高中生物选修1练习：专题3课题1菊花的组织培养 含解析

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：

C。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．①②B．②③

C．②④D．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