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　解　讀 重　點　難　點 1.進行菊花的組織培養(yǎng)。 2.嘗試植物激素的應用。 1.植物組織培養(yǎng)中生長素和細胞分裂素的調(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細胞分裂素與生長素的比例高時，誘導芽的生成。 ②細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細胞分裂素與生長素的比例低時，會趨于長根。 4．實驗設計的思路 (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，就會導致實驗前功盡棄，因此要進行嚴格的無菌操作。 植物組織培養(yǎng)的理論基礎和基本過程 1．植物組織培養(yǎng)的原理——植物細胞全能性 (1)植物細胞全能性的概念：高度分化的植物細胞，仍然具有發(fā)育成完整植株的潛能。 (2)細胞全能性的物質(zhì)基礎：生物體的每一個細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)高度分化的植物細胞全能性表達的條件： ①離體條件； ②無菌操作(防止雜菌污染)； ③適宜物質(zhì)的誘導和調(diào)節(jié)(激素主要是生長素、細胞分裂素等)； 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)植物細胞的脫分化：由高度分化的植物組織或細胞產(chǎn)生愈傷組織的過程，稱為植物細胞的脫分化，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薄壁細胞。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胞分裂產(chǎn)生的一團排列疏松而無規(guī)則，高度液泡化的呈無定形狀態(tài)的薄壁細胞。 (3)再分化：脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)進行培養(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”——生長素和細胞分裂素的調(diào)節(jié)作用 植物激素中生長素和細胞分裂素是啟動細胞分裂、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 促進愈傷組織的生長 生長素＞細胞分裂素 有利于根的形成 生長素＜細胞分裂素 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)分化的細胞，經(jīng)過誘導后，失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化細胞的過程，稱為脫分化。(3)據(jù)圖可得當激素X與激素Y的濃度比為1時，未分化的細胞群形成愈傷組織；當激素X與激素Y的濃度比大于1時，未分化的細胞群分化形成芽；當激素X與激素Y的濃度比小于1時，未分化的細胞群分化形成根。(4)生長素的作用是促進細胞生長、分裂和分化；激素X能促進細胞分裂，是細胞分裂素。(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未分化細胞群經(jīng)分裂形成愈傷組織?、诋斨参锛に豖與植物激素Y的濃度比大于1時，未分化細胞群分化形成芽?、郛斨参锛に豖與植物激素Y的濃度比小于1時，未分化細胞群分化形成根 (4)促進細胞的生長(伸長)、分裂和分化　細胞分裂素 (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過程是通過細胞的________實現(xiàn)的。 (2)胚狀體根據(jù)其來源不同，可以分為“體細胞胚”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)離體細胞可以形成體細胞胚進而發(fā)育成完整的植株，其根本原因是每個細胞都含有____________，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)過細胞分裂和分化形成植株?；ǚ叟呤腔ㄋ幗?jīng)組織培養(yǎng)形成的，體細胞胚是體細胞經(jīng)組織培養(yǎng)形成的?；ㄋ幗M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花粉胚細胞中的染色體數(shù)目是體細胞胚的一半?、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，例如進行菊花組織培養(yǎng)，一般將溫度控制在18 ℃～25 ℃。 ②溫度預處理的影響：在植物組織培養(yǎng)以前先對培養(yǎng)材料進行低溫或高溫處理，往往有促進生長的作用，因此，常在培養(yǎng)實踐中采用低溫預處理。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)進行異養(yǎng)的狀況下，大多不能進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，就會導致實驗前功盡棄，因此要進行嚴格的無菌操作。 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?、谕庵搀w的選取　③激素的運用?、芟尽、轀囟?、pH、光照 A．①②③④⑤ B．①②③ C．①②③④ D．①②③⑤ 【思路點撥】　進行植物組織培養(yǎng)，對培養(yǎng)條件要求相當嚴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　④培養(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、微量元素和有機成分組成，也可將大量元素、微量元素和有機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．進行菊花莖段組織培養(yǎng) ①胚狀體是離體的細胞經(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，有機成分等，進行植物組織培養(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，放入體積分數(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)生的愈傷組織細胞與枝條韌皮部細胞形態(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______________旁進行。試管幼苗的獲得證明菊花體細胞具有________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，放入體積分數(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，啟動細胞分裂、B脫分化、再分化的關(guān)鍵激素是細胞分裂素、生長素。通過B過程產(chǎn)生的愈傷組織細胞與枝條韌皮部細胞形態(tài)結(jié)構(gòu)不同，其根本原因是基因選擇性表達。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行。試管幼苗的獲得證明菊花體細胞具有全能性。 【答案】　(1)酒精　次氯酸鈉溶液　超凈臺　無菌水 (2)脫分化　細胞分裂素、生長素　不同　基因選擇性表達 (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．進行植物組織培養(yǎng)時，培養(yǎng)基中加入生長素與細胞分裂素，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＞細胞分裂素時，有利于生根。 生長素＜細胞分裂素時，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)的幼莖和幼芽應用70%的酒精和5%的次氯酸鈉進行消毒。 【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，但須對其進行消毒處理 【解析】　在組織培養(yǎng)過程中愈傷組織應先轉(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________的生長，比值高時促進________的生長。 (2)植物組織培養(yǎng)的主要理論依據(jù)是________。 A．單細胞可進行繁殖 B．植物細胞具全能性 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，可設置__________________________對照。 【解析】　芐基腺嘌呤是人工合成的細胞分裂素類似物，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 學業(yè)達標測評(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．進行菊花組織培養(yǎng)時，首先用細胞分裂素相對較多和生長素相對較少的培養(yǎng)基進行培養(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行光照 【解析】　進行菊花莖段培養(yǎng)時，叢狀苗形成前及形成叢狀苗后誘導生根的培養(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　③利用基因工程培育抗蟲棉?、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．導入其他植物細胞的基因 C．脫離母體后，給予適宜的營養(yǎng)和外界條件 D．將成熟篩管的細胞核移植到去核的卵細胞內(nèi) 【解析】　科學實驗證明，高度分化的植物細胞仍然有發(fā)育成完整植株的能力，這就是植物細胞的全能性。但是，細胞在體內(nèi)并沒有表現(xiàn)出全能性，當植物細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。因為細胞在體內(nèi)受著其他細胞的影響和制約，不可能表現(xiàn)全能性。B項的錯誤在于，如果需要導入基因，就不叫做細胞全能性，而成為基因工程了。D項要把成熟篩管的細胞核移植到去核的卵細胞中，而成熟的篩管是一個沒有細胞核的活細胞，根本沒有細胞核可供提取，很明顯是錯誤的。 【答案】　C 6．進行植物組織培養(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，其內(nèi)均含有機成分、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行離體培養(yǎng)，發(fā)育成完整植株。進行離體培養(yǎng)時不應采用該植株的(　　) A．莖尖 B．子房壁　　C．葉片　　D．花粉粒 【解析】　莖尖、子房壁、葉片等是體細胞，進行組織培養(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　細胞分裂素　生長素　叢狀苗　生根　 (2)長出幼葉后要進行光合作用 (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)濟作物、珍稀瀕危植物方面。以下是實驗室進行植物組織培養(yǎng)的一般過程，請回答下列問題： ―→―→―→―→ (1)植物組織培養(yǎng)的各個步驟應嚴格執(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，若要在誘導試管生根的過程中提高其光合強度，應________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，光合作用強度逐漸減小，故要提高光合作用能力，則應適當降低培養(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)細胞分裂素　生芽 (3)先增加后減小　不能 (4)A