2019秋 金版学案 生物·选修1（人教版）练习：专题3课题1菊花的组织培养 11页

专题 3 植物的组织培养技术 课题 1 菊花的组织培养 1．下列属于组织培养的是( ) A．花粉培养成单倍体植株 B．芽发育成枝条 C．根尖分生区发育成成熟区 D．受精卵发育成植株 解析：植物组织培养是指离体的植物器官、组织或细胞脱分化、 再分化形成完整植物体的过程。花粉培育成单倍体植株，是在一定条 件下离体完成的。芽发育成枝条、根尖分生区发育成成熟区，是植物 体发育的一部分。受精卵发育成植株，也属于正常的发育过程。 答案：A 2．下列有关植物组织培养的叙述，错误的是( ) A．植物组织培养的原理是细胞的全能性 B．主要包括脱分化和再分化两个阶段 C．外植体形成愈伤组织的过程不需要生长素和细胞分裂素 D．植物组织培养的过程中要求无菌操作 解析：植物组织培养是指离体的植物细胞、组织或器官在无菌操 作下经脱分化和再分化形成完整植物体的过程，其原理是植物细胞的 全能性。在脱分化形成愈伤组织的过程中，需要生长素和细胞分裂素， 生长素和细胞分裂素比例适中时，促进愈伤组织的形成。 答案：C 3．下列关于影响植物组织培养的因素，说法正确的是( ) A．不同植物组织培养的难易程度不同，同一种植物材料培养的难 易程度相同 B．在植物组织培养中，培养基中必须添加植物激素 C．植物激素中生长素和细胞分裂素的作用是互相独立的 D．pH、温度、光照等条件对植物组织培养也特别重要 解析：不同植物组织培养的难易程度不同，同一种植物材料也会 因年龄、保存时间的长短等导致实验结果不同，故 A 错误；在植物组 织培养中，培养基中常常要添加植物激素，但不是都必须添加植物激 素，故 B 错；各种植物激素的作用是相互联系的，而不是互相独立的， 故 C 错。 答案：D 4．在菊花的组织培养操作完成 3～4 d 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( ) A．培养条件，比如光照、温度等不适宜 B．接种时外植体未灭菌 C．接种工具灼烧后未待冷却就接种外植体 D．将外植体倒插入培养基中 解析：同一温室提供了相同的光照和温度，但有的瓶内外植体正 常生长，有的瓶内外植体却死亡，说明外植体死亡的原因不可能是光 照、温度等培养条件不适宜。 答案：A 5．回答有关菊花组织培养的问题： (1) 在一定条件下，处于________状态的菊花组织或器官可经 ________过程形成愈伤组织。 (2) 配制植物组织培养所需的 MS 固体培养基，除加入水、多种无 机盐、各种有机营养物和植物激素外，还要加入________。 (3) 选 取 菊 花 茎 段 时 ， 要 取 生 长 旺 盛 的 嫩 枝 ， 原 因 是 ________________________。获得外植体后要对其进行________(填 “消毒”或“灭菌”)，此后所进行的接种操作必须在____________旁 进行。上述操作的目的是为了防止________的污染。 (4) 某兴趣小组为了探究激素植物的用量对菊花组织培养的影响， 设计了一组实验，相关实验处理如下表： 组别 A 组 B 组 C 组 生长素和细胞分裂 素的用量比值 ＞1 ＝1 ？ C 组中的生长素和细胞分裂素的用量比值应为________。为提高 实验的严谨性，有人提出需多增加一组实验，该组的处理方法是 __________________________________________________________。 答案：(1)离体 脱分化 (2)琼脂 (3)细胞分裂旺盛，细胞分化程 度低，容易诱导形成愈伤组织 消毒 酒精灯火焰 杂菌(或微生物) (4) ＜1 除不添加生长素和细胞分裂素外，其余实验条件要与 A、 B、C 组相同 A 级 基础巩固 1．MS 培养基与微生物培养基相比，需要提供的是( ) A．无机营养 B．有机营养 C．甘氨酸和维生素 D．植物激素 解析：MS 培养基是用于植物组织培养的，往往需添加植物激素。 答案：D 2．要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，不需要的是( ) A．具有完整细胞核的细胞 B．离体状态 C．导入外源基因 D．一定的营养物质和激素 解析：要表现全能性，细胞应具备的内因是要有本物种生长发育 所需要的全套遗传物质(要有完整的细胞核)；应具备的外因即外部条件 是离体、一定的营养物质、激素诱导等。 答案：C 3．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 用植物的茎尖和叶片、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。下列关于这种生物工程技术的叙述，错误的是 ( ) A．这种技术叫做植物组织培养，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 材料 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(类似胚胎细胞)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 达充分的材料。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：C 4．在制备 MS 固体培养基过程中，有误的是( ) A．在使用提前配制的母液时，可直接用移液管从母液中取 B．配制母液时，无机物中大量元素浓缩 10 倍，微量元素浓缩 100 倍 C．配制培养基时，琼脂要加热熔化 D．MS 培养基的 pH 要求很严格，不同植物的 pH 也有所不同 解析：在使用提前配制的母液时，应在量取各种母液之前轻轻摇 动盛放的瓶子，如发现瓶中有沉淀、悬浮物或被微生物污染，立即扔 掉，重新配制。MS 培养基的 pH 直接影响到离子的吸收，过酸或过碱 都对植物材料生长影响很大，所以 pH 应严格控制。 答案：A 5．某同学在进行组织培养过程中，发现愈伤组织只分裂而不分化 出芽和根，可能的原因是( ) 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合理 解析：愈伤组织产生根或芽，取决于生长素和细胞分裂素用量的 比例，当细胞分裂素用量与生长素用量的比值低时，诱导根的分化； 两者比值适中时，愈伤组织只生长不分化；两者比值高时，诱导芽的 分化。 答案：D 6．1958 年，美国科学家斯图尔德应用植物组织培养技术，将二倍 体胡萝卜韧皮部的一些细胞进行离体培养，最终发育成完整的新植株。 下列关于这一科学事实的叙述中，错误的是( ) ①该实验证明了植物细胞具有全能性 ②此种生殖产生的后代有 广泛的变异 ③韧皮部细胞通过减数分裂增加细胞数目 ④此种生殖 产生的后代能保持亲本的性状 A．①② B．②③ C．②④ D．③④ 解析：体细胞组织培养属于无性繁殖，其后代能保持亲本的性状， 变异性小；体细胞不能进行减数分裂。 答案：B B 级 能力训练 7．马铃薯是一种重要的经济作物，传统的繁殖方式感染病毒严重， 导致产量大大降低。科研人员利用种苗脱毒技术可有效解决这个问题， 基本操作流程如下： 配制培养基→外植体的取材和消毒→剥离和接种→培养和移栽→ 结果检测 请回答问题： (1) 该技术称为____________，其理论基础是________。 (2) 配制培养基，应加入一定量的琼脂、蔗糖、无机盐、维生素、 有机添加物等营养物质。蔗糖除作为碳源外，还具有_____________的 功能。无机盐中 NH4NO3、KNO3 的主要作用是________。 (3) 利用种苗脱毒技术培育马铃薯，常用的培养基有脱分化培养 基、生芽培养基、生根培养基。这三种培养基的主要差异是________。 (4) 在培育过程中，选取的外植体是________，原因是________。 (5) 进行培养时需将外植体置于 25 ℃、无菌和________条件下培 养，当试管苗长到 34 片叶时即可移栽。 解析：(1)该技术为植物组织培养技术。植物组织培养的理论基础 是植物细胞的全能性。(2)培养基中的蔗糖除提供碳源外，还有提供能 量和维持渗透压的作用。无机盐中 NH4NO3、KNO3 的主要作用是提供 氮源。(3)三种培养基的差异主要表现在植物激素的种类和含量，特别 是生长素和细胞分裂素的用量及比例不同。(4)植物的芽尖、茎尖分生 组织分裂快，很少被病毒感染甚至无病毒，故常用作培育无病毒植株 的材料。(5)植物组织培养过程中，再分化过程中只有在有光的条件下 植物才能产生叶绿素进行光合作用。 答案：(1)植物组织培养技术 植物细胞的全能性 (2)提供能量和维持渗透压 提供氮源 (3)生长素和细胞分裂素 的用量及比例不同 (4)茎(芽)尖 茎(芽)尖分生区无病毒或低毒 (5) 光照 8．下图表示菊花的茎尖细胞通过无菌操作接种到试管培养基上 后，在一定的条件下，形成试管苗的培育过程，请据图回答下列问题： (1)要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素。营养物 质包括________和小分子有机物，激素包括细胞分裂素和________两 类植物激素。 (2)此过程依据的原理是_______________________________。 A 和 B 阶段主要进行的分裂方式是________________，B 阶段除 了细胞分裂外，还进行细胞________________等。 (3)此过程要无菌操作，主要是指对________进行灭菌消毒。B 阶 段需要光照，原因是___________________________________ _____________________________________________________。 (4)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶的叶肉细胞具有叶绿素，这 是基因____________的结果。 解析：植物组织培养是用离体的植物组织、器官或细胞接种到经 消毒灭菌的培养基中，培养基含有供组织细胞生长发育所需要的无机 物和小分子有机物，还有调节细胞脱分化和再分化的细胞分裂素和生 长素。由外植体发育成试管苗，脱分化阶段细胞进行有丝分裂，再分 化阶段愈伤组织细胞经有丝分裂和细胞分化形成试管苗，此阶段需要 光照，原因是叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件。 答案：(1)无机物 生长素 (2)植物细胞的全能性 有丝分裂 分 化 (3)培养基 芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件 (4)选择性表达 9．月季因花色艳丽、芬芳迷人而被称为“花中皇后”，可用植物 组织培养技术快速繁殖而用于生产。请回答下列问题： (1)植物组织培养的实验操作流程是：制备 MS 固体培养基、 ________、接种、培养、移栽、栽培。 该实验能成功培育出植株的理论依据是___________________。 (2)在配置培养基时，需要根据各种母液的________，计算用量。 将分装好的培养基进行________灭菌。 (3)下图为培养基中蔗糖浓度对月季叶愈伤组织诱导率的影响。 ①蔗糖浓度为________，最有利于愈伤组织的形成，原因是 _________________________________________________________。 ②外植体形成愈伤组织的过程称为________，将愈伤组织继续进 行培养。生长素和细胞分裂素________(填使用顺序)，提高分化频率， 有利于重新分化成根或芽。 ③蔗糖浓度为 90 g·L － 1 时，无愈伤组织形成的原因最可能是 _________________________________________________________。 答案：(1)外植体消毒 植物细胞的全能性 (2)浓缩倍数 高压蒸汽 (3)①30 g·L－1 该浓度的蔗糖既能较好地调节培养基的渗透压，又 能为细胞提供充足的碳源 ②脱分化 同时使用 ③培养基渗透压过大，导致细胞渗透失水而死亡 10．菊花的组织培养的大致过程如下图所示。请回答下列问题： (1)外植体的消毒：选取生长旺盛的嫩枝，冲洗干净。用无菌吸水 纸吸干外植体表面的水分，放入体积分数为70%的________中摇动2～ 3 次，持续 6～7 s，立即将外植体取出，在无菌水中清洗。吸干表面水 分，放入质量分数为 0.1%的________中 1～2 min。取出后，在无菌水 中至少清洗 3 次，其目的是________。 (2)菊花组织培养过程中，启动细胞分裂、B________(填名称)、再 分化的关键激素是______________________________________ ________________。通过 B 过程产生的愈伤组织细胞与枝条韧皮 部细胞形态结构________(填“相同”或“不同”)，其根本原因是 _______________________________________________________ _____________________________________________________。 (3)该实验操作成功的关键是________________，所以要对外植体、 超净工作台等消毒，对________________等灭菌，实验操作过程都要 在________旁进行。试管幼苗的获得证明菊花体细胞具有________性。 解析：本题考查植物组织培养中的外植体消毒等操作过程，偏重 操作过程的考查。(1)外植体的消毒过程中：用无菌吸水纸吸干外植体 表面的水分，放入体积分数为 70%的酒精中摇动 2～3 次，持续 6～7 s， 立即将外植体取出，在无菌水中清洗。吸干表面水分，放入质量分数 为 0.1%的氯化汞溶液中 1～2 min。取出后，在无菌水中至少清洗 3 次，其目的是漂净消毒液。(2)在菊花组织培养过程中，形成愈伤组织 的过程是脱分化，启动脱分化和再分化过程的激素主要是生长素和细 胞分裂素。愈伤组织和外植体的细胞形态、结构差别很大，根本原因 在于不同细胞内基因的选择性表达。(3)植物组织培养的关键在于无菌 技术，所以培养基的灭菌、外植体的消毒和无菌操作都要严格。实验 操作过程要在酒精灯火焰旁进行，试管苗的获得体现了植物细胞的全 能性。 答案：(1)酒精 氯化汞溶液 漂净消毒液 (2)脱分化 细胞分裂 素、生长素 不同 基因选择性表达 (3)无菌操作或无菌技术 培养基或培养器具 酒精灯的火焰 全能 11．如图为科学家将胡萝卜韧皮部的细胞培养形成胡萝卜植株的 过程示意图。请据图完成下列问题： 注：胚状体即等同于植物种子的胚的结构 (1)由细胞团形成胚状体要经过__________过程。 (2)这种培养方法在生物技术中称为________培养。 (3)培养基中除了需要水分和有机营养物质外，还需要加入 ______________和____________________。培养过程必要的外界条件 是适宜的温度、______________和____________等。 (4)由胡萝卜韧皮部细胞培养成完整的胡萝卜植株证明了_____。 解析：植物组织培养的理论基础是细胞的全能性；由细胞团发育 成植物幼苗需经细胞分裂和细胞分化两个过程；植物组织培养所用的 培养基中应含有植物生长发育所需的各种营养物质，为诱导根或芽的 分化还应加入生长素、细胞分裂素两种植物激素，并保证适宜的外界 环境。 答案：(1)细胞分裂和细胞分化 (2)植物组织 (3)矿质元素 生长 调节类(激素)物质 pH 光照 (4)植物细胞具有全能性