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跟踪练(39) 细胞工程
1.(2023·东北三校联考)开放式光自养微繁技术是无糖与开放相结合的组培方法,即在无糖组培的容器中,在开放培养环境下,向培养基中加入广谱抑菌剂,省去严格的无菌操作,在提高组培效率的同时降低了生产成本,使更多植物实现组培产业化成为可能。回答下列问题:
(1)植物离体的细胞可通过脱分化形成____________,其在一定培养条件下可再分化出____________,进而形成完整的植株,该过程实现的原理是________________________。
(2)与传统植物组织培养相比,开放式光自养微繁技术改变培养基成分,培养基中不再含有糖,而是以________作为碳源。
(3)自养微繁技术中也需要植物激素的作用,当生长素含量高于细胞分裂素时,利于________的分化;当细胞分裂素含量高于生长素时,利于________的分化。
(4)与常规的种子繁殖方法相比,植物微型繁殖技术的特点:_________________________ (答出两点即可)。
答案:(1)愈伤组织 幼根和芽 植物细胞的全能性
(2)CO2
(3)根 芽
(4)能保持植物原有的遗传特性;繁殖速度快
解析:(1)根据植物组织培养过程可知,植物细胞在离体条件下可通过脱分化形成愈伤组织,然后经过再分化过程分化成幼根和芽,进而发育成完整个体。该过程主要依据的原理是植物细胞的全能性。(2)由于开放式光自养微繁技术是在开放培养环境下进行植物组织培养,植物可以进行光合作用,可以利用空气中的CO2作为碳源合成糖类等能源物质供植株利用,所以不需在培养基中加入糖类等碳源。(3)植物组织培养技术在进行再分化培养时,培养基中生长素含量高于细胞分裂素时,利于植物根的分化;当细胞分裂素含量高于生长素时,利于植物芽的分化。利用培养基中激素比例的不同对细胞进行诱导分化,从而实现愈伤组织发育成完整植株的目的。(4)与常规的种子繁殖方法相比,植物微型繁殖技术不仅可以保持优良品种的遗传特性,还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。
2.甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物,甲含有效成分A,乙含有效成分B。某研究小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物。回答下列问题:
(1)为了培育该新型药用植物,可取甲和乙的叶片,先用________酶和________酶去除细胞壁,获得具有活力的__________,再用化学诱导剂诱导二者融合。形成的融合细胞进一步培养形成________组织,然后经过________形成完整的杂种植株。这种培育技术称为____________________。
(2)上述杂种植株属于多倍体,多倍体是指______________________________________。假设甲与乙有性杂交的后代是不育的,而上述杂种植株是可育的,造成这种差异的原因是_________________________________________________________________________。
(3)这种杂种植株可通过制作人工种子的方法来大量繁殖。经植物组织培养得到的________________________等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。
答案:(1)纤维素 果胶 原生质体 愈伤 再分化 植物体细胞杂交技术
(2)由受精卵发育而来,体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体 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
(3)胚状体、不定芽、顶芽和腋芽
解析:(1)该新型药用植物是通过植物体细胞杂交技术获得的。要先获得有活力的原生质体才能植物进行体细胞杂交,因此首先用纤维素酶和果胶酶去掉植物的细胞壁,然后用PEG化学诱导剂(物理方法:离心、振动、电激等)诱导二者的原生质体整合。然后采用植物组织培养技术获得杂种植株,植物组织培养的主要过程是先脱分化形成愈伤组织,然后再分化形成植物体。(2)多倍体是指由受精卵发育而来,体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。甲、乙都是二倍体,二者不能通过有性杂交产生可育后代,原因是甲、乙有性杂交所产生的后代在减数分裂过程中同源染色体联会异常,也就是存在着生殖隔离。但植物甲、乙通过植物体细胞杂交技术产生的后代却是可育的,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。(3)人工种子生产不受气候、季节和地域等因素限制,而且可以避免后代发生性状分离等优点,因此,植物细胞工程重要的应用之一是制备人工种子。将植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。
3.角膜缘干细胞能更新角膜上皮细胞,角膜上皮细胞对维持角膜的透明性至关重要。回答下列问题:
(1)将角膜缘组织剪碎,加入________________________处理,可获得大量