专题三 植物细胞工程——高二生物学选择性必修三人教版(2019)期末专项测试 B卷
一、单项选择题:本题共18小题,每题3分,共54分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.植物组织培养是植物细胞工程的基本技术,下列有关植物组织培养的叙述,错误的是( )
A.植物组织培养的理论基础是植物细胞具有全能性
B.菊花组织培养中的关键激素是生长素和细胞分裂素
C.植物组织培养的核心步骤是脱分化和再分化
D.植物组织培养中的外植体和培养基都要严格灭菌
2.植物体细胞杂交技术在培育植物新品种等方面具有独特的优势,下面有关该技术的叙述错误的是( )
A.可在低渗溶液中用纤维素酶和果胶酶处理获得原生质体
B.杂种植株的形成需经过脱分化和再分化等培养过程
C.杂种植株不具备双亲的优良性状可能与基因无法有序表达有关
D.原生质体的融合体现了细胞膜具有一定的流动性
3.植物甲(2n=20)与植物乙(2n=16)通过人工授粉杂交,获得的幼胚组织经离体培养形成大量的幼苗丙,用秋水仙素处理丙的顶芽形成幼苗丁。下列有关说法正确的是( )
A.丙含有2个染色体组
B.秋水仙素通过抑制着丝点分裂,使染色体数目加倍
C.分裂后期,幼苗丁的细胞中都存在72条染色体
D.丙到丁发生了染色体变异,丁是单倍体
4.为培育抗旱性强、可溶性糖含量高的甘薯KI1,研究者设计如下流程。相关叙述不正确的是( )
A.该过程需要考虑甘薯A和甘薯B之间的生殖隔离问题
B.该技术用到了植物细胞的全能性和细胞膜的流动性原理
C.过程②需要高尔基体参与再生出新的细胞壁
D.过程③需要严格进行无菌操作
5.蝴蝶兰开出形如蝴蝶飞舞般的花朵,深受花迷们青睐。利用组织培养技术可大规模生产蝴蝶兰。下列叙述错误的是( )
A.植物组织培养的理论基础是植物细胞具有全能性
B.使用体积分数为70%的酒精对外植体进行灭菌
C.植物组织培养可以保持蝴蝶兰优良品种的遗传特性
D.用蝴蝶兰茎尖进行组织培养可获得无病毒植株
6.下列有关植物细胞工程应用的叙述,不正确的是( )
A.利用组织培养技术培育脱毒苗,获得具有抗病毒的新品种
B.利用植物细胞培养获得的紫草素,实现了细胞产物的工厂化生产
C.利用培养的愈伤组织进行诱变育种,可以提高基因突变率,获得有用的突变体
D.利用植物体细胞杂交技术,能打破生殖隔离,实现远缘杂交育种
7.我国研究人员利用“中华猕猴桃”和“美味猕猴桃”两个不同种培育出了更加优良的品种H,其过程如图所示。已知用X射线处理会使染色体受影响而导致细胞失去分裂能力;用碘乙酰胺处理会使细胞内的酶失活而抑制生长。下列有关叙述错误的是( )
A.图中②过程使用纤维素酶和果胶酶进行处理,得到原生质体B、D
B.过程③采用PEG、灭活病毒诱导融合等方法得到的两两融合的细胞有3种
C.①过程用X射线处理A,碘乙酰胺处理C,可筛选到F,以便获得优良品种H
D.培育优良品种H的过程运用了植物细胞的全能性和细胞膜的流动性
8.植物细胞工程具有广泛的应用前景和实用价值,下列相关叙述正确的是( )
A.利用植物细胞培养生产紫草宁时,需要把外植体培养成完整的紫草植株幼苗
B.利用花药通过植物组织培养获得的单倍体植株可作为研究遗传突变的理想材料
C.次生代谢物是植物所必需的,但含量少,应选择产量高的细胞进行培养
D.植物细胞培养技术主要利用促进细胞生长培养条件提高单个细胞中次生代谢物含量
9.下图为植物体细胞杂交技术流程,其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞,所含有的染色体组分别是AA和BB。据图分析,下列叙述正确的是( )
A.经过程①获得的a、b称为原生质体,②过程可用灭活的病毒诱导
B.过程③为再生细胞壁,c细胞的染色体组成均为AABB
C.过程④表示是脱分化和再分化,整个过程需要适宜的光照
D.获得的植株d,因为在减数分裂时同源染色体能正常配对,所以理论上是可育的
10.植物细胞培养的基本过程如下图。相关叙述错误的是( )
A.过程①常选择幼嫩的组织或器官与其具有较强增殖能力有关
B.过程③应定期补充培养基以满足细胞对营养、激素等的需求
C.培养的愈伤组织细胞需要经过再分化产生特定的组织后产生次生代谢物
D.利用植物细胞培养技术可实现次生代谢物的工厂化生产
11.草莓是无性繁殖的作物,它感染的病毒很容易传播给后代。病毒在草莓体内逐年积累,会导致产量降低,品质变差。下图是育种工作者选育高品质草莓的流程图。下列有关叙述错误的是( )
A.方法一中的甲常选用茎尖,原因是其病毒极少甚至没有病毒
B.A、C两个过程均属于植物组织培养
C.降低培养基中细胞分裂素/生长素的比值,有利于诱导生根
D.检验两种选育方法的效果都可以使用病毒接种实验
12.下列关于植物体细胞杂交与动物细胞融合比较的叙述,正确的是( )
A.过程中都涉及细胞膜流动性,都需要用酶将细胞分散成单个细胞
B.都可以用PEG融合法或高Ca2+-高pH融合法诱导融合
C.两种杂交细胞都能获得杂交前2个细胞的全部优势
D.前者主要是为了获得杂种植株,后者主要是为了获得杂交细胞
13.“白雪公主”草莓被誉为“水果皇后”,具有广阔的市场前景和较高的经济价值。草莓是无性繁殖的植物,它感染的病毒很容易传播给后代。病毒在草莓体内逐年积累,会导致产量降低,品质变差。下图是育种工作者选育高品质“白雪公主”草莓流程图。下列说法错误的是( )
A.通常采用70%的酒精和5%的次氯酸钠溶液对甲进行消毒处理
B.甲常选用茎尖,原因是该处的病毒极少甚至没有病毒
C.在植物组织培养过程中,经过筛选可能获得对人们有用的突变体
D.通过植物组织培养技术得到抗病毒的草莓脱毒苗
14.随着植物花药培养以及植物体细胞杂交技术等得以确立和发展,标志着植物细胞工程技术进入了高速发展的阶段。花粉原生质体具备单倍体的优点,可直接与体细胞原生质体融合,实现配子与体细胞杂交。下列叙述错误的是( )
A.花粉可培育成单倍体植株,是细胞全能性的体现
B.用低渗溶液配制纤维素酶和果胶酶溶液制备原生质体
C.利用植物组织培养技术将融合细胞培育成完整植株
D.配子与体细胞杂交能缩短三倍体无子果实培育年限
15.拟采用“取材→消毒→愈伤组织培养→出芽→生根→移栽”的方法繁殖一种名贵花卉。下列有关叙述正确的是( )
A.离体器官或组织的细胞都必须通过再分化才能形成愈伤组织
B.培养基中的植物生长调节剂的浓度和配比不影响愈伤组织的生长和分化
C.在培养愈伤组织的培养基中加入细胞融合诱导剂,可获得染色体数目加倍的细胞
D.同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织的基因型不一定相同
16.下列关于植物细胞工程的叙述,错误的是( )
A.植物体细胞杂交时,细胞融合不只形成杂种细胞,还形成同种细胞融合的细胞
B.植物微型繁殖运用了植物组织培养技术,可快速繁殖良种植物
C.利用物理法或化学法可以直接诱导两个植物细胞融合
D.离体培养的植物器官、组织或细胞被称为外植体
17.甘草是世界上使用最广泛的草药之一,其提取物中的黄酮成分具有抗衰老、抗炎等效用。如图表示利用悬浮培养生产甘草黄酮的过程。下列叙述正确的是( )
A.可用次氯酸钠和酒精对种子进行灭菌
B.图中添加果胶酶的主要目的是获得原生质体
C.人工诱变愈伤组织细胞,其变异率常高于对个体或器官进行诱变时的
D.甘草黄酮用于治疗体现了生物多样性的间接价值
18.兰花种子通常发育不全,在自然条件下萌发率极低,利用植物细胞工程可以使其快速繁殖,下图是利用兰花的茎尖细胞培养形成兰花植株的示意图,以下叙述正确的是( )
A.试管植物和提供茎尖的兰花植株的核基因一致,细胞质基因不一致
B.取兰花茎尖培养的原因是新生的茎尖细胞代谢旺盛、分裂快、全能性高等
C.③④过程的培养基成分相同,③过程要在遮光条件下进行,④过程在光下进行
D.利用植物组织培养过程中产生的突变体不可培育为新品种
二、非选择题:本题共3小题,共46分。
19.(14分)甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应,乙植物细胞质基因具有高产效应。某研究小组用甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交相关研究,基本过程包括获取原生质体、诱导原生质体融合、筛选融合细胞、杂种植株再生和鉴定,最终获得高产耐盐碱再生植株。回答下列问题:
(1)为了便于观察细胞融合的状况,通常用不同颜色的原生质体进行融合,若甲植物原生质体采用幼苗的根为外植体,则乙植物可用幼苗的____为外植体。
(2)植物细胞壁的主要成分为____,在获取原生质体时,置于____(填“低渗”或“等渗”)溶液中,理由是____,采用相应的酶进行去壁处理。
(3)在原生质体融合前,需对原生质体进行处理,使甲原生质体的____和乙原生质体的____均失活。对处理后的原生质体在显微镜下用____计数,确定原生质体密度。两种原生质体1:1混合后,可以采用的化学方法除PEG融合外,还有____融合法等。
(4)将进行融合操作后的原生质体悬浮液和液态的琼脂糖混合,在凝固前倒入培养皿,原生质体分散固定在平板中,并独立生长、分裂形成愈伤组织。所有形成的愈伤组织一定源于____,理由是____。
(5)愈伤组织接种到诱导生____(填“芽”或“根”)的培养基上,再将其转接到诱导生____(填“芽”或“根”)的培养基上,后者的生长素用量比值高于____(填激素名称),进一步诱导形成试管苗,愈伤组织诱导成苗的过程称为____,经鉴定后最终发育为高产耐盐碱再生植株。
20.(10分)人参皂苷对癌细胞的生长具有抑制作用,主要存在于西洋参等人参属植物中。科研人员为实现人参皂苷的高产,将西洋参(2n=48)与胡萝卜体细胞(2n=18)进行融合后培养获得愈伤组织,过程如图1所示,并对相关结构中的人参皂苷含量进行检测,结果如图2所示。回答下列问题:
(1)过程①需要将植物细胞置于含_________酶的溶液中,过程③_________(填“需要”或“不需要”)进行光照。
(2)过程②常用的化学法包括________________________(答两点),若过程②只进行两两细胞融合,融合后的细胞染色体数为___________。
(3)若图1中愈伤组织能够培育成完整植株,需要进行的后续操作是_________________(写出简要过程)。
(4)图2中甲表示_________________,分析图2得出的结论是_____________。
21.(12分)紫杉醇是红豆杉细胞中产生的一种高效抗癌物质,在植物体中含量极低。为取代从天然植株中提取紫杉醇的方式,可通过植物组织培养和细胞培养技术来获取,其过程为获取红豆杉外植体→消毒→诱导愈伤组织→细胞培养→提取紫杉醇。回答下列问题:
(1)外植体是指_____。如表为四种不同外植体在相同培养条件下诱导形成愈伤组织的实验结果,由表中结果可知较适宜诱导愈伤组织的两种外植体分别是_____。
外植体 愈伤组织体积 诱导率/%
不带叶茎段 很大 99.5
带叶茎段 很小 90
叶片 很小 20
成熟胚 较大 90
注:诱导率(%)=(形成的愈伤组织数量/接种的外植体数量)×100%
(2)据图分析培养液中2,4-D对细胞生长.紫杉醇合成的作用分别是_______,为获得最大紫杉醇总产量,最适合的培养液中2,4-D浓度应为______(填“0.5”“1.0”或“2.0”)mg·L-1。
(3)与从天然植株中提取紫杉醇相比,利用上述技术生产紫杉醇的重要意义是_____(答出两点)。
答案以及解析
1.答案:D
解析:A、植物组织培养过程是离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织,然后再分化生成根、芽,最终形成植物体,即植物组织培养的理论基础是植物细胞具有全能性,A正确;B、培养基中生长素和细胞分裂素的浓度及比例影响愈伤组织的生长和分化,因此菊花组织培养中的关键激素是生长素和细胞分裂素,B正确;C、植物组织培养的核心步骤是脱分化形成愈伤组织和再分化形成植物体,C正确;D、植物组织培养时需要对外植体消毒,既要杀死材料表面的微生物,又要减少消毒剂对细胞的伤害,不能对其进行灭菌处理,D错误。故选D。
2.答案:A
解析:A、获得植物的原生质体,操作一般在等渗溶液或高渗溶液中进行,在低渗溶液中去除细胞壁后的原生质体会吸水涨破,A错误;B、融合的杂种细胞培育形成杂种植株要经过植物组织培养形成完整植株,包括脱分化和再分化过程,B正确;C、杂种植株不具备双亲的优良性状,可能是杂种植株的基因在表达时相互干扰,无法有序的表达,C正确;D、原生质体融合过程体现了细胞膜具有一定的流动性的结构特点,D正确。故选A。
3.答案:A
解析:A、植物甲、乙(2n=20、2n=16)通过人工授粉杂交,获得的胚染色体数目为18条,幼胚经离体培养形成幼苗丙染色体为18条,幼苗丙为二倍体,含有2个染色体组,A正确;B、秋水仙素通过抑制纺锤体形成,不会抑制着丝点分裂,使染色体数目加倍,B错误;C、植物甲、乙通过人工授粉杂交,获得的幼胚经离体培养形成幼苗丙染色体为18条,用秋水仙素处理丙的顶芽形成幼苗丁染色体为36条,幼苗丁细胞分裂后期染色体可加倍到72条,但用秋水仙素处理丙的顶芽后,不是所有细胞都会加倍,C错误;D、幼苗丙为二倍体,用秋水仙素处理丙的顶芽形成幼苗丁染色体为36条,含有4个染色体组,丁是多倍体,D错误。故选A。
4.答案:A
解析:A、植物体细胞杂交克服了远缘杂交不亲和的障碍,所以该过程不需要考虑甘薯A、B的亲缘关系远近,A错误;B、植物体细胞杂交技术涉及到原生质体的融合过程,该过程依赖膜的流动性,同时需要将杂种细胞培育成杂种植株,该技术为植物组织培养技术,原理是植物细胞的全能性,B正确;C、杂种细胞形成的标志是形成新的细胞壁,高尔基体与植物细胞壁的形成有关,所以过程②需要高尔基体参与再生出新的细胞壁,C正确;D、过程③利用植物组培养技术,需严格进行无菌操作可避免杂菌污染培养基,以保证植物组织培养的成功,D正确。故选A。
5.答案:B
解析:植物组织培养过程中,使用体积分数为70%的酒精能对外植体进行消毒,但不能对外植体进行灭菌,B错误。
6.答案:A
解析:A、因为分生组织的病毒极少,甚至没有病毒,所以将分生组织(如根尖、茎尖)进行离体培养能获得脱毒植株,但不能获得抗病毒的新品种,A错误;B、组织培养技术除了在农业生产上的应用外,还可广泛应用于另一个重要的领域,即细胞产物的工厂化生产,如利用细胞培养技术可大量获得紫草素,B正确;C、利用培养的愈伤组织进行诱变育种,可以提高基因突变率,获得有用的突变体,C正确;D、白菜和甘蓝不属于同一物种,它们之间存在生殖隔离,因此利用植物体细胞杂交技术培育的“白菜一甘蓝”能够克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍,D正确。故选A。
7.答案:B
解析:A、图中B、D是去除细胞壁的原生质体,由于植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,根据酶的专一性原理,②过程去除植物细胞壁需使用纤维素酶和果胶酶,A正确;B、过程③将两个不同种的原生质体进行融合,不能用灭活病毒诱导植物的原生质体融合,B错误;C、已知用X射线处理会使染色体受影响而导致细胞失去分裂能力;用碘乙酰胺处理会使细胞内的酶失活而抑制生长。为了能筛选到杂种细胞F,在①过程对“中华猕猴桃”用X射线处理,对“美味猕猴桃”用碘乙酰胺处理,以便最终能获得优良杂种植株H,C正确;D、该图表示植物体细胞杂交技术,两种细胞膜融合体现了细胞膜的流动性,杂种细胞发育成完整植株体现了植物细胞的全能性,故培育优良品种H的过程运用了植物细胞的全能性和细胞膜的流动性,D正确。故选B。
8.答案:B
解析:A、利用植物细胞培养生产紫草宁时,不需要培育出完整植株,培育出能产生紫草宁的组织细胞即可,A错误;B、单倍体植株的染色体数目是正常植株的一半,当发生突变时,与正常植株相比更容易出现性状的改变,因此可作为研究遗传突变的理想材料,B正确;C、次生代谢不是植物生长所必需的,初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动,C错误;D、植物细胞培养技术主要利用促进细胞生长培养条件来提高多个细胞中次生代谢物含量,D错误。故选B。
9.答案:D
解析:A、经①去除植物细胞壁过程获得的a、b称为原生质体,②过程为原生质体的融合,可以用PEG诱导,但不能用灭活的病毒诱导,A错误;B、过程③为再生细胞壁,c细胞为融合的细胞,若只考虑两两融合,则融合的细胞染色体组成有三种:AAAA、BBBB、AABB,B错误;C、由分析可知,过程④和⑤分别是脱分化和再分化,且脱分化过程不需要光照,C错误;D、通过植物体细胞杂交获得的植物d,因为细胞中有同源染色体存在,在减数分裂时能正常的联会、配对,所以可育,D正确。故选D。
10.答案:C
解析:A、过程①是选择外植体的过程,该过程中常选择幼嫩的组织或器官与其具有较强增殖能力有关,容易培养,A正确;B、过程③是细胞培养的过程,该过程中应定期更换培养基以满足细胞对营养、激素等的需求,B正确;C、根据植物细胞培养过程图,培养的愈伤组织需要经过再分化,不需要形成特定的组织,C错误;D、利用植物组织培养技术可以实现细胞产物的工厂化生产,在实际生产中有较为广泛的应用,D正确。故选C。
11.答案:D
解析:A、方法一为植物组织培养,选择茎尖作为组织培养材料的原因是该部位细胞的病毒含量少,甚至不带病毒,诱导更容易获得脱毒苗,A正确;B、A、C两个过程属于植物组织培养,都经过脱分化形成愈伤组织和再分化形成根芽,最终发育成植株,B正确;C、愈伤组织的分化过程中,当培养基中的细胞分裂素和生长素比值较高时,诱导分化的器官是芽;当细胞分裂素和生长素比值较低时,诱导分化的器官是根,因此降低培养基中细胞分裂素/生长素的比值,有利于诱导生根,C正确;D、方法二为用基因工程选育高品质的抗病毒的草莓,其个体水平检测需要通过病毒接种实验;方法一培育的是脱毒苗而非抗病毒苗,不需要接种病毒,D错误。故选D。
12.答案:D
解析:A、动物细胞融合前需用胰蛋白酶处理使细胞分散开,而植物体细胞杂交前需要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,无需分散为单个细胞,A错误;B、都可以用PEG融合法诱导融合,高Ca2+-高pH只用于植物原生质体融合,B错误;C、由于不同来源的遗传物质会相互影响,则两种杂交细胞不一定获得杂交前2个细胞的全部优势,C错误;D、动物细胞融合技术主要是为了获得细胞产品,即为了获得杂交细胞,而植物体细胞杂交技术主要是为了获得杂种植株,D正确。故选D。
13.答案:D
解析:A、对外植体的消毒通常采用体积分数为70%的酒精和5%次氯酸钠溶液,消毒后需用无菌水进行冲洗,A正确;B、茎尖的病毒极少甚至没有病毒,所以常用茎尖作为外植体,B正确;C、在植物组织培养过程中,愈伤组织容易发生突变,经过筛选可能获得对人们有用的突变体,C正确;D、通过植物组织培养技术得到草莓脱毒苗,但是不抗病毒,D错误。故选D。
14.答案:B
解析:A、花粉可培育成单倍体植株,说明生殖细胞具有全能性,是细胞全能性的体现,A正确;B、用高渗溶液或等渗溶液配制纤维素酶和果胶酶溶液制备原生质体,这样可以避免原生质体吸水涨破,B错误;C、通过植物组织培养技术将融合细胞培育成完整植株,利用了植物细胞具有全能性的原理,克服了远缘杂交不亲和的障碍,C正确;D、配子与体细胞杂交通过植物组织培养技术获得三倍体能缩短三倍体无子果实培育年限,利用了植物细胞全能性的原理,D正确。故选B。
15.答案:D
解析:A、离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织,而后通过再分化过程形成植株,A错误;B、培养基中的生长素和细胞分裂素的比值大时有利于根的形成,比值小时,则促进芽的形成,即培养基中植物激素的浓度和配比影响愈伤组织的生长和分化,B错误;C、愈伤组织细胞含有细胞壁,加入细胞融合诱导剂不会诱导细胞融合,因此不会得到染色体数目加倍的细胞,C错误;D、同一植株不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织的基因型不一定相同,如由花粉细胞培养形成的愈伤组织细胞的基因大约只有体细胞的一半,D正确。故选D。
16.答案:C
解析:A、植物体细胞杂交时,融合率不是100%的,且细胞融合不只形成杂种细胞,还形成同种细胞融合的细胞,A正确;B、植物组织培养过程是:离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织,然后再分化生成根、芽,最终形成植物体,植物微型繁殖运用了植物组织培养技术,可快速繁殖良种植物,B正确;C、诱导两个植物细胞融合前必须除去细胞壁,C错误;D、离体培养的植物器官、组织或细胞被称为外植体,外植体经脱分化可形成愈伤组织,D正确。故选C。
17.答案:C
解析:可用次氯酸钠和酒精对种子进行消毒,A错误;图示过程中添加果胶酶的主要目的是获得细胞悬液,B错误;愈伤组织细胞分裂旺盛,DNA分子复制时更易发生突变,C正确;甘草黄酮用于治疗体现了生物多样性的直接价值,D错误。
18.答案:B
解析:A、由于试管植物是由提供茎尖的兰花细胞脱分化和再分化形成的,因此试管植物和提供茎尖的兰花植株的核基因一致,细胞基因也一致,A错误;B、取兰花茎尖培养的原因是新生的茎尖细胞属于分生组织,其代谢旺盛、分裂快、全能性高等,B正确;C、③是脱分化,④是再分化,③④过程的培养基成分不相同,培养基中需要加入细胞分裂素和生长素,且应两个阶段调整两者的比例不同,③过程要在遮光条件下进行,④过程在光下进行,C错误;D、利用植物组织培养过程中产生的突变体,可以通过筛选,进而培育为新品种,D错误。故选B。
19.答案:(1)叶
(2)纤维素和果胶;等渗;保持原生质体的正常形态
(3)细胞质;细胞核;血细胞计数板;高Ca2+—高pH
(4)杂种融合的原生质体;未融合及同种融合的原生质体因细胞核或细胞质失活而不能生长、分裂(甲乙融合的原生质体具有完整的有活性的细胞结构,能正常生长、分裂)
(5)芽;根;细胞分裂素;再分化
解析:(1)为了便于观察细胞融合的状况,通常用不同颜色的原生质体进行融合,若甲植物原生质体采用幼苗的根(无色)为外植体,则乙植物可用幼苗的叶(含有叶绿体,是绿色)为外植体。
(2)植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶,根据酶的专一性,在获取原生质体时,常采用相应的酶解法处理以尽量减轻对原生质体的损伤,在获取原生质体时,置于等渗溶液中,理由是保持原生质体的正常形态。
(3)由于甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应,乙植物细胞质基因具有高产效应,故根据育种目标,在促使原生质体融合前,需对原生质体进行处理,分别使甲原生质体的细胞质和乙原生质体细胞核失活;对处理后的原生质体在显微镜下用血细胞计数板计数,确定原生质体密度;促进原生质体融合的化学方法除用聚乙二醇处理外,还有高Ca2+—高pH融合法等。
(4)所有形成的愈伤组织一定源于杂种融合的原生质体,理由是未融合及同种融合的原生质体因细胞核或细胞质失活而不能生长、分裂(甲乙融合的原生质体具有完整的有活性的细胞结构,能正常生长、分裂)。
(5)可以通过改变培养基中生长素和细胞分裂素的比例先诱导生芽再诱导生根,所以先将愈伤组织接种到诱导生芽的培养基上,再将其转接到诱导生根的培养基上,后者的生长素用量比值高于细胞分裂素,进一步诱导形成试管苗,愈伤组织诱导成苗的过程称为再分化,经鉴定后最终发育为高产耐盐碱再生植株。
20.答案:(1)纤维素酶和果胶;不需要
(2)聚乙二醇(PEG)和高Ca2+-高pH处理;66、96、36
(3)将愈伤组织先后转接到诱导生芽和诱导生根的培养基上形成试管苗,再将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中长壮,最后移栽入土。
(4)胡萝卜原生质体中的人参皂苷含量(为0);胡萝卜—西洋参融合后培养获得愈伤组织中的人参皂苷含量比西洋参原生质体中的人参皂苷含量高。
解析:(1)过程①是去除细胞壁,常用酶解法,即将植物细胞置于含纤维素酶和果胶酶的溶液中处理;过程③是脱分化,此过程不需要光照。
(2)过程②是诱导原生质体融合,常用的化学诱导方法:聚乙二醇(PEG)和高Ca2+-高pH处理。
若过程②只进行两两细胞融合,融合后的细胞有三种,且每种融合细胞染色体数等于原来两个体细胞的染色体之和,所以西洋参—西洋参融合细胞的染色体数为48+48=96条,胡萝卜—胡萝卜融合细胞的染色体数为18+18=36条,胡萝卜—西洋参融合的杂种细胞的染色体数为48+18=66条。
(3)图1中愈伤组织能够培育成完整植株,需要进行的后续操作是:将愈伤组织先后转接到诱导生芽和诱导生根的培养基上形成试管苗,再将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中长壮,最后移栽入土。
(4)分析题意,图2中甲表示胡萝卜原生质体中的人参皂苷含量(为0),分析图2得出的结论是胡萝卜—西洋参融合后培养获得愈伤组织中的人参皂苷含量比西洋参原生质体中的人参皂苷含量高。
21.答案:
答案:(1)离体培养的植物器官.组织.细胞;不带叶茎段.成熟胚
(2)促进细胞生长,抑制紫杉醇合成;1.0
(3)提高了紫杉醇的产量.保护了红豆杉资源
解析:(1)获取的外植体首先要通过脱分化过程培养出愈伤组织;由表中结果可知,不带叶茎段、成熟胚经诱导形成的愈伤组织体积较大,诱导率也相对较高,说明诱导愈伤组织较适宜的两种外植体分别是不带叶茎段、成熟胚。
(2)据图分析可知,培养液中2,4-D能促进细胞生长,抑制紫杉醇合成。若培养液中2,4-D浓度为0.5mg L-1,则细胞生长速率较慢,若培养液中2,4-D浓度为2.0mg L-1,则单位质量细胞中的紫杉醇含量太低,为获得最大紫杉醇总产量,最适合的2,4-D浓度应为1.0mg L-1。
(3)若从天然植株中提取紫杉醇,会破坏红豆杉树木,若用植物组织培养技术,在短时间内就能培育大量的愈伤组织,经过细胞培养,可以获取大量的紫杉醇,利用上述技术生产紫杉醇的重要意义是提高了紫杉醇的产量,保护了红豆杉资源。