3、植物体细胞杂交技术成果
番茄-马铃薯
烟草—海岛烟草
白菜—甘蓝
胡萝卜—羊角芹等杂种植株
4、植物体细胞杂交的意义
克服远缘杂交不亲和的障碍,扩大可用于杂交的亲本范围
【拓展知识解析】
1、植物组织培养过程中细胞的变化:植物组织培养过程中,被用于接种的外植体的细胞通常是已经特化了的成熟细胞,没有分裂能力。在培养基中外源激素的刺激和诱导下,这些离体的细胞代谢活动增强,开始恢复分裂能力,不断产生新细胞,从而形成无规则愈伤组织。如果要保持愈伤组织的旺盛生长,需要将愈伤组织再次切割成小块,转移到新的培养基上,以避免培养过程中养分不足或一些有毒物质的积累。愈伤组织的再分化的发生也需要一定的条件,其中激素的种类与比例是很重要的影响因素,愈伤组织被转移到合适的诱导培养基上,其细胞就可以进行再分化先形成新的器官原基,再逐步形成芽或根。这种分化方式叫做不定芽方式。有些植物的愈伤组织中的薄壁细胞可以直接产生类似于胚的结构,这种再分化方式叫做胚状体方式,胚状体具有生根发芽能力。
2、无毒苗的培养: 植物在生长过程中几乎都要遭受到病毒不同程度的危害,有的种类甚至同时受到数种病毒病的危害,尤其是很多园艺植物靠无性生殖方法来增殖,如果遭受病毒病,代代相传,越染越重,影响植株的性状,甚至会造成极严重的后果。病毒在细胞内增殖,可以随着输导组织到达植物的各个部位。但是植物的茎尖处输导组织分布较少,而且分生组织处于旺盛的分裂时期,不容易被病毒侵染,采用微茎尖培养方法可得到无病毒苗。组织培养无病毒苗的方法已在很多作物的常规生产上得到应用,如马铃薯,甘薯,草莓,苹果,香石竹,菊花等。
3、植物的组织培养技术的分类:通常我们所说的广义的组织培养,是指通过无菌操作分离植物体的一部分(即外植体),接种到培养基上,在人工控制的条件进行培养,使其生成完整的植株。组织培养按培养对象可分为植株培养、器官培养、组织培养、细胞培养和原生质体培养等。狭义的组织培养是指以植物各部分组织或愈伤组织为外植体,如茎尖分生组织、形成层、木质部、韧皮部、表皮组织、胚乳组织和薄壁组织等等。
【例题解析】
1、关于细胞全能性的说法正确的是:
A 从理论上讲,生物体的体细胞都具有全能性
B 未脱离植物体的幼叶,在适当的条件下能表现出全能性
C 在个体发育的不同时期,由于细胞内基因发生变化,导致细胞不能表现出全能性
D 脱离了植株的芽,一定能表现出全能性
解析:全能性是指生物体细胞发育为完整个体的潜能,没有必要的条件如离体、激素的刺激等细胞并不能将这种潜能表现出来。答案为A。
2.以下不能说明细胞全能性的实验是
A 胡萝卜韧皮部细胞培育出植株
B 紫色糯性玉米种子培育出植株
C 转入抗虫基因的棉花细胞培育出植株
D 番茄与马铃薯体细胞杂交后培育出植株
解析:玉米种子含有能生根发芽的胚结构,由种子获得植株的过程不能体现出细胞的全能性。答案为B。
3.甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗,以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及
A 有丝分裂 B 分化 C 减数分裂 D 全能性
解析:利用植物组织培养技术获得完整植物体,其基本原理是细胞全能性,离体组织细胞脱分化和再分化过程细胞的分裂均为有丝分裂,不涉及减数分裂。
答案为C。
4.在不损伤高等植物细胞内部结构的情况下,下列物质适用于除去细胞壁的是
A 蛋白酶 B 盐酸 C 纤维素酶 D 淀粉酶
解析:细胞壁的成分主要是纤维素,用纤维素酶可以去除细胞壁并保证细胞的活性。答案为C。
5.紫草素是紫草细胞的代谢产物,可作为生产治疗烫伤药物的原料。用组织培养技术可以在生物反应器中通过培养紫草细胞生产紫草素。下图记录了生物发生器中紫草细胞产量、紫草素产量随培养时间发生的变化。
⑴在生产前,需先加入紫草细胞作为反应器中的“种子”。这些“种子”是应用组织培养技术,将紫草叶肉细胞经过___________过程而获得的。这项技术的理论基础是___________。
⑵从图中可以看出:反应器中紫草细胞的生长呈现___________规律;影响紫草素产量的因素是___________和___________。
⑶在培养过程中,要不断通入无菌空气并进行搅拌的目的是___________和___________。
解析:参考答案
⑴脱分化(或脱分化形成愈伤组织) 细胞的全能性
⑵S型增长 细胞数量 细胞所处的生长期
⑶保证氧气供应充足 使细胞与培养液充分接触
6.下图为植物体细胞杂交过程示意图。据图回答:
⑴步骤①是______________________,最常用的方法是______________________。
⑵步骤②一般常用的化学试剂是______________________,目的是______________________。
⑶
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