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课时分层作业 四十一 植物细胞工程

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分钟 100分)

1.(12分)(2019·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)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。

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(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】

(1)本题中的外源基因在叶绿体中表达时，与核基因的表达相比较，其特点是什么？

提示：转录还未结束，翻译已经开始，即转录和翻译同时进行。

(2)本题中外源基因在叶绿体中表达的场所是什么？其所需要的能量来自哪里？ 提示：叶绿体中的核糖体；光反应产生的ATP。

2.(12分)根据下面植物体细胞杂交技术流程图，回答相关问题：

(1)由AaBb培育出AAaaBBbb过程中所用的化学药剂常作用于_____，其作用时期是________，则AAaaBBbb是________倍体。

(2)若运用传统有性杂交(即用番茄、马铃薯杂交)能否得到杂种植株？______________。为什么？_____________________________。

(3)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，运用的技术手段是__________，依据的原理是__________，其中过程②称为________，与过程③密切相关的具有单层膜结构的细胞器为________，过程④相当于________，⑤过程涉及的分裂方式为________。

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(4)已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，则“番茄—马铃薯”属于________倍体。

【解析】(1)由AaBb培育出AAaaBBbb常用的化学药剂是秋水仙素，常作用于萌发的种子或幼苗，其作用是抑制纺锤体的形成，作用于有丝分裂前期，则AAaaBBbb是四倍体。

(2)不同种的植物存在生殖隔离，不能通过杂交育种获得杂种植株。

(3)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，运用的技术手段是植物组织培养，依据的原理是细胞的全能性。其中过程②称为原生质体融合，③表示再生细胞壁，与过程③密切相关的具有单层膜结构的细胞器为高尔基体，过程④相当于脱分化，⑤过程涉及的分裂方式为有丝分裂。

(4)已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，则“番茄—马铃薯”属于六倍体。 答案：(1)萌发的种子或幼苗 有丝分裂前期 四 (2)不能 不同种的植物存在生殖隔离

(3)植物组织培养 细胞的全能性 原生质体融合 高尔基体 脱分化 有丝分裂 (4)六

3.(10分)红豆杉是濒危植物，其树皮产生的紫杉醇对癌症有一定的疗效。如图是红豆杉植物组织培养和细胞培养的流程图。 请据图回答下列问题。

(1)图中②为愈伤组织，通过B过程可最终产生新的植株，通过C过程可产生大量细胞，则图中A、B分别表示的过程为________________，其中B过程的实质是____________，C过程进行的是________分裂。

(2)要获得代谢产物——紫杉醇，需要对图中的________(填序号)进行培养。

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(3)若①是红豆杉(基因型为DdTt)的花药，可选用__________(填编号)制成人工种子，该“种子”萌发的幼苗用________处理，可快速获得纯种植株，该植株的基因型可能为________________。

【解析】(1)由图中②为愈伤组织判断可知，图中的①表示红豆杉离体的器官、组织或细胞，A为脱分化过程，B为再分化过程，再分化的实质是基因的选择性表达。由于通过C过程可产生大量细胞，因此其进行的是有丝分裂。 (2)要获得代谢产物——紫杉醇，需要对愈伤组织即图中的②进行培养。 (3)若①是红豆杉(基因型为DdTt)的花药，则经过A、B两过程可获得③胚状体、不定芽等，可将其制成人工种子，但该“种子”萌发的幼苗是单倍体，用秋水仙素处理可快速获得纯种植株，该植株的基因型可能为DDTT、DDtt、ddTT、ddtt，因为红豆杉的基因型为DdTt，其产生的花粉有DT、Dt、dT、dt 4种类型，其在加倍后变为DDTT、DDtt、ddTT、ddtt。 答案：(1)脱分化、再分化 基因的选择性表达 有丝 (2)②

(3)③ 秋水仙素 DDTT、DDtt、ddTT、ddtt

4.(12分)花卉苗木的工业化生产过程中， 植物的细胞工程已被普遍应用。回答下列问题：

(1)植物细胞工程最基本的技术是__________，它所依据的生物学原理是____________。该技术的关键步骤包括____________。

(2)植物A的体细胞内含a个染色体，植物B的体细胞内含b个染色体。若采用常规杂交育种成功，则其后代体细胞内含________个染色体，后代幼苗必须用

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________(试剂)处理才能得到可育的杂种植株。若用植物体细胞杂交技术，则“杂种细胞”内含________个染色体。

(3)在制备人工种子时可根据需要添加防霉药物，它应加在人工种子结构的__中。 【解析】(1)植物细胞工程最基本的技术是植物组织培养，它所依据的生物学原理是细胞的全能性。该技术的关键步骤包括脱分化和再分化。

(2)植物A的体细胞内含a个染色体，植物B的体细胞内含b个染色体。若采用常规杂交育种成功，植物A、B需要先进行减数分裂再进行受精作用，因此其后代体细胞内含(a+b)/2个染色体，后代幼苗必须用秋水仙素(试剂)处理才能得到可育的杂种植株。若用植物体细胞杂交技术，则“杂种细胞”内含a+b个染色体。 (3)在制备人工种子时可根据需要添加防霉药物，它应加在人工种子结构的人工种皮中。

答案：(1)植物组织培养 细胞的全能性 脱分化和再分化

(2)(a+b)/2 秋水仙素 a+b (3)人工种皮

5.(12分)(2019·龙岩模拟)植物细胞杂交可以培养杂种植物，下列是某科研小组的操作。请回答相关问题：

(1)将甲、乙两个不同品种的植株进行杂交，首先要去掉植物细胞的细胞壁，采用的酶是____________，得到原生质体甲和原生质体乙，然后进行人工诱导形成细胞团，通常采用的促融剂是_______________________________。 (2)甲细胞的基因型为Gg，乙细胞的基因型为Hh(两对基因位于不同对的同源染色体上)，两两融合后所形成细胞的基因型为__________________________。

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