目 植物组织培养植物组织培养 植物细胞培养植物细胞培养 目的目的 获得植物体获得植物体 获得细胞产物获得细胞产物 原理原理 植物细胞的全能性植物细胞的全能性 细胞增殖细胞增殖 项目项目 植物组织培养植物组织培养 植物细胞培养植物细胞培养 过程过程 应用应用 快速繁殖、作物脱毒、单快速繁殖、作物脱毒、单 倍体育
17、种等倍体育种等 细胞产物的工厂化生产细胞产物的工厂化生产, ,如如 紫草宁、人参皂苷、紫杉紫草宁、人参皂苷、紫杉 醇等醇等 【特别提醒特别提醒】 (1)(1)细胞产物一般是细胞的次生代谢物细胞产物一般是细胞的次生代谢物, ,不一定是蛋白质。不一定是蛋白质。 (2)(2)细胞培养一般是使细胞增殖细胞培养一般是使细胞增殖, ,也可能会利用组织培养技术也可能会利用组织培养技术, ,先脱分化然后再先脱分化然后再 分化获得所需的特定细胞后再进行培养。分化获得所需的特定细胞后再进行培养。 【素养案例素养案例】 如图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径如图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径, ,下列叙
18、述正确的是下列叙述正确的是 ( ( ) ) A.A.该途径体现了植物细胞的全能性该途径体现了植物细胞的全能性 B.B.过程需控制好培养基中植物激素的比例过程需控制好培养基中植物激素的比例 C.C.经过程细胞的形态和结构未发生变化经过程细胞的形态和结构未发生变化 D.D.过程需使用固体培养基过程需使用固体培养基, ,有利于细胞增殖有利于细胞增殖 【解题导引解题导引】解答本题思维流程如下解答本题思维流程如下: : 【解析解析】选选B B。细胞全能性以细胞发育成个体为标志。细胞全能性以细胞发育成个体为标志, ,而图中并没有形成完整植而图中并没有形成完整植 物体物体,A,A项错误项错误; ;过程是脱分
19、化过程是脱分化, ,而决定植物脱分化和再分化的关键因素是培养而决定植物脱分化和再分化的关键因素是培养 基中植物激素的种类和比例基中植物激素的种类和比例, ,因此该过程需控制好培养基中植物激素的比例因此该过程需控制好培养基中植物激素的比例, ,经经 该过程细胞的形态和结构发生了变化该过程细胞的形态和结构发生了变化, ,成为高度液泡化的薄壁细胞成为高度液泡化的薄壁细胞,B,B项正确、项正确、C C 项错误项错误; ;过程需使用液体培养基过程需使用液体培养基, ,有利于细胞增殖有利于细胞增殖,D,D项错误。项错误。 【素养素养探究探究母题追问母题追问】 (1)(1)科学思维科学思维演绎与推理演绎与推
20、理 通过该过程获得的高产细胞群与紫杉外植体中细胞的遗传物质是否相同通过该过程获得的高产细胞群与紫杉外植体中细胞的遗传物质是否相同? ?说明说明 你的理由。你的理由。 提示提示: :相同相同; ;细胞工程技术中的脱分化、再分化和细胞增殖等过程中遗传物质不细胞工程技术中的脱分化、再分化和细胞增殖等过程中遗传物质不 变。变。 (2)(2)社会责任社会责任解决生产生活中的实际问题解决生产生活中的实际问题 假如通过该过程没有获得高产细胞群假如通过该过程没有获得高产细胞群, ,如果你是研究人员如果你是研究人员, ,你应该怎么办你应该怎么办? ? 提示提示: :可以诱变处理愈伤组织可以诱变处理愈伤组织, ,
21、从突变体中筛选出高产紫杉醇细胞进行培养。从突变体中筛选出高产紫杉醇细胞进行培养。 【素养素养迁移迁移】 美国化学家从红豆杉树皮中分离出高抗癌活性的紫杉醇美国化学家从红豆杉树皮中分离出高抗癌活性的紫杉醇, ,从此从此, ,国家重点保护国家重点保护 珍稀植物珍稀植物红豆杉遭受了掠夺式砍伐。为拯救红豆杉红豆杉遭受了掠夺式砍伐。为拯救红豆杉, ,同时获得紫杉醇同时获得紫杉醇, ,科研科研 小组设计了如图所示的实验流程。请回答下列问题小组设计了如图所示的实验流程。请回答下列问题: : (1)(1)选用茎尖分生组织进行组织培养可以获得脱毒苗选用茎尖分生组织进行组织培养可以获得脱毒苗, ,原因是茎尖分生组织
22、细胞原因是茎尖分生组织细胞 _。 (2)(2)紫杉醇作为常见的细胞产物紫杉醇作为常见的细胞产物, ,抗癌效果显著抗癌效果显著, ,通常取自愈伤组织的通常取自愈伤组织的 _( (细胞器细胞器) )。 (3)(3)现有植物甲中提取的物质现有植物甲中提取的物质X,X,能提高紫杉醇的抗癌效果。科研小组欲获得既能提高紫杉醇的抗癌效果。科研小组欲获得既 能产生紫杉醇又能产生物质能产生紫杉醇又能产生物质X X的植株的植株, ,可利用可利用_技术获得杂种植技术获得杂种植 株。该方法首先要利用株。该方法首先要利用_( (物质物质) )除去细胞壁获得具有活力的除去细胞壁获得具有活力的 原生质体原生质体, ,再经再
23、经_( (试剂试剂) )诱导融合形成杂种细胞。该技术的优点是诱导融合形成杂种细胞。该技术的优点是 _。 【解析解析】(1)(1)茎尖分生组织细胞病毒极少茎尖分生组织细胞病毒极少, ,甚至无病毒甚至无病毒, ,因此选用茎尖分生组织因此选用茎尖分生组织 进行组织培养可以获得脱毒苗。进行组织培养可以获得脱毒苗。 (2)(2)紫杉醇是从红豆杉树皮中分离出来的高抗癌活性的物质紫杉醇是从红豆杉树皮中分离出来的高抗癌活性的物质, ,作为常见的细胞产作为常见的细胞产 物物, ,通常取自愈伤组织的液泡。通常取自愈伤组织的液泡。 (3)(3)植物甲可以产生物质植物甲可以产生物质X,X,红豆杉可以产生紫杉醇红豆杉可
24、以产生紫杉醇, ,利用植物体细胞杂交技术将利用植物体细胞杂交技术将 两种植物的体细胞融合获得杂种细胞两种植物的体细胞融合获得杂种细胞, ,再将获得的杂种细胞培养成杂种植株再将获得的杂种细胞培养成杂种植株, ,则则 该杂种植株的细胞既能产生紫杉醇又能产生物质该杂种植株的细胞既能产生紫杉醇又能产生物质X X。在植物体细胞杂交过程中。在植物体细胞杂交过程中, , 首先要利用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁获得具有活力的原生质体首先要利用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁获得具有活力的原生质体, ,再经聚乙再经聚乙 二醇二醇( (或高或高CaCa2+ 2+- -高 高pH)pH)诱导融合形成杂种细胞。植物体细胞杂交
25、技术的优点是诱导融合形成杂种细胞。植物体细胞杂交技术的优点是 克服了远缘杂交不亲和的障碍。克服了远缘杂交不亲和的障碍。 答案答案: :(1)(1)病毒极少病毒极少, ,甚至无病毒甚至无病毒 (2)(2)液泡液泡 (3)(3)植物体细胞杂交植物体细胞杂交 纤维素酶和纤维素酶和 果胶酶果胶酶 聚乙二醇聚乙二醇( (或高或高CaCa2+ 2+- -高 高pH)pH) 克服了远缘杂交不亲和的障碍克服了远缘杂交不亲和的障碍 【补偿训练补偿训练】 下列关于细胞产物的工厂化生产的叙述中下列关于细胞产物的工厂化生产的叙述中, ,错误的是错误的是 ( ( ) ) A.A.细胞产物的工厂化生产是植物细胞工程的重要
26、用途之一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.B.培养过程中需要脱分化形成愈伤组织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然后悬浮培养愈伤组织细胞 C.C.利用植物组织培养技术工厂化生产的细胞产物一定是药物利用植物组织培养技术工厂化生产的细胞产物一定是药物 D.D.培养的细胞收集后一般要破碎提取有效成分培养的细胞收集后一般要破碎提取有效成分 【解析解析】选选C C。利用植物组织培养技术工厂化生产的细胞产物包括蛋白质、。利用植物组织培养技术工厂化生产的细胞产物包括蛋白质、 脂肪、糖类、香料、生物碱、药物等。脂肪、糖类、香料、生物碱、药物等。 【课堂回眸课堂回
27、眸】 课堂检测课堂检测素养达标素养达标 【概念概念诊断诊断】 1.1.植物细胞工程在农业、医药工业等方面有着广泛的应用植物细胞工程在农业、医药工业等方面有着广泛的应用, ,并且取得了显著的并且取得了显著的 社会效益和经济效益社会效益和经济效益, ,下列有关植物细胞工程的应用描述合理的是下列有关植物细胞工程的应用描述合理的是 _。 快速繁殖只能保持亲本的优良性状快速繁殖只能保持亲本的优良性状 作物脱毒所选的组织可以来自植物的任何部位作物脱毒所选的组织可以来自植物的任何部位 突变体的利用通常对愈伤组织进行诱变处理突变体的利用通常对愈伤组织进行诱变处理 单倍体育种过程中花药离体培养获得单倍体植株需要
28、用到植物组织培养单倍体育种过程中花药离体培养获得单倍体植株需要用到植物组织培养 细胞产物的工厂化生产是利用细胞培养技术获取大量植物细胞并提取细胞产细胞产物的工厂化生产是利用细胞培养技术获取大量植物细胞并提取细胞产 物的技术物的技术 【解析解析】选选。快速繁殖属于无性繁殖。快速繁殖属于无性繁殖, ,可以保持亲本所有的遗传性状可以保持亲本所有的遗传性状, , 错误错误; ;作物脱毒所选的组织为分生组织作物脱毒所选的组织为分生组织, ,错误错误; ;愈伤组织分裂旺盛愈伤组织分裂旺盛, ,易发生基因易发生基因 突变突变, ,因此通常对愈伤组织进行诱变处理因此通常对愈伤组织进行诱变处理, ,正确正确;
29、;花药离体培养是用花粉培育花药离体培养是用花粉培育 出单倍体植株出单倍体植株, ,需要组织培养需要组织培养, ,正确正确; ;细胞产物的工厂化生产是利用细胞培养细胞产物的工厂化生产是利用细胞培养 技术获取大量植物细胞并提取细胞产物的技术技术获取大量植物细胞并提取细胞产物的技术, ,正确。正确。 2.2.制造人工种子的原理是在植物组织培养得到的“胚状体”的最外面用一层有制造人工种子的原理是在植物组织培养得到的“胚状体”的最外面用一层有 机膜包裹机膜包裹, ,并在薄膜内放入一些营养物质并在薄膜内放入一些营养物质, ,如图所示。据此判断下列说法错误的如图所示。据此判断下列说法错误的 是是 ( ( )
30、 ) A.“A.“胚状体”最外面的一层有机膜和里面营养物质分别具有种皮和胚乳的功能胚状体”最外面的一层有机膜和里面营养物质分别具有种皮和胚乳的功能 B.“B.“胚状体”来源于离体的植物体细胞胚状体”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其形成过程中要经过的生理变化大体 上是脱分化和再分化上是脱分化和再分化 C.C.从保证人工种子正常的生命力及生态系统物质循环上来看从保证人工种子正常的生命力及生态系统物质循环上来看, ,其外部薄膜应具其外部薄膜应具 有全透性和能被微生物降解的特点有全透性和能被微生物降解的特点 D.D.在人工种子萌发的过程中在人工种子萌发的过程中,“,“胚状
31、体”细胞吸收营养液中的物质用于生长胚状体”细胞吸收营养液中的物质用于生长 【解析解析】选选C C。“胚状体”最外面的一层有机膜和里面营养物质分别具有种皮。“胚状体”最外面的一层有机膜和里面营养物质分别具有种皮 和胚乳的功能和胚乳的功能, ,这是为了模仿真实的种子这是为了模仿真实的种子, ,从而达到可正常发育的目的从而达到可正常发育的目的,A,A正正 确确; ;“胚状体”是通过植物组织培养获得的胚状体”是通过植物组织培养获得的, ,来源是离体的植物细胞或组织来源是离体的植物细胞或组织, ,形形 成过程中要先经历脱分化形成愈伤组织成过程中要先经历脱分化形成愈伤组织, ,然后通过再分化形成胚状体然后
32、通过再分化形成胚状体,B,B正确正确; ;人人 工种子的外部薄膜一方面用于保护内部组织工种子的外部薄膜一方面用于保护内部组织, ,另一方面需要保证种子正常的生另一方面需要保证种子正常的生 命活动命活动, ,因此应具有选择透过性因此应具有选择透过性, ,可透气透水等可透气透水等, ,但不能使薄膜内的营养物质出但不能使薄膜内的营养物质出 来来, ,且不易被微生物降解且不易被微生物降解,C,C错误错误; ;在人工种子萌发的过程中在人工种子萌发的过程中, ,需要提供营养液等需要提供营养液等 适宜条件适宜条件, ,这样可以使胚状体中的细胞吸收所需的营养物质用于生长这样可以使胚状体中的细胞吸收所需的营养物
33、质用于生长,D,D正确。正确。 3.3.在植物组织培养过程中在植物组织培养过程中, ,容易获得突变体的主要原因是容易获得突变体的主要原因是 ( ( ) ) A.A.培养基营养丰富培养基营养丰富, ,易于植物生长易于植物生长 B.B.培养的细胞一直处于不断增殖状态培养的细胞一直处于不断增殖状态 C.C.纺锤丝的形成容易受抑制纺锤丝的形成容易受抑制 D.DNAD.DNA复制容易受抑制复制容易受抑制 【解析解析】选选B B。培养基只是为培养物的生长提供了所需的营养物质。培养基只是为培养物的生长提供了所需的营养物质( (水、无机盐、水、无机盐、 蔗糖、氨基酸和有机酸等蔗糖、氨基酸和有机酸等) )、激素
34、、激素( (如细胞分裂素、生长素如细胞分裂素、生长素) )等等, ,不符合题意不符合题意,A,A错错 误误; ;在植物组织培养的过程中在植物组织培养的过程中, ,由于培养细胞一直处于不断增殖状态由于培养细胞一直处于不断增殖状态, ,因此容易因此容易 受到培养条件和外界压力的影响而产生突变受到培养条件和外界压力的影响而产生突变, ,进而获得突变体进而获得突变体,B,B正确正确; ;培养细胞培养细胞 在不断分裂过程中在不断分裂过程中, ,由于人为地调控培养条件由于人为地调控培养条件, ,因此纺锤丝的形成和因此纺锤丝的形成和DNADNA复制不复制不 容易受抑制容易受抑制,C,C、D D错误。错误。
35、4.4.某种极具观赏价值的兰科珍稀花卉很难获得成熟种子。为尽快推广种植某种极具观赏价值的兰科珍稀花卉很难获得成熟种子。为尽快推广种植, ,可可 应用多种技术获得大量优质苗应用多种技术获得大量优质苗, ,下列技术中不能选用的是下列技术中不能选用的是 ( ( ) ) A.A.利用茎段扦插诱导生根技术快速育苗利用茎段扦插诱导生根技术快速育苗 B.B.采用花粉粒组织培养获得单倍体幼苗采用花粉粒组织培养获得单倍体幼苗 C.C.采集幼芽嫁接到合适的其他种类植物体上采集幼芽嫁接到合适的其他种类植物体上 D.D.可以采用幼叶、茎尖等部位的组织进行组织培养可以采用幼叶、茎尖等部位的组织进行组织培养 【解析解析】
36、选选B B。利用茎段扦插诱导生根技术快速育苗属于无性生殖。利用茎段扦插诱导生根技术快速育苗属于无性生殖, ,能保持亲本能保持亲本 的优良性状的优良性状,A,A不符合题意不符合题意; ;花粉粒通过减数分裂产生花粉粒通过减数分裂产生, ,只含有该品种一半的染色只含有该品种一半的染色 体体, ,后代性状可能会明显改变后代性状可能会明显改变, ,而且单倍体植株矮小而且单倍体植株矮小, ,观赏价值差观赏价值差, ,不能用于培育不能用于培育 优质苗优质苗,B,B符合题意符合题意; ;幼芽嫁接属于无性生殖幼芽嫁接属于无性生殖, ,能保持亲本的优良性状能保持亲本的优良性状,C,C不符合题不符合题 意意; ;选
37、择幼叶、茎尖进行植物组织培养属于无性生殖选择幼叶、茎尖进行植物组织培养属于无性生殖, ,能保持亲本的优良性状能保持亲本的优良性状,D,D 不符合题意。不符合题意。 5.5.作物育种是生物技术的一项重要内容作物育种是生物技术的一项重要内容, ,其方法手段也日益先进和多样化。现其方法手段也日益先进和多样化。现 有一基因型为有一基因型为AaBBAaBB的生物的生物, ,现在要将它转变成基因型为现在要将它转变成基因型为AABB,AABB,aB,aB, AAaaBBBBAAaaBBBB的生物的生物, ,可以采取的相关技术及排列正确的一组是可以采取的相关技术及排列正确的一组是 ( ( ) ) A.A.诱变
38、育种、花药离体培养、植物体细胞杂交诱变育种、花药离体培养、植物体细胞杂交 B.B.杂交育种、花药离体培养、多倍体育种杂交育种、花药离体培养、多倍体育种 C.C.诱变育种、多倍体育种、花药离体培养诱变育种、多倍体育种、花药离体培养 D.D.花药离体培养、多倍体育种、诱变育种花药离体培养、多倍体育种、诱变育种 【解析解析】选选B B。将生物的基因型由将生物的基因型由AaBBAaBB转变为转变为AABB,AABB,采用的技术通常是杂交育采用的技术通常是杂交育 种或诱变育种种或诱变育种; ;将生物的基因型由将生物的基因型由AaBBAaBB转变为转变为aB,aB,采用的技术是花药离体培养采用的技术是花药
39、离体培养; ; 将生物的基因型由将生物的基因型由AaBBAaBB转变为转变为AAaaBBBB,AAaaBBBB,采用的技术是多倍体育种。采用的技术是多倍体育种。 【思维思维跃迁跃迁】 6.6.随着科学发展随着科学发展, ,现代生物技术已经广泛应用于社会生产的各个方面。请回答现代生物技术已经广泛应用于社会生产的各个方面。请回答 下列相关问题下列相关问题: : (1)(1)植物组织培养技术就是在植物组织培养技术就是在_条件下条件下, ,将离体植物器官、组将离体植物器官、组 织、细胞织、细胞, ,培养在人工配制的培养基上培养在人工配制的培养基上, ,给予适宜的培养条件给予适宜的培养条件, ,诱导其产
40、生愈伤诱导其产生愈伤 组织、丛芽组织、丛芽, ,最终形成完整植株的技术。最终形成完整植株的技术。 (2)(2)一般无性生殖的植物感染病毒很容易传播给后代。病毒在植物体内逐年积一般无性生殖的植物感染病毒很容易传播给后代。病毒在植物体内逐年积 累累, ,就会导致作物产量降低就会导致作物产量降低, ,品质变差。若想获得脱毒苗品质变差。若想获得脱毒苗, ,可以切取植物可以切取植物 _附近病毒极少甚至无病毒的组织细胞进行培养。脱毒草莓与四倍附近病毒极少甚至无病毒的组织细胞进行培养。脱毒草莓与四倍 体草莓形态都比较大体草莓形态都比较大, ,在细胞水平上可通过观察在细胞水平上可通过观察_加以区加以区 别。别
41、。 (3)(3)在植物组织培养过程中在植物组织培养过程中, ,由于培养细胞一直处于不断由于培养细胞一直处于不断_的状态的状态, , 容易受到培养条件和外界压力的影响而产生容易受到培养条件和外界压力的影响而产生_。从这些个体中可以。从这些个体中可以 筛选出对人有用的个体。筛选出对人有用的个体。 (4)(4)在植物育种方面一定用到植物组织培养技术的有在植物育种方面一定用到植物组织培养技术的有_ _( (至少答两种至少答两种) )。 (5)(5)正常情况下白菜与甘蓝不能通过有性杂交产生后代正常情况下白菜与甘蓝不能通过有性杂交产生后代, ,但通过体细胞融合可以但通过体细胞融合可以 打破生殖隔离获得“白
42、菜打破生殖隔离获得“白菜甘蓝”杂种植株甘蓝”杂种植株, ,若“白菜若“白菜甘蓝”杂种植株与白甘蓝”杂种植株与白 菜杂交无后代菜杂交无后代, ,与甘蓝杂交有后代。能否确定“白菜与甘蓝杂交有后代。能否确定“白菜甘蓝”杂种植株与甘蓝甘蓝”杂种植株与甘蓝 不存在生殖隔离不存在生殖隔离? ?_, ,为什么为什么? ?_。 【解析解析】(1)(1)植物组织培养是利用无性生殖原理植物组织培养是利用无性生殖原理, ,将离体的植物器官、组织或细将离体的植物器官、组织或细 胞等在无菌和人工控制的条件下胞等在无菌和人工控制的条件下, ,放在人工配制的培养基上培养放在人工配制的培养基上培养, ,短期内就能诱短期内就能
43、诱 导出完整植株的技术。导出完整植株的技术。 (2)(2)脱毒植物苗的取材一般是分生区部位脱毒植物苗的取材一般是分生区部位, ,如幼嫩的芽或茎如幼嫩的芽或茎, ,主要是这些部位病主要是这些部位病 毒极少甚至无病毒。脱毒草莓是通过植物组织培养技术获得的毒极少甚至无病毒。脱毒草莓是通过植物组织培养技术获得的, ,为二倍体为二倍体, ,四倍四倍 体草莓通过染色体变异获得体草莓通过染色体变异获得, ,因此在细胞水平上可通过观察染色体数目加以区因此在细胞水平上可通过观察染色体数目加以区 别。别。 (3)(3)在植物的组织培养过程中在植物的组织培养过程中, ,由于培养细胞一直处于不断增殖的状态由于培养细胞
44、一直处于不断增殖的状态, ,容易受容易受 到培养条件和外界压力的影响到培养条件和外界压力的影响, ,在在DNADNA复制的过程中发生突变复制的过程中发生突变, ,易获得突变体。易获得突变体。 (4)(4)在植物育种方面一定用到植物组织培养技术的有基因工程育种、单倍体育在植物育种方面一定用到植物组织培养技术的有基因工程育种、单倍体育 种、体细胞杂交育种等。种、体细胞杂交育种等。 (5)(5)“白菜白菜甘蓝甘蓝”杂种植株与甘蓝杂交有后代杂种植株与甘蓝杂交有后代, ,但是无法确定二者是否存在生但是无法确定二者是否存在生 殖隔离殖隔离, ,因为不能确定其后代是否可育。因为不能确定其后代是否可育。 答案
45、答案: :(1)(1)无菌和人工控制无菌和人工控制 (2)(2)分生区分生区 染色体数目染色体数目 (3)(3)增殖增殖 突变突变 (4)(4)基因工程育种、单倍体育种、体细胞杂交育种基因工程育种、单倍体育种、体细胞杂交育种 (5)(5)不能不能 尽管有后代尽管有后代, ,但不能确定后代是否可育但不能确定后代是否可育 【拓展拓展探究探究】 7.7.紫草是一种重要的药用植物紫草是一种重要的药用植物, ,其根部富含红色的萘醌类次生代谢物其根部富含红色的萘醌类次生代谢物紫草紫草 宁及其衍生物。它们具有抗菌、消炎、活血和诱导癌细胞凋亡等功效宁及其衍生物。它们具有抗菌、消炎、活血和诱导癌细胞凋亡等功效,
46、 ,同时也同时也 是一种天然染料。利用细胞产物的工厂化生产紫草宁已成为解决产量问题的重是一种天然染料。利用细胞产物的工厂化生产紫草宁已成为解决产量问题的重 要手段。请回答下列问题要手段。请回答下列问题: : (1)(1)选用新生营养芽为外植体的原因是选用新生营养芽为外植体的原因是_, , _, , 外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为_。 (2)(2)培养过程需要加入一定的植物激素培养过程需要加入一定的植物激素, ,常用的植物激素有常用的植物激素有_。 (3)(3)为了更好地获得紫草宁及其衍生物为了更好地获得紫草宁及其衍生物, ,生产中一般采用细胞产物工厂化生产生产中一般采用细胞产物工厂化生产, , 进行紫草细胞大规模培养。下列说法正确的有进行紫草细胞大规模培养。下列说法正确的有_( (多多 选选) )。 A.A.选取生长旺盛的愈伤组织细胞选取生长旺盛的愈伤组织细胞 B.B.必须在光照条件下培养必须在光照条件下培养 C.C.培养过程中需通空气培养过程中需通空气 D.D.培养
