2019-2020学年名师同步人教版生物选修一课下提能：专题3　课题1　菊花的组织培养

2019-2020学年名师同步人教版生物选修一课下提能：专题3　课题1　菊花的组织培养

专题 3 课题 1 菊花的组织培养 课下提能 一、选择题 1．下列实例中能体现出细胞全能性的是( ) ①胡萝卜单个细胞培养成可育的植株 ②受精卵形成种子的过程 ③用烟草组织培养的单个组织培养出了可育的完整植株 ④由种子发育成植株 A．①③④ B．①③ C．②③ D．①②③ 解析：选 B 细胞全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜 能。其中①和③都属于由分化的细胞经过培养形成可育的植株，体现了细胞的全 能性。受精卵形成种子，但没有发育成完整个体。由种子发育成的植株实质上是 由种子中的胚(新植物体的幼体)发育而来的。 2．下列关于植物组织培养的说法错误的是( ) A．一般来说进行无性繁殖的植物，也容易进行组织培养 B．培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压 C．在培养过程中要先让愈伤组织生根后再使其生芽 D．移栽生根的试管苗之前，先打开瓶口，让试管苗在培养间生长几日 解析：选 C 在培养过程中要先让愈伤组织生芽后再使 其生根。 3．植物组织培养过程中发生脱分化时，可能发生变化的有( ) ①植物细胞的形态结构 ②细胞内遗传物质 ③细胞内表达的基因 ④细 胞分裂能力 A．①②③④ B．①②③ C．①③④ D．①②④ 解析：选 C 脱分化是由高度分化的具有特定形态、结构和生理功能的细胞， 在激素的诱导下，恢复到未分化状态的过程。在该过程中，细胞原有的形态结构 和功能丧失，而其细胞分裂能力增强，全能性表达能力增加，细胞内遗传物质不 变。 4．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．提高生长素的比例，有利于促进生根 D．外植体形成愈伤组织的过程需要光照 解析：选 C 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难易程度不同，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，B 错误；提高生长素 的比例，有利于生根，C 正确；经脱分化形成愈伤组织的过程不需要光照，试管 苗形成后才需要见光培养，D 错误。 5．在制备 MS 固体培养基的过程中，操作有误的是( ) A．提前配制的母液，一般在 4 ℃条件下保存 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，琼脂要及早加热熔化 D．MS 培养基的 pH 要求不太严格，可控制为 5～7 解析：选 D MS 培养基的 pH 直接影响到细胞对离子的吸收，过酸或过碱 都对植物材料有很大的影响，所以 pH 一般应控制在 5.8 左右。 6．进行菊花的组织培养时，适宜的条件是( ) A．pH 为 7.8，温度为 18～22 ℃，每日用镁光灯照射 6 h B．pH 为 5.8，温度为 18～22 ℃，每日用镁光灯照射 12 h C．pH 为 5.8，温度为 18～22 ℃，每日用镁光灯照射 6 h D．pH 为 7.8，温度为 18～22 ℃，每日用镁光灯照射 12 h 解析：选 B 7．某组织培养实验室的愈伤组织被真菌严重感染，为查找污染原因设计了 4 个实验，实验条件除图示以外其他均相同。下列各图表示实验结果，据图可得 出的初步结论是( ) A．污染主要是由培养基灭菌时间长短造成的 B．污染主要来源于组织培养所用的离体组织 C．调节培养基 pH 能解决污染问题 D．调节培养温度能解决污染问题 解析：选 B 通过 4 个实验结果可以看出培养基灭菌时间、培养基 pH、培 养温度对污染率没有太大的影响，由离体组织消毒时间越长污染率越低可知，污 染主要来源于组织培养所用的离体组织。 8．(2019·辛集中学段考)下图为植物组织培养的流程图。据图分析下列说法 正确的是( ) A．将配制好的培养基在灭菌后要及时分装避免冷却凝固 B．图中三种培养基的差异主要表现在植物激素含量方面 C．整个培养过程中温度控制在 30 ℃以上 D．长出丛芽和生根的过程中细胞的遗传物质会发生改变 解析：选 B 将配制好的培养基在灭菌前分装，A 错误；图中三种培养基的 差异主要表现在植物激素的含量上，B 正确；培养过程中需要适宜的温度，一般 控制在 18～22 ℃，C 错误；长出丛芽和生根的过程是细胞分裂和分化的过程， 遗传物质不会发生改变，D 错误。 9．下列关于接种时注意事项的叙述，全部正确的是( ) ①接种室要消毒 ②无菌操作 ③接种时可以随便交谈 ④外植体如茎段、 茎尖可随机放入培养基 ⑤接种时要防止交叉污染 ⑥接种完立刻盖好瓶口 A．①②③④ B．①②③④⑤⑥ C．③④⑤⑥ D．①②⑤⑥ 解析：选 D 在接种时，整个过程必须在无菌条件下进行，不能随便谈话， 防止产生污染，因此操作过程应禁止谈话，并戴口罩；接种外植体时注意将形态 学下端插入培养基，而且要分布均匀，以保证必要的营养和光照条件。 10．青蒿素是从植物黄花蒿的叶片中所提取的一种代谢产物，而茎及其他部 位中的青蒿素含量极其微小，下列关于利用植物组织培养生产青蒿素的叙述中， 正确的是( ) A．在黄花蒿组织培养整个过程中都必须给予光照 B．加入大量生长素可提高青蒿素的产量 C．可通过大量培养愈伤组织以直接获得青蒿素 D．可大规模栽培组织培养苗以获取药用成分 解析：选 D 植物组织培养包括脱分化和再分化两个过程，其中脱分化过程 不需要光照，而再分化过程需要光照，A 错误；生长素对脱分化和再分化过程具 有调节作用，但不能直接提高青蒿素的产量，B 错误；青蒿素是从植物黄花蒿的 叶片中所提取的一种代谢产物，而茎及其他部位中的青蒿素含量及其微小，因此 通过大量培养愈伤组织不能直接获得青蒿素，C 错误；可大规模栽培组织培养苗 以获取药用成分，D 正确。 二、非选择题 11．(2019·福州检测)利用植物组织培养技术的有关知识回答以下问题： (1)植物组织培养所用到的培养基为固体培养基，原因是培养基中添加了 ________，培养基的主要成分是____________、____________和有机物。 (2)培养基中添加有机物，说明外植体的代谢是______(填“自养”或“异 养”)型。 (3) 培 养 基 中 常 要 添 加 ________________________ ， 且 这 两 种 激 素 的 ________影响植物细胞的分化方向。如果外植体是菊花的茎段，则________(填 “必须”或“不必”)添加植物激素。 (4)除以上因素外，________________等外界因素对植物细胞的正常发育也 起到很重要的作用。 (5)外植体要经过________(填“消毒”或“灭菌”)后，才能接种。 (6)在工作台上接种时，为了避免细菌等污染，接种过程要在____________ 旁进行。 解析：(1)植物组织培养常用 MS 培养基，其主要成分包括大量元素、微量 元素、有机物和植物激素等。(2)外植体在培养到愈伤组织的过程中其代谢类型 为异养型。(3)培养基中生长素和细胞分裂素的用量配比决定培养物的分化方向。 菊花的茎段培养可以不添加植物激素，因为菊花茎段组织培养比较容易。(4)pH、 温度、光照等外界因素对培养的植物组织的生长情况有很重要的作用。(5)外植 体要经过消毒处理后才能接种。(6)在接种时，要在酒精灯火焰旁进行，以防细 菌污染。 答案：(1)琼脂(凝固剂) 大量元素 微量元素 (2)异养 (3)生长素和细胞分裂素 用量比例 不必 (4)pH、温度、光照 (5)消毒 (6) 酒精灯火焰 12．利用植物组织培养的方法可快速、大量繁殖植物。在培养过程中，取某 植物的花芽并将其分别培养在含有不同比例的生长素和细胞分裂素的培养基中， 花芽的生长状况如下表所示。请结合下表回答下列问题： A 组 B 组 C 组 D 组 E 组 生长素(mg/L) 0 3 0.3 0.03 0 细胞分裂素(mg/L) 0 0.2 0.002 1.0 0.2 花芽生长状况 组织切块 形成愈伤 组织 愈伤组织 分化出根 愈伤组织 分化出嫩 枝 稍生长 (1)在此过程中能实现脱分化的花芽是________组。从实验结果可以看出， 能诱导新的花芽形成的条件是__________________________________________ _________________________________________________________。 (2)上述实验结果说明，在植物组织培养过程中，诱导芽和根形成的关键是 _________________________________________________________ ________________。 在生产实践中，欲快速、大量获得此植物的花芽，可选用________组的培养 基进行扩大生产。 解析：脱分化、再分化过程与植物激素——生长素和细胞分裂素有关，且生 长素用量与细胞分裂素用量的比值直接影响培养过程。当比值高时，有利于根的 分化，抑制芽的形成；当比值低时，有利于芽的分化，抑制根的形成；当比值适 中时，有利于促进愈伤组织的形成。 答案：(1)B、C、D 细胞分裂素浓度大于生长素浓度 (2)培养基中细胞分 裂素含量与生长素含量的比值(或培养基中细胞分裂素与生长素的浓度比) D 13．(2019·烟台检测)下图是胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作，接入试管内 的培养基后，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)要促进植物细胞分裂生长，培养基中应含有营养物质和植物激素，营养 物质包括________和有机物；植物激素包括细胞分裂素和________。 (2)此过程依据的原理是________________。A 阶段和 B 阶段细胞进行的分 裂方式主要是________，B 阶段除了细胞分裂外，还进行细胞________。 (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)试管苗的根细胞中没有叶绿素，而叶的叶肉细胞中具有叶绿素，这是 ________________________的结果。 (5)将胡萝卜韧皮部组织块接种到培养基上时，为防止杂菌污染，应如何操 作？ 解析：(1)植物组织培养使用的培养基中应含有供植物组织细胞生长发育所 需要的无机物和有机物，还需有调节细胞分化方向的细胞分裂素和生长素等激 素。(2)植物细胞的全能性是植物组织培养的理论基础，脱分化和再分化阶段中 细胞的增殖方式均为有丝分裂，再分化阶段愈伤组织经细胞有丝分裂和分化形成 试管苗。(3)植物组织培养过程一定要做到无菌操作，包括外植体、培养基、容 器、接种工具等均应消毒灭菌，其中培养基的灭菌最为重要；再分化阶段需要光 照，因为幼叶中叶绿素的合成需要光照条件。(4)同一植株的所有体细胞所含有 的遗传信息相同，但基因的表达不同，故形态、功能存在差异。(5)酒精灯火焰 旁温度较高，可有效杀死空气中的细菌。 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)基因选择性表 达 (5)接种要在酒精灯火焰旁进行。 14．植物组织培养是克隆植物的一种方法，请回答相关问题： (1)为了获得脱毒植株，外植体往往取自植物的花芽、叶芽等处的分生组织， 其原因是_________________________________________________________ __________________。 (2)除营养物质外，培养皿中的培养基还需要添加植物激素，其目的是诱导 外植体_________________________________________________________。 (3)组织培养过程需要植物生长和繁殖的最适条件，否则在光学显微镜下可 能观察到发生______________________异常，进而使植物表现为遗传不稳定甚至 不育。 解析：刚长出的茎尖或芽尖还没有受到病毒的侵染，因此用这些部位的细胞 作植物组织培养的材料，可以获得脱毒植株。在植物组织培养时，常用生长素和 细胞分裂素来诱导植物形成愈伤组织、生根发芽，从而形成新的植物体。在植物 形成愈伤组织时，需提供适宜的条件，否则很容易发生变异，在光学显微镜下可 观察到的是染色体结构或数目的变异。 答案：(1)这些部位很少受到病毒等病原体的侵害 (2)脱分化和再分化 (3)染色体结构与数目 15．紫草具有抗癌、抗炎、抗菌等作用，其具有抗癌作用的主要成分是紫草 素。下面是工厂化生产紫草素的流程图，请据图回答问题： (1)为防止培养的细胞中有病毒，应选用紫草的__________________作为外 植体；接种前需消毒，一般先用流水冲洗 20 min 左右，再在无菌操作台上用体 积分数为________的酒精消毒，然后在无菌水中清洗，再用质量分数为 0.1%的 ________溶液浸泡 1～2 min，最后用无菌水冲洗 3 次。 (2)离体组织培养常用 MS 培养基，MS 培养基主要成分包括大量元素、微量 元素、有机物(如甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素以及________等)，还需要添加多 种植物激素，如生长素和细胞分裂素，当二者比例________时，有利于愈伤组织 的形成。 (3)①过程称为____________，与正常体细胞相比，愈伤组织细胞的结构特 点是_________________________________________________________； ②过程________(填“是”或“不是”)再分化，该过程需要用纤维素酶处理 愈伤组织；上述过程是否体现了植物细胞具有全能性？______(填“是”或 “否”)。 解析：(1)植物的分生组织如根尖、茎尖或芽尖等处的细胞，含病毒极少或 没有病毒，可作为外植体进行体外培养；外植体消毒需用体积分数为 70%的酒精， 然后用无菌水清洗，再用质量分数为 0.1%的氯化汞溶液灭菌 1～2 min，最后用 无菌水冲洗 3 次。(2)MS 培养基主要成分包括大量元素、微量元素、有机物(如 甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素以及蔗糖等)。生长素和细胞分裂素比值高时，有 利于根的分化，抑制芽的形成；比值低时，有利于芽的分化，抑制根的形成；适 中时，有利于愈伤组织的形成。(3)①过程为脱分化形成愈伤组织，愈伤组织细 胞的结构特点是高度液泡化、无定形、细胞壁薄；②过程没有形成胚状体而是形 成单个细胞，不属于再分化，该过程需要用纤维素酶或果胶酶处理，获得单个细 胞；上述过程没有形成新个体，不能体现植物细胞具有全能性。 答案：(1)分生组织(或根尖或茎尖或芽尖) 70% 氯化汞 (2)蔗糖 适中 (3)脱分化 高度液泡化、无定形、细胞壁薄 不是 否