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1、章末復(fù)習(xí)提升課(五) 植物組織培養(yǎng) 影響植物組織培養(yǎng)的因素 1.內(nèi)部因素 不同的植物組織，培養(yǎng)的難易程度差別很大；同一種植物材料，材料的年齡、保存時(shí)間的長短等也會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 2．外部因素 (1)營養(yǎng)成分：MS培養(yǎng)基，主要成分包括：大量元素，如N、P、K、Ca、S、Mg等；微量元素，如B、Mn等；有機(jī)物，如甘氨酸、維生素、蔗糖等。 (2)植物激素：?jiǎn)?dòng)細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素是生長素和細(xì)胞分裂素，二者的濃度及用量的比例和使用的先后順序都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 (3)其他因素：酸堿度、溫度、光照等。 細(xì)胞全能性大小與細(xì)胞種類的關(guān)系 1.受精卵＞

2、生殖細(xì)胞＞體細(xì)胞；植物細(xì)胞＞動(dòng)物細(xì)胞；分化程度低的細(xì)胞＞分化程度高的細(xì)胞。 2．一般地說，離體后的植物細(xì)胞的全能性在一定條件下可充分體現(xiàn)。 3．離體后的動(dòng)物細(xì)胞的全能性受到限制，但其細(xì)胞核的全能性借助卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)可體現(xiàn)出來。 4．未離體的細(xì)胞的全能性不能表達(dá)，只是在機(jī)體的調(diào)控下，進(jìn)行定向分化。 脫分化、再分化與植物生長過程的比較 過程名稱 過程 形成體特點(diǎn) 條件 脫分化 由外植體成為愈傷組織 排列疏松、高度液泡化的薄壁細(xì)胞團(tuán) ①離體 ②提供營 養(yǎng)物質(zhì)(有機(jī)物、無機(jī)物) ③提供激素 ④提供其他適宜條件　 再分化 由愈傷組織成為幼苗或胚狀體結(jié)構(gòu) 有根

3、、芽或有生根發(fā)芽的能力 營養(yǎng)生 長、生殖 生長 發(fā)育成完整的 植物體 由根、莖、葉、花、果 實(shí)、種子 組成 栽培 章末綜合測(cè)評(píng)(五) (時(shí)間：45分鐘　滿分：100分) 一、選擇題(每小題6分，共60分) 1．生物體內(nèi)細(xì)胞沒有表現(xiàn)出全能性，原因是(　　) A．細(xì)胞喪失了全能性 B．基因的表達(dá)有選擇性 C．基因發(fā)生了變化 D．不同細(xì)胞基因不同 【解析】　在生物體內(nèi)細(xì)胞沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化為不同的組織、器官，這是基因在特定的時(shí)間和空間條件下選擇性表達(dá)的結(jié)果。 【答案】　B 2．下列有關(guān)月季快速繁殖的說法正確的是(　　) A．需要有三種培養(yǎng)基，其營

4、養(yǎng)成分中的碳源應(yīng)該是無機(jī)碳源 B．要用高壓蒸汽滅菌法對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌，即在100 ℃下保持15分鐘 C．在培養(yǎng)過程中要先讓愈傷組織生根后再使其生芽 D．用酒精對(duì)外植體進(jìn)行消毒時(shí)，持續(xù)的時(shí)間不能太長 【解析】　月季的快速繁殖使用的是植物組織培養(yǎng)技術(shù)，在培養(yǎng)時(shí)應(yīng)對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行高壓蒸汽滅菌(98 kpa，20 min)；愈傷組織因?yàn)椴荒苓M(jìn)行光合作用，需要有機(jī)碳源；誘導(dǎo)再分化時(shí)，應(yīng)先誘導(dǎo)生芽，后誘導(dǎo)生根。酒精能殺死植物細(xì)胞，所以對(duì)外植體消毒時(shí)，時(shí)間不能太長。 【答案】　D 3．在植物種苗脫毒過程中，不涉及細(xì)胞的(　　) A．有絲分裂　　　　 B．分化 C．減數(shù)分裂 D．全能性 【

5、解析】　種苗脫毒過程建立在體細(xì)胞組織培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，是體細(xì)胞經(jīng)過脫分化和再分化形成個(gè)體的過程，表現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性。整個(gè)過程只有有絲分裂。 【答案】　C 4．一般情況下，對(duì)外植體進(jìn)行消毒的方法是(　　) A．高壓蒸汽滅菌法 B．火焰灼燒法 C．化學(xué)試劑法 D．無菌水清洗法 【解析】　外植體先用清水洗凈，再用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精浸5 s后，放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的次氯酸鈉溶液中浸泡；后用無菌水漂凈消毒液。 【答案】　C 5．脫分化培養(yǎng)基的成分構(gòu)成是(　　) A．MS培養(yǎng)基的配制＋6－BA＋I(xiàn)AA B．MS培養(yǎng)基的配制＋I(xiàn)AA C．MS培養(yǎng)基的配制＋6－BA D．MS培養(yǎng)基

6、的配制＋NAA＋I(xiàn)AA 【解析】　本題為識(shí)記內(nèi)容，當(dāng)同時(shí)加入6－BA和IAA時(shí)，能夠誘導(dǎo)外植體脫分化形成愈傷組織。 【答案】　A 6．組織培養(yǎng)技術(shù)需要在無菌條件下完成，下列哪些植物的組織、器官或細(xì)胞，在人工控制環(huán)境里容易形成完整的植株(　　) ①莖尖?、诨ㄋ帯、圩臃勘凇、鼙”诩?xì)胞?、菪纬蓪蛹?xì)胞?、薷獬墒靺^(qū)細(xì)胞 A．①②⑤ B．②③④ C．③⑤⑥ D．①②④ 【解析】　依據(jù)細(xì)胞全能性表達(dá)的先后順序，全能性容易表達(dá)的組織是分化程度較低的組織。有些薄壁細(xì)胞屬于高度分化的細(xì)胞，全能性相對(duì)較低；莖尖和形成層細(xì)胞屬于分生組織，分化程度低，全能性較高；花藥屬于生殖細(xì)胞，盡管分化程度相當(dāng)高

7、，但是全能性也較高。 【答案】　A 7．采用莖尖等分生組織培養(yǎng)出來的植物一般很少有植物病毒的危害，其原因是(　　) ①分生區(qū)維管束尚未形成，病毒通過胞間連絲移動(dòng)到分生區(qū)的速度遠(yuǎn)不及細(xì)胞分裂的速度快 ②在組織培養(yǎng)過程中的細(xì)胞進(jìn)行的是快速分裂和分化 ③在人工配制的培養(yǎng)基上，病毒根本無法生存 ④進(jìn)行組織培養(yǎng)的植物體內(nèi)水分太少，無機(jī)鹽含量太高 ⑤進(jìn)行組織培養(yǎng)的過程都是在無菌和無毒條件下進(jìn)行的 A．①②③ B．②③④ C．③④⑤ D．①②⑤ 【解析】　組織培養(yǎng)出的植物一般很少有病毒是因?yàn)椋孩俜稚鷧^(qū)維管束尚未形成，病毒很難到達(dá)；②組織培養(yǎng)的過程都是在無菌無毒條件下進(jìn)行的；③組織培養(yǎng)

8、的細(xì)胞分裂、分化較快，病毒不易感染。 【答案】　D 8．無菌技術(shù)是植物組織培養(yǎng)能否獲得成功的關(guān)鍵，以下說法正確的是(　　) ①由于植物組織培養(yǎng)所利用的植物材料體積小、抗性差，對(duì)無菌操作的要求非常嚴(yán)格 ②對(duì)培養(yǎng)基及器械用高壓蒸汽滅菌 ③對(duì)培養(yǎng)材料進(jìn)行表面消毒時(shí)，一方面要考慮藥劑的消毒效果，另一方面還要考慮植物材料的耐受能力 ④不同藥劑、不同植物材料甚至不同器官要區(qū)別對(duì)待 ⑤對(duì)培養(yǎng)材料可用高壓蒸汽滅菌 ⑥如果不小心導(dǎo)致污染，將可能造成培養(yǎng)工作的前功盡棄 A．①②③④⑤ B．①②③④ C．①②③④⑥ D．①②③④⑤⑥ 【解析】　無菌操作是植物組織培養(yǎng)技術(shù)的關(guān)鍵，如果滅菌不好

9、就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)培養(yǎng)工作的失敗。對(duì)于整個(gè)操作過程中凡是和植物組織接觸的材料、用具和試劑都要進(jìn)行滅菌、消毒。但不同的用具、材料要用不同的方法進(jìn)行處理，如培養(yǎng)基的滅菌用高壓蒸汽滅菌法，而植物組織用消毒液進(jìn)行消毒而不能用高壓蒸汽滅菌。 【答案】　C 9．利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)可以培育或生產(chǎn)出(　　) A．食品添加劑 B．無病毒植株 C．人工種子 D．A、B、C都是 【解析】　植物組織培養(yǎng)技術(shù)的作用較廣泛?？梢陨a(chǎn)食品添加劑，可用于植物脫毒，也可生產(chǎn)人工種子。 【答案】　D 10．下列說法不正確的是(　　) A．植物快速繁殖可以保護(hù)瀕危的植物、名貴花木等 B．植物組織培養(yǎng)可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化

10、，便于自動(dòng)化管理 C．植物組織培養(yǎng)是一種無性繁殖 D．植物的花粉、花藥等不可以用于植物組織培養(yǎng) 【解析】　植物的花粉、花藥等生殖細(xì)胞的全能性比體細(xì)胞還高。因此，可以用它們進(jìn)行植物組織培養(yǎng)。 【答案】　D 二、非選擇題(共40分) 11．(20分)辣椒素作為一種生物堿廣泛用于食品保健、醫(yī)藥工業(yè)等領(lǐng)域。辣椒素的獲得途徑如圖。 (1)圖中①和②分別表示辣椒組織培養(yǎng)中細(xì)胞的________和________過程。 (2)圖中培養(yǎng)外植體的培養(yǎng)基中常用的凝固劑是________。培養(yǎng)基中的生長素和細(xì)胞分裂素用量的比值________(填“高”或“低”)時(shí)，有利于芽的分化。對(duì)培養(yǎng)基徹底滅

11、菌時(shí)，應(yīng)采用的滅菌方法是____________。 (3)圖中外植體的消毒所需酒精的體積分?jǐn)?shù)是________。用酶解法將愈傷組織分離成單細(xì)胞時(shí)，常用的酶是________和纖維素酶。 (4)提取辣椒素過程中，萃取加熱時(shí)需安裝冷凝回流裝置，其目的是______________________。 【解析】　(1)由高度分化的植物組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過程稱為脫分化，脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)進(jìn)行培養(yǎng)，又可重新分化成根或芽等器官，這個(gè)過程叫做再分化。 (2)培養(yǎng)基中常用的凝固劑是瓊脂。同時(shí)使用生長素和細(xì)胞分裂素時(shí)，兩者用量的比例影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向。生長素和細(xì)胞分裂素用量的比值低時(shí)，有利

12、于芽的分化；反之則利于根的分化。培養(yǎng)基應(yīng)用高壓蒸汽滅菌鍋滅菌。 (3)外植體消毒所用酒精的體積分?jǐn)?shù)是70%。酶解法將愈傷組織分離成單細(xì)胞所用的酶是果膠酶和纖維素酶。 (4)用萃取法提取植物有效成分時(shí)，應(yīng)在加熱瓶口安裝冷凝回流裝置，目的是防止加熱時(shí)有機(jī)溶劑揮發(fā)。 【答案】　(1)脫分化(或去分化)　再分化　(2)瓊脂　低　高壓蒸汽滅菌　(3)70%　果膠酶　(4)防止有機(jī)溶劑的揮發(fā) 12．(20分)(2014·江蘇高考)為了獲得植物次生代謝產(chǎn)物，先用植物外植體獲得愈傷組織，然后在液體培養(yǎng)基中懸浮培養(yǎng)。請(qǐng)回答下列問題： (1)外植體經(jīng)誘導(dǎo)后形成愈傷組織的過程稱為________。　 (

13、2)在愈傷組織懸浮培養(yǎng)時(shí)，細(xì)胞干重、蔗糖濃度和pH的變化如下圖所示。細(xì)胞干重在12 d后下降的原因有__________________________；培養(yǎng)液中蔗糖的作用是________、________。 (3)多倍體愈傷組織細(xì)胞產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物量常高于二倍體。二倍體愈傷組織細(xì)胞經(jīng)________處理，會(huì)產(chǎn)生染色體加倍的細(xì)胞。為檢測(cè)愈傷組織細(xì)胞染色體數(shù)目，壓片前常用纖維素酶和________酶解離愈傷組織。若愈傷組織細(xì)胞(2n)經(jīng)誘導(dǎo)處理后，觀察到染色體數(shù)為8n的細(xì)胞，合理的解釋是________、________。 (4)為了更好地獲得次生代謝產(chǎn)物，生產(chǎn)中采用植物細(xì)胞的固定化

14、技術(shù)，其原理與酵母細(xì)胞固定化類似。下列說法正確的有________(填序號(hào))。 ①選取旺盛生長的愈傷組織細(xì)胞包埋?、诒仨氃诠庹諚l件下培養(yǎng)?、叟囵B(yǎng)過程中需通空氣?、芄潭ɑ笾参锛?xì)胞生長會(huì)變慢 【解析】　(1)外植體經(jīng)誘導(dǎo)形成愈傷組織的過程稱為脫分化。 (2)觀察圖示可知，12 d后蔗糖濃度和pH都下降到較低水平，影響能量的供應(yīng)和酶的活性，導(dǎo)致細(xì)胞干重下降。另外，培養(yǎng)液中的蔗糖還具有調(diào)節(jié)滲透壓的作用。 (3)在細(xì)胞分裂過程中，用低溫或秋水仙素處理，都可抑制紡錘體的形成，使子染色體不能移向兩極，從而使細(xì)胞中染色體數(shù)目加倍。愈傷組織的細(xì)胞之間含有纖維素和果膠，欲將其分散成單個(gè)細(xì)胞，壓片前需用纖

15、維素酶和果膠酶處理。愈傷組織細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)處理后，有的細(xì)胞染色體數(shù)目加倍(4n)，有的細(xì)胞染色體數(shù)目未加倍(2n)，也可能有的細(xì)胞在連續(xù)分裂中每次都因低溫或秋水仙素抑制了紡錘體的形成，導(dǎo)致細(xì)胞中染色體數(shù)目連續(xù)加倍，出現(xiàn)染色體數(shù)目為8n的細(xì)胞。所以染色體數(shù)目加倍到4n的細(xì)胞處于有絲分裂后期時(shí)染色體數(shù)目為8n，染色體數(shù)目加倍到8n的細(xì)胞處于有絲分裂中期時(shí)染色體數(shù)目也為8n。 (4)為了更好地獲得次生代謝產(chǎn)物，應(yīng)選用生長旺盛的愈傷組織。愈傷組織細(xì)胞無葉綠體，不進(jìn)行光合作用，因此不需要光照；培養(yǎng)過程要通入無菌空氣，確保細(xì)胞正常生命活動(dòng)的進(jìn)行。細(xì)胞的固定化通常使用包埋法，由于包埋材料的影響，營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣的擴(kuò)散都受到一定的影響，所以固定化后植物細(xì)胞生長速度變慢。 【答案】　(1)脫分化　(2)蔗糖濃度下降，pH降低　提供能源　調(diào)節(jié)滲透壓　(3)秋水仙素(低溫)　果膠　經(jīng)加倍到4n的細(xì)胞處于有絲分裂后期　經(jīng)加倍到8n的細(xì)胞處于有絲分裂中期　(4)①③④ 7