“植物的组织培养技术”知识归纳及试题例析
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&&& 一、知识归纳
1、菊花茎的组织培养与月季的花粉培养的比较
菊花茎的组织培养
月季的花药培养
细胞的全能性
脱分化、再分化
选材、营养、激素、pH、温度、光照等
选材、营养、激素、pH、温度等
选取生长旺盛的嫩枝
单核靠边期的花粉
每日光照12h
开始时不需要光照，幼小植株形成后才光照
制备培养基→外植体消毒→接种→培养→移栽→栽培
选材→材料消毒→接种和培养→筛选和诱导→移栽→栽培选育
2、植物激素（生长素和细胞分裂素）对实验结果的影响
植物激素的浓度
根据生长素作用的两重性：低浓度促进生长，高浓度抑制生长，甚至杀死植物
植物激素用量
生长素＞细胞分裂素
有利于根的分化、抑制芽的形成
生长素＜细胞分裂素
有利于芽的分化、抑制根的形成
生长素≈细胞分裂素
促进愈伤组织的形成
先生长素，后细胞分裂素
有利于细胞分裂，但细胞不分化
先细胞分裂素，后生长素
细胞既分裂也分化
分化频率提高
3、植物组织培养技术与微生物培养技术的比较
　比较项目
植物组织培养
微生物培养
在无菌条件下，将离体的植物体器官或组织接种在适当的培养基上进行培养，最终发育成完整植物体
在无菌条件下，在适宜的营养和环境条件下对微生物的培养
培养基成分
水、矿质元素、蔗糖、维生素、有机添加物和植物激素等
水、无机盐、碳源、氮源等
特殊操作要求
严格控制无菌操作，在培养过程中要更换培养基，调节细胞分裂素和生长素的比例
严格控制无菌操作，整个培养过程无需更换培养基
注：在这两种技术中均需要一定的营养物质，但营养物质的划分标准不同。
二、相关试题
1．利用菊花的茎段进行组织培养过程中，下列哪项操作或条件是可以省略的　　（　　　　）
A．消毒灭菌　　　　　　　B．适宜的温度
C．适宜的养料　　　　　　D．添加生长素和细胞分裂素
2．（2010?浙江理综，6）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　　（　　　　）
3．下列关于植物组织培养的叙述中，正确的是　　（　　　　）
A．为了提供营养和调节渗透压，培养基中应添加葡萄糖
B．培养液中的生长素和细胞分裂素会影响愈伤组织的生长和分化
C．器官、组织的细胞在不离体的情况下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的基因是相同的
4．植物组织培养的特点不包括　　（　　　　）
A．一般需经历脱分化和再分化两个过程
B．培养抗病毒植株
C．不改变原植物的基因型
D．通过平衡的植物激素配比进行调控
5．在菊花的组织培养操作完成了3～4天后，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．接种时培养基灭菌不彻底
B．接种工具灼烧后未待冷却就接种外植体
C．愈伤组织形成初期没有给予充足的光照
D．培养过程中保持温度、pH的适宜，但没有及时调整各种营养物质、激素的比例
6．下列关于植物组织培养的叙述中，正确的是（双选）　　（　　　　）
A．培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压
B．培养时先使用生长素后使用细胞分裂素，细胞既能分裂，又能分化
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．在进行花药离体培养时确定花粉发育时期可用刚果红染色法
7．植物组织培养技术指的是在含有营养物质及植物生长物质的培养液中，培养离体植物组织（器官或细胞）并诱导使其长成完整植株的技术。请回答下列问题：
（1）植物组织培养用到的是固体培养基，原因是培养基中添加了　　　　　　，培养基的主要成分是　　　　　　和有机物、植物激素。
（2）培养基中常要添加　　　　　　，这两种激素的　　　　　　影响植物细胞的发育方向。如果外植体是菊花的茎段，则不必添加植物激素，其原因是　　　　　　。
（3）外植体要经过　　　　　　（填消毒或灭菌）后，才能接种。
8．（2010?安徽理综，31Ⅱ）草莓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：
外植株―→愈伤组织―→芽、根―→植株　　　　　①　　　　　②　　　　③
（1）微型繁殖培育无病毒草莓苗时，一般选取　　　　　作为外植体，其依据是　　　　　　。
（2）在过程①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2~5d，若发现外植体边缘局部污染，原因可能是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）在过程②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
　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
9．（2009?广州一模，38）下图是月季花药离体培养产生花粉植株的两种途径，请据图回答有关问题：
　　（1）选用的材料合适与否是成功诱导出花粉植株的重要因素，一般来说选用　　　　　　期的花粉可提高成功率。选择花粉时，一般要通过　　　　　　　　　来确定花粉是否处于合适的发育期，这时需要对花粉的细胞核进行染色，常用的染色剂是　　　　　　　　　　。
（2）上图中花药经脱分化产生胚状体还是愈伤组织主要取决于培养基中　　　　　　　　。
（3）胚状体与愈伤组织在结构上的主要区别在于愈伤组织的细胞排列疏松无规则，是一种高度
　　　　的薄壁细胞，胚状体与　　　　　　　　　发育形成的胚有类似的结构，即具有胚芽、胚轴和胚根。
（4）无菌技术也是成功诱导出花粉植株的重要因素，请说明下列各项需要消毒，还是需要灭菌。
①培养基　②培养皿　③接种环　④花蕾　⑤实验操作者的双手　⑥三角锥形瓶。
　　　　　　　　（填编号）需要灭菌，　　　　　　　　（填编号）需要消毒。
（5）试管苗移栽到土壤前，通常要进行壮苗处理，应如何壮苗？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
10．（2010?宁夏理综，38）请回答：
（1）植物微型繁殖技术属于植物组织培养的范畴。该技术可以保持品种的　　　　　　，繁殖种苗的速度　　　　　　。离体的叶肉细胞在适宜的条件下培养，最终能够形成完整的植株，说明该叶肉细胞具有该植物的全部　　　　　　。
（2）把试管苗转接到新的培养基上时，需要在超净工作台上进行，其原因是避免　　　　　的污染。
（3）微型繁殖过程中，适宜浓度的生长素单独使用可诱导试管苗　　　　　，而与　　　　　　配比适宜时可促进芽的增殖。若要抑制试管苗的生长，促使愈伤组织产生和生长，需尊使用的生长调节剂是　　　　　　（脱落酸、2，4―D）。
（4）将某植物试管苗培养在含不同浓度蔗糖的培养基上一段时间后，单株鲜重和光合作用强度的变化如图。据图分析，随着培养基中蔗糖浓度的增加，光合作用强度的变化趋势是　　　　　　，单株鲜重的变化趋势是　　　　　　。据图判断，培养基中不含蔗糖时，试管苗光合作用产生的有机物的量　　　　　　（能、不能）满足自身最佳生长的需要。
（5）据图推测，若要在诱导试管苗生根的过程中提高其光合作用能力，应　　　　　　（降低，增加）培养基中蔗糖浓度，以便提高试管苗的自养能力。
三、答案及解析
1．答案：D
解析：菊花的茎段组织培养比较容易，一般不必添加植物激素。
2．答案：B
解析：植物组织培养过程中，由外植体脱分化形成愈伤组织需要一定量的生长素和细胞分裂素，愈伤组织再分化形成根、芽的过程也需要一定浓度的生长素和细胞分裂素，且生长素和细胞分裂素的不同配比对形成根、芽的影响不同。本题中的无根幼苗本身就能够产生一定量的生长素和细胞分裂素，能够促使基部细胞脱分化、再分化出根来，所以会出现B项现象。
3．答案：B
解析：为了提供营养和调节渗透压，培养基中应添加的是蔗糖。只有处于离体的器官、组织的细胞才能通过脱分化形成愈伤组织。采用绿色开花植物的生殖器官部位（如花药）进行培养获得的愈伤组织的基因只是体细胞的一半。
4．答案：B
解析：植物组织培养的原来是西北的全能性，属于无性繁殖，不改变原植物的基因型。通过植物组织培养可以培养无病毒植株，而培养抗病毒植株要通过基因工程。
5．答案：C
解析：由于植物组织培养所利用的植物材料体积小，抗性差，所以对培养条件的要求较高。用于植物组织培养的培养基同样适合于某些微生物的生长，如一些细菌、真菌等的生长，而培养基一旦受到微生物的污染，就会导致实验前功尽弃，因此要进行严格的无菌操作。培养的不同阶段，对主要营养物质和激素的需求不同，所以培养过程中要及时调整各种营养物质、激素的比例。愈伤组织形成过程中，细胞还没有开始再分化，没有叶绿素和叶绿体的形成，不可能进行光合作用，因此愈伤组织形成初期不需要充足的光照。
6．答案：AC
解析：培养时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。在进行花药离体培养时确定花粉发育时期可用醋酸洋红法或焙花青―铬矾法；刚果红染色法是通过颜色反应对纤维素分解菌进行筛选。
（1）琼脂（凝固剂）　　大量元素、微量元素
（2）生长素和细胞分裂素　　用量比例　　菊花的茎段组织培养比较容易
在液体培养基中加入凝固剂琼脂后，制成琼脂固体培养基，用于植物组织培养。用于植物组织培养的培养基是MS培养基，其主要成分包括大量元素、微量元素、有机物。常常需要添加植物激素。植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。当同时使用这两类激素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向。
（1）茎尖、根尖　　不含病毒
（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和细胞分裂素类物质用量的比值偏低
（1）因茎尖（或根尖）病毒极少，甚至无病毒，所以常用其作为外植体培育无病毒植株。
（2）在植物组织培养的培养基中，除了添加植物必需的矿质元素外，还要添加有机物，添加植物激素有利于启动细胞分裂实现脱分化形成愈伤组织并且可诱导愈伤组织细胞再分化过程。若对外植体消毒不彻底，会造成外植体边缘局部污染。
（3）在培养基中生长素与细胞分裂素的用量比值不同，诱导生根发芽结果不同，当比值低时，有利于发芽，比值高时，有利于生根。
（1）单核　　镜检（显微镜观察）　　醋酸洋红
（2）激素的种类及其浓度配比
（3）液泡化　　正常受精卵（或受精卵）
（4）①②③⑥　　④⑤
（5）将试管苗移栽到经消毒过的培养基中生活一段时间，等幼苗长壮后再移栽到土壤中
（1）单核期花粉对离体刺激敏感，选用该期花粉可提高培养的成功率，选择花粉时可用显微镜观察、筛选；对花粉细胞核染色应该选择碱性染料，常用醋酸洋红。
（2）细胞培养成植株的两条途径取决于植物激素的种类及比例，尤其是生长素和细胞分裂素。
（3）愈伤组织细胞的特点是细胞排列疏松、无规则、高度液泡化；胚状体是具有与胚相似的结构，即具有胚芽、胚轴和胚根。
（4）灭菌对象为培养基和实验器材，消毒对象为要保持活性的材料和实验者自身。
（5）壮苗就是使试管苗逐步适应外界环境的做法。
10．答案：
（1）遗传性　　快　　遗传信息
（2）微生物
（3）生根　　细胞分裂素　　2，4―D
（4）逐渐减小　　先增加后下降　　不能
解析：植物组织培养技术是利用植物细胞全能性的原理进行的，是植物细胞工程的基础。在操作过程应注意无菌操作，避免杂菌污染，因为培养过程中使用的培养基营养物质丰富，适宜浓度的生长素可以诱导试管苗生根，而如果要促进愈伤组织形成芽，则需要与细胞分裂素配比，促进愈伤组织产生和生长，应使用2，4―D。
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3秒自动关闭窗口下表是植物组织培养时，相关激素的使用情况及实验结果。下列叙述错误的是(　　)。
激素使用情况
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
细胞既分裂也分化
同时使用，且比例适中
促进愈伤组织的形成
同时使用，且生长素用量较高
有利于根的
试题及解析
学段：高中
学科：生物
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下表是植物组织培养时，相关激素的使用情况及实验结果。下列叙述错误的是　　。
激素使用情况
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
细胞既分裂也分化
同时使用，且比例适中
促进愈伤组织的形成
同时使用，且生长素用量较高
有利于根的分化、抑制芽的形成
同时使用，且细胞分裂素用量较高
有利于芽的分化、抑制根的形成
从表中信息可知，不同激素的使用顺序影响植物细胞的发育方向
．从表中信息可知，不同激素用量比例影响植物细胞的发育方向
．在植物组织培养中，生长素的主要作用是促进细胞的生长、分裂和分化
．在生长素存在的情况下，细胞分裂素的作用呈现减弱趋势
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　如先使用生长素，后使用细胞分裂素，则有利于细胞的分裂，但细胞不分化，表明在生长素存在的情况下，细胞分裂素的作用呈现加强趋势，错误。
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