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阶段质量检测（三） 植物的组织培养技术
(时间：60分钟；满分：100分)
一、选择题(每小题2.5分，共50分)
1．下列有关植物组织培养的叙述，正确的是( )
A．外植体经再分化形成愈伤组织
B．二倍体植株的体细胞经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株
C．愈伤组织细胞的全能性比外植体低
D．脱分化过程伴随着细胞的有丝分裂
解析：选D 外植体经脱分化形成愈伤组织，全能性提高；二倍体植物的体细胞经组织培养所得子代基因型不变，是否稳定遗传取决于所选材料自身是否为纯合子；脱分化同时伴随有细胞的有丝分裂，形成愈伤组织。
2．下列有关“菊花的组织培养”实验说法错误的是( )
A．培养基中需要添加一定的营养物质和激素
B．在培养基灭菌后加入激素可以避免激素分子被高温破坏
C．外植体的消毒既要考虑效果，又要考虑植物的耐受能力
D．在组织培养不同阶段，需要使用不同激素含量的培养基
解析：选B 菊花组织培养中需要添加一定的营养物质和激素；在培养基灭菌前加入激素；外植体进行表面消毒时，既要考虑效果，又要考虑植物的耐受能力；在组织培养不同阶段，需要使用不同激素含量的培养基。
3．用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，下列叙述错误的是( )
A．该愈伤组织是细胞经过脱分化形成的
B．该愈伤组织的细胞没有全能性
C．该愈伤组织是高度液泡化呈无定形状态的一群薄壁细胞
D．该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构
解析：选B 愈伤组织是外植体经脱分化和分裂形成的；愈伤组织细胞含有该生物全部的遗传物质，仍然具有全能性，且全能性比外植体高；愈伤组织是高度液泡化的无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松、无规则的组织；愈伤组织经过再分化可以形成胚状体。
4．下列关于月季的花药培养，说法错误的是( )
A．花药的选择与培养基的组成影响花药培养的成功率
B．在剥离花药时，要尽量不损伤花药，否则不利于愈伤组织或胚状体的形成
C．培养出的植株常需作进一步的鉴定和筛选
D．诱导产生愈伤组织的分裂方式是有丝分裂
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解析：选B 剥离花药时，要尽量不损伤花药，否则接种后容易从受伤部位产生愈伤组织。
5．下列关于花药培养过程的注意事项中，正确的是( )
A．花药培养成功与否与材料选择无关
B．花药培养成幼苗后，一定不能分瓶培养
C．花药培养成幼苗的过程中，除了适宜的温度、pH等，还要注意光照
D．一般地讲，材料选在单核期时花药培养成功率较高
解析：选D 花粉植株能否培育成功受多种因素影响，其中材料的选择与培养基组成是主要影响因素；对一般植物来讲，选择单核期花药往往成功率最高；从花粉到幼苗阶段，由于无叶绿体，所以不需光照；当培养获得愈伤组织或幼小植株时必须分瓶培养，才能诱导愈伤组织分化或幼苗分开。
6．下列关于“菊花的组织培养”和“月季的花药培养”的叙述，错误的是( )
A．用于培养的菊花嫩枝切段叫做外植体
B．不同发育时期的花药，培养成功率不一定相同
C．培养期间，都不需要进行光照
D．与微生物培养基相比，所用的MS培养基需要提供大量无机营养
解析：选C “菊花的组织培养”培养期间需要每日用日光灯光照12 h，“月季的花药培养”幼小植株形成后才需要光照。
7．有关植物组织培养过程中的细胞脱分化的说法，错误的是( )
A．已经分化的细胞失去特有的结构和功能而转变成未分化的细胞的过程
B．已经分化的细胞转变成为具有分生能力的薄壁细胞，进而形成植物的愈伤组织的过程
C．离体的植物组织在一定的培养条件下分化出根和芽的过程
D．离体的植物组织在脱分化形成愈伤组织的过程中一般需添加有关激素进行诱导
解析：选C 离体的植物组织或细胞在一定的培养条件下，先脱分化形成植物的愈伤组织，才可以再分化出根和芽，形成完整的植株。而分化出根和芽的过程属于再分化。
8．选择花药时，一般要通过镜检来确定花粉的发育时期，以下说法正确的是( )
A．确定花粉发育时期最常用的方法是焙花青—铬矾法
B．某些植物的花粉细胞核不易着色时，需采用醋酸洋红法
C．焙花青—铬矾法能将花粉细胞核染成蓝黑色
D．醋酸洋红法和焙花青—铬矾法染色过程完全一样
解析：
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选C 在选择花药时，一般要通过镜检来确定花粉的发育时期，最常用的方法是醋酸洋红法；某些植物的花粉细胞核不易着色时，需采用焙花青—铬矾法；焙花青—铬矾法可将花粉细胞核染成蓝黑色；醋酸洋红法与焙花青—铬矾法染色过程不同，前者需用镊柄将花药捣碎，后者在染色前需用卡诺氏固定液固定。
9．下列关于植物组织培养的叙述，正确的是( )
A．培养基中的营养物质会影响培养过程，仅需添加无机营养
B．培养基中的生长素和细胞分裂素不影响愈伤组织的生长和分化
C．不添加植物激素也可以进行脱分化与再分化
D．菊花的组织培养通常选择开花植株茎上部新萌生的侧枝
解析：选C 植物组织培养常用的培养基为MS培养基，含有大量元素、微量元素及有机物；多数组织培养过程中需添加植物激素进行诱导，生长素与细胞分裂素的比例会影响细胞分化和发育的方向，但菊花的组织培养过程可以在不添加植物激素的条件下进行；常选择未开花植株茎上部新萌生的侧枝进行菊花的组织培养。
10．某组织培养实验室的愈伤组织被真菌严重污染，为查找污染原因设计了4个实验，实验条件除图示外其他均相同。下列各图表示实验结果，据图可得出的初步结论是( )
A．污染主要是培养基灭菌时间短造成的
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 由图示可以看出，污染率随着培养基灭菌时间的延长变化不大；培养基pH变化，污染率变化不大；污染率与培养温度也没有必然的联系。B中的曲线变化明显，说明离体组织消毒时间短是造成污染的主要因素。
11．下列关于植物组织培养及其应用的叙述，正确的是( )
A．离体的植物组织、器官必须经过灭菌后才能接种到组织培养基中
B．生长素、细胞分裂素的共同调节作用在组织培养中非常重要
C．以植物芽尖为材料通过组织培养可以获得植物新品种
D．在组织培养中，可将未分化状态的细胞诱导形成高度分化的愈伤组织
解析：
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选B 离体的植物组织、器官必须经过消毒才能接种到组织培养基中；决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，所以生长素和细胞分裂素的共同调节作用在组织培养中非常重要；以植物芽尖为材料进行植物组织培养属于无性生殖，能保持亲本的特征，不能获得植物新品种；在组织培养中，可将高度分化状态的细胞诱导形成未分化状态的愈伤组织。
12．下列有关月季花药培养实验操作的叙述，错误的是( )
A．花药开裂长出愈伤组织后可在同一培养基上继续培养至长出幼小植株
B．镜检时可用醋酸洋红法或焙花青—铬矾法，后者能将花粉细胞核染成蓝黑色
C．在剥离花药时，要尽量不损伤花药，否则接种后易从受伤部位产生愈伤组织
D．如果接种的花药长出愈伤组织并分化成幼小植株，还需对植株作进一步的鉴定和筛选
解析：选A 花药培养形成愈伤组织后，要将愈伤组织及时转移到分化培养基上继续培养，使其进一步分化出再生植株。
13．植物组织培养是依据细胞的全能性，在体外将植物组织细胞培养成一个完整植株的过程，如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A．甲和丙分别是脱分化和再分化
B．乙是愈伤组织，是通过离体的植物组织、器官或细胞经过细胞增殖与分化形成的
C．离体的植物细胞之所以能培养成完整植株，因为植物细胞具有全能性
D．丙过程的实质是基因的选择性表达
解析：选B 植物组织培养的基本过程包括脱分化和再分化，分别是图中的甲和丙；愈伤组织的形成过程是脱分化，脱分化过程只进行细胞增殖不进行细胞分化；植物组织培养的理论基础是植物细胞具有全能性；细胞分化的实质是基因的选择性表达。
14．基因型为AaBb的一个小孢子母细胞经分裂形成的一个花粉粒中的一个花粉管细胞核和两个精子，其基因型可能是( )
A．AB、Ab、Ab B．AB、AB、AB
C．AB、aB、aB D．aB、ab、ab
解析：选B 一个小孢子母细胞经减数分裂形成四个小孢子，每个小孢子中的细胞核经一次有丝分裂形成一个花粉管细胞核和一个生殖细胞核，生殖细胞再经一次有丝分裂形成两个精子。所以一个花粉粒中的花粉管细胞核和两个精子的遗传物质相同，即基因型相同。
15．如图所示为花药培养产生花粉植株的两种途径，下列有关说法正确的是( )
A．材料的选取和培养基的组成会影响花药培养的成功率
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B．若花粉细胞核中有两个或多个染色体组，则所得植株为二倍体或多倍体
C．②③过程都是细胞分化过程，因此起作用的激素只有生长素
D．花药培养的条件与种子萌发的条件完全相同
解析：选A 材料的选取和培养基的组成会影响花药培养的成功率；经花药培养得到的植株是单倍体；图中②表示分化，③表示再分化，在细胞分化过程中，多种激素起作用；花药培养需要MS培养基、适宜的温度、pH等，与种子萌发的条件不同。
16．下图表示一定条件下将胡萝卜的离体组织培育形成试管苗的过程。有关叙述错误的是( )
A．需在无菌条件下将离体组织接种到培养基中
B．图中①②过程分别表示脱分化和再分化
C．利用此过程获得的试管苗均为纯合子
D．此实验说明分化的植物细胞仍具有全部的遗传信息
解析：选C 图示为植物组织培养技术，需在无菌条件下将离体组织接种到培养基中；①②过程分别表示脱分化和再分化；植物体细胞具有本物种全部的遗传信息；植物组织培养属于无性繁殖过程，因此获得的试管苗不一定为纯合子。
17．茎的组织培养和花药离体培养是在实验室条件下快速得到大量幼苗的两种方法。下列关于二者的比较中，错误的是( )
A．茎的组织培养和花药离体培养的理论依据是细胞具有全能性
B．花药能被诱导为单倍体植株的原因是花药细胞中含有本物种全套遗传信息，尽管遗传物质是体细胞的一半，但仍具有全能性
C．茎的组织培养获得的试管苗必须经过移栽炼苗后才能进行大田栽培，而花药培养不需要
D．茎的组织培养与花药离体培养不同，前者为无性生殖，后者为有性生殖
解析：选C 花药离体培养和茎的组织培养的理论依据都是细胞的全能性，尽管花药细胞中的遗传物质是体细胞的一半，但仍含有本物种生长发育所需的全部基因(或遗传信息)，因此仍具有全能性。茎细胞为体细胞，花粉细胞为生殖细胞，其组织培养过程分别为无性生殖和有性生殖。两种方法所得到的试管苗，都必须通过移栽炼苗后方可进行大田栽培。
18．下列需要采用植物组织培养技术的是( )
①利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，获得多倍体植株 ②获取大量的脱毒苗 ③利用基因工程培育抗棉铃虫的植株 ④单倍体育种 ⑤无子西瓜的快速大量繁殖
A．①②③ B．②③④⑤
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C．①②④⑤ D．②③④
解析：选B 多倍体育种是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，使其染色体加倍，此过程不涉及组织培养技术。
19．下图表示四倍体兰花叶片通过植物组织培养形成植株的过程，相关叙述正确的是( )
A．②和③过程会发生减数分裂
B．①阶段需生长素而③阶段需细胞分裂素
C．①阶段有细胞增殖但无细胞的再分化
D．此兰花的花药离体培养所得植株为二倍体
解析：选C 植物组织培养过程属于无性繁殖的过程，因此不会涉及减数分裂；①表示脱分化过程，②表示再分化过程，在这两个过程中两种激素(生长素和细胞分裂素)都需要；花药离体培养获得的植株为单倍体。
20．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，如表所示。下列相关叙述正确的是( )
试管编号
①
②
③
④
激素浓度(mg/L)
IAA
3
3
0.03
－
KT
0.2
0.02
1
0.2
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
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；IAA的作用是诱导细胞的伸长、促进根的分化，所以培养基中添加IAA可以促进生长和生根；由表中数据可知：IAA不添加，KT浓度为0.2 mg/L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；IAA浓度为0.03 mg/L，KT浓度为1 mg/L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。
二、非选择题(除注明外，每空1分，共50分)
21．(13分)如图为植物组织培养的流程图，结合所学知识，回答下列问题：
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(1)配制培养基时一般需要水、氮源、______、________四种成分，图中使用的是________(物理性质)培养基。
(2)通常选取植物生长旺盛的嫩枝作为外植体的原因是__________________________________________。通常使用__________________________________(2分)对外植体进行消毒。
(3)MS培养基中添加一些微量元素或者激素，通常先将其配成________，以方便使用。培养瓶A中的两种激素及用量关系为____________________________(2分)。
(4)培养瓶B中的愈伤组织形成丛芽和生根的过程实质上是____________________的结果，最终培育成植株体现了已分化细胞的________。
(5)整个培养过程中，植株(组织)的能量来源变化情况为______________________________________。(2分)
解析：(1)配制培养基时一般需要水、氮源、碳源、无机盐四种成分，图中使用的是添加了琼脂的固体培养基，琼脂起到凝固作用。(2)外植体一般选用植物生长旺盛的部位如嫩芽，原因是该部位细胞分裂比较旺盛，容易诱导形成愈伤组织；外植体的消毒通常使用体积分数为70%的酒精和质量分数为0.1%的氯化汞溶液。(3)MS培养基中添加一些微量元素或者激素，通常先将其配成母液，以方便使用，培养瓶A中的两种激素为生长素和细胞分裂素，二者的比值适中。(4)培养瓶B中的愈伤组织形成丛芽和生根的过程实质上是基因选择性表达的结果，最终培育成植株体现了已分化细胞的全能性。(5)整个培养过程中，植株(组织)的能量来源变化情况为由从培养基中吸收有机物变成通过自身光合作用合成有机物。
答案：(13分)(1)碳源 无机盐 固体 (2)细胞分裂比较旺盛，容易诱导形成愈伤组织 体积分数为70%的酒精和质量分数为0.1%的氯化汞(2分) (3)母液 生长素和细胞分裂素、比值适中(2分) (4)基因的选择性表达 全能性 (5)由从培养基中吸收有机物变成通过自身光合作用合成有机物(2分)
22．(8分)植物组织培养是克隆植物的一种方法，过程如图所示，据图回答相应的问题：
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(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)培养皿中的培养基除添加营养物质外，还需要添加植物激素，其目的是诱导外植体________________________________________________________________________。
(3)在生产实践中为获得大量的细胞产物，如紫杉醇，可将①________放入液体培养基中，经机械作用分散成单个细胞，制备成细胞浮液，再经过________即可获得大量细胞。
(4)组织培养过程需要植物处于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，进而使植物出现遗传不稳定甚至不育。
(5)植物组织培养技术不仅应用于花卉和果树的快速大量繁殖以及脱毒植株的获取，还广泛用于________________________________________________________________________、
____________、________等育种过程中。
答案：(8分)(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)愈伤组织 细胞分裂
(4)染色体结构与数目 (5)植物体细胞杂交育种 基因工程育种 单倍体育种
23．(11分)如图表示植物分化、脱分化和再分化过程及其关系。请回答相关问题：
(1)离体的高度分化的细胞(如二倍体体细胞、花粉细胞)要形成愈伤组织，需要顺利进行[①④]________过程。在此过程中除了需要各种无机营养物质外，还需要在培养基中加入各种有机营养物质如氨基酸、维生素、________(某种糖类)等，以及________和____________两种植物激素。
(2)愈伤组织通过②过程形成的胚状体除了有体细胞胚外，还有________胚。在培养过程中，如果花药开裂释放出胚状体，则必须尽快将幼小植株________。
(3)图中“单倍体性细胞”是正常植物体经________形成的。从小孢子母细胞到成熟花粉的发育过程中一共经历了________次有丝分裂，一般来说应该选择有丝分裂________(填“前”或“后”)的小孢子进行花粉离体培养。
(4)诱导愈伤组织形成胚状体后，可通过包裹人工种皮制成人工种子。与杂交育种获得的种子相比，其优点是________________________________________________________。(2分)
解析：
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(1)离体的高度分化的细胞要经过脱分化才能形成愈伤组织，在植物组织培养过程中需要在培养基中添加蔗糖、氨基酸、生长素和细胞分裂素等。(2)愈伤组织可由生殖细胞和体细胞形成，因此形成的胚有体细胞胚和花粉胚。如果花药开裂释放出胚状体，则一个花药内就会产生大量幼小植株，必须在花药开裂后尽快将幼小植株分开，分别移植到新的培养基上，否则这些植株将很难分开。(3)“单倍体性细胞”中只含有正常体细胞中的一半染色体，所以该细胞是经减数分裂过程形成的；一个小孢子母细胞经减数分裂形成四个小孢子，每个小孢子经一次有丝分裂形成一个营养细胞和一个生殖细胞，生殖细胞再经一次有丝分裂形成两个精子。一般来说应该选择有丝分裂前的小孢子进行花粉离体培养。(4)与杂交育种获得的种子相比，人工种子的优点是可以解决作物繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。
答案：(11分)(1)脱分化 蔗糖 生长素 细胞分裂素 (2)花粉 分开 (3)减数分裂 2 前 (4)可以解决作物繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题(2分)
24．(8分)如图表示花药培养及单倍体育种的大致过程，据图回答下列问题：
(1)过程①是把幼小的花药分离出来，在无菌条件下放在MS培养基上进行培养，配制该培养基时，需要的物质应该有______________________(至少答三种，2分)。
(2)过程②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③是诱导再分化出芽和根，最后长成植株，长成的植株(不考虑核与核之间融合)是________植株，其特点是植株弱小，高度不育，生产上无推广应用的价值，若要使其结子结果，可在移栽后在幼苗茎尖滴加适宜浓度的B物质，通常用到的B物质是____________。
(4)过程②与过程③所用培养基有差异，主要是__________________________的差异。(2分)
解析：(1)植物组织培养需要营养物质，主要包括大量元素、微量元素、有机物(如甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素等)等。(2)脱分化(或去分化)是由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程，此过程细胞进行有丝分裂。(3)经过花药培养得到的植株为单倍体植株，表现为高度不育，对花粉植株的茎尖用秋水仙素处理，使其染色体加倍，则可育性恢复。(4)生长素与细胞分裂素的比值高时，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；比值适中时，促进愈伤组织的生长。
答案：(8分)(1)水、大量元素、微量元素、蔗糖、琼脂、植物激素、有机物等(任答三种即可)(2分) (2)愈伤组织 有丝分裂 (3)单倍体 秋水仙素 (4)植物激素种类及其浓度配比(2分)
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25．(10分)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(mg/L)
m(%)
n(个)
6BA
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____________________________________________(3分)，自变量的取值范围为____________________。
(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)植物组织培养所用的培养基的主要成分有无机盐(大量元素和微量元素)、有机物，常常还需要添加植物激素。本实验所用培养基中加入的6BA属于细胞分裂素类生长调节剂。(2)根据表中所列数据及实验结果可知，本实验自变量是IAA浓度，其取值范围是0～0.5 mg/L，因变量是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)。(3)由表中数据可知，1号培养基中丛芽总数最少。(4)当生长素用量与细胞分裂素用量的比值高时，有利于根的分化，所以为了诱导菊花试管苗生根，培养基中一般不加入6BA。
答案：(10分)(1)大量元素 微量元素 细胞分裂素 (2)IAA的浓度 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)(3分) 0～0.5 mg/L (3)1 (4)6BA
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