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課時訓練34　淺嘗現(xiàn)代生物技術(shù) 1.下面是有關(guān)“植物的組織培養(yǎng)”的實驗。請回答下列相關(guān)問題。 (1)植物組織培養(yǎng)就是取離體植物組織,在　　　　條件下接種到三角瓶中的瓊脂培養(yǎng)基上,給予一定的　　　　　　　　　條件,使之產(chǎn)生　　　　　　　　,再進而生根發(fā)芽。 (2)若使用自然生長的莖進行組織培養(yǎng),需先對莖進行消毒,然后在超凈臺中用　　　清洗,再將莖的切段培養(yǎng)在生芽培養(yǎng)基中。(填選項) A.蒸餾水　　　　　B.無菌水 C.自來水 D.生理鹽水 (3)植物組織培養(yǎng)時必須在培養(yǎng)基中加入生長素和細胞分裂素,兩者的摩爾濃度比決定組織分化的方向。當細胞分裂素與生長素的比例　　　時,誘導芽的生成。 (4)莖的切段插入生芽培養(yǎng)基后,在每天不少于14.5 h的　　　下保持18~25 ℃的溫度培養(yǎng),待長出健壯的　　　　　　,然后再分株轉(zhuǎn)入含有較多　　　　　　的生根培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng)使其生根。 (5)生根后,要對幼苗進行鍛煉,方法是逐漸降低幼苗生長空間的　　　　,直到與自然環(huán)境的相似為止。 答案(1)無菌　溫度和光照　愈傷組織　(2)B　(3)高　(4)光照　叢狀苗　生長素　(5)濕度 2.通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)可以快速繁殖、生產(chǎn)藥物及培育無病毒的植物等。據(jù)圖甲、表乙回答下列問題。 離體的植物器官、組織或細胞愈傷組織胚狀體植物體 圖甲　植物組織培養(yǎng)過程 表乙:植物的花芽分別在含有不同比例的吲哚 乙酸和細胞分裂素的培養(yǎng)基中的生長狀況 A組 B組 C組 D組 E組 吲哚乙酸ppm 0 3 3 0.03 0 續(xù)　表 A組 B組 C組 D組 E組 細胞分裂素ppm 0 0.2 0.002 1.0 0.2 花芽生 長狀況 仍是組 織切塊 形成愈 傷組織 愈傷組織 分化出根 愈傷組織分 化出嫩芽 稍生長 (1)離體的植物器官、組織或細胞能夠被培養(yǎng)成新的植物體的原因是　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)用植物組織培養(yǎng)方法誘導離體的植物組織形成具有生根發(fā)芽能力的胚狀體結(jié)構(gòu),若包裹上人造種皮,制成人工種子,可以解決有些作物品種繁殖能力差、結(jié)籽困難或發(fā)芽率低等問題。胚狀體來源于離體的植物體細胞,其形成過程中要經(jīng)過的生理變化大體上是圖甲中[　　]　　　　　和[　　]　　　　　過程,在此過程中被培養(yǎng)的細胞始終受　　　　　　的調(diào)節(jié)。([　　]內(nèi)填序號) (3)應(yīng)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)莖尖或根尖組織可獲得無病毒植株,其原因是 　。 (4)從表乙的實驗結(jié)果可看出:吲哚乙酸和細胞分裂素是實驗中的兩種重要物質(zhì)。其中,新芽形成必需的條件是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;而在培養(yǎng)形成完整新個體的過程中,調(diào)控關(guān)鍵是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 答案(1)植物細胞的全能性　(2)①　脫分化　②　再分化　植物激素　(3)植物的莖尖或根尖很少被病毒感染,甚至無病毒 (4)細胞分裂素的濃度大于吲哚乙酸的濃度　適當調(diào)控好不同培養(yǎng)期的培養(yǎng)基中細胞分裂素與吲哚乙酸的濃度和它們的比例 解析植物組織培養(yǎng)利用的原理是植物細胞的全能性,一般要經(jīng)過脫分化、再分化的生理過程,整個過程依靠植物激素的調(diào)節(jié);由于植物的莖尖或根尖很少被病毒感染,甚至無病毒,所以可以通過對莖尖或根尖進行植物組織培養(yǎng)得到無病毒植株;分析表乙可知,細胞分裂素的濃度大于吲哚乙酸的濃度是新芽形成必需的條件,在培養(yǎng)形成完整新個體過程中,對它們的調(diào)控關(guān)鍵是適當調(diào)控好不同培養(yǎng)期的培養(yǎng)基中細胞分裂素與吲哚乙酸的濃度和它們的比例。 3.為了探究6-BA和IAA對某菊花品種莖尖外植體再生叢芽的影響,某研究小組在MS培養(yǎng)基中加入6-BA和IAA,配制成四種培養(yǎng)基(見下表),滅菌后分別接種數(shù)量相同、生長狀態(tài)一致、消毒后的莖尖外植體,在適宜條件下培養(yǎng)一段時間后,統(tǒng)計再生叢芽外植體的比率(m),以及再生叢芽外植體上的叢芽平均數(shù)(n),結(jié)果如下表。 培養(yǎng)基 編號 濃度/(mgL-1) m/% n/個 6-BA IAA 1 0.5 0 76.7 3.1 2 0.1 77.4 6.1 3 0.2 66.7 5.3 4 0.5 60.0 5.0 請回答下列問題。 (1)按照植物的需求量,培養(yǎng)基中無機鹽的元素可分為　　　　　　　　和　　　　　　　　兩類。上述培養(yǎng)基中,6-BA屬于　　　　　　　　　類生長調(diào)節(jié)劑。 (2)在該實驗中,自變量是　　　　　　　,因變量是　 　, 自變量的取值范圍是　　　　　　　。 (3)從實驗結(jié)果可知,誘導叢芽總數(shù)最少的培養(yǎng)基是　　　號培養(yǎng)基。 (4)為了誘導該菊花試管苗生根,培養(yǎng)基中一般不加入　　　　(填“6-BA”或“IAA”)。 答案(1)大量元素　微量元素　細胞分裂素　(2)IAA濃度　再生叢芽外植體的比率(m )和再生叢芽外植體上的叢芽平均數(shù)(n ) 0~0.5 mg/L　(3)1　(4)6-BA 解析植物組織培養(yǎng)所用培養(yǎng)基的主要成分有無機鹽(大量元素和微量元素)、有機物,常常還需要添加植物激素。根據(jù)實驗結(jié)果可知,本實驗所用培養(yǎng)基中加入的6-BA屬于細胞分裂素類生長調(diào)節(jié)劑。根據(jù)表中所列數(shù)據(jù)及實驗結(jié)果可知,本實驗自變量是IAA濃度,其取值范圍是0~0.5 mg/L,因變量是再生叢芽外植體的比率(m )和再生叢芽外植體上的叢芽平均數(shù)(n )。當生長素用量與細胞分裂素用量的比值高時,有利于根的分化,所以為了誘導菊花試管苗生根,培養(yǎng)基中一般不加入6-BA。 4.鐵皮石斛是一味名貴的中草藥,請回答關(guān)于鐵皮石斛組織培養(yǎng)的有關(guān)問題。 (1)生長調(diào)節(jié)劑母液的配制:將適量的NAA和BA分別溶解于質(zhì)量分數(shù)為0.1 mol/L的氫氧化鈉和　　　　　　溶液中,配制生長調(diào)節(jié)劑母液,并置于冰箱中保存。 (2)培養(yǎng)基的配制和滅菌:取適量的BA溶液、NAA溶液、蔗糖、瓊脂和　　　　　　　　,加熱至瓊脂熔化后,通過　　　　　　　　分裝至三角瓶中,加上封口膜后在　　　　　壓力的滅菌鍋中滅菌15 min。 (3)外植體消毒與接種:取野生鐵皮石斛莖切段,在70%乙醇中浸泡10 min,再放入　　　　　　　　溶液中浸泡5 min,重復一次,最后在超凈臺中用　　　　　清洗,將莖切段培養(yǎng)在生芽培養(yǎng)基中,待形成　　　　　　后轉(zhuǎn)入生根培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng)。 答案(1)鹽酸 (2)MS培養(yǎng)基　三角漏斗　1 kg/cm2 (3)5%次氯酸鈉　無菌水　叢狀苗 5.某同學欲用組織培養(yǎng)方法快速繁殖百合,其流程如下。請回答下列問題。 (1)配好的培養(yǎng)基需經(jīng)　　　　　　　滅菌后才能使用。用乙醇和次氯酸鈉對百合鱗莖進行　　　　　　　。 (2)誘導生根時,發(fā)現(xiàn)不同種類百合的生根能力差異很大,這是因為它們的　　　　　　　不同。將生根后的百合直接定植于土壤中,死亡率很高。改進的措施是將其移至蛭石中,用塑料布罩2~3天后,逐步加大塑料布開口,使其生長環(huán)境中的　　　　　　　逐步降低,這一過程即為上述圖中的　　　　　　　。 (3)培養(yǎng)過程中,發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基上長有多種細菌,若要從中分離出某種細菌,可用接種環(huán)挑取少量細菌,在LB培養(yǎng)基上　　　　　　　,形成　　　　　　　后,再進一步觀察確認。 答案(1)高壓蒸汽　消毒 (2)基因型　濕度　鍛煉 (3)劃線分離　單菌落 解析(1)培養(yǎng)基需要經(jīng)過高壓蒸汽滅菌后才能使用。將自然生長的外植體(百合鱗莖)進行組織培養(yǎng)時要進行消毒處理,先在70%乙醇中浸泡10 min,再放入5%次氯酸鈉溶液中浸泡5 min,然后用另一5%次氯酸鈉溶液浸泡5 min,最后在超凈臺中用無菌水清洗。(2)誘導生根時,由于不同種類百合的基因型不同,所以生根能力差異很大。將生根后的百合直接定植于土壤中,死亡率很高,適宜的做法是待其生根后,將其移至蛭石中,用玻璃罩或塑料布保持80%以上的濕度,2~3天后打開玻璃罩或塑料布逐漸減低濕度進行鍛煉,直到將罩全部打開處于自然濕度下為止。(3)菌種分離的常用方法是用接種環(huán)進行劃線分離或者用玻璃刮刀進行涂布分離,待形成單菌落后,再進一步觀察確認。 6.甲、乙兩名同學分別以某種植物的綠色葉片和白色花瓣為材料,利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)繁殖該植物?；卮鹣铝袉栴}。 (1)以該植物的綠色葉片和白色花瓣作為外植體,在一定條件下進行組織培養(yǎng),均能獲得試管苗,其原理是 　。 (2)甲、乙同學在誘導愈傷組織所用的培養(yǎng)基中,均加入一定量的蔗糖,蔗糖水解后可得到　　　　　　　　。若要用細胞作為材料進行培養(yǎng)獲得幼苗,該細胞應(yīng)具備的條件是　　　　　　　　　　　　(填“具有完整的細胞核”“具有葉綠體”或“已轉(zhuǎn)入抗性基因”)。 (3)圖中A、B、C所示的是不同的培養(yǎng)結(jié)果,該不同結(jié)果的出現(xiàn)主要是由于培養(yǎng)基中兩種激素用量的不同造成的,這兩種激素是　　　　　　　　　　　　　　　。A中的愈傷組織是葉肉細胞經(jīng)　　　　　　形成的。 (4)若該種植物是一種雜合子的名貴花卉,要快速獲得與原植株基因型和表現(xiàn)型都相同的該種花卉,可用組織培養(yǎng)方法繁殖,在培養(yǎng)時,　　　　(填“能”或“不能”)采用經(jīng)減數(shù)分裂得到的花粉粒作為外植體,原因是　 　。 答案(1)綠色葉片和白色花瓣的細胞具有全能性,在一定條件下能發(fā)育成完整的植株 (2)葡萄糖、果糖　具有完整的細胞核 (3)細胞分裂素、生長素　脫分化 (4)不能　對雜合子的植株來說,其體細胞的基因型相同,而花粉粒的基因型與體細胞的基因型不同。用花粉粒進行組織培養(yǎng)得到花卉基因型不同于原植株 解析(1)高度分化的活的植物細胞含有完成發(fā)育所需的全套基因,這是細胞全能性的理論基礎(chǔ),而植物組織培養(yǎng)的原理是植物細胞具有全能性。(2)蔗糖水解可得到葡萄糖、果糖。從細胞全能性的理論基礎(chǔ)可知,用細胞作為材料進行培養(yǎng)獲得幼苗,該細胞應(yīng)具備的條件是具有完整的細胞核,即要含有完成發(fā)育所需的全部遺傳信息。(3)植物組織培養(yǎng)的再分化過程受生長素和細胞分裂素的影響,兩者含量的比例會影響分化的結(jié)果。愈傷組織是高度分化細胞經(jīng)脫分化形成的。(4)一般情況下,植物組織培養(yǎng)屬于無性繁殖,可使后代保持親本的遺傳性狀。但花藥離體培養(yǎng)與用植物正常體細胞培養(yǎng)不同,因為花粉粒是通過減數(shù)分裂產(chǎn)生,分裂過程使其基因型與體細胞的基因型不同,培養(yǎng)得到的花卉的基因型不同于原植株,導致不能保持親本性狀。故要保持親本性狀,組織培養(yǎng)不能用花粉粒作外植體。 7.當今能源緊缺,污染嚴重,酒精成為備受關(guān)注的“綠色能源”。利用玉米等植物秸稈生產(chǎn)燃料酒精已成為大勢所趨。請回答下列問題。 (1)利用植物組織培養(yǎng)可實現(xiàn)玉米的大規(guī)?？焖俜敝?圖解如下。由外植體通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育成完整植株,這項技術(shù)利用了　　　　　　　　　　　的原理。圖中A、B代表　　　　　　　　、　　　　　　　;過程Ⅰ、Ⅱ分別表示　　　　　　和　　　　　　。 離體幼莖AB→植株 (2)在植物組織培養(yǎng)中關(guān)于消毒和滅菌操作的敘述,正確的是　　　。 A.只要不碰外植體,操作者的雙手可以不消毒 B.離體幼莖可以用酒精消毒 C.鑷子等器械需用酒精滅菌 D.接種后培養(yǎng)基需用高壓蒸汽滅菌 (3)具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精發(fā)酵菌種,對野生酵母菌進行誘變后通過篩選可以得到具有這些特性的突變菌,誘變及篩選過程如下。 第一步:野生菌液體培養(yǎng)一段時間后接受紫外線照射誘變處理。 第二步:制備選擇培養(yǎng)基。在基本培養(yǎng)基的基礎(chǔ)上,還需　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,加瓊脂后滅菌,制成固體平板。 第三步:將紫外線照射后的菌液稀釋涂布平板。 第四步:根據(jù)　　　　　　　　　　　　　篩選出突變菌。 (4)隨著生物技術(shù)的發(fā)展,生物學家可以“創(chuàng)造”出某些特定的、以前從未自然存在過的生物體。有科學家將其他生物組織的基因植入細菌,設(shè)計并造出一種獨特的大腸桿菌,能夠?qū)⒄崽寝D(zhuǎn)化為石油燃料,這種可遺傳變異來源于　　　　　　。 答案(1)植物細胞全能性　愈傷組織　胚狀體　脫分化　再分化　(2)B　(3)添加高濃度蔗糖(或葡萄糖)、調(diào)低pH(加酸)　是否能在該培養(yǎng)基上生長　(4)基因重組