人教版 (2019)一 植物细胞工程的基本技术课堂教学课件ppt

课时跟踪检测（五） 植物细胞工程的基本技术

一、选择题

1．下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是(　　)

A．玉米种子萌发长成新植株

B．小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞

C．小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株

D．胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株

解析：选D　已分化的细胞具有发育成完整个体的潜能叫细胞的全能性，种子萌发长成植株是由幼体到成体的正常生长发育过程，虽有细胞分化，但不能体现细胞的全能性；骨髓造血干细胞形成各种血细胞，仅仅是细胞分化的过程，没有形成完整的个体，体现不出细胞的全能性；花粉离体培养发育成单倍体植株，体现的是花粉(生殖细胞)的全能性，没有体现体细胞的全能性；胡萝卜根韧皮部细胞经植物组织培养发育成新植株体现出了体细胞的全能性。

2．植物组织培养中的脱分化过程是指(　　)

A．已休眠的种子经过处理使种子尽快萌发的过程

B．植物根尖、茎尖等部位的分生组织细胞有丝分裂产生新细胞后分化为各种组织

C．愈伤组织细胞分化为根与茎的过程

D．离体的植物器官、组织或细胞培养产生愈伤组织的过程

解析：选D　脱分化指让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。A、B、C都是细胞分裂、分化的过程。

3．利用植物体细胞杂交获得优良新品种过程中，不需要进行的是(　　)

A．去除亲本体细胞的细胞壁

B．选择具有优良性状的亲本

C．利用灭活的病毒诱导原生质体融合

D．配制供杂种细胞分裂和分化的选择培养基

解析：选C　植物体细胞杂交需要先去除亲本体细胞的细胞壁，再进行原生质体的融合，诱导原生质体融合需要用物理或化学方法，不能用灭活的病毒诱导原生质体融合；采用植物体细胞杂交技术培育作物新品种时，需要选择具有优良性状的亲本，还要配制供杂种细胞分裂和分化的选择培养基。

4．有关菊花组织培养的说法，正确的是(　　)

A．需要有三种培养基，其营养成分中的碳源应该是无机碳源

B．要用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌，即在100 ℃下保持15～30 min

C．在培养过程中要先让愈伤组织生根后再使其生芽

D．用酒精对外植体进行消毒时，持续的时间不能太长

解析：选D　在菊花组织培养过程中，共需配制三种培养基，分别是脱分化培养基、生芽培养基和生根培养基，这些培养基需要的碳源是蔗糖，而不是无机碳源；在对培养基进行高压蒸汽灭菌时，要在121 ℃下保持15～30 min，以便杀死所有微生物的细胞、芽孢和孢子等，100 ℃下不能杀死微生物的芽孢；在培养过程中要先让愈伤组织生芽再使其生根；用酒精对外植体进行消毒时，持续的时间不能太长，否则容易杀死外植体细胞。

5．植物组织培养技术常用于商业化生产，其过程一般为：无菌培养物的建立→培养物增殖→生根培养→试管苗移栽及鉴定。下列相关叙述错误的是(　　)

A．为获得无菌培养物，外植体要消毒处理后才可接种培养

B．组织培养过程中也可无明显愈伤组织形成，直接形成胚状体等结构

C．提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值，有利于诱导生根

D．用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗不会出现变异

解析：选D　植物组织培养过程中应注意无菌操作，为获得无菌培养物，外植体要经过表面消毒处理后，才能进行培养，所用的培养基必须彻底灭菌，A正确；组织培养过程中也可无明显愈伤组织形成，直接形成胚状体等结构，B正确；生长素和细胞分裂素的比值高时，有利于根的分化、抑制芽的形成，因此提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值，有利于诱导生根，C正确；用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗可能会出现变异，如在愈伤组织的培养过程中可能发生基因突变等变异，D错误。

6．如图为植物组织培养技术的流程图，下列有关说法正确的是(　　)

A．实验中①试管细胞全能性最高

B．①→②的过程需要光照

C．①→④过程培养基保持不变

D．实验过程需细胞分裂素和生长素共同调节

解析：选D　实验中②试管中愈伤组织细胞的全能性最高，A错误；①→②为脱分化的过程，不需要光照，B错误；①→②为脱分化的过程，②→③为再分化过程，脱分化和再分化过程中所用的培养基不同，C错误；植物组织培养过程需细胞分裂素和生长素共同调节，D正确。

7．紫花苜蓿产量高，营养丰富，但耐酸性差，作为饲料易造成家畜臌胀病；百脉根耐酸性强，叶片因富含缩合单宁可防止反刍动物臌胀病的发生。研究人员通过植物体细胞杂交最终获得抗臌胀病的新型苜蓿。下列叙述错误的是(　　)

A．植物体细胞杂交过程中需要先用酶解法去除细胞壁获得原生质体

B．诱导原生质体融合的方法有物理诱导、化学诱导和生物诱导三种

C．抗臌胀病的新型苜蓿与紫花苜蓿、百脉根均不属于同一物种

D．体细胞杂交育种的过程体现了细胞膜的流动性和细胞的全能性

解析：选B　诱导原生质体融合的方法有物理法和化学法两种，B错误。植物体细胞杂交技术中，不同来源的植物体细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞体现了细胞膜的流动性；利用植物的组织培养技术将杂种细胞培育成杂种植株体现了植物细胞的全能性，D正确。

8．在菊花的组织培养操作完成3～4 d后，观察同一温室中的外植体，发现有的瓶内外植体正常生长，有的瓶内外植体死亡，你认为外植体死亡的原因不可能是(　　)

A．接种工具灼烧后未待冷却就接种外植体

B．接种时外植体消毒不当

C．培养条件，比如光照、温度等不适宜

D．将外植体倒插入培养基中

解析：选C　接种工具灼烧后未待冷却就接种外植体，会导致高温杀死外植体；接种时外植体消毒不当，可能导致一部分外植体死亡；因为是在同一温室操作培养条件，比如光照、温度等不适宜，瓶内培养的外植体应该都死亡，而不会是有的瓶内外植体正常生长，有的瓶内外植体死亡；有些植物激素是极性运输的，即从形态学的上端运到形态学的下端，因此将外植体倒插入培养基中，会导致组织培养失败。

9．辣椒素广泛用于食品保健、医药工业等领域，其获得途径如图。下列叙述错误的是(　　)

―→

A．植物组织培养的培养基中不需要加入有机营养物质

B．①过程培养基中需加入适宜浓度的生长素和细胞分裂素

C．②过程需在光下进行

D．果皮细胞的基因型与外植体基因型相同

解析：选A　在未分化出叶肉细胞之前植物细胞不能进行光合作用，所以植物组织培养的培养基中需要加入有机营养物质，A错误；①过程是脱分化过程，培养基中需加入适宜浓度的生长素和细胞分裂素，B正确；②过程是再分化过程，会产生叶，所以需在光下进行，C正确；由于植物组织培养属于无性生殖过程，所以果皮细胞的基因型与外植体基因型相同，D正确。

10．下图为番茄(2N＝24)和马铃薯(4N＝48)体细胞杂交示意图，①～⑤表示过程，A～F表示结构。下列相关说法正确的是(　　)

A．A和B均为原生质层，②过程可采用电激、离心或振动诱导二者融合

B．③为再生细胞壁，C的形成是原生质体诱导融合成功的标志

C．④过程通常需要避光培养，E需培养在密闭无氧的容器中

D．图中杂种植株理论上为可育的六倍体，每个染色体组中染色体数相同

解析：选D　A和B均为去掉细胞壁的原生质体，②过程可采用电激、离心或振动诱导二者融合，A 错误；③为再生细胞壁，D的形成是原生质体诱导融合成功的标志，B错误；④过程表示脱分化，通常需要避光培养，防止形成维管组织，E需培养在有氧的容器中，进行有氧呼吸，C错误；由番茄(2N)和马铃薯(4N)培养成的番茄马铃薯杂种植株为异源六倍体，每个染色体组中染色体数相同，都是12条，D正确。

二、非选择题

11．下图所示是蝴蝶兰芽尖通过无菌操作接入试管后，在一定条件下形成试管苗的培育过程。请回答下列问题：

(1)芽尖组织在接种到培养基之前，必须进行________处理，整个组织培养过程需________操作，并控制好各个时期的培养条件。

(2)要促使芽尖组织细胞分裂生长，培养基中应有______和____________两类植物激素。

(3)再分化时，除必要的营养供应和激素调节外，还必须给予光照，原因是____________________。

(4)从高度分化的芽尖组织繁殖出大量具有亲代优良性状的蝴蝶兰植株，充分证明了植物细胞具有________。

解析：(1)为预防微生物的感染，芽尖组织在接种到培养基之前，必须进行消毒处理，整个组织培养过程需在无菌条件下操作，并严格控制好各个时期的培养条件。(2)为促进芽尖组织细胞分裂生长，所使用的培养基中应有生长素和细胞分裂素两类植物激素。(3)再分化时，除必要的营养供应和激素调节外，还必须给予光照，原因是叶绿素的形成需要光照。(4)从高度分化的芽尖组织繁殖出大量具有亲代优良性状的蝴蝶兰植株，说明单个细胞也能发育成完整的生物体，充分证明了植物细胞具有全能性。

答案：(1)消毒　无菌　(2)生长素　细胞分裂素

(3)叶绿素的形成需要光照　(4)全能性

12．通过细胞工程技术，利用甲、乙两种植物的各自优势(甲耐盐，细胞中含m条染色体；乙高产，细胞中含有n条染色体)，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：

(1)②是____________________，④是具有________性状的幼芽。

(2)植物体细胞融合完成(成功)的标志是________________________________________。

(3)上述培育高产耐盐植株的技术叫作____________。该项技术的优点是可克服__________________的障碍，由③发育成幼苗④利用的生物学原理是________________

_________________________________________________________________________。

(4)愈伤组织在诱导生根的培养基上未形成根，但分化出了芽，原因可能是____________________________。幼苗④需要经过筛选才能得到目的植株，原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(5)二倍体的甲种植物细胞和四倍体的乙种植物细胞通过上述实验流程，得到的目的植株细胞中应含________条染色体(假设能成功)，杂种植株为________倍体。

解析：(1)②是融合的原生质体，④是用含钠盐的培养基筛选出的具耐盐性状的幼芽。(2)植物体细胞融合完成(成功)的标志是再生出新的细胞壁。(3)题中培育高产耐盐植株的方法为植物体细胞杂交技术，优点是可克服远缘杂交不亲和的障碍，由③(杂种细胞)发育成幼苗④(杂种植株)的过程是植物组织培养，原理是植物细胞的全能性。(4)愈伤组织在诱导生根的培养基上未形成根，但分化出了芽，原因可能是培养基中生长素与细胞分裂素用量的比值低。幼苗④需要经过筛选才能得到目的植株，原因是幼苗④有耐盐高产和耐盐不高产两种类型。(5)二倍体的甲种植物细胞内含m条染色体，四倍体的乙种植物细胞内含n条染色体，通过体细胞杂交，得到的杂种植株细胞中应含m＋n条染色体，杂种植株为六倍体。

答案：(1)融合的原生质体　耐盐　(2)再生出新的细胞壁

(3)植物体细胞杂交　远缘杂交不亲和　细胞的全能性

(4)培养基中生长素与细胞分裂素用量的比值低　幼苗④有耐盐高产和耐盐不高产两种类型　(5)m＋n　六

[教师备选题]

1．植物组织培养实验中，为保证实验成功，需要对实验设备、用品及材料进行灭菌或消毒。下表所列的对象与方法的对应关系中，错误的是(　　)

解析：选B　三角瓶与培养基通常采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌，A正确，B错误；超净台在使用前，可以用紫外线照射30 min进行消毒，C正确；在进行组织培养时，对自然生长的茎段进行消毒，可以用70%的酒精和5%的次氯酸钠先后浸泡，D正确。

2．驱蚊草含有香茅醛，能散发出一种特殊的柠檬型香气，从而达到驱蚊且对人体无害的效果。驱蚊草是把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合培育而成的。下列关于驱蚊草培育的叙述，错误的是(　　)

A．驱蚊草的培育属于细胞工程育种，优点是克服了远缘杂交不亲和的障碍

B．驱蚊草培育过程要用到纤维素酶、果胶酶、PEG等试剂

C．驱蚊草培育利用了植物体细胞杂交技术，育种原理是染色体数目变异

D．由杂种细胞形成杂种植株过程中，发生了有丝分裂、减数分裂和细胞分化

解析：选D　驱蚊草是把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合培育而成的，采用了植物体细胞杂交技术，属于细胞工程育种，其优点是能克服远缘杂交不亲和的障碍，A正确；要获得天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体，需要采用酶解法(纤维素酶、果胶酶)，诱导天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体的融合可采用化学法(PEG等试剂)或物理法(电刺激等)，B正确；驱蚊草培育利用了植物体细胞杂交技术，育种原理是染色体数目变异，C正确；由杂种细胞形成杂种植株的过程中，发生了有丝分裂和细胞分化，没有发生减数分裂，D错误。

3．植物A和植物B均为二倍体，如图为植物体细胞杂交过程示意图，据图回答下列问题：

(1)步骤①通常用________________处理，步骤②一般常用的化学试剂是_____________。

(2)在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，运用的技术手段是________________。其中步骤④相当于________。

(3)从理论上讲，杂种植株的育性为________。若运用传统有性杂交方法能否实现？________，理由是____________________________。因此，这项研究对于培育作物新品种方面的重大意义在于____________________________________________________________。

(4)利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种的过程中，遗传物质的传递是否遵循孟德尔的遗传规律？________；为什么？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：(1)①表示去除植物细胞壁的过程，由于植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此根据酶的专一性原理，该过程通常用纤维素酶和果胶酶处理；②表示诱导原生质体融合的过程，一般常用的化学试剂是聚乙二醇。(2)将杂种细胞培育成为杂种植株需要采用植物组织培养技术，④过程相当于脱分化。(3)杂种植株含有两种生物的全部遗传物质，即含有同源染色体，因此从理论上讲，杂种植株是可育的。不同种生物之间存在生殖隔离，因此不能用传统有性杂交方法实现杂种植物的培育。植物体细胞杂交技术的意义在于克服了远缘杂交不亲和的障碍。(4)只有在生物进行有性生殖的过程中，遗传物质的传递才遵循孟德尔遗传规律，而植物体细胞杂交育种的过程不属于有性生殖。因此，利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种的过程中，遗传物质的传递不遵循孟德尔的遗传规律。

答案：(1)纤维素酶和果胶酶　聚乙二醇　(2)植物组织培养　脱分化　(3)可育　不能　不同种生物之间存在生殖隔离　克服远缘杂交不亲和的障碍　(4)不遵循　因为只有在生物进行有性生殖的过程中，遗传物质的传递才遵循孟德尔遗传规律，而植物体细胞杂交育种的过程不属于有性生殖