- 植物细胞工程的实际应用
- 共145题
制造人工种子的原理是在组织培养得到的“胚状体”的最外面用一层有机膜包裹，并在薄膜以内放入一些营养物质，这层膜和这些营养物质分别具有种皮和胚乳的功能．在制造过程中还可以加入某些农药、菌肥等．据此回答下列问题：
（1）胚状体来源于离体的植物体细胞，其形成过程中要经过的生理变化大体上是______和______，在这一过程中被培养的细胞始终受______的调节．
（2）从保证人工种子正常的生命力及生态系统物质循环上来看，其外部有机膜应具有______、______的特点．
（3）在人工种子中被包入的菌肥通常是______．
正确答案
解：（1）胚状体来源于离体的植物体细胞，其形成过程中要经过脱分化和再分化，在这一过程中被培养的细胞始终受植物激素的调节．
（2）从保证人工种子正常的生命力及生态系统物质循环上来看，其外部有机膜应具有半透性（透水、透气性）、能被微生物降解代谢的特点．
（3）在人工种子中被包入的菌肥通常是固氮菌．
故答案为：
（1）脱分化 再分化 植物激素
（2）半透性（透水、透气性） 能被微生物降解代谢
（3）固氮菌
解析
解：（1）胚状体来源于离体的植物体细胞，其形成过程中要经过脱分化和再分化，在这一过程中被培养的细胞始终受植物激素的调节．
（2）从保证人工种子正常的生命力及生态系统物质循环上来看，其外部有机膜应具有半透性（透水、透气性）、能被微生物降解代谢的特点．
（3）在人工种子中被包入的菌肥通常是固氮菌．
故答案为：
（1）脱分化 再分化 植物激素
（2）半透性（透水、透气性） 能被微生物降解代谢
（3）固氮菌
很久以前科学家在土壤中发现了某种细菌能制造一种对昆虫有毒的蛋白质，当时许多人就想把编码这一蛋白质的基因(抗虫基因)转移到农作物中，以降低昆虫对农作物造成的危害。20世纪90年代，美国科学家采用基因工程技术首次培育出抗虫玉米新品种。下图为这一转基因玉米的主要培育过程。
(1)获得特定目的基因的途径除了从该细菌中直接分离抗虫基因外，还可以________。将目的基因与运载体结合时必须用________酶和DNA连接酶。在基因工程中，常用的运载体有________等，而作为运载体必须具备相应的条件，例如，应具有________以便进行筛选。
(2)由转基因玉米细胞经过________形成愈伤组织，然后发育成胚状体和试管苗。若要制备转基因玉米的人工种子，可选择上述实验过程中的_________再包裹合适的________等。
正确答案
(1)人工合成 同种限制 质粒(或动植物病毒或噬菌体等) 标记基因
(2)脱分化(或去分化) 胚状体 人造种皮
质粒能成功转入植物细胞，并将质粒上的一部分外源DNA整合到植物的染色体DNA中。下图表示利用质粒进行转化获得抗除草剂大豆的过程。请据图分析回答问题。
(1)过程②将目的基因导入质粒后，需要利用DNA连接酶使质粒与目的基因切口黏合。该过程与质粒上含有__________有关。
(2)构建基因表达载体在组成上还必须含有目的基因、________、_______和标记基因。其中标记基因的作用是__________。
(3)过程③经常采用的方法是___________。
(4)为了检测通过④过程获得的幼苗是否具有抗除草剂的特性，可采用的方法是 ___________。
(5)过程④运用了细胞工程中的植物组织培养技术，该技术的理论依据是________；在该技术应用的过程中，关键步骤是利用含有一定营养和激素的培养基诱导植物细胞进行________和________。
(6)为了获得脱毒的抗除草剂大豆植株，外植体往往取自植物的花芽、叶芽等处的分生组织，其原因是__________。
(7)过程④采用的技术不仅应用于花卉、果树的快速、大量繁殖以及脱毒植株的获取，还广泛用于植物体细胞杂交育种和__________等育种过程中。
正确答案
(1)限制酶切位点
(2)启动子；终止子；检测和筛选含目的基因的受体细胞
(3)花粉管通道法
(4)对幼苗喷施除草剂，观察其生长情况
(5)植物细胞具有全能性；脱分化；再分化
(6)这些部位很少受到病毒等病原体的侵害
(7)单倍体育种
为了实现燃料供应来源多样化，发展长期替代化石燃料的产品如燃料酒精、生物柴油、沼气等已经列入我国未来10年的发展计划。
广东省是我国甘蔗主产区之一。甘蔗是一种高光效的C4植物，单位面积产量很高，种植面积日益扩大，目前已成为南方地区燃料酒精生产的重要原料。利用甘蔗生产燃料酒精的一般工艺流程为：甘蔗→榨汁(蔗糖)→酵母菌发酵→蒸馏→成品(燃料酒精)。
请根据上述材料，回答下列问题：
(1)简述甘蔗大规模快速繁殖技术的过程。
(2)具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精发酵菌种，对野生酵母菌进行诱变后通过筛选可以得到具有这些特性的突变菌，诱变及筛选过程如下：
步骤1：野生酵母菌液体培养一段时间后接受紫外线照射做诱变处理。
步骤2：制备选择培养基。在基本培养基的基础上，注意_____和_____，加琼脂后灭菌，制成固体平板。
步骤3：将紫外线照射后的菌液稀释涂布平板。
步骤4：根据___________筛选出突变菌。
(3)上述步骤2、3和4的依据分别是_________________。
(4)利用获得的突变菌和蔗糖进行酒精发酵实验，除了将培养基灭菌、保持空间洁净外，发酵过程中防止外来杂菌入侵还有哪些可行方法？(列举两种)
(5)甘蔗榨汁以后还有大量的蔗渣废弃物，主要成分为木质素、纤维素和半纤维素，但是酵母菌无法直接利用，原因是___________。请提出解决该问题的方法。(列举两种方法)
(6)突变菌往往带有一些特殊的基因。在获得这些基因的过程中，PCR技术相当重要。PCR扩增反应中加入引物和DNA聚合酶的作用分别是什么？
正确答案
(1)选取甘蔗外植体，通过诱导脱分化产生愈伤组织，然后调整植物激素比例，再分化形成芽和根，获得大量试管苗(或通过诱导大量形成胚状体，制成人工种子，适宜条件下萌发长成幼苗)。
(2)添加高浓度蔗糖(葡萄糖) 调低pH值 是否能在选择培养基上生长
(3)提供高糖和酸性的筛选环境；获得单菌落；能生长代表该菌落具有耐高糖和耐酸的特性
(4)①．利用突变菌的耐酸特性，降低培养基的pH值，达到抑菌的日的；②．利用突变菌的耐高糖特性，通过高渗环境达到抑菌目的；③．保持厌氧环境，达到抑菌目的；④．在培养基中添加一些抑制物如特殊的抗生素，达到抑菌目的。
(5)缺乏相应分解酶系(或缺乏纤维素和半纤维素酶) 在酵母菌中转入分解酶系相关基因，利用酶或微生物分解蔗渣；利用物理和化学方法分解蔗渣；将酵母菌与其他能分解蔗渣的微生物混合发酵。
(6)引物的作用是结合在模板DNA上，提供DNA延伸起始位点；DNA聚合酶的作用是从引物的3′端开始催化DNA链的延伸。
(选做题)为了实现燃料供应来源多样化，发展长期替代化石燃料的产品如燃料酒精、生物柴油、沼气等已经列入了我国未来10年的发展计划。
广东省是我国甘蔗的主产区之一。甘蔗是一种高光效的C4植物，单位面积产量很高，种植面积日益扩大，目前已成为南方地区燃料酒精生产的重要原料。利用甘蔗生产燃料酒精的一般工艺流程为：甘蔗→榨汁(蔗糖)→酵母发酵→蒸馏→成品(燃料酒精)请根据上述材料，回答下列问题：
(1)简述甘蔗大规模快速繁殖技术的过程。
(2)具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精发酵菌种，对野生酵母菌进行诱变后通过筛选可以得到具有这些特性的突变菌，诱变及筛选过程如下：
步骤1：野生菌液体培养一段时间后接受紫外线照射诱变处理。
步骤2：制备选择培养基。在基本培养基的基础上，注意_____和_____，加琼脂后灭菌，制成固体平板。
步骤3：将紫外照射后的菌液稀释涂布平板。
步骤4：根据_______筛选出突变菌。
(3)上述步骤2、3和4的依据分别是_________________。
(4)利用获得的突变菌和蔗汁进行酒精发酵实验，除了将培养基灭菌、保持空间洁净外，发酵过程中防止外来杂菌入侵还有哪些可行方法？(列举两种)
(5)甘蔗榨汁以后还有大量的蔗渣废弃物，主要成分为木质素、纤维素和半纤维素，但是酵母菌无法直接利用，原因是其___________。请提出解决该问题的方法。(列举两种方法)
(6)突变菌往往带有一些特殊的基因。在获得这些基因的过程中，PCR技术相当重要。PCR扩增反应中加入引物和DNA聚合酶的作用分别是什么？
正确答案
(1)选取甘蔗外植体，通过诱导脱分化产生愈伤组织，然后调整植物激素比例，再分化形成芽和根，获得大量试管苗(或通过诱导大量形成胚状体，制成人工种子，适宜条件下萌发长成幼苗)。
(2)步骤二：添加高浓度蔗糖(葡萄糖) 调低pH值 步骤四：是否能在选择培养基上生长
(3)提供高糖和酸性的筛选环境；获得单菌落；能生长代表该菌落具有耐高糖和耐酸的特性
(4)①．利用突变菌的耐酸特性，降低培养基的pH值，达到抑菌的日的；②．利用突变菌的耐高糖特性，通过高渗环境达到抑菌目的；③．保持厌氧环境，达到抑菌目的；④．在培养基中添加一些抑制物如特殊的抗生素，达到抑菌目的。
(5)缺乏相应分解酶系(或缺乏纤维素和半纤维素酶)在酵母菌中转入分解酶系相关基因，利用酶或微生物分解蔗渣；利用物理和化学方法分解蔗渣；将酵母菌与其他能分解蔗渣的微生物混合发酵。
(6)引物的作用是结合在模板DNA上，提供DNA延伸起始位点；DNA聚合酶的作用是从引物的3′端开始催化DNA链的延伸。
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