高中生物练习植物组织培养技术

植物组织培养技术1．下图为人工种子培育流程。以下相关叙述不正确的是(　　)A．上述过程中脱分化发生在b步骤，形成愈伤组织，在此过程中植物激素发挥了重要作用B．再分化发生在d步骤，是愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程C．b过程中进行诱变处理后培养，可筛选出抗逆性强的突变体D．人工种子可以解决有些作物品种繁殖能力差，结子困难或发芽率低等问题解析：据图可知，b表示脱分化，c表示再分化，d表示包裹人工种皮和人工胚乳。答案：B2．(2011·上海高考)下列关于植物组织培养的叙述，错误的是(　　)A．外植体可以来自于植物的任何细胞B．培养应在无菌条件下进行C．以花粉作为外植体可得到单倍体植株D．不同阶段的培养基中细胞分裂素和生长素的比例不同解析：植物组织培养的原理是细胞的全能性，所以作为植物组织培养的细胞必须有完整的细胞核，没有细胞核的植物细胞不能作为外植体。答案：A3．(2010·安徽高考)草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染的病毒传播给后代，导致产量降低、品质变差。运用微型繁殖技术可以培育出无病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本过程如下：请回答：(1)微型繁殖培育无病毒草莓苗时，一般选取______作为外植体，其依据是________________________________________________________________________。(2)在过程①中，常用的MS培养基主要成分包括大量元素、微量元素和________，在配制好的培养基中，常常需要添加________，有利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织。接种后2～5d，若发现外植体边缘局部污染，原因可能是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。(3)在过程②中，愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根，但分化出了芽，其原因可能是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)在培养无病毒植株时常选用根尖或茎尖为材料，这是由于根尖和茎尖细胞代谢旺盛，抗性强，所含病毒少甚至不含有病毒。(2)在配制MS培养基时，除加入大量元素、微量元素外，还需要加入有机物如蔗糖等。在配制好的MS培养基中，常常需要添加植物激素。在培养过程中，发现外植体边缘局部污染的原因可能是外植体的消毒不彻底。(3)培养基中生长素与细胞分裂素的用量比会影响根的分化和芽的形成，当生长素/细胞分裂素的比值低时，有利于芽的分化，抑制根的形成。答案：(1)茎尖(或根尖)　茎尖(或根尖)病毒极少，甚至无病毒　(2)有机物　植物激素　外植体消毒不彻底(3)培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量的比值偏低4．(2009·上海高考)回答下列有关植物组织培养的问题：(1)用于植物组织培养的植物材料称为________________________________________________________________________。(2)组织培养中的细胞，从分化状态转变为未分化状态的过程称为________________。(3)在再分化阶段所用的培养基中，含有植物激素X和植物激素Y，逐渐改变培养基中这两种植物激素的浓度比，未分化细胞群的变化情况如下图所示，据图指出两种激素的不同浓度比与形成芽、根、愈伤组织的关系：①当植物激素X与植物激素Y的浓度比等于1时，________________________________________________________________________________________________________________________________________________；[来③____________________________________________________________________；(4)若植物激素Y是生长素，在植物组织培养中其主要作用是________________________________________________________________________；则植物激素X的名称是 ________________________________________________________________________。(5)生产上用试管苗保留植物的优良性状，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)植物组织培养的材料叫外植体。(2)植物组织培养的核心过程是脱分化与再分化，脱分化指由分化状态变为未分化状态，再分化指由未分化状态变为分化状态。(3)仔细分析所给示意图，可知植物激素X与植物激素Y浓度比为1时，利于愈伤组织的形成，大于1时利于细胞群分化出芽，小于1时利于细胞群分化出根。(4)生长素在植物组织培养中主要作用是促进细胞生长、分裂和分化，植物组织培养过程中除需要生长素外还必需细胞分裂素，二者共同起作用。(5)植物组织培养是一种无性繁殖技术，利于保持亲本的优良性状。答案：(1)外植体(2)去分化(脱分化)(3)①未分化细胞群经分裂形成愈伤组织②当植物激素X与植物激素Y的浓度比大于1时，未分化细胞群分化形成芽③当植物激素X与植物激素Y的浓度比小于1时，未分化细胞群分化形成根(4)促进细胞的生长(伸长)、分裂和分化　细胞分裂素(5)组织培养形成试管苗的过程属于无性生殖，后代不发生性状分离[课时达标检测]一、选择题1．下图为人工种子培育流程。以下相关叙述不正确的是(　　)A．上述过程中脱分化发生在b步骤，形成愈伤组织，在此过程中植物激素发挥了重要作用B．再分化发生在d步骤，是愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程C．b过程中进行诱变处理后培养，可筛选出抗逆性强的突变体D．人工种子可以解决有些作物品种繁殖能力差，结子困难或发芽率低等问题解析：据图可知，b表示脱分化，c表示再分化，d表示包裹人工种皮和人工胚乳。答案：B2．影响植物组织培养的因素包括(　　)①培养基配制　②外植体选取　③激素的运用　④消毒　⑤温度、pH、光照 A．①②③④⑤　　　　　　　　B．①②③C．①②③④D．①②③⑤解析：材料的选择，环境、营养条件，培养基的配制，激素的比例等都影响植物组织培养。答案：A3．生物工程的研究成果已经广泛应用于各个领域，目前科学家利用植物的茎尖或叶片、茎段等，在无菌条件下，培养在玻璃器皿中人工配制的培养基上，使之发育成完整的植株。下图是运用该技术培养兰花植株的示意图。关于这种生物工程技术的叙述，错误的是(　　)A．这种技术叫做组织培养，可以克隆生物体B．④过程的单细胞细胞质丰富，液泡小而细胞核大C．用此方法克隆植物要尽量选择优良、细胞全能性表达不充分的基因型D．这种技术可与基因工程、航天工程结合培育高产、优质的作物品种解析：④过程的单细胞细胞质丰富，液泡小而细胞核大，这是胚性细胞的特征，在适宜的培养基中，这种单细胞可发育成胚状体。要获得植物克隆的成功，要尽量选择优良、细胞全能性表达充分的基因型。随着科技的发展，植物组织培养可与基因工程、航天工程结合培育高产、优质的作物品种。答案：C4．接种和培养花药时应注意的事项有(　　)①不损伤花药　②彻底去除花丝　③幼小植株形成后需要光照　④花药开裂释放出的幼小植株会分别发育成单倍体，无需分开A．①②③B．①②④C．②③④D．①③④解析：花药受损伤，易从受损部位产生愈伤组织；与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成；幼小植株形成后需阳光，由异养转化为自养；花药开裂释放出的幼小植株要尽快分开，分别移植到新培养基上，否则这些植株将难以分开。答案：A5．某同学在进行组织培养过程中，发现只分裂而不分化出芽和根，可能原因是(　　)A．未见阳光B．培养时间不到C．培养基营养过多 D．细胞分裂素和生长素配比不对解析：愈伤组织产生根或芽，取决于生长素和细胞分裂素的浓度比值，当细胞分裂素/生长素的比值低时，诱导根的分化；两者比值处于中间水平，愈伤组织只生长不分化；两者比值高时，诱导芽的形成。答案：D6．在菊花的组织培养操作完成3～4天后，观察同一温室中的外植体，发现有的瓶内外植体正常生长，有的瓶内外植体死亡，你认为外植体死亡的原因不可能是(多选)(　　)A．接种时培养基灭菌彻底B．接种工具灼烧后未待冷却就接种外植体C．培养过程中保持温度、pH的适宜，但没有及时调整各种营养物质、激素的比例D．愈伤组织形成初期没有给予充足的光照解析：进入植物组织培养的培养基应彻底灭菌；初期的愈伤组织细胞内无叶绿素和叶绿体，不能进行光合作用，因此不需要充足的光照。答案：AD二、非选择题7．下表是植物组织培养时，相关激素的使用情况及实验结果。回答以下问题：激素使用情况实验结果先使用激素X，后使用激素Y有利于细胞分裂，但细胞不分化先使用激素Y，后使用激素X细胞既分裂也分化同时使用，且比例适中促进愈伤组织的形成同时使用，且激素X用量较高有利于根的分化、抑制芽的形成同时使用，且激素Y用量较高有利于芽的分化、抑制根的形成(1)从表中可以看出，________和________均影响植物细胞的发育方向。(2)如果激素X是生长素，则在植物组织培养中其主要作用是__________________，激素Y是________。(3)与有性生殖相比，植物组织培养得到的试管苗在遗传方面的优点是________________________________________________________________________。解析：(1)表中信息显示激素X、Y的使用顺序及用量比例均会影响植物细胞的发育方向。(2)若激素X为生长素，则Y为细胞分裂素，生长素可影响细胞的分裂、生长和分化。(3)与有性生殖相比，植物组织培养的最大特点是可保持亲本的遗传性状。答案：(1)激素X和激素Y的使用顺序　激素X和激素Y的用量比例(2)促进细胞的生长、分裂和分化　细胞分裂素 (3)后代不会出现性状分离，能保持亲本的优良性状8．下图表示水稻(体细胞中有24条染色体)的，花药通过无菌操作接人试管后，在一定条件下形成试管苗的培养过程，已知水稻的基因型为AaBb。(1)愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的形状不规则的细胞团，在愈伤组织形成过程中，必须从培养基中获得________、________和小分子有机物等营养物质。(2)要促进花粉细胞分裂和生长，培养基中应有________和________两类激素。(3)愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再发育成具根、茎、叶的植物体的过程。这一过程必须给予光照，其原因是________利用光能制造有机物，供试管苗生长发育。(4)试管苗的细胞中含有________条脱氧核苷酸链。(5)培育出的试管苗可能出现的基因型有__________________________________________________________________________________________________________。(6)这种利用花药离体培养成的试管苗属于________体。解析：植物组织培养的脱分化及再分化出芽和根为初期阶段，同化类型为异养型，需要从培养基中获得各种养分，而再分化后期需光照使试管苗形成叶绿体，进行光合作用，这时同化类型已转化为自养型。花药离体培养得到的植株为单倍体，要使其可育，需诱导其染色体加倍。答案：(1)水　矿质元素　(2)生长素　细胞分裂素　(3)叶绿体　(4)24　(5)AB、Ab、aB、ab　(6)单倍9．下面为菊花植株繁殖的示意图，请据图回答下列问题：(1)菊花的培养过程证实了植物细胞具有________，这个特性是植物组织培养的理论基础，该过程需要在________条件下进行，并需控制温度、pH和光照等条件。(2)培养过程中，为诱导愈伤组织形成根或芽等器官，培养基中要添加植物激素，主要是________等，主要调节细胞的________。(3)从单个细胞到愈伤组织的过程中，细胞进行了________。 (4)假设A试管内是某植物的花粉，则培育出的植株称为单倍体植株，这些植株高度不育，所以必须用________处理才能获得理想的可育植株。解析：题图所示过程说明了植物细胞具有全能性。植物组织培养必须在无菌条件下进行，否则会影响细胞的脱分化和再分化。植物组织培养过程中，生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。利用花粉培育的植物体为单倍体植株，单倍体植株是高度不育的，必须用秋水仙素处理单倍体幼苗，使其染色体数目加倍后，才能成为可育的植株。答案：(1)全能性　无菌　(2)生长素、细胞分裂素　分裂和分化　(3)脱分化　(4)秋水仙素10．请利用所学知识，回答下列有关月季的花药培养问题(注：设月季为二倍体植物)：(1)在实验时，实验材料宜选用________(时期)的花药。将该时期的花药放在载玻片上，加一滴质量分数为1%的醋酸洋红，用镊柄将花药捣碎，再放在显微镜下观察，若发现大多数花粉粒内只有一个蓝黑色的“点”，请判断这种状态的花药是否适合培养？________，为什么？_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)下图为花药培养产生花粉植株的两种途径，请填出图中A、B、①、②、③的名称。(A、B指发育阶段，①、②、③指发育过程)。A________________、B________________；①________、②________、③________。(3)从消毒后的月季花中分离出几个花药，按严格的无菌操作要求接种到培养基上，并将每个花药捣碎，使其中的花粉释放出来。经过适宜培养，得到的试管苗是否可育？________，为什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)进行花药培养，宜选择单核期花粉作培养材料。(2)花粉植株产生有两种途径，图中A为胚状体，B为愈伤组织。①、②分别为脱分化和再分化，③为分化。(3)花药中花粉为单倍体细胞，花粉壁却是正常体细胞，若将后者培育成完整植株，则植株是可育的。 答案：(1)单核期　适合　因为在单核期细胞核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养成功率最高　(2)胚状体　愈伤组织　脱分化　再分化　分化　(3)有可能是可育的　由花粉发育成的植株是单倍体，不可育；但由于花粉受损，由花粉壁细胞发育成的植株则是二倍体，可育11．下图表示菊花的嫩枝和月季的花药通过无菌操作接入含有全部营养成分的试管中进行培养的过程，请回答：(1)对菊花来说，要选择生长旺盛的嫩枝来进行组织培养，其原因是________________________________________；对月季来说，适宜花粉培养的时期是________。为确定花粉是否处于该时期，最常用的镜检方法是________。(2)两种植物组织培养在进行接种时应注意________(填序号)。①接种室要消毒　②只要戴口罩，操作时便可说话　③外植体可用体积分数为70%的酒精浸泡大约30s，立即取出用无菌水冲洗后，再用质量分数为0.1%的氯化汞溶液消毒，取出后再用无菌水冲洗干净　④接种操作要在酒精灯火焰旁进行⑤接种完毕应立即盖好瓶盖(3)月季的花药培养与菊花的嫩枝组织培养不同，从花粉植株产生的途径来说，除图中所示外，还有一种是花粉通过________阶段发育而来，这两种途径的差别主要取决于________________________________________________________________________。解析：菊花的组织培养一般选取未开花植株的茎上部新萌生的侧枝，因为其分裂能力强；被子植物花粉发育要经历小孢子四分体时期、单核期和双核期等阶段，其中单核期是绝大多数植物花药离体培养的适宜时期。花药离体培养中常用的镜检方法为醋酸洋红法。组织培养过程中要进行严格的无菌操作，因为一旦出现微生物污染，就会导致实验失败。通过花药培养产生花粉植株一般有两种途径，一种是花粉通过胚状体阶段发育为植株，另一种是花粉在诱导培养基上先形成愈伤组织，再将其诱导分化成植株。答案：(1)生长旺盛的嫩枝生理状况好，容易诱导脱分化和再分化　单核期　醋酸洋红