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專題3 植物的組織培養(yǎng)技術 課題1 菊花的組織培養(yǎng) 1．下列屬于組織培養(yǎng)的是(　　) A．花粉培養(yǎng)成單倍體植株 B．芽發(fā)育成枝條 C．根尖分生區(qū)發(fā)育成成熟區(qū) D．受精卵發(fā)育成植株 解析：植物組織培養(yǎng)是指離體的植物器官、組織或細胞脫分化、再分化形成完整植物體的過程?；ǚ叟嘤蓡伪扼w植株，是在一定條件下離體完成的。芽發(fā)育成枝條、根尖分生區(qū)發(fā)育成成熟區(qū)，是植物體發(fā)育的一部分。受精卵發(fā)育成植株，也屬于正常的發(fā)育過程。 答案：A 2．用高度分化的植物細胞、組織和器官進行組織培養(yǎng)可以形成愈傷組織，下列敘述錯誤的是(　　) A．該愈傷組織是細胞經(jīng)過脫分化和分裂形成的 B．該愈傷組織的細胞沒有全能性 C．該愈傷組織是由排列疏松的薄壁細胞組成的 D．該愈傷組織可以形成具有生根發(fā)芽能力的胚狀結(jié)構(gòu) 解析：愈傷組織的細胞仍具有全能性，在一定條件下繼續(xù)培養(yǎng)，細胞會發(fā)生再分化，生成芽和根，進而發(fā)育成完整植株。 答案：B 3．下列關于影響植物組織培養(yǎng)的因素，說法正確的是(　　) A．不同植物組織培養(yǎng)的難易程度不同，同一種植物材料培養(yǎng)的難易程度相同 B．在植物組織培養(yǎng)中，培養(yǎng)基中必須添加植物激素 C．植物激素中生長素和細胞分裂素的作用是互相獨立的 D．pH、溫度、光照等條件對植物組織培養(yǎng)也特別重要 解析：不同植物組織培養(yǎng)的難易程度不同，同一種植物材料也會因年齡、保存時間的長短等導致實驗結(jié)果不同，故A錯誤；在植物組織培養(yǎng)中，培養(yǎng)基中常常要添加植物激素，但不是都必須添加植物激素，故B錯；各種植物激素的作用是相互聯(lián)系的，而不是互相獨立的，故C錯。 答案：D 4．下列有關菊花的組織培養(yǎng)的說法，正確的是(　　) A．需要有三種培養(yǎng)基，其營養(yǎng)成分中的碳源應該是無機碳源 B．要用高壓蒸汽滅菌法對培養(yǎng)基進行滅菌，即在100 ℃下保持15～30 min C．在培養(yǎng)過程中要先讓愈傷組織生根后再使其生芽 D．用酒精對外植體進行消毒時，持續(xù)的時間不能太長 解析：在該過程中，共需配制三種培養(yǎng)基，分別是脫分化培養(yǎng)基、生芽培養(yǎng)基和生根培養(yǎng)基，但這些培養(yǎng)基需要的碳源是蔗糖，而不是無機碳；在對培養(yǎng)基進行高壓蒸汽滅菌時，要在121 ℃下保持15～30 min，以便于殺死所有微生物的細胞、芽孢和孢子等，100 ℃下不能殺死微生物的芽孢；在培養(yǎng)過程中要先讓愈傷組織生芽后再使其生根；用酒精對外植體進行消毒時，持續(xù)的時間不能太長，否則容易殺死外植體細胞。 答案：D 5．我國植物學家將名貴蘭花的莖尖細胞放進培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)，最終發(fā)育成完整的新植株。下圖是細胞培養(yǎng)形成蘭花植株示意圖，請據(jù)圖回答： 注：胚狀體即相當于植物種子的胚的結(jié)構(gòu)。 (1)過程③是________，⑤過程主要是指____________________ _____________________________________________________。 (2)在培養(yǎng)過程中，除了提供水分和必要的有機營養(yǎng)物質(zhì)外，還需要在培養(yǎng)基中加入________和________。同時，培養(yǎng)過程中，除保證必要的溫度、光照和氧氣等外界條件外，還必須保證的關鍵條件是 _______________________________________________________ ______________________________________________________。 解析：本題考查植物組織培養(yǎng)的過程及對結(jié)果的分析能力。其過程為離體的細胞愈傷組織生根發(fā)芽的胚狀體，可以根據(jù)此線索解決其中的問題。(1)過程③是由離體的細胞發(fā)育成愈傷組織的過程，是脫分化過程。過程⑤是由胚狀體發(fā)育成完整的植株，所以主要是指組織器官的形成，可逐漸發(fā)育成為完整的植株。(2)進行組織培養(yǎng)的過程中，脫分化階段不需要光照，但在再分化階段，葉片中的葉綠素的形成需要光照，同時需大量的營養(yǎng)，包括水和無機鹽，為了控制細胞的脫分化與再分化，常加入生長素和細胞分裂素等植物激素。在操作的過程中，必須進行無菌操作，防止雜菌污染。 答案：(1)脫分化　組織器官的形成，可逐漸發(fā)育成為完整植株 (2)無機鹽(或礦質(zhì)元素)　植物激素　無菌環(huán)境 1．MS培養(yǎng)基與微生物培養(yǎng)基相比，需要提供的是(　　) A．無機營養(yǎng)　　　　　 B．有機營養(yǎng) C．甘氨酸和維生素 D．植物激素 解析：MS培養(yǎng)基是用于植物組織培養(yǎng)的，往往需添加植物激素。 答案：D 2．要將胡蘿卜韌皮部細胞培養(yǎng)成完整植株，不需要的是(　　) A．具有完整細胞核的細胞 B．離體狀態(tài) C．導入外源基因 D．一定的營養(yǎng)物質(zhì)和激素 解析：要表現(xiàn)全能性，細胞應具備的內(nèi)因是要有本物種生長發(fā)育所需要的全套遺傳物質(zhì)(要有完整的細胞核)；應具備的外因即外部條件是離體、一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素誘導等。 答案：C 3．植物組織培養(yǎng)的過程可以歸納為： ①②③④。對此敘述有誤的是(　　) A．②至③的再分化過程中，當細胞分裂素與生長素的濃度比低時，有利于根的分化 B．植物組織培養(yǎng)所依據(jù)的原理是細胞的全能性 C．③到④過程指植物的營養(yǎng)生長和生殖生長階段 D．植物組織培養(yǎng)獲得的植株不能保持親本性狀 解析：植物組織培養(yǎng)的原理是細胞具有全能性，過程分為脫分化、再分化、植株的生長發(fā)育幾個階段，生長發(fā)育包括營養(yǎng)生長和生殖生長兩個階段。每個階段對環(huán)境條件的要求各不相同，再分化階段細胞分裂素與生長素濃度比低時，利于生根，高時利于生芽，整個過程是細胞全能性逐漸表現(xiàn)的過程。植物組織培養(yǎng)過程是無性繁殖過程，子代能保持親本性狀。 答案：D 4．植物組織培養(yǎng)是指(　　) A．將離體的植物器官、組織或細胞培育成完整植物體 B．將愈傷組織培育成植株 C．將離體的植物器官、組織或細胞培育成愈傷組織 D．愈傷組織形成并液泡化 解析：植物組織培養(yǎng)是指在人工控制的條件下，將離體的植物組織、器官或細胞培育成完整植株的過程。 答案：A 5．菊花種植多年后易積累病毒而導致品種退化。目前生產(chǎn)上采用莖尖分生組織離體培養(yǎng)的方法快速繁殖脫毒的種苗，以保證該品種的品質(zhì)。這種通過分生組織離體培養(yǎng)獲得種苗的過程不涉及細胞的(　　) A．有絲分裂 B．分化 C．減數(shù)分裂 D．全能性 解析：用菊花的莖尖進行組織培養(yǎng)，其原理是細胞的全能性。在組織培養(yǎng)過程中，離體組織通過脫分化才能成為愈傷組織，再經(jīng)過再分化、細胞有絲分裂，成為具有根、莖、葉的植物體。減數(shù)分裂是在形成生殖細胞過程中的一種分裂方式，而題中為發(fā)育到種苗，因此組織培養(yǎng)中不涉及減數(shù)分裂。 答案：C 6．在菊花的組織培養(yǎng)操作完成3～4 d后，觀察同一溫室中的外植體，發(fā)現(xiàn)有的瓶內(nèi)外植體正常生長，有的瓶內(nèi)外植體死亡，你認為外植體死亡的原因不可能是(　　) A．培養(yǎng)條件，比如光照、溫度等不適宜 B．接種時外植體未滅菌 C．接種工具灼燒后未待冷卻就接種外植體 D．將外植體倒插入培養(yǎng)基中 解析：同一溫室提供了相同的光照和溫度，但有的瓶內(nèi)外植體正常生長，有的瓶內(nèi)外植體卻死亡，說明外植體死亡的原因不可能是光照、溫度等培養(yǎng)條件不適宜。 答案：A 7．下列關于植物組織培養(yǎng)的說法中，哪一項是錯誤的(　　) A．在進行植物組織培養(yǎng)時，需要適宜的溫度、營養(yǎng)、氧氣和pH B．植物的組織培養(yǎng)過程中不需要光 C．不同植物進行組織培養(yǎng)時，所需的溫度有所不同 D．由外植體形成幼苗的過程中，培養(yǎng)基中有機物的總量會減少 解析：植物組織培養(yǎng)需要一定的條件。除需要營養(yǎng)、適宜的溫度、酸堿度和滲透壓外，還需要光。光不僅僅是進行光合作用的重要條件，也對培養(yǎng)細胞的分裂和分化有重要影響。 答案：B 8．下列實例中能體現(xiàn)細胞全能性的是(　　) ①用懸浮液培養(yǎng)胡蘿卜單個細胞可形成可育的植株?、谥参镉梅N子繁殖后代?、塾脽煵萁M織培養(yǎng)的單個細胞形成可育的完整植株 A．①② B．①③ C．②③ D．①②③ 解析：細胞的全能性是指已分化的細胞仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能。體現(xiàn)細胞全能性的是由細胞→生物體的實例。其中①和③都是屬于由分化的細胞經(jīng)過培養(yǎng)形成可育的植株的實例，體現(xiàn)了細胞的全能性。植物用種子繁殖后代，實際上就是由一個受精卵，通過細胞的增殖和分化發(fā)育成新個體，這是由未經(jīng)分化的細胞(受精卵)發(fā)育成新個體的過程，因此不能體現(xiàn)細胞的全能性。 答案：B 9．關于菊花組織培養(yǎng)的操作，下列說法不正確的是(　　) A．培養(yǎng)基連同其他器械一起進行高壓蒸汽滅菌 B．幼苗要先移植到消過毒的蛭石或者珍珠巖等環(huán)境下生活一段時間 C．用于植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基同樣適合于某些微生物的生長，一旦感染雜菌則前功盡棄 D．接種時用鑷子夾取菊花莖段插入培養(yǎng)基中即可 解析：菊花的組織培養(yǎng)中為防止雜菌污染，需要進行嚴格的無菌操作，外植體要消毒，培養(yǎng)基及其他器械要滅菌。接種時要注意莖段的形態(tài)學上下端，不應倒插；幼苗要先移植到消過毒的環(huán)境中生活一段時間，然后再栽培到土壤中。 答案：D 10．下列關于植物組織培養(yǎng)的敘述中，錯誤的是(　　) A．培養(yǎng)基中添加蔗糖的目的是提供營養(yǎng)和調(diào)節(jié)滲透壓 B．培養(yǎng)基中的生長素和細胞分裂素影響愈傷組織的生長和分化 C．離體器官或組織的細胞都必須通過脫分化才能形成愈傷組織 D．同一株綠色開花植物不同部位的細胞經(jīng)培養(yǎng)獲得的愈傷組織基因相同 解析：植物組織培養(yǎng)過程中用的是固體培養(yǎng)基，添加蔗糖可提供營養(yǎng)和調(diào)節(jié)滲透壓；添加不同比例的生長素和細胞分裂素可促進愈傷組織進行再分化；組織培養(yǎng)過程中愈傷組織的形成需經(jīng)過脫分化(或稱去分化)；同一株綠色開花植物不同部位的細胞經(jīng)培養(yǎng)獲得的愈傷組織或植株的基因(遺傳物質(zhì))不一定相同，如花粉和其他體細胞。 答案：D 11．下圖是基因型為AaBb的菊花莖尖離體培養(yǎng)示意圖，據(jù)圖回答下列問題： 菊花莖尖―→培養(yǎng)基中培養(yǎng)―→植物體(幼苗) (1)圖中B是____________________。菊花莖尖培養(yǎng)成植物體的根本原因是________________________________________________ _____________________________________________________。 (2)菊花的組織培養(yǎng)形成試管苗的過程中，其中應大量供給的元素是__________。試管苗形成過程中要給予一定光照，其目的是_____ ______________________________________________________。 要促進莖尖細胞分裂、分化和生長，培養(yǎng)基中應含__________。 (3)脫分化是指__________________________________________ _____________________________________________________， 脫分化和再分化這兩個過程的進行除必要的溫度、光照和氧氣等外界條件外，還要保證__________________，否則植物組織培養(yǎng)就不能成功。 (4)這樣培養(yǎng)成的試管苗的基因型是__________。 答案：(1)具根、芽的胚狀體(叢芽、根和芽)　植物細胞具有全能性 (2)N、S、P、K、Ca、Mg　促進葉綠體的形成并進行光合作用合成有機物　細胞分裂素和生長素　(3)高度分化的植物器官、組織或細胞，通過離體培養(yǎng)產(chǎn)生愈傷組織的過程　無菌　(4)AaBb 12．乙醇等“綠色能源”的開發(fā)備受關注，利用玉米秸稈等生產(chǎn)燃料酒精已成為大勢所趨。 (1)植物組織培養(yǎng)可實現(xiàn)玉米等大規(guī)?？焖俜敝?，如上圖，把外植體通過植物組織培養(yǎng)技術培育成完整植株，利用了________原理。通過組織培養(yǎng)技術進行植物繁育，可以很好地保持親本的優(yōu)良性狀，原因是____________________________________________________ _____________________________________________________。 A、B分別代表________和________，過程①、②分別表示________和________。 (2)在玉米組織培養(yǎng)過程中，有關說法不正確的是(　　) A．培養(yǎng)出的玉米植株個體都是純合子 B．A細胞的全能性最高 C．從外植體到A的過程不需要光照 D．從外植體到完整植株，細胞的分裂方式都是有絲分裂 解析：(1)由植物組織培養(yǎng)技術圖可知其原理是植物細胞的全能性，由于整個過程均為有絲分裂，故親子代遺傳物質(zhì)相同，從而可保持親代的優(yōu)良性狀。 (2)脫分化過程沒有葉綠素的形成，故不需光照。玉米種子均為雜交種。 答案：(1)植物細胞的全能性　子代遺傳物質(zhì)與親代相同，不會像有性生殖一樣出現(xiàn)性狀分離　愈傷組織　胚狀體　脫分化　再分化　(2)A 13．如圖為科學家將胡蘿卜韌皮部的細胞培養(yǎng)形成胡蘿卜植株的過程示意圖。請據(jù)圖完成下列問題： 注：胚狀體即等同于植物種子的胚的結(jié)構(gòu) (1)由細胞團形成胚狀體要經(jīng)過__________過程。 (2)這種培養(yǎng)方法在生物技術中稱為________培養(yǎng)。 (3)培養(yǎng)基中除了需要水分和有機營養(yǎng)物質(zhì)外，還需要加入______________和____________________。培養(yǎng)過程必要的外界條件是適宜的溫度、______________和____________等。 (4)由胡蘿卜韌皮部細胞培養(yǎng)成完整的胡蘿卜植株證明了_____。 解析：植物組織培養(yǎng)的理論基礎是細胞的全能性；由細胞團發(fā)育成植物幼苗需經(jīng)細胞分裂和細胞分化兩個過程；植物組織培養(yǎng)所用的培養(yǎng)基中應含有植物生長發(fā)育所需的各種營養(yǎng)物質(zhì)，為誘導根或芽的分化還應加入生長素、細胞分裂素兩種植物激素，并保證適宜的外界環(huán)境。 答案：(1)細胞分裂和細胞分化　(2)植物組織　(3)礦質(zhì)元素　生長調(diào)節(jié)類(激素)物質(zhì)　pH　光照　(4)植物細胞具有全能性