2019-2020学年高中生物 第一章 无菌操作技术实践 第三节 植物组织培养技术知能演练轻巧夺冠 苏教版选修1.doc

第三节 植物组织培养技术随堂检测 学生用书p23 知识点一植物组织培养基本过程及激素影响1植物组织培养过程中的脱分化是指()a植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞b未成熟的种子经过处理培育出幼苗的过程c植物的器官、组织或细胞通过离体培养产生愈伤组织的过程d取植物的枝芽培育成一株新植物的过程解析：选c。脱分化是已经分化的组织、细胞重新回到原始的未分化状态，所以离体的组织、器官或细胞培养产生愈伤组织的过程属于脱分化。2下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是( )a培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压b培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化c离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织d同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因相同解析：选d。植物组织培养将离体的组织、器官或细胞在体外经过脱分化和再分化形成完整植株的过程，培养过程中需要调节激素的比例、无菌等条件。植物组织培养时在培养基中添加蔗糖的目的是为了提供营养和调节渗透压，a正确；植物组织培养的培养基中的生长素和细胞分裂素的含量和比例会影响愈伤组织的生长和分化，在脱分化形成愈伤组织的过程中要求生长素和细胞分裂素的比例相当，而在再分化过程中生长素和细胞分裂素比例高有利于根的分化，比例低有利于芽的分化，b正确；离体器官或组织的细胞是已经高度分化了的组织细胞，丧失了分裂能力，所以都必须通过脱分化才能形成愈伤组织，c正确；同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因不一定相同，如二倍体的花药离体培养得到的个体是单倍体植株，而体细胞组织培养形成的个体是二倍体，d错误。3在改变培养基中iaa(生长素)与kt(一种人工合成的细胞分裂素)的比例时，可改变烟草愈伤组织的分化方向，如下表所示。下列相关叙述正确的是( )激素添加量(mgl1)iaa330.03kt0.20.0210.2生长状况愈伤组织生根茎叶分化无生长a.愈伤组织分化成为根、茎和叶的过程叫脱分化b培养基中添加iaa可以促进生长和生根c只要培养基中添加kt，细胞就能分裂生长d培养基中添加的iaa与kt的比值较高时，有利于茎叶的形成解析：选b。愈伤组织分化成为根、茎和叶的过程叫再分化，故a错误；iaa的作用是诱导细胞的分裂、促进根的分化，所以培养基中添加iaa可以促进生长和生根，故b正确；由表中数据可知：iaa不添加，kt添加量为0.2时，愈伤组织不生长，可见向培养基中添加kt，细胞不一定能生长，故c错误；iaa添加量为0.03，kt添加量为1时，愈伤组织向茎叶分化，即培养基中添加的iaa与kt的比值较低时，有利于茎叶的形成，故d错误。 知识点二ms培养基与植物组织培养过程4ms培养基与微生物培养基相比，需要提供大量的()a无机营养b有机营养c甘氨酸和维生素 d激素解析：选a。植物组织培养与微生物的培养不同，用于植物组织培养的ms培养基需提供大量的无机营养，微生物培养基以有机营养为主。5关于植物组织培养的下列说法中，错误的是()a在进行植物组织培养时，需要适宜的温度、营养、氧气和phb由外植体形成胚状体的过程中不需要光，但由胚状体发育成植株的过程中却需要光c不同植物进行组织培养时，所需的温度有所不同d由外植体形成幼苗的过程中，培养基中有机物的总量会减少解析：选b。植物组织培养需要一定的条件，如营养物质，适宜的温度、ph、渗透压、光照等，光不仅是进行光合作用必需的条件，同时也是影响细胞分裂和分化的重要条件。植物的胚状体已分化，需要光照。6分析有关科学探究的资料，回答下列问题：我国科学家屠呦呦因在青蒿素方面的研究获2015年诺贝尔生理医学奖。菊科植物青蒿中所含的青蒿素是目前治疗疟疾的新型特效药。研究者做了相关的实验研究如下。实验一：从青蒿中提取青蒿素实验结果：相关实验数据如表1和表2所示。表1生长期采集时间青蒿素含量(mg/g)成苗期05/131.61106/132.933生长盛期07/134.57208/135.821花期09/133.821果期09/133.198表2采收日期组织青蒿素含量(mg/g)7月13日7月23日8月13日根部0.699(晒干)1.048(晒干)1.487(晒干)0.340(烘干)0.719(烘干)0.993(烘干)茎部未测得0.108(晒干)0.096(晒干)0.086(烘干)0.022(烘干)老叶(叶龄21天)3.609(晒干)4.018(晒干)4.269(晒干)2.256(烘干)2.705(烘干)3.951(烘干)新叶(叶龄7天)4.572(晒干)4.654(晒干)5.821(晒干)3.486(烘干)3.692(烘干)4.585(烘干)实验二：生物工程合成青蒿素为避免青蒿被过度采集，研究者采用生物工程的方法生产青蒿素。但直接从愈伤组织和细胞培养提取青蒿素的效果很不理想，因而采取如下图中所示实验流程合成青蒿素。其中发根农杆菌具有ri质粒，可促进青蒿愈伤组织生根。(1)提取青蒿素应选取的最佳青蒿材料是_。据表1和表2分析，实验一的实验目的不包括()a不同生长期青蒿中的青蒿素含量b不同青蒿组织中的青蒿素含量c不同干燥方式对青蒿素提取的影响d不同日照时长对青蒿素含量的影响(2)实验二图中青蒿组织培养通常用的培养基名称是_培养基。步骤青蒿叶片组织加入抗生素的作用是_。(3)根据实验二分析，下列相关叙述正确的是_(多选)。a未分化的青蒿组织中青蒿素含量高b该实验是从青蒿根中提取青蒿素cri质粒转化青蒿属于微生物基因工程d利用此生物工程方法可大量生产青蒿素实验三：植物激素对青蒿素含量的影响萘乙酸 (naa)是最常用来调控发根生长及代谢中间产物形成的一种激素。研究者假设naa能促进青蒿愈伤组织发根，并能提高青蒿发根后产生青蒿素的含量。实验结果见表3。表3: naa对青蒿组织发根和产生青蒿素的影响组别naa浓度(mg/l)发根生长比青蒿素含量(mg/g)a0.02534.4570.080b0.05033.5000.166c0.10029.4000.128d0.25015.8130.000e0.50013.0590.000f0.7508.7060.000g27.1011.480注：发根生长比指的是：收获时鲜重/接种量。(4)实验三培养时影响青蒿素含量的可能因素有_ (写出2种即可)。表3中表示的数值是_。(5)根据实验三结果，请画出发根生长比与naa浓度的关系曲线图。(6)由实验三可得出的结论是：_。_。解析：(1)生长盛期的新叶中含青蒿素多，试验一中，没有反映出不同日照时长对青蒿素含量的影响，故d错误。(2)植物的组织培养，常用ms培养基。抗生素可以杀死细菌，对真菌没有影响，因此加抗生素可以杀死发根农杆菌及其他细菌。(3)发根农杆菌具有ri质粒，可促进青蒿愈伤组织生根，可以从根中提取青蒿素，b正确；利用此生物工程方法可大量生产青蒿素，d正确。(4)ms培养基的营养成分都会影响青蒿素含量，因此可能因素有无机盐浓度、蔗糖浓度、植物激素的种类和含量等。naa浓度越高，青蒿素的含量越低，因此表6中g为对照组，表示的数值是不加naa。(5)naa浓度在一定范围内，发根生长比增加，超过一定浓度范围，发根生长比减少。(6)由实验三可得出：低浓度的萘乙酸能促进愈伤组织发根，超过一定浓度抑制发根，萘乙酸减少了青蒿发根后产生青蒿素的含量。答案：(1)生长盛期的新叶d(2)ms杀死发根农杆菌及其他细菌(3)bd(4)光照强度、光照时间长度、ph、无机盐浓度、蔗糖浓度、植物激素的种类和含量等0(5)如图(6)低浓度的萘乙酸能促进愈伤组织发根，超过一定浓度抑制发根；萘乙酸减少了青蒿发根后产生青蒿素的含量课时作业 学生用书p67(单独成册)一、选择题1植物组织培养是指( )a离体的植物器官或细胞培育成愈伤组织b愈伤组织培育成植株c离体的植物器官、组织或细胞培养成完整植物体d愈伤组织形成高度液泡化组织解析：选c。植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞培养成完整植物体的过程，c项正确，a、b、d项错误。2在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件不是都需要的()a消毒灭菌b适宜的温度c充足的光照 d适宜的养料和激素解析：选c。离体的植物器官、组织或细胞脱分化的过程是在无菌条件下进行的，在愈伤组织形成过程中，需要适宜的温度、一定的营养物质和植物激素的诱导，但一般不需要光照，愈伤组织再分化时才需要光照。3目前组织培养已经获得成功的植物，几乎包括了植物体的各个部分，在提供了适宜条件时，下列植物组织细胞最易表达的是()a筛管细胞 b薄壁细胞c茎尖分生区细胞 d表皮细胞解析：选c。筛管细胞、薄壁细胞、表皮细胞均为成熟细胞，由分生组织衍生的细胞发展而成，脱分化比较难，不易表达；茎尖分生区细胞分裂能力强，脱分化比较容易，易表达。4下列关于植物组织培养中植物激素使用的说法，不正确的是()a植物组织培养中的关键激素是生长素和细胞分裂素b先使用生长素，后使用细胞分裂素，有利于细胞分裂和分化c先使用细胞分裂素，后使用生长素，细胞既分裂也分化d同时使用生长素和细胞分裂素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向解析：选b。在植物组织培养中，先使用生长素，后使用细胞分裂素，有利于细胞分裂，但细胞不分化；先使用细胞分裂素，后使用生长素，对细胞的分裂和分化均有利。5下列关于植物组织培养所需营养的叙述，不正确的是()ams培养基既含硝态氮又含铵态氮b维生素以辅酶的形式参与生物催化剂酶系活动c植物生长调节物质包括生长素、细胞分裂素等d植物组织培养过程中无需从外部添加糖类解析：选d。通常植物本身能进行光合作用，产生糖类，不需从外部供给糖，但是植物组织培养在进行异养的状况下，大多不能进行光合作用合成糖类，因此必须在培养基中添加糖类，作为碳素来源和能量来源。6草莓主要利用其植株的茎进行无性繁殖，种植的世代多了往往会因病毒的积累而减产，为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。在最短的时间内获得大量无病毒幼苗的最佳方法是( )a花药离体培养b选取成熟组织进行培养c利用茎尖进行组织培养d人工诱导基因突变解析：选c。进行植物微型繁殖时常采用茎尖或根尖作为外植体，原因是茎尖或根尖病毒极少，因此切取一定大小的茎尖或根尖进行组织培养，再生的植株就可能不带病毒。7将无根的非洲菊幼苗转入无植物激素的培养基中，在适宜的温度和光照等条件下培养一段时间后，应出现的现象是()解析：选b。细胞分裂素和生长素可以促进植物的生芽和生根，此题中虽然培养基中没有植物激素，但是植物幼苗叶片本身可以产生生长素，而细胞分裂素的产生部位主要在根尖，所以细胞分裂素不能产生，所以植物能够在一段时间后长出少量的根而没有生芽。8在植物组织培养过程中，生长素和细胞分裂素的使用会影响实验结果。下列说法正确的是()a两种激素用量的比例影响实验结果b两种激素使用的先后顺序影响实验结果c两种激素使用时的浓度影响实验结果d以上说法全部正确解析：选d。在植物组织培养过程中，生长素和细胞分裂素用量的比例、使用的先后顺序、使用时的浓度都会影响实验结果。9下面关于植物组织培养的叙述，正确的是()a叶肉细胞脱分化后可形成呈无定形状态的薄壁细胞b叶肉细胞经再分化过程可形成愈伤组织c通过植物组织培养，可培育出性状更优良的品种d植物体的任何一个体细胞经离体培养都表现出全能性解析：选a。叶肉细胞脱分化后可形成具有无定形状态的薄壁细胞的愈伤组织，再分化后可形成根、芽或胚状体。植物组织培养可保持亲本优良性状。没有细胞核的细胞不能表现全能性。10某生物兴趣小组用芦荟新鲜茎的一部分作为材料进行组织培养，愈伤组织能正常形成且继续长大，正常根和芽却迟迟不能长成。导致上述现象最可能的原因是()a葡萄糖、氨基酸等有机营养供应不足b培养环境、光照、温度、ph或氧气浓度不适宜c生长素和细胞分裂素比例不协调d无菌条件没有控制好解析：选c。因为“愈伤组织能正常形成且继续长大”，说明培养基营养充足、环境条件适宜且没有受到杂菌污染；当生长素和细胞分裂素的比例达到一定值的时候，才能使愈伤组织分化出根和芽。11某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉，其技术路线为“取材消毒愈伤组织培养出芽生根移栽”。下列有关叙述错误的是()a消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害 b植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性c出芽是细胞再分化的结果，受基因选择性表达的调控 d生根时，培养基通常应含萘乙酸等生长素类调节剂 解析：选b。消毒主要是为了杀死材料表面的微生物，同时要注意减少消毒剂对植物细胞的伤害，a项正确；植物细胞只有在离体、一定营养和植物激素等条件下才能表现出全能性，b项错误；出芽从细胞水平上看，是细胞分化的结果，从分子水平上看，是基因选择性表达的结果，c项正确；生长素类调节剂可促进愈伤组织生根，因此生根时，培养基中应含有生长素类调节剂，d项正确。12有关植物组织培养的基本过程，下列表述正确的是()a.b.c.d.解析：选a。植物组织培养的基本过程是离体植物组织脱分化形成愈伤组织，愈伤组织经再分化形成丛芽，再由丛芽生根，a正确。二、非选择题13为了探究6ba和iaa对某菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响，某研究小组在ms培养基中加入6ba和iaa，配制成四种培养基(见下表)，灭菌后分别接种数量相同、生长状态一致、消毒后的茎尖外植体，在适宜条件下培养一段时间后，统计再生丛芽外植体的比率(m)，以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)，结果如下表。培养基编号浓度/mgl1m/%n/个6ba iaa10.5076.73.120.177.46.130.266.75.340.560.05.0回答下列问题：(1)按照植物的需求量，培养基中无机盐的元素可分为_和_两类。上述培养基中，6ba属于_类生长调节剂。(2)在该实验中，自变量是_，因变量是_，自变量的取值范围是_。(3)从实验结果可知，诱导丛芽总数最少的培养基是_号培养基。(4)为了诱导该菊花试管苗生根，培养基中一般不加入_(填“6ba”或“iaa”)。解析：(1)根据植物的需求量，培养基中的元素分为大量元素和微量元素，6ba属于细胞分裂素类的植物生长调节剂。(2)实验中的自变量是iaa的浓度，因变量是再生丛芽外植体的比率和再生丛芽外植体上的丛芽平均数。自变量的取值范围在00.5 mg/l之间。(3)诱导丛芽的总数量为m与n的乘积，所以1号培养基最少。(4)6ba属于细胞分裂素，有利于芽的分化，抑制根的形成。答案：(1)大量元素微量元素细胞分裂素(2)iaa浓度再生丛芽外植体的比率(m)和再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)00.5 mgl1(3)1(4)6ba14草莓在生产上传统的繁殖方式易将所感染的病毒传播给后代，导致产量降低、品质变差。运用微型繁殖技术可以培育出无病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本过程如下：请回答下列问题：(1)微型繁殖培育无病毒草莓时，一般选取_作为外植体，其依据是_。(2)在过程中，常用的ms培养基主要成分包括大量元素、微量元素和_，在配制好的培养基中，常常需要添加_，有利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织。接种后25 d，若发现外植体边缘局部污染，原因可能是_。(3)在过程中，愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根，但分化出了芽，其原因可能是_。解析：(1)植物组织培养时常采用根尖或茎尖部位，原因是该部位含病毒极少。(2)ms培养基的成分包括大量元素、微量元素和有机物，在配制好的培养基中，常需要添加生长素和细胞分裂素等植物激素。植物组织培养也应注意无菌操作。(3)生长素与细胞分裂素的比例低时有利于芽的分化，生长素与细胞分裂素的比例高时有利于根的分化。答案：(1)茎尖(或根尖)茎尖(或根尖)病毒极少，甚至无病毒(2)有机物植物激素外植体消毒不彻底(3)培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量的比值偏低15如图表示花药离体培养及单倍体育种的大致过程。据图回答下列问题：(1)过程是把幼小的花药分离出来，在无菌条件下放在ms培养基上进行离体培养，配制该培养基时，需要的物质有_(至少答三种)。(2)过程是花药在ms培养基所提供的特定条件下脱分化，发生多次细胞分裂，形成_，此过程进行细胞分裂的方式是_。(3)过程是诱导再分化出芽和根，最后长成植株，长成的植株(不考虑核与核的融合)是_植株，特点是植株弱小且高度不育，生产上没有推广的价值，若要使其结子、结果，可在移栽后在幼苗_滴加适宜浓度的b物质，通常用到的b物质是_。(4)过程与过程所用培养基有差异，主要是_的差异。解析：配制ms培养基需要水、大量元素、微量元素、蔗糖、琼脂、植物激素、有机物等。花药离体培养脱分化形成愈伤组织，在此过程中细胞进行有丝分裂。花药离体培养长成的植株是单倍体，植株弱小且高度不育，若要使其能应用于生产，还需在幼苗期用秋水仙素处理。在组织培养的脱分化和再分化阶段培养基中植物激素的浓度、配比不同。答案：(1)水、大量元素、微量元素、蔗糖、琼脂、植物激素、有机物等(2)愈伤组