2019-2020學(xué)年高中生物 第四部分 淺嘗現(xiàn)代生物技術(shù) 實驗11 植物的組織培養(yǎng)知能演練輕巧奪冠 浙科版選修1

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1、實驗11 植物的組織培養(yǎng) 一、選擇題 目前，觀賞植物、園藝作物、經(jīng)濟林木等無性繁殖作物等部分或大部分都用離體快速繁殖提供苗木，試管苗已出現(xiàn)在國際市場上并形成產(chǎn)業(yè)化。下列屬于植物組織培養(yǎng)技術(shù)的是(　　) A．將幼苗放入營養(yǎng)液中培養(yǎng) B．將馬鈴薯塊莖種在土中培養(yǎng) C．將花藥放在培養(yǎng)基中培養(yǎng) D．將γ射線照射過的種子進行播種培養(yǎng) 解析：選C。植物組織培養(yǎng)技術(shù)是在實驗室條件下進行的，利用的原理是植物細胞的全能性，自然狀態(tài)下的生殖與培養(yǎng)不是組織培養(yǎng)技術(shù)。 下列發(fā)生了細胞分化且能體現(xiàn)體細胞全能性的生物學(xué)過程是(　　) A．玉米種子萌發(fā)長成新植株 B．小鼠骨髓造血干細胞形成各種血細胞

2、 C．小麥花粉經(jīng)離體培養(yǎng)發(fā)育為單倍體植株 D．胡蘿卜根韌皮部細胞經(jīng)組織培養(yǎng)發(fā)育成新植株 解析：選D。上述各過程均發(fā)生了細胞分化，玉米種子萌發(fā)長成新植株、小鼠骨髓造血干細胞形成各種血細胞均未體現(xiàn)體細胞的全能性，小麥花粉經(jīng)離體培養(yǎng)發(fā)育為單倍體植株體現(xiàn)的是生殖細胞的全能性。 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(dǎo)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：選C。植物組織培養(yǎng)需要的條件有：離體(完整細胞)、一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素、無菌等其他的外界條件。 植物組織培養(yǎng)的過程是(

3、　　) ①離體的植物器官、組織或細胞?、谟鷤M織 ③形成根、芽?、苊摲只、菰俜只、拗参矬w A．①②③④⑤⑥ B．①④②⑤③⑥ C．①③④⑤②⑥ D．①④⑤②③⑥ 解析：選B。植物組織培養(yǎng)的過程是離體的植物器官、組織或細胞經(jīng)脫分化形成愈傷組織，再分化形成根、芽，進一步發(fā)育成植株。 在植物組織培養(yǎng)中，切取胡蘿卜的外植體時一般選擇(　　) A．具有木質(zhì)部的部分 B．具有韌皮部的部分 C．具有形成層的部分 D．具有髓的部分 解析：選C。在植物組織培養(yǎng)中，用具有分裂能力的細胞作為外植體容易成功。 影響植物組織培養(yǎng)的因素包括以下哪些(　　) A．培養(yǎng)植物 B．培養(yǎng)基組成

4、部分 C．激素和環(huán)境因素 D．以上全部 解析：選D。不同的植物組織培養(yǎng)的難易程度差別很大，同一種植物，幼嫩的材料容易培養(yǎng)，植物激素的種類、濃度、使用先后順序、培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)、pH、溫度、光照等條件對植物的組織培養(yǎng)都有影響。 菊花的花粉經(jīng)組織培養(yǎng)可發(fā)育成一株幼苗，這一過程不涉及下列哪一項(　　) A．有絲分裂、細胞分化、組織器官的形成 B．呼吸作用、光合作用、相關(guān)激素的調(diào)控 C．DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、蛋白質(zhì)的生物合成 D．等位基因的分離、非等位基因的自由組合 解析：選D。等位基因的分離、非等位基因的自由組合發(fā)生在減數(shù)第一次分裂的過程中，菊花的花粉經(jīng)組織培養(yǎng)發(fā)育成幼苗的分裂方式

5、中只進行有絲分裂。 下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)中滅菌操作的敘述，錯誤的是(　　) A．外植體可以用酒精消毒 B．鑷子等器械需酒精滅菌 C．操作前操作者的手需酒精消毒 D．培養(yǎng)基需高壓蒸汽滅菌 解析：選B。植物組織培養(yǎng)需嚴格的無菌操作，包括：培養(yǎng)基需高壓蒸汽滅菌；操作者的手需酒精消毒；外植體應(yīng)浸泡在酒精中消毒；整個操作過程在酒精燈火焰旁進行，同時對鑷子等器械灼燒滅菌。 用菊花的莖尖組織培養(yǎng)可培育出試管苗。下面關(guān)于這一過程的說法正確的是(　　) A．進行培養(yǎng)時，一次性加足營養(yǎng)物質(zhì)以防止污染 B．整個培養(yǎng)過程應(yīng)在光下進行，有利于長葉 C．要根據(jù)培養(yǎng)過程的實際情況，更換培養(yǎng)基 D．整個

6、培養(yǎng)過程都應(yīng)在密閉條件下進行，以免雜菌的污染 解析：選C。一般來說，從接種外植體到出現(xiàn)愈傷組織時，由于培養(yǎng)基中的營養(yǎng)成分已接近耗盡，必須更換培養(yǎng)基。脫分化培養(yǎng)時不必見光，因為在無光條件下愈傷組織長得更快。再分化時可見光，試管苗應(yīng)該進行見光培養(yǎng)。 植物組織培養(yǎng)過程中的再分化是指(　　) A．植物體的分生組織通過細胞分裂產(chǎn)生新的細胞 B．愈傷組織重新分化成根或芽等器官的過程 C．植物的器官、組織或細胞，通過離體培養(yǎng)產(chǎn)生愈傷組織的過程 D．取下植物的枝芽培育成一株植物的過程 解析：選B。再分化指脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)進行培養(yǎng)，又可以重新分化成根或芽等器官的過程。 下列關(guān)于愈傷組織的

7、說法中不正確的是(　　) A．愈傷組織的細胞能夠進行細胞分裂 B．用葉培養(yǎng)形成的愈傷組織細胞能夠進行光合作用 C．培養(yǎng)愈傷組織的培養(yǎng)基中應(yīng)含有有機養(yǎng)料 D．人們可以從愈傷組織中提取所需物質(zhì) 解析：選B。愈傷組織沒有發(fā)生分化，只是一團薄壁細胞，因此不能進行光合作用。 下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)的說法中錯誤的是(　　) A．植物細胞進行組織培養(yǎng)時需要無機養(yǎng)料 B．植物細胞進行組織培養(yǎng)時不需要有機養(yǎng)料 C．離體的植物組織細胞的脫分化和再分化主要受激素的影響 D．溫度、培養(yǎng)基的滲透壓等也影響植物組織培養(yǎng) 解析：選B。植物組織培養(yǎng)過程中，離體的植物組織和細胞，對營養(yǎng)、環(huán)境等條件要求相對特

8、殊，除需要無機養(yǎng)料和生長調(diào)節(jié)物質(zhì)外，還需要有機養(yǎng)料，如蔗糖等，并且需要一定的外界條件。 在植物組織培養(yǎng)過程中，生長素和細胞分裂素的使用會影響實驗結(jié)果。下列說法正確的是(　　) A．兩種激素用量的比例影響實驗結(jié)果 B．兩種激素使用的先后順序影響實驗結(jié)果 C．兩種激素使用時的濃度影響實驗結(jié)果 D．以上說法全部正確 解析：選D。生長素用量與細胞分裂素用量比值高時，有利于根的分化，抑制芽的形成；比值低時，有利于芽的分化，抑制根的形成；比值適中時，促進愈傷組織的生長。先使用生長素，后使用細胞分裂素有利于細胞分裂，但細胞不分化；先使用細胞分裂素，后使用生長素，細胞既分裂也分化；同時使用兩種激素

9、，分化頻率提高。 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．接種時外植體未消毒 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：選A。一般來講，進行植物組織培養(yǎng)時，培養(yǎng)條件應(yīng)是相同的，但接種過程是否嚴格在無菌條件下進行，外植體是否倒置等因素都會影響外植體的生長。 美國科學(xué)家斯圖爾德應(yīng)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，將二倍體胡蘿卜韌皮部的一些細胞進行離體培養(yǎng)，最終發(fā)育成完整的新植株(如圖)。關(guān)于這一科學(xué)事實，下列敘述中錯

10、誤的是(　　) ①該實驗證明了植物細胞具有全能性 ②此種生殖產(chǎn)生的后代有廣泛的變異 ③韌皮部細胞通過減數(shù)分裂增加數(shù)目 ④此種生殖產(chǎn)生的后代能保持親本的性狀 A．②　　　 B．②③ C．②④ D．③④ 解析：選B。植物組織培養(yǎng)是一種無性生殖方式，能保持親本的性狀，不會產(chǎn)生廣泛的變異；該過程中細胞分裂方式是有絲分裂。 下列關(guān)于影響植物組織培養(yǎng)的因素，說法正確的是(　　) A．不同植物組織培養(yǎng)的難易程度不同，同一種植物材料培養(yǎng)的難易程度相同 B．植物激素中生長素和細胞分裂素的關(guān)系是拮抗作用 C．植物激素中生長素和細胞分裂素的作用是互相獨立的 D．pH、溫度、光照條件等對植

11、物組織培養(yǎng)也特別重要 解析：選D。在植物組織培養(yǎng)中，生長素和細胞分裂素之間的關(guān)系是協(xié)同，溫度、光照條件及pH等對植物組織培養(yǎng)都有影響。 下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)中植物激素使用的說法中，不正確的是(　　) A．植物組織培養(yǎng)中關(guān)鍵性激素是生長素和細胞分裂素 B．先使用生長素，后使用細胞分裂素，有利于細胞分裂和分化 C．先使用細胞分裂素，后使用生長素，細胞既分裂也分化 D．同時使用生長素和細胞分裂素時，兩者用量的比例影響植物細胞的發(fā)育方向 解析：選B。植物組織培養(yǎng)過程中，植物激素的使用順序和配比都會影響培養(yǎng)過程，先使用生長素后使用細胞分裂素有利于細胞分裂，但細胞不分化。 將無根的非洲菊幼

12、苗轉(zhuǎn)入無植物激素的培養(yǎng)基中，在適宜的溫度和光照等條件下培養(yǎng)一段時間后，應(yīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象是(　　) 解析：選B。幼苗雖然沒根，但能產(chǎn)生一定的生長素，能生根，故選B。 植物學(xué)家將胡蘿卜的韌皮部細胞分離出來，將單個細胞放入特定培養(yǎng)基中培養(yǎng)，獲得了許多完整的植株，最重要的原因是(　　) A．細胞分裂 B．細胞特化 C．細胞分化 D．細胞增殖 解析：選C。胡蘿卜韌皮部細胞屬于已分化的植物體細胞，利用韌皮部細胞通過組織培養(yǎng)的方法來獲得完整的植株，關(guān)鍵是誘導(dǎo)細胞的脫分化和進行再分化。 關(guān)于植物組織培養(yǎng)的接種過程中應(yīng)注意的事項全部正確的是(　　) ①接種室要消毒 ②無菌操作 ③接種時可以談話

13、 ④外植體如莖段、莖尖可隨機放入培養(yǎng)基 ⑤接種時要防止交叉污染 ⑥接種完立刻蓋好瓶口 A．①②③④ B．①②③④⑤⑥ C．③④⑤⑥ D．①②⑤⑥ 解析：選D。在植物組織培養(yǎng)過程中，整個接種過程必須在嚴格的無菌條件下進行，不能談話，防止呼吸產(chǎn)生的污染。接種的外植體放入培養(yǎng)基時應(yīng)注意從下端插入，而且分布均勻，不能隨機放入，以保證必要的營養(yǎng)面積和光照條件。 二、非選擇題 科學(xué)家將分離得到的成熟的胡蘿卜韌皮部細胞進行如下處理，最終由單個細胞發(fā)育成了完整的新植株。請回答下列問題： (1)科學(xué)家所用的這種生物技術(shù)叫做________。該項技術(shù)表明，當植物細胞處于________狀

14、態(tài)時，在一定的營養(yǎng)物質(zhì)、________和其他外界條件的作用下，可能表現(xiàn)出全能性，發(fā)育成完整植株。 (2)圖中B過程稱為________，通過B過程產(chǎn)生的愈傷組織細胞與根韌皮部細胞形態(tài)結(jié)構(gòu)不同，其根本原因是__________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：植物組織培養(yǎng)技術(shù)可以將單個的離體植物組織或細胞培養(yǎng)成完整的個體，這說明了離體的植物細胞可以在適宜條件下表現(xiàn)全能性；由

15、離體植物細胞培養(yǎng)成愈傷組織時，需先使細胞脫分化；細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)不同，是細胞分化的結(jié)果，根本原因在于細胞中的基因執(zhí)行功能的區(qū)別，即基因的選擇性表達。 答案：(1)植物組織培養(yǎng)　離體　植物激素 (2)脫分化　基因的選擇性表達 為了探究6-BA和IAA對某菊花品種莖尖外植體再生叢芽的影響，某研究小組在MS培養(yǎng)基中加入6-BA和IAA，配制成四種培養(yǎng)基(見下表)，滅菌后分別接種數(shù)量相同、生長狀態(tài)一致、消毒后的莖尖外植體，在適宜條件下培養(yǎng)一段時間后，統(tǒng)計再生叢芽外植體的比率(m)，以及再生叢芽外植體上的叢芽平均數(shù)(n)，結(jié)果如下表。 培養(yǎng)基 編號 濃度/mg·L－1 m/% n/個 6

16、-BA IAA 1 0.5 0 76.7 3.1 2 0.1 77.4 6.1 3 0.2 66.7 5.3 4 0.5 60.0 5.0 回答下列問題： (1)按照植物的需求量，培養(yǎng)基中無機鹽的元素可分為________和________兩類。上述培養(yǎng)基中，6-BA屬于________類生長調(diào)節(jié)劑。 (2)在該實驗中，自變量是________，因變量是__________________________________ _________________________________________________________________

17、_______， 自變量的取值范圍是________。 (3)從實驗結(jié)果可知，誘導(dǎo)叢芽總數(shù)最少的培養(yǎng)基是________號培養(yǎng)基。 (4)為了誘導(dǎo)該菊花試管苗生根，培養(yǎng)基中一般不加入________(填“6-BA”或“IAA”)。 解析：(1)根據(jù)植物的需求量，元素可以分為大量元素和微量元素，6-BA屬于細胞分裂素類的生長調(diào)節(jié)劑。 (2)根據(jù)實驗?zāi)康暮蛯嶒灲Y(jié)果中的數(shù)據(jù)，可以看出IAA的濃度是自變量，菊花再生叢芽外植體的比率和外植體上的叢芽平均數(shù)是因變量；由圖表數(shù)據(jù)可以看出IAA的濃度范圍是0～0.5 mg·L－1。 (3)再生叢芽的外植體數(shù)乘以外植體上叢芽平均數(shù)即為叢芽總數(shù)，所以最

18、少的是1號培養(yǎng)基。 (4)誘導(dǎo)試管苗生根需要生長素用量和細胞分裂素用量的比值比較高，所以培養(yǎng)基中不需要加6-BA。 答案：(1)大量元素　微量元素　細胞分裂素 (2)IAA的濃度　菊花再生叢芽外植體的比率和外植體上的叢芽平均數(shù)　0～0.5 mg·L－1 (3)1　(4)6-BA 草莓生產(chǎn)上傳統(tǒng)的繁殖方式易將所感染的病毒傳播給后代，導(dǎo)致產(chǎn)量降低，品質(zhì)變差。運用微型繁殖技術(shù)可以培育出無病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本過程如下： 外植體愈傷組織芽、根―→植株 請回答： (1)微型繁殖培育無病毒草莓苗時，一般選取________作為外植體，其依據(jù)是_____________________

19、___________________________________________________。 (2)在過程①中，常用的MS培養(yǎng)基主要成分包括大量元素、微量元素和________，在配制好的培養(yǎng)基中，常常需要添加________，有利于外植體啟動細胞分裂形成愈傷組織。接種后2～5 d，若發(fā)現(xiàn)外植體邊緣局部污染，原因可能是________________________________________________________________________。 (3)在過程②中，愈傷組織在誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基中未形成根，但分化出了芽，其原因可能是_________________

20、_______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)在培養(yǎng)無病毒植株時常選用根尖或莖尖為實驗材料，這是由于根尖和莖尖細胞代謝旺盛，抗性強，所含病毒少甚至不含有病毒。(2)在配制MS培養(yǎng)基時，除加入大量元素、微量元素外，還需要加入有機物、蔗糖等。在配制好的MS培養(yǎng)基中，常常需要添加植物激素。在培養(yǎng)過程中，發(fā)現(xiàn)外植體邊緣局部污染的原因可能是外植體的消毒不徹底。(3)培養(yǎng)基中生長

21、素與細胞分裂素的用量比會影響根的分化和芽的形成，當生長素與細胞分裂素的比值低時，有利于芽的分化，抑制根的形成。 答案：(1)莖尖(或根尖)　莖尖(或根尖)病毒極少，甚至無病毒 (2)有機物　植物激素　外植體消毒不徹底 (3)培養(yǎng)基中生長素類物質(zhì)用量與細胞分裂類物質(zhì)用量的比值偏低 回答下列有關(guān)植物組織培養(yǎng)的問題： (1)植物組織和細胞只有處于________狀態(tài)才能表達其全能性。 (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)在再分化階段所用的培養(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

22、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_________________________________________________________

23、_______________。 (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_____________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)植物組織和細胞要表達全能性必須具備的條件之一

24、是處于離體狀態(tài)；(2)植物組織培養(yǎng)的核心過程是脫分化與再分化，脫分化指由分化狀態(tài)變?yōu)槲捶只癄顟B(tài)，再分化指由未分化狀態(tài)變?yōu)榉只癄顟B(tài)；(3)仔細分析所給示意圖，可知植物激素X與植物激素Y濃度比為1時，利于愈傷組織的形成，大于1時利于細胞群分化出芽，小于1時利于細胞群分化出根；(4)生長素在植物組織培養(yǎng)中主要作用是促進細胞生長、分裂和分化，植物組織培養(yǎng)過程中除需要生長素外還必需細胞分裂素，二者共同起作用；(5)植物組織培養(yǎng)是一種無性繁殖技術(shù)，利于保持親本的優(yōu)良性狀。 答案：(1)離體 (2)脫分化 (3)①未分化細胞群經(jīng)分裂形成愈傷組織 ②當植物激素X與植物激素Y的濃度比大于1時，未分化細胞

25、群分化形成芽 ③當植物激素X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 請回答下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)的問題： (1)植物微型繁殖技術(shù)屬于植物組織培養(yǎng)的范疇。該技術(shù)可以保持品種的________，繁殖種苗的速度________。離體的葉肉細胞在適宜的條件下培養(yǎng)，最終能夠形成完整的植株，說明該葉肉細胞具有該植物的全部________。 (2)把試管苗轉(zhuǎn)接到新的培養(yǎng)基上時，需要在超凈工作臺上進行，其原因是避免________的污染。 (3)微型繁殖過程中，適宜濃

26、度的生長素單獨使用可誘導(dǎo)試管苗________，而與________配比適宜時可促進芽的增殖。若要抑制試管苗的生長，促使愈傷組織產(chǎn)生和生長，需要使用的生長調(diào)節(jié)劑是________(填“脫落酸”或“2，4-D”)。 (4)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________，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。 (5)據(jù)圖推測，若要在誘導(dǎo)試管苗生根的過

27、程中提高其光合作用能力，應(yīng)________(填“降低”或“增加”)培養(yǎng)基中蔗糖濃度，以便提高試管苗的自養(yǎng)能力。 解析：(1)植物的組織培養(yǎng)屬于無性繁殖，可以保持親本的遺傳特性，而微型繁殖技術(shù)需要的材料少，有利于快速大量繁殖；葉肉細胞具有該植物的全套遺傳信息，在適宜條件下培養(yǎng)，一個葉肉細胞即可發(fā)育成完整植株。(2)組織培養(yǎng)過程中應(yīng)避免微生物的污染，以防止造成組織塊的腐爛。(3)在微型繁殖過程中，單獨使用一定濃度的生長素可以誘導(dǎo)生根，而與細胞分裂素以一定的配比混合使用時能促進生芽。(4)分析圖解曲線可以看出，試管苗光合作用強度隨培養(yǎng)基蔗糖濃度的增加而逐漸減弱，單株鮮重先增加而后下降；圖解曲線顯示試管苗的單株鮮重在一定范圍內(nèi)隨培養(yǎng)基中蔗糖濃度的增加而增大，說明試管苗光合作用產(chǎn)生的有機物不能滿足自身最佳生長的需要。(5)圖解曲線顯示，試管苗的光合作用強度隨培養(yǎng)基中蔗糖濃度的增大而減弱，因此適當降低培養(yǎng)基中蔗糖濃度，可以增強光合作用強度，以提高其自養(yǎng)能力。 答案：(1)遺傳特性　快　遺傳信息 (2)微生物 (3)生根　細胞分裂素　2，4-D (4)逐漸減小　先增加后下降　不能 (5)降低 10