课时提升作业 四十一

植物细胞工程

(40分钟 100分)

1.(12分)(2017·南昌模拟)下图表示某育种过程，请据图回答：

(1)②③过程中，②属于________过程，其中需要光照的是________(填序号)。 (2)由花粉能培养成试管苗，说明植物细胞具有________，根本原因是___________。

(3)花粉在实验条件下发育成植株这一技术，可应用于________育种，从而获得稳定遗传的新品种。该项技术最大的优点是___________。

(4)若花药壁细胞的基因型是AaBb，则最后得到的纯合二倍体植株可能有________种基因型。

【解析】(1)②是由细胞培养到愈伤组织阶段，属于脱分化，③是由愈伤组织培养到试管苗阶段，属于再分化。再分化过程中，芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照。(2)由细胞培养成个体，体现了细胞的全能性。细胞具有全能性的原因是每个细胞中都具有本物种发育成完整个体所需要的全部遗传物质。(3)花药离体培养技术是单倍体育种的流程之一。单倍体育种的最大优点是明显缩短育种年限。(4)若花药壁细胞的基因型是AaBb，则花粉的基因型有AB、Ab、aB、ab四种，则最后得到的纯合二倍体植株可能有AABB、AAbb、aaBB、aabb四种基因型。 答案：(1)脱分化 ③

(2)全能性 每个细胞中都具有本物种发育成完整个体所需要的全部遗传物质 (3)单倍体 明显缩短育种年限 (4)四

【知识总结】细胞全能性的比较

(1)细胞的分化程度越高，其分裂能力越弱，其全能性越不容易表现出来。 (2)受精卵>生殖细胞>体细胞。

(3)体细胞中：植物细胞>动物细胞(只有细胞核才有全能性，分化程度低的>分化程度高的；细胞分裂能力

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强的>细胞分裂能力弱的；幼嫩的细胞>衰老的细胞)。

2.(12分)(2017·长沙模拟)植物组织培养技术被广泛应用于培育无病毒植株、育种及获得植物次生代谢产物等生产生活实际。下图为番茄植株的培育过程。分析回答：

世纪金榜导学号77982486

(1)经过①过程获得植物细胞原生质体，此处使用的溶液浓度不宜过小，以防止细胞原生质体________。 (2)铺平板类似于微生物接种，平板培养基中添加蔗糖的目的除了调节渗透压外，还有________的作用。 (3)图中属于再分化的过程是________(填序号)。

(4)植物组织培养技术不仅可以保持优良品种的________特性，还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。 (5)“人工种子”大体由胚状体、包埋胚状体的胶质以及人造种皮3部分组成，包埋胚状体中富含有机营养，这是因为胚状体在萌发初期不能进行________，为了满足胚状体的代谢需求，“人造种皮”必须具有良好的透水性、________。

【解析】(1)植物细胞去除细胞壁后剩下的为原生质体，使用的溶液浓度过小会导致原生质体发生渗透吸水，吸水膨胀易破裂。(2)蔗糖为有机物，因此平板培养基中添加蔗糖的目的除了调节渗透压外，还可以提供营养(提供能量)。(3)由脱分化形成的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成根或芽等器官，这个过程叫做再分化，因此再分化过程为⑨⑩。(4)该实验的培养对象为离体的体细胞，因此为无性繁殖，可以保持优良品种的遗传特性。(5)胚状体在萌发初期没有分化出叶绿体，因此不能进行光合作用；为满足胚状体的代谢需求，“人造种皮”除了具有良好的透水性外，还应该具有良好的透气性满足其与外界进

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行气体交换。 答案：(1)吸水破裂

(2)提供营养(提供能量) (3)⑨⑩ (4)遗传 (5)光合作用 透气性

3.(14分)(2017·泰安模拟)枸杞辣椒是以枸杞和辣椒为材料，采用新技术手段培育的辣椒新品种(培育过程如图所示)。枸杞辣椒兼具枸杞和辣椒的品性，不仅口感好、蛋白质含量高、具有养生保健功效，而且早熟、病害少、丰产性能佳，尤其是大大增强了辣椒的抗逆性(抗盐碱能力)。

请回答下列问题： 世纪金榜导学号77982487

(1)枸杞与辣椒有性杂交得到的子代，理论上________(填“不可育”或“可育”)；而通过图示培育方法获得的杂种植株可育，造成这种差异的原因是_________。

(2)枸杞辣椒具有很强的抗旱与抗盐碱能力，若要保持枸杞辣椒的优良性状并大量繁殖，则应用到的技术是________________________。

(3)过程③指在化学药剂________________的作用下细胞发生融合；动物细胞融合的方法与植物细胞不相同的是________________。过程⑤⑥⑦表示的细胞工程技术是______________，其培养时选用的材料通常是分生组织，原因是分生组织__________________________________；图示技术手段的特点和意义在于________________________________。

(4)有专家认为，枸杞辣椒的成功培育也带来了新的忧虑：不同的物种间杂交并产生可育子代，可能带来类似转基因生物在______________________________等方面的安全性问题。

【解析】(1)枸杞与辣椒属于两个物种，二者不能通过有性杂交产生可育后代，原因是二者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，也就存在着生殖隔离。但二者通过植物体细胞杂交技术产生的后代含有同源染色体，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。(2)要保持植物的优良性状可以利用无性繁殖技术(如嫁接、植物组织培养等)，要大量繁殖则需用植物组织培养技术(植物的微型繁殖技术)。(3)过程③是诱导原生质体融合，常用的化学促融剂是聚乙二醇(PEG)，而用灭活的病毒促进细胞融合是动物细胞融合特有的方式。过程⑤⑥⑦为植物组织培养过程。植物组织培养过程中，由于分生组织细胞分裂旺盛、全能性高，因此，常作为组织培养

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的材料。植物体细胞杂交可以克服不同物种远缘杂交不亲和的障碍，实现不同物种间的基因交流。(4)枸杞与辣椒体细胞杂交的成功，克服了生殖隔离现象，使得基因在不同物种之间也能交流。但可能会带来类似转基因生物在食物、生物、环境等方面的安全性问题。

答案：(1)不可育 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 (2)植物组织培养

(3)聚乙二醇(PEG) 可以使用灭活的病毒 植物组织培养 全能性高，易培养形成愈伤组织 克服不同物种远缘杂交不亲和的障碍 (4)食物、生物、环境

4.(12分)(2017·正定模拟)叶绿体转基因技术是将外源基因整合到叶绿体基因组中，该技术能有效改良植物的品质。请回答：

(1)转基因技术的核心步骤是______________________，完成该步骤所需要的酶有____________________。 (2)将植物体细胞处理得到原生质体，再通过________法或________法，将目的基因导入原生质体，使原生质体再生细胞壁之后，通过________技术培养可得到相应的转基因幼苗。

(3)来自原核生物中有重要价值的外源基因，不需要改造和修饰就可在叶绿体中高效表达，据此分析，原因是______________。

(4)对大多数高等植物而言，与传统的细胞核转基因相比，叶绿体转基因更稳定，其遗传方式________(填“遵循”或“不遵循”)分离定律，不会随________(填“花粉”或“卵细胞”)传给后代，从而保持了________(填“父本”或“母本”)的遗传特性。

【解析】(1)转基因技术的操作分四步：获取目的基因、构建基因表达载体、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测和鉴定，其中构建基因表达载体是核心，需要用到限制酶和DNA连接酶。

(2)将目的基因导入原生质体，可以用农杆菌转化法、基因枪法和花粉管通道法。原生质体再生细胞壁之后，通过植物组织培养技术培养可得到相应的转基因幼苗。

(3)外源基因不需要改造和修饰就可在叶绿体中高效表达，原因是叶绿体DNA与原核生物DNA结构类似。 (4)叶绿体转基因属于细胞质基因，不遵循分离定律，受精卵的细胞质几乎全部来自卵细胞，所以叶绿体转基因不会随花粉传给后代，从而保持了母本的遗传特性。 答案：(1)构建基因表达载体 限制酶和DNA连接酶 (2)农杆菌转化 基因枪 植物组织培养 (3)叶绿体DNA与原核生物DNA结构类似 (4)不遵循 花粉 母本 【延伸探究】

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