马铃薯生物工程育种

植物细胞工程1。

某二倍体植物是杂合子，下图为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生完整植株的过程。

据图回答下列问题。

(1）图中①表示的是该花粉培养过程中的过程,②表示的是过程，X代表的是,③表示的是过程。

（2)图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条，具体通过哪条途径主要取决于培养基成分中的种类及其浓度配比,最后获得的来自未成熟花粉的完整植株都称为植株(甲）。

未成熟花粉经培养能形成完整植株，说明花粉具有。

（3）对植株甲用处理,才能使其结实产生后代(乙）,否则植株甲只有通过无性繁殖的方式才能产生后代（丙)。

这种育种方法的优势是。

2.(2019全国Ⅲ)培养胡萝卜根组织可获得试管苗,获得试管苗的过程如图所示。

①②③④⑤⑥回答下列问题。

(1）利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。

用分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有。

(2）步骤③切取的组织块中要带有形成层,原因是。

(3)从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基，其原因是。

在新的培养基上愈伤组织通过细胞的过程，最终可形成试管苗。

(4）步骤⑥要进行照光培养，其作用是。

（5)经组织培养得到的植株,一般可保持原品种的,这种繁殖方式属于繁殖。

3。

下图为A、B两种二倍体植物体细胞杂交过程示意图，请据图回答下列问题。

（1）步骤①的方法是。

步骤②常用的化学试剂是,之后(“是”或“否”）需要筛选。

（2）在利用杂种细胞培育成为杂种植物的过程中，运用的技术手段是，其中步骤④是。

植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植物,与A、B两种植物相比，该杂种植物是新物种的原因是. (3）培育该杂种植物的过程中，遗传物质的传递是否遵循孟德尔遗传规律?为什么？。

4.紫杉醇是红豆杉细胞中产生的一种高效抗癌物质,在植物体中含量极低。

为取代从天然植株中提取紫杉醇的方式,可通过植物组织培养和细胞培养技术来获取,其过程为:获取红豆杉外植体→消毒→诱导愈伤组织→细胞培养→提取紫杉醇。

《CRISPR-Cas9介导的无外源基因插入的马铃薯基因编辑体系》篇一CRISPR-Cas9介导的无外源基因插入的马铃薯基因编辑体系一、引言随着基因编辑技术的快速发展，CRISPR/Cas9系统已成为生物工程领域中最为重要的工具之一。

该技术为农业育种、疾病治疗以及生物医学研究提供了全新的手段。

其中，马铃薯作为全球重要的农作物之一，其基因编辑体系的研究与开发显得尤为重要。

本文旨在探讨CRISPR/Cas9介导的无外源基因插入的马铃薯基因编辑体系，以期为马铃薯的遗传改良和农业生产提供新的思路。

二、CRISPR/Cas9技术概述CRISPR/Cas9是一种基于DNA识别的基因编辑技术，它能够精准地剪切DNA序列，并允许研究人员通过同源重组或非同源末端连接等机制实现特定基因的插入、删除或突变。

CRISPR/Cas9技术具有操作简便、效率高、成本低等优点，在植物基因编辑领域具有广泛的应用前景。

三、无外源基因插入的马铃薯基因编辑体系在马铃薯的基因编辑过程中，无外源基因插入的编辑体系具有重要意义。

该体系通过CRISPR/Cas9技术实现对马铃薯内源基因的精确剪切和编辑，避免了外源基因插入可能带来的生态风险和遗传不稳定性问题。

首先，研究人员需要针对马铃薯的目标基因进行设计，并构建相应的CRISPR/Cas9表达载体。

通过将表达载体导入马铃薯细胞中，实现内源基因的剪切和编辑。

在编辑过程中，需确保剪切位点的精确性，以避免对其他非目标基因造成影响。

此外，还需要优化编辑条件，以提高编辑效率和准确性。

四、应用与前景无外源基因插入的马铃薯基因编辑体系具有广阔的应用前景。

通过该体系，研究人员可以实现对马铃薯重要农艺性状的遗传改良，如抗病性、抗虫性、耐旱性等。

此外，该体系还可用于研究马铃薯的生长发育、代谢途径以及与其他生物的关系等基础生物学问题。

五、挑战与展望尽管无外源基因插入的马铃薯基因编辑体系具有诸多优点，但仍面临一些挑战。

专题17 植物组织培养技术，从细胞全能性中溯源考向一植物细胞工程【母题来源】2022年浙江卷【母题题文】下列关于菊花组织培养的叙述，正确的是()A．用自然生长的茎进行组培须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒B．培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换C．组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌量低且营养丰富D．不带叶片的菊花幼茎切段可以通过器官发生的途径形成完整的菊花植株[答案]D【试题解析】植物组织培养技术：1、过程：离体的植物组织，器官或细胞(外植体)→愈伤组织→胚状体→植株(新植体)．2、原理：植物细胞的全能性．3、条件：①细胞离体和适宜的外界条件(如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等)；②一定的营养(无机、有机成分)和植物激素(生长素和细胞分裂素)。

[解析]A、自然生长茎段的消毒属于外植体消毒，先用70%酒精，再用无菌水清洗，再用5%次氯酸钠消毒处理，最后再用无菌水清洗，A错误；B、培养瓶用专用封口膜封口的目的是防止杂菌污染，并不影响气体交换，B错误；C、组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石比较松软，持水性也较好，有利于幼苗的生根和叶片的生长，C错误；D、不带叶片的菊花茎的切段可通过植物组织培养分化出芽和根这种器官发生的途径形成完整的菊花植株，D正确。

故选D。

【命题意图】本部分内容以选考的形式出现，2道选考题，考生任选1道做答，对试题能力的考查主要是识记和理解，难度不大。

考查的重点知识为植物细胞工程、主要有植物细胞的全能性的理解，植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术的技术流程。

一般以生产生活中的实例（新冠肺炎核酸检测），依托现代科学技术作为载体，利用多种工程共同解决生产生活实际的类型比较常见。

【命题方向】在对选修3的考查中，植物细胞工程是重要考点之一，考查的内容为：植物细胞的全能性，植物细胞工程的应用。

展望2023年高考生物试题呈现会结合科技前沿考查植物细胞工程的相关知识，也可能结合基因工程工程结合在一起。

专题16 植物细胞工程专题分析➢题型解读本专题常结合动物细胞工程进行综合性考查，常出现在简答题中的某一问。

结合现代科学技术的实践应用进而培养学生的科学思维和社会责任感。

➢考向分析围绕细胞的全能性、植物组织培养、植物体细胞杂交技术进行考查，重点考查学生的实践应用能力。

➢答题技巧作答本专题时，需具备一定的理解能力，并牢记课本的重要知识点，通过一定的习题练习形成思维定势，从而迅速准确的作答。

对点训练一、单选题1．（2023·辽宁·模拟预测）马铃薯普通栽培种是同源四倍体，这使得马铃薯的杂交育种变得十分困难。

植物细胞工程技术为马铃薯育种提供了可行的育种方案。

下列有关植物细胞工程的说法，错误的是（）A．利用茎尖分生组织培养脱毒苗，使植株具备抗病毒的能力，产品质量得到提高B．利用普通马铃薯的花粉进行组织培养，可以获得含有2个染色体组的马铃薯C．利用原生质体融合实现体细胞杂交，可以克服远缘杂交不亲和的障碍，充分利用遗传资源D．利用培养的愈伤组织进行诱变育种，可以显著提高变异频率，获得有用的突变体【答案】A【详解】A、利用茎尖分生组织培养的是脱毒苗，但脱毒苗并不具有抗病毒的能力，A错误；B、由题可知，马铃薯是四倍体，其花粉含有2个染色体组，经过花药离体培养后的植株含有2个染色体组，B正确；C、不同生物之间存在生殖隔离，不能通过有性方式繁殖后代，通过植物体细胞杂交技术，可以实现不同生物之间的细胞融合，克服远缘杂交不亲和的障碍，充分利用遗传资源，C正确；D、愈伤组织细胞分裂比较旺盛，利用培养的愈伤组织进行诱变育种，可以显著提高变异频率，获得有用的突变体，D正确。

故选A。

2．某种植物组织培养的过程如下图所示，其中甲、乙、丙、丁代表4个不同培养阶段。

下列叙述正确的是（）A．上述过程属于体细胞胚发生途径，此过程涉及植物组织的脱分化和再分化B．甲阶段和乙阶段培养基中的营养成分不同，但生长调节剂种类和配比相同C．丙阶段，将丛状苗分株后移栽到只有生长素没有细胞分裂素的培养基上生根D．丁阶段，试管苗移栽前需在蛭石和珍珠岩等介质上锻炼，增强对低湿、弱光的适应能力【答案】C【详解】A、图示过程为器官发生途径，A错误；B、甲阶段和乙阶段培养基生长调节剂种类和配比不同，B错误；C、与发芽培养基相比，诱导根分化需要较低的细胞分裂素浓度，可以只有生长素没有细胞分裂素，C正确；D、试管苗移栽前需在蛭石和珍珠岩等介质上锻炼，增强对低湿、强光的适应能力，D错误。

•甘肃省常年播种面积40多万hm2，约占全国播种面积的10％，列西北五省区第一位；地处甘肃中部的定西地区是全省乃至全国比较集中的马铃薯主产区之一，2001年播种面积达19.l万hm2，约占全省面积的1／2。

该区海拔较高，气候冷凉，日照充足，雨热同季，昼夜温差大，生长周期长，深厚的黄土特别适合马铃薯的生长发育，具有生产马铃薯得天独厚的自然条件，马铃薯的平均单产高于全国水平，是国内主要的优质马铃薯主产区之一，也是筛选培育优良品种、繁殖脱毒种薯和生产优质商品薯的理想地区之一。

1、现有工作基础和已开展的研究工作近年来随着农村产业结构的调整和市场经济的发展，马铃薯也由抗旱救灾作物发展成为支撑农村经济发展，农民脱贫致富的经济作物，特别是1996年定西地委、行署将马铃薯确定为“四大支柱”产业之后，甘肃金芋科技开发有限责任公司在基础设施建设、专用型品种的引进、脱毒苗(薯)优质高效低成本生产技术研究、脱毒苗快繁、脱毒原原种工厂化大规模生产、原种网棚扩繁、种薯基地建设等方面开展了大量的工作。

现已建成260m2的组培室，800m2的科研、病毒检测和品质分析测试实验楼，1000m2的自然光照培养室，30000m2的高效节能温室，600m3的蓄水池和10000m2雨水集流场，667hm2防虫网棚原种生产基地和333．5万hm2一级种薯扩繁基地。

现已具备年生产脱毒苗2000万株，脱毒原原种3000万粒的能力，成为全国较大的专用型马铃薯脱毒种薯生产基地。

初步建成了集茎尖脱毒、脱毒苗快繁、病毒检测、原原种(微型薯)和原种生产的一整套技术体系，研究、提出完善了脱毒苗和原原种生产的技术规程。

在脱毒苗生产中针对不同季节，通过试验，筛选出了不同的培养基；在脱毒微型种薯生产中，改进了不同生育期的营养液配方，基本解决了无基质栽培(雾培)法生产微型薯的烂薯等问题。

将马铃薯脱毒微型种薯无土栽培高效快繁技术与马铃薯产业化发展紧密结合起来进行开发，建立了大规模工厂化生产脱毒微型种薯的产业化模式。

马铃薯液体培养基配方马铃薯液体培养基是一种常用的培养基配方，广泛应用于微生物培养和生物工程领域。

它以马铃薯为主要成分，配合其他营养物质，能够提供微生物生长所需的营养物质和环境条件。

以下是一种常见的马铃薯液体培养基配方。

一、主要成分：1. 马铃薯提取物：马铃薯是马铃薯液体培养基的主要成分，它含有丰富的淀粉、蛋白质、维生素和矿物质等营养物质，为微生物提供能量和生长所需的基础物质。

2. 葡萄糖：葡萄糖是一种简单的糖类，可以作为微生物的碳源，提供能量，促进微生物的生长和繁殖。

3. 酵母提取物：酵母提取物富含氨基酸、维生素和矿物质等多种营养物质，可以提供微生物生长所需的多种元素。

4. 水解酪蛋白：水解酪蛋白是一种含有丰富氨基酸的蛋白质，可以作为微生物的氮源，促进微生物的生长和代谢活性。

5. 水解酵母蛋白：水解酵母蛋白是经过酵母蛋白水解处理后得到的产物，它含有多种氨基酸和微量元素，能够提供微生物的营养需求。

6. 氯化钠：氯化钠是培养基中的无机盐，能够调节培养基的渗透压，提供微生物所需的离子平衡。

7. 磷酸二氢钾：磷酸二氢钾是一种无机盐，可以作为微生物的磷源，参与微生物的代谢过程。

二、配方及制备方法：1. 马铃薯液体培养基的配方可以根据需要进行调整，下面是一种常用的配方：- 马铃薯提取物：200g/L- 葡萄糖：20g/L- 酵母提取物：5g/L- 水解酪蛋白：5g/L- 水解酵母蛋白：5g/L- 氯化钠：5g/L- 磷酸二氢钾：2g/L- 蒸馏水：适量2. 制备方法：(1) 将马铃薯削皮切块，加入适量的蒸馏水中，煮沸30分钟，然后过滤得到马铃薯提取物。

(2) 将葡萄糖、酵母提取物、水解酪蛋白、水解酵母蛋白、氯化钠和磷酸二氢钾按照配方加入适量的蒸馏水中，搅拌均匀。

(3) 将上述混合液加热至沸腾，搅拌溶解，然后冷却至室温。

(4) 将马铃薯提取物过滤后的液体加入步骤(3)中的溶液中，搅拌均匀。

(5) 用蒸馏水调整培养基的体积，使得最终浓度符合配方要求。