高中生物 第4部分 淺嘗現(xiàn)代生物技術(shù) 實驗11 植物的組織培養(yǎng)教案 浙科版選修1

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實驗11 植物的組織培養(yǎng) 課　標(biāo)　解　讀 重　點　難　點 1.進(jìn)行菊花的組織培養(yǎng)。 2.嘗試植物激素的應(yīng)用。 1.植物組織培養(yǎng)中生長素和細(xì)胞分裂素的調(diào)控。 2.植物組織培養(yǎng)中的無菌操作。 一、植物的組織培養(yǎng) 1．扦插、嫁接、組織培養(yǎng)都是植物無性繁殖的方法。 2．植物組織培養(yǎng)的概念 取一部分植物組織，如葉、芽、莖、根、花瓣或花粉等，在無菌的條件下接種在三角瓶中的瓊脂培養(yǎng)基上，給予一定的溫度和光照，使之產(chǎn)生愈傷組織，或進(jìn)而生根發(fā)芽。 用花粉經(jīng)植物組織培養(yǎng)成的植株與由植物營養(yǎng)器官培養(yǎng)成的植株一樣嗎？為什么？ 【提示】　不一樣。前者屬于有性生殖，培養(yǎng)成的是單倍體植株；后者是無性生殖，培養(yǎng)成的植株與原材料植株相同。 3 .激素在植物組織培養(yǎng)過程中的作用 (1)培養(yǎng)基中加入的植物激素是生長素和細(xì)胞分裂素。 (2)兩者的摩爾濃度比決定組織是生根還是生芽。 ①細(xì)胞分裂素與生長素的比例高時，誘導(dǎo)芽的生成。 ②細(xì)胞分裂素與生長素的比例大致相等時，愈傷組織繼續(xù)生長而不分化。 ③細(xì)胞分裂素與生長素的比例低時，會趨于長根。 4．實驗設(shè)計的思路 (1)材料：菊花。 (2)過程： ↓ ↓ ↓ ↓ 注意：實驗中使用的生長素是人工合成的萘乙酸(NAA)，細(xì)胞分裂素也是人工合成的芐基腺嘌呤(BA)。 二、菊花的組織培養(yǎng)實驗 1．實驗材料 MS培養(yǎng)基、萘乙酸、發(fā)芽培養(yǎng)基、生根培養(yǎng)基。 2．實驗步驟 (1)組織培養(yǎng)材料的處理 在超凈臺中，取出一瓶已進(jìn)行過無菌培養(yǎng)的菊花幼苗，在無菌培養(yǎng)皿上用無菌鑷子和無菌解剖刀切成幾段，每段上至少有1張葉片。 (2)培養(yǎng)成叢狀苗 在酒精燈旁，將每段放入1瓶生芽培養(yǎng)基中，使莖的一部分插入培養(yǎng)基內(nèi)，蓋上封口膜。每瓶也可放入2～3段幼莖切段。在日光燈下保持18～25 ℃的溫度培養(yǎng)，每天的光照不少于14.5 h。2～3周后長成健壯的叢狀苗。 (3)生根培養(yǎng) 將健壯的叢狀苗在無菌條件下一個個轉(zhuǎn)入生根培養(yǎng)基中，在上述條件下繼續(xù)培養(yǎng)。 (4)瓶外培養(yǎng) 將生根的苗移至草炭土或蛭石中，用玻璃罩或塑料布保持80%以上的濕度，2～3天后打開玻璃罩逐漸降低濕度進(jìn)行鍛煉，直到將罩全部打開處于自然濕度下為止。 (5)移至土中培養(yǎng) 三、實驗補(bǔ)充部分 若材料為自然生長的莖，則與上述過程有以下不同：需要在實驗前對自然生長的莖進(jìn)行處理如下：先在70%乙醇中浸泡10 min，再放入5%次氯酸鈉溶液中浸泡5 min，然后用另一5%次氯酸鈉溶液浸泡5 min，最后在超凈臺中用無菌水清洗，再將莖的切段培養(yǎng)在生芽培養(yǎng)基中。 為什么說無菌技術(shù)是植物組織培養(yǎng)能否獲得成功的關(guān)鍵？ 【提示】　由于植物組織培養(yǎng)所利用的植物材料體積小、抗性差，所以對培養(yǎng)條件的要求較高。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，如一些細(xì)菌、真菌等的生長。而培養(yǎng)物一旦受到微生物的污染，就會導(dǎo)致實驗前功盡棄，因此要進(jìn)行嚴(yán)格的無菌操作。 植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)和基本過程 1．植物組織培養(yǎng)的原理——植物細(xì)胞全能性 (1)植物細(xì)胞全能性的概念：高度分化的植物細(xì)胞，仍然具有發(fā)育成完整植株的潛能。 (2)細(xì)胞全能性的物質(zhì)基礎(chǔ)：生物體的每一個細(xì)胞都含有本物種所特有的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成完整個體所必需的全套基因。 (3)高度分化的植物細(xì)胞全能性表達(dá)的條件： ①離體條件； ②無菌操作(防止雜菌污染)； ③適宜物質(zhì)的誘導(dǎo)和調(diào)節(jié)(激素主要是生長素、細(xì)胞分裂素等)； ④種類齊全、比例適合的營養(yǎng)物質(zhì)； ⑤溫度、酸堿度、光照等條件的控制。 2．植物組織培養(yǎng)的基本過程 愈傷組織叢狀芽生根―→ (1)植物細(xì)胞的脫分化：由高度分化的植物組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過程，稱為植物細(xì)胞的脫分化，或者叫做去分化。 (2)愈傷組織：原指植物在受傷之后在傷口表面形成的一團(tuán)薄壁細(xì)胞。在組織培養(yǎng)中，則是指在人工培養(yǎng)基上由外植體通過細(xì)胞分裂產(chǎn)生的一團(tuán)排列疏松而無規(guī)則，高度液泡化的呈無定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞。 (3)再分化：脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)進(jìn)行培養(yǎng)，可以重新分化成根或芽等器官，這個過程叫做再分化。 (4)植物組織培養(yǎng)中兩種關(guān)鍵“激素杠桿”——生長素和細(xì)胞分裂素的調(diào)節(jié)作用 植物激素中生長素和細(xì)胞分裂素是啟動細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素，兩種激素號稱植物組織培養(yǎng)的“激素杠桿”，兩者的摩爾濃度比決定組織是生根，還是生芽。 兩者的摩爾濃度比 相關(guān)結(jié)果 比例適中 促進(jìn)愈傷組織的生長 生長素＞細(xì)胞分裂素 有利于根的形成 生長素＜細(xì)胞分裂素 有利于芽的形成 　回答下列有關(guān)植物組織培養(yǎng)的問題： (1)用于植物組織培養(yǎng)的植物材料稱為___________________________。 (2)組織培養(yǎng)中的細(xì)胞，從分化狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槲捶只癄顟B(tài)的過程稱為________。 (3)在再分化階段所用培養(yǎng)基中，含有植物激素X和植物激素Y。逐漸改變培養(yǎng)基中這兩種植物激素的濃度比，未分化細(xì)胞群的變化情況如下圖所示。據(jù)圖指出兩種激素的不同濃度比與形成芽、根、愈傷組織的關(guān)系： ①當(dāng)植物激素X與植物激素Y的濃度比等于1時， ______________________________________________________________； ②______________________________________________________________ ______________________________________________________________； ③______________________________________________________________ ____________________________________________________________。 (4)若植物激素Y是生長素，在植物組織培養(yǎng)中其主要作用是________________；則植物激素X的名稱是________。 (5)生產(chǎn)上用試管苗保留植物的優(yōu)良性狀，其原因是 ___________________________________________。 【思路點撥】　(1)植物組織培養(yǎng)時所取材料稱為外植體。(2)讓已經(jīng)分化的細(xì)胞，經(jīng)過誘導(dǎo)后，失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化細(xì)胞的過程，稱為脫分化。(3)據(jù)圖可得當(dāng)激素X與激素Y的濃度比為1時，未分化的細(xì)胞群形成愈傷組織；當(dāng)激素X與激素Y的濃度比大于1時，未分化的細(xì)胞群分化形成芽；當(dāng)激素X與激素Y的濃度比小于1時，未分化的細(xì)胞群分化形成根。(4)生長素的作用是促進(jìn)細(xì)胞生長、分裂和分化；激素X能促進(jìn)細(xì)胞分裂，是細(xì)胞分裂素。(5)試管苗為無性繁殖，能夠保持親本的一切性狀，不發(fā)生性狀分離。 【答案】　(1)外植體 (2)去分化(脫分化) (3)①未分化細(xì)胞群經(jīng)分裂形成愈傷組織?、诋?dāng)植物激素X與植物激素Y的濃度比大于1時，未分化細(xì)胞群分化形成芽?、郛?dāng)植物激素X與植物激素Y的濃度比小于1時，未分化細(xì)胞群分化形成根 (4)促進(jìn)細(xì)胞的生長(伸長)、分裂和分化　細(xì)胞分裂素 (5)組織培養(yǎng)形成試管苗的過程屬于無性生殖，后代不發(fā)生性狀分離 1．植物組織培養(yǎng)的過程如下圖所示。請分析并回答： 愈傷組織胚狀體植株 (1)愈傷組織是由離體的組織或器官通過A________過程獲得的，B、C過程是通過細(xì)胞的________實現(xiàn)的。 (2)胚狀體根據(jù)其來源不同，可以分為“體細(xì)胞胚”和“花粉胚”。 ①用花藥離體培養(yǎng)可獲得“花粉胚”，同種植物的花粉胚與體細(xì)胞胚在染色體數(shù)目上的主要區(qū)別是_________________________________________ ______________________________________________________________ ____________________________________________________________。 ②如果用____________處理二倍體植物的花粉胚，能獲得可育的植株，該過程是________育種中不可缺少的步驟。 ③在一定條件下培養(yǎng)離體細(xì)胞可以形成體細(xì)胞胚進(jìn)而發(fā)育成完整的植株，其根本原因是每個細(xì)胞都含有____________，這一過程體現(xiàn)了____________________________________________________________。 【解析】　此題考查植物組織培養(yǎng)的過程。離體的組織或器官首先脫分化形成愈傷組織。胚狀體經(jīng)過細(xì)胞分裂和分化形成植株。花粉胚是花藥經(jīng)組織培養(yǎng)形成的，體細(xì)胞胚是體細(xì)胞經(jīng)組織培養(yǎng)形成的。花藥組織培養(yǎng)得到的花粉胚發(fā)育成的是單倍體，是不育的，用秋水仙素處理染色體加倍后成為可育植株。植物組織培養(yǎng)的原理是植物細(xì)胞的全能性。 【答案】　(1)脫分化　分裂(或“增殖”)和分化 (2)①花粉胚細(xì)胞中的染色體數(shù)目是體細(xì)胞胚的一半?、谇锼伤亍伪扼w　③本物種的全套基因(或“全套遺傳信息”)　植物細(xì)胞的全能性 影響植物組織培養(yǎng)的因素 1.培養(yǎng)材料自身因素的影響——內(nèi)因 (1)不同的植物組織，培養(yǎng)的難易程度差別很大。例如，煙草和胡蘿卜的組織培養(yǎng)較為容易，而枸杞愈傷組織的芽誘導(dǎo)就比較難。因此，植物材料的選擇直接關(guān)系到實驗的成敗。 (2)對于同一種植物材料，材料的年齡、保存時間的長短等也會影響實驗結(jié)果，如：生長旺盛的嫩枝生理狀況好，容易誘導(dǎo)脫分化和再分化。 2．營養(yǎng)條件的影響 離體的植物組織和細(xì)胞，對營養(yǎng)條件的要求相對特殊，需要配制適宜的培養(yǎng)基——常用的一種培養(yǎng)基是MS培養(yǎng)基，其主要成分包括：大量元素，如N、P、K、Ca、Mg、S；微量元素，如B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co；有機(jī)物，如甘氨酸、煙酸、肌醇、維生素、以及蔗糖等。在配制好的MS培養(yǎng)基中，常常需要添加植物激素，特別是生長素與細(xì)胞分裂素，且兩種植物激素的使用順序與濃度配比均可直接影響細(xì)胞脫分化與再分化狀況。 3．環(huán)境條件的影響 (1)溫度 溫度是植物組織培養(yǎng)中成功的重要條件。 ①最適溫度：在植物組織培養(yǎng)中大多采用最適溫度，并保持恒溫培養(yǎng)，以加速生長。通常采用252 ℃的溫度，對大多數(shù)植物來講是合適的，但也因種類而異，例如進(jìn)行菊花組織培養(yǎng)，一般將溫度控制在18 ℃～25 ℃。 ②溫度預(yù)處理的影響：在植物組織培養(yǎng)以前先對培養(yǎng)材料進(jìn)行低溫或高溫處理，往往有促進(jìn)生長的作用，因此，常在培養(yǎng)實踐中采用低溫預(yù)處理。胡蘿卜切片在4 ℃下處理16～32 min，比未處理的生長得快。天竺葵莖尖在10 ℃低溫下處理1～4周，可大大提高莖尖繁殖數(shù)量。 (2)光照 組織培養(yǎng)中光照也是重要條件，它對生長和分化有很大影響。培養(yǎng)菊花的光照強(qiáng)度為1 000～4 000 Lux，每天光照不少于14.5 h。 (3)pH 培養(yǎng)基中的pH也是制約組織培養(yǎng)是否成功的重要因素，不同外植體對pH要求不盡相同，進(jìn)行菊花的組織培養(yǎng)pH宜控制在5.8左右。 4．能源和滲透壓 通常植物本身進(jìn)行光合作用產(chǎn)生糖類，不需要從外部供給糖，但在植物組織培養(yǎng)進(jìn)行異養(yǎng)的狀況下，大多不能進(jìn)行光合作用來合成糖類，因此必須在培養(yǎng)基中添加糖，作為碳素來源和能量物質(zhì)，同時糖對保持培養(yǎng)基的滲透壓(一般需維持在1.5105～4.1105Pa)也有重要作用。 5．無菌技術(shù)是植物組織培養(yǎng)成功的關(guān)鍵 無菌技術(shù)是植物組織培養(yǎng)成功的關(guān)鍵。原因是：植物組織培養(yǎng)不同于扦插、分根、葉插等常規(guī)無性繁殖。由于植物組織培養(yǎng)所利用的植物材料體積小、抗性差，所以對培養(yǎng)條件的要求較高。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，如一些細(xì)菌、真菌等的生長。而培養(yǎng)物一旦受到微生物的污染，就會導(dǎo)致實驗前功盡棄，因此要進(jìn)行嚴(yán)格的無菌操作。 無菌技術(shù)包括培養(yǎng)基滅菌和植物材料(外植體)的消毒。對培養(yǎng)材料進(jìn)行表面消毒時，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。不同藥劑、不同植物材料，甚至不同器官要區(qū)別對待。 　影響植物組織培養(yǎng)的因素包括(　　) ①培養(yǎng)基的配制　②外植體的選取?、奂に氐倪\用　④消毒?、轀囟取H、光照 A．①②③④⑤ B．①②③ C．①②③④ D．①②③⑤ 【思路點撥】　進(jìn)行植物組織培養(yǎng)，對培養(yǎng)條件要求相當(dāng)嚴(yán)格需要配制適宜培養(yǎng)基。外植體的脫分化因植物種類、器官來源及其生理狀態(tài)的不同而有很大差別。另外在培養(yǎng)過程中需要無菌操作及適宜的溫度、pH、光照等條件。 【答案】　A 2．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，對無菌操作的要求非常嚴(yán)格?、趯ε囵B(yǎng)基及器械用高壓蒸汽滅菌?、蹖ε囵B(yǎng)材料進(jìn)行表面消毒時，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?、芘囵B(yǎng)中不同藥劑、不同植物材料，甚至不同器官要區(qū)別對待?、輰ε囵B(yǎng)材料可用高壓蒸汽滅菌?、奕绻恍⌒囊鹞廴?，將可能造成培養(yǎng)工作前功盡棄 A．①②③④⑤ B．①②③④ C．①②③④⑥ D．①②③④⑤⑥ 【解析】　對培養(yǎng)材料用高壓蒸汽滅菌會殺死細(xì)胞。 【答案】　C 嘗試菊花的組織培養(yǎng) 1.配制三種培養(yǎng)基 (1)MS培養(yǎng)基 MS培養(yǎng)基由大量元素、微量元素和有機(jī)成分組成，也可將大量元素、微量元素和有機(jī)成分分別配成濃度為配方的5～10倍的母液，用時稀釋。 (2)發(fā)芽培養(yǎng)基 3 000 mL MS培養(yǎng)基＋含1.5 mg BA的溶液＋含0.02 mg NAA的溶液＋30 g蔗糖＋40 g瓊脂，再加蒸餾水至4 000 mL，混合均勻、加熱、分裝、加封口膜后，1 kg壓力下滅菌20 min。 (3)生根培養(yǎng)基 1 000 mL MS培養(yǎng)基＋含0.38 mg NAA的溶液＋30 g蔗糖＋20 g 瓊脂，再加蒸餾水至2 000 mL，混合均勻，加熱、分裝，1 kg壓力下滅菌20 min。 2．溶解兩種植物激素 (1)用少量0.1 mol/L NaOH溶解萘乙酸(人工合成的生長素類似物NAA)。 (2)用少量0.1 mol/L HCl溶解芐基腺嘌呤(人工合成的細(xì)胞分裂素BA)(以上兩種植物激素也可制成母液于冰箱中保存)。 3．進(jìn)行菊花莖段組織培養(yǎng) ①胚狀體是離體的細(xì)胞經(jīng)組織培養(yǎng)形成的與胚非常相似的結(jié)構(gòu)。例如：花藥中花粉胚狀體叢芽生根移栽。 ②在植物培養(yǎng)過程中，一般情況脫分化不需要光，再分化需要光；特殊情況，整個過程都需要光，例如：菊花的組織培養(yǎng)。 　請回答下列有關(guān)植物組織培養(yǎng)的幾個問題： (1)離體植物組織和細(xì)胞培養(yǎng)常用的一種培養(yǎng)基是________，其主要成分中的大量元素有________，培養(yǎng)中常用的兩種植物激素是________和________，兩者使用時的________、________、________等，都會影響實驗的結(jié)果。 (2)利用無菌苗植物組織培養(yǎng)的一般步驟為_________________________ ____________________________________________________________。 若所使用的外植體來自自然生長的植株，則可將材料先置于________中浸泡10 min再放入________溶液中浸泡5 min，然后再次放于另一該濃度溶液中浸泡5 min，最后用________沖洗，將切段培養(yǎng)在________培養(yǎng)基中。 (3)下圖表示植物組織培養(yǎng)的部分過程： ①過程是________，②過程是________，A是________。 (4)組織培養(yǎng)過程中還需要維持一定的外界條件，一是要有適宜的________；二是________。 【思路點撥】　進(jìn)行植物組織培養(yǎng)常使用MS培養(yǎng)基，其主要成分包括植物生長所必需的大量元素、微量元素，有機(jī)成分等，進(jìn)行植物組織培養(yǎng)順序包括配制MS培養(yǎng)基及生根、生芽培養(yǎng)基，接種外植體、轉(zhuǎn)接培養(yǎng)、移栽鍛煉及栽培等。 【答案】　(1)MS培養(yǎng)基　N、P、K、Ca、Mg、S　生長素 細(xì)胞分裂素　濃度　使用的先后順序　用量的比例 (2)制備MS固體培養(yǎng)基和生芽培養(yǎng)基、生根培養(yǎng)基；接種外植體；培養(yǎng)；移栽鍛煉；栽培　70%乙醇　5%次氯酸鈉　無菌水　生芽 (3)脫分化　再分化　愈傷組織 (4)溫度　無菌(環(huán)境) 3．(2011嘉興檢測)菊花的組織培養(yǎng)的大致過程如下圖所示。請回答下列問題： (1)外植體的消毒：選取生長旺盛的嫩枝，沖洗干凈。用無菌吸水紙吸干外植體表面的水分，放入體積分?jǐn)?shù)為70%的________中浸泡10 min，再放入5%的________中浸泡5 min兩次，最后在________中用________清洗。 (2)菊花組織培養(yǎng)過程中，啟動細(xì)胞分裂、B____________(填名稱)、再分化的關(guān)鍵激素是____________。通過B過程產(chǎn)生的愈傷組織細(xì)胞與枝條韌皮部細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)________(填“相同”或“不同”)，其根本原因是___________ ______________________________________________________________。 (3)該實驗操作成功的關(guān)鍵是____________，所以要對外植體、超凈工作臺等消毒，對________等滅菌，實驗操作過程都要在______________旁進(jìn)行。試管幼苗的獲得證明菊花體細(xì)胞具有________性。 【解析】　本題主要考查選修1生物技術(shù)實踐中關(guān)于菊花的組織培養(yǎng)。菊花的組織培養(yǎng)過程中外植體的消毒過程是選取生長旺盛的嫩枝，沖洗干凈。用無菌吸水紙吸干外植體表面的水分，放入體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精中浸泡消毒，再用5%的次氯酸鈉溶解浸泡消毒，最后在超凈臺中用無菌水清洗掉消毒液。菊花組織培養(yǎng)過程中，啟動細(xì)胞分裂、B脫分化、再分化的關(guān)鍵激素是細(xì)胞分裂素、生長素。通過B過程產(chǎn)生的愈傷組織細(xì)胞與枝條韌皮部細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)不同，其根本原因是基因選擇性表達(dá)。該實驗操作成功的關(guān)鍵是無菌技術(shù)，所以要對外植體、超凈工作臺等消毒，對培養(yǎng)基或培養(yǎng)器具等滅菌，實驗操作過程都要在酒精燈的火焰旁進(jìn)行。試管幼苗的獲得證明菊花體細(xì)胞具有全能性。 【答案】　(1)酒精　次氯酸鈉溶液　超凈臺　無菌水 (2)脫分化　細(xì)胞分裂素、生長素　不同　基因選擇性表達(dá) (3)無菌操作或無菌技術(shù)　培養(yǎng)基或培養(yǎng)器具　酒精燈的火焰　全能 1．進(jìn)行植物組織培養(yǎng)時，培養(yǎng)基中加入生長素與細(xì)胞分裂素，兩者的摩爾濃度比決定組織是生根還是生芽，則生長素/細(xì)胞分裂素比例高、比例低及摩爾濃度相等時分別有利于(　　) A．生根、生芽、愈傷組織繼續(xù)生長不分化 B．生芽、生根、愈傷組織繼續(xù)生長不分化 C．愈傷組織繼續(xù)生長不分化、生根、生芽 D．愈傷組織繼續(xù)生長不分化、生芽、生根 【解析】　兩種激素的摩爾濃度比相等時，愈傷組織生長不分化。生長素＞細(xì)胞分裂素時，有利于生根。 生長素＜細(xì)胞分裂素時，有利于生芽。 【答案】　A 2．植物組織培養(yǎng)和微生物培養(yǎng)都需要無菌操作，下列不適宜用高壓蒸汽滅菌的是(　　) A．接種環(huán)和鑷子 B．三角瓶和廣口瓶 C．發(fā)芽培養(yǎng)基和生根培養(yǎng)基 D．用于培養(yǎng)的幼莖和幼芽 【解析】　適宜用高壓蒸汽滅菌的是培養(yǎng)基和培養(yǎng)器具。培養(yǎng)的幼莖和幼芽應(yīng)用70%的酒精和5%的次氯酸鈉進(jìn)行消毒。 【答案】　D 3．在菊花的組織培養(yǎng)操作完成了3～4天后，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(rèn)為外植體死亡的原因不可能是(　　) A．培養(yǎng)條件，比如pH、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】　同一溫室中的外植體有正常生長的，因此排除pH和溫度條件不適宜的可能。 【答案】　A 4．下列與菊花莖段組織培養(yǎng)相關(guān)的敘述正確的是(　　) A．培養(yǎng)過程中涉及三種培養(yǎng)基，MS培養(yǎng)基適于形成愈傷組織，然后依次轉(zhuǎn)入生根及生芽培養(yǎng)基中培養(yǎng) B．可在一種培養(yǎng)基中完成全部培養(yǎng)過程 C．外植體只可來自通過無菌培養(yǎng)的菊花幼苗，不能取自天然生長的菊花植株 D．外植體可選自天然生長的菊花植株，但須對其進(jìn)行消毒處理 【解析】　在組織培養(yǎng)過程中愈傷組織應(yīng)先轉(zhuǎn)入生芽培養(yǎng)基再轉(zhuǎn)入生根培養(yǎng)基。組織培養(yǎng)過程中用到三種培養(yǎng)基，不能在一種培養(yǎng)基上完成培養(yǎng)的全部過程。外植體既可來自通過無菌培養(yǎng)的菊花幼苗，也可取自天然生長的菊花植株。 【答案】　D 5．(2016浙江名校聯(lián)考)下面是有關(guān)植物組織培養(yǎng)的問題，請回答： (1)MS培養(yǎng)基是植物組織培養(yǎng)常用的培養(yǎng)基，其母液由大量元素、微量元素和________組成。培養(yǎng)基中芐基腺嘌呤/萘乙酸的摩爾濃度比決定了組織的分化方向，比值低時促進(jìn)________的生長，比值高時促進(jìn)________的生長。 (2)植物組織培養(yǎng)的主要理論依據(jù)是________。 A．單細(xì)胞可進(jìn)行繁殖 B．植物細(xì)胞具全能性 C．植物可在試管中培養(yǎng) D．能快速培育花卉 (3)污染是組織培養(yǎng)過程中常見問題，用自然生長的菊花莖進(jìn)行組織培養(yǎng)，需用70%的________和5%的次氯酸鈉溶液對菊花莖浸泡，最后在________中用無菌水清洗。操作中鑷子要用____________處理，防止帶菌。為確定污染來自培養(yǎng)基滅菌不徹底還是接種污染，可設(shè)置__________________________對照。 【解析】　芐基腺嘌呤是人工合成的細(xì)胞分裂素類似物，萘乙酸是人工合成的生長素類似物。 【答案】　(1)有機(jī)物　根　芽 (2)B　(3)乙醇　超凈臺　酒精燈灼燒　經(jīng)過滅菌但未接種的培養(yǎng)基 學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)測評(七)　植物的組織培養(yǎng) 1．以下與菊花莖段組織培養(yǎng)相關(guān)的敘述不正確的是(　　) A．進(jìn)行菊花組織培養(yǎng)時，首先用細(xì)胞分裂素相對較多和生長素相對較少的培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng) B．培養(yǎng)過程中宜將生芽培養(yǎng)基中生長的叢狀苗分株后，在無菌條件下一個個轉(zhuǎn)入生根培養(yǎng)基中 C．將切好的莖段插入生芽培養(yǎng)基后需在日光燈下保持18 ℃～25 ℃的溫度培養(yǎng)，且每日光照不少于14.5 h D．在叢狀苗形成之前不需光照，叢狀苗形成之后方可進(jìn)行光照 【解析】　進(jìn)行菊花莖段培養(yǎng)時，叢狀苗形成前及形成叢狀苗后誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)均需在日光燈下每日光照不少于14.5 h的條件下進(jìn)行。故D選項所述不正確。 【答案】　D 2．下列選項中，需要采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)的是(　　) ①利用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗獲得多倍體植株?、诶没ㄋ庪x體培養(yǎng)得到單倍體植株?、劾没蚬こ膛嘤瓜x棉?、茉录镜那げ? A．①②③ B．②③ C．①③ D．①②③④ 【解析】　植物組織培養(yǎng)技術(shù)是將外植體(離體的植物組織、器官或細(xì)胞)在特定培養(yǎng)基中培養(yǎng)為完整植株的技術(shù)，①～④所述中，①屬萌發(fā)種子或幼苗的正常生長，④是采用扦插技術(shù)進(jìn)行無性繁殖，②③均需采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)。 【答案】　B 3．植物組織培養(yǎng)是指(　　) A．離體的植物器官、組織或細(xì)胞培育成愈傷組織 B．愈傷組織培育成植株 C．離體的植物器官、組織或細(xì)胞培育成完整植物體 D．愈傷組織形成并液泡化 【解析】　植物組織培養(yǎng)是指在一定的條件下，將離體的植物器官、組織或細(xì)胞經(jīng)脫分化形成愈傷組織，然后再分化形成具有根、芽的幼苗，進(jìn)而發(fā)育成為一株完整的植物體。 【答案】　C 4．下列關(guān)于運用植物組織培養(yǎng)技術(shù)產(chǎn)生新個體的敘述錯誤的是(　　) A．屬于無性生殖 B．主要理論依據(jù)是植物細(xì)胞具有全能性 C．培養(yǎng)過程中由于人工培養(yǎng)基含大量營養(yǎng)，不需光照就能發(fā)育成完整植株 D．人工培養(yǎng)基中含植物生長發(fā)育所需的全部營養(yǎng)物質(zhì)，包括礦質(zhì)元素、糖、維生素等 【解析】　植物組織培養(yǎng)技術(shù)即植物無菌培養(yǎng)技術(shù)，是根據(jù)植物細(xì)胞具有全能性的原理將外植體培養(yǎng)成完整植株的技術(shù)，盡管培養(yǎng)基中含大量營養(yǎng)，培養(yǎng)過程中仍需光照條件，方可形成完整植株(葉綠素的形成需要光照)。 【答案】　C 5．植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是(　　) A．給予適宜的營養(yǎng)和外界條件 B．導(dǎo)入其他植物細(xì)胞的基因 C．脫離母體后，給予適宜的營養(yǎng)和外界條件 D．將成熟篩管的細(xì)胞核移植到去核的卵細(xì)胞內(nèi) 【解析】　科學(xué)實驗證明，高度分化的植物細(xì)胞仍然有發(fā)育成完整植株的能力，這就是植物細(xì)胞的全能性。但是，細(xì)胞在體內(nèi)并沒有表現(xiàn)出全能性，當(dāng)植物細(xì)胞脫離了原來所在的植物體而處于離體狀態(tài)時，在適宜的營養(yǎng)物質(zhì)和外界條件下，方可表現(xiàn)出全能性，發(fā)育成完整的植株。因此，C項是正確的。A項僅僅給予適宜的營養(yǎng)和外界條件，沒有說明離體這個條件，是不對的。因為細(xì)胞在體內(nèi)受著其他細(xì)胞的影響和制約，不可能表現(xiàn)全能性。B項的錯誤在于，如果需要導(dǎo)入基因，就不叫做細(xì)胞全能性，而成為基因工程了。D項要把成熟篩管的細(xì)胞核移植到去核的卵細(xì)胞中，而成熟的篩管是一個沒有細(xì)胞核的活細(xì)胞，根本沒有細(xì)胞核可供提取，很明顯是錯誤的。 【答案】　C 6．進(jìn)行植物組織培養(yǎng)時，發(fā)芽和生根培養(yǎng)基最主要的區(qū)別在于(　　) A．是否含MS培養(yǎng)基成分 B．是否含有機(jī)營養(yǎng) C．是否為固體培養(yǎng)基 D．植物激素種類及濃度不同 【解析】　植物組織培養(yǎng)時，所用發(fā)芽及生根培養(yǎng)基均以MS培養(yǎng)基為基礎(chǔ)，其內(nèi)均含有機(jī)成分、大量元素、微量元素等，且都加入瓊脂配制成固體培養(yǎng)基，只是兩種培養(yǎng)基中植物激素種類與濃度有差異，如生芽培養(yǎng)基中每3 000 mL MS培養(yǎng)基需加含1.5 mg BA的溶液和含0.02 mg NAA的溶液，而生根培養(yǎng)基中每1 000 mL MS培養(yǎng)基需加含0.38 mg NAA的溶液，但不加BA溶液。 【答案】　D 7．某名貴花卉用種子繁殖會發(fā)生性狀分離。為了防止性狀分離并快速繁殖，可以利用該植物體的一部分器官或組織進(jìn)行離體培養(yǎng)，發(fā)育成完整植株。進(jìn)行離體培養(yǎng)時不應(yīng)采用該植株的(　　) A．莖尖 B．子房壁　　C．葉片　　D．花粉粒 【解析】　莖尖、子房壁、葉片等是體細(xì)胞，進(jìn)行組織培養(yǎng)，可保持親本的優(yōu)良性狀；而花粉粒是生殖細(xì)胞，染色體基因型與親本不同。 【答案】　D 8．(2016杭州二中檢測)菊花的花藥通過無菌操作接入培養(yǎng)基后，在一定條件下形成試管苗。問： (1)該實驗的基礎(chǔ)培養(yǎng)基是________固體培養(yǎng)基，為此必須在培養(yǎng)基中加入生長素和細(xì)胞分裂素，兩者的____________決定組織是生根還是發(fā)芽。首先用________相對較多和________相對較少的發(fā)芽培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)，使之長出較多的________。分株后，再移入________培養(yǎng)基，使其生根。 (2)愈傷組織分化成根和芽，再由芽發(fā)育成葉和莖，這一過程需要光照，原因是____________________________________________________________。 (3)該試管苗需經(jīng)________處理，使它的染色體數(shù)目加倍，這樣才能成為________的植株。此育種方法的優(yōu)點是__________________________。 【答案】　(1)MS　摩爾濃度比　細(xì)胞分裂素　生長素　叢狀苗　生根　 (2)長出幼葉后要進(jìn)行光合作用 (3)秋水仙素　可育　大大縮短了育種年限 9．組織培養(yǎng)是近幾年來發(fā)展起來的一種植物無性繁殖技術(shù)，特別是繁殖名貴經(jīng)濟(jì)作物、珍稀瀕危植物方面。以下是實驗室進(jìn)行植物組織培養(yǎng)的一般過程，請回答下列問題： ―→―→―→―→ (1)植物組織培養(yǎng)的各個步驟應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行________技術(shù)，所以在生產(chǎn)時為了防止污染，植物組織必須先進(jìn)行________，常用的試劑是：70%酒精和__________________。各種器皿和培養(yǎng)基等通常用________法滅菌。 (2)與微生物培養(yǎng)基相比，植物組織培養(yǎng)基中要添加生長素和____________，兩者的摩爾濃度比決定組織是生根，還是發(fā)芽。一般先用________培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)，使之長出較多的叢狀苗，然后將叢狀苗分株培養(yǎng)。 (3)將某植物試管苗培養(yǎng)在含不同濃度蔗糖的培養(yǎng)基上一段時間后，單株鮮重和光合作用強(qiáng)度的變化如右圖。據(jù)圖分析，隨著培養(yǎng)基中蔗糖濃度的增加，光合作用強(qiáng)度的變化趨勢是逐漸減小，單株鮮重的變化趨勢是__________。據(jù)圖判斷，培養(yǎng)基中不含蔗糖時，試管苗光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物的量________(填“能”或“不能”)滿足自身最佳生長的需要。 (4)據(jù)圖推測，若要在誘導(dǎo)試管生根的過程中提高其光合強(qiáng)度，應(yīng)________培養(yǎng)基中蔗糖濃度，以便提高試管苗的自養(yǎng)能力。 A．降低 B．增加 C．不改變 D．先降低后增加 【解析】　(1)植物組織培養(yǎng)的各個步驟要嚴(yán)格執(zhí)行無菌技術(shù)，外植體用70%的酒精和5%的次氯酸鈉溶液進(jìn)行消毒，各種器皿和培養(yǎng)基用高壓蒸汽滅菌。(2)植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中要添加生長素和細(xì)胞分裂素。(3)分析圖示可知，隨著培養(yǎng)基中蔗糖濃度的增加，光合作用逐漸減弱，而單株鮮重則是先增加后減少；因蔗糖濃度為0時，雖然光合作用強(qiáng)度較大，但單株鮮重比較低，此時試管苗光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物量不能滿足自身最佳生長的需要，蔗糖濃度為1%左右時才能滿足自身最佳生長的需要。(4)隨著蔗糖濃度的增加，光合作用強(qiáng)度逐漸減小，故要提高光合作用能力，則應(yīng)適當(dāng)降低培養(yǎng)基中的蔗糖濃度。 【答案】　(1)無菌　消毒　5%的次氯酸鈉溶液　高壓蒸汽 (2)細(xì)胞分裂素　生芽 (3)先增加后減小　不能 (4)A