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课下能力提升（七） 菊花的组织培养
【基础题组】
1．影响植物组织培养的因素包括( )
①培养基的配制 ②外植体的选取 ③激素的运用
④消毒 ⑤温度、pH、光照
A．①②③④⑤ B．①②③
C．①②③④ D．①②③⑤
解析：选A 植物组织培养过程受多种外界因素的影响，其中包括温度、光照、pH等，而培养基的成分、外植体的选取、激素的运用和消毒是否严格等也会影响组织培养。
2．下列有关植物组织培养的说法，正确的是( )
A．高度分化的植物细胞、组织和器官产生愈伤组织的过程是再分化
B．愈伤组织继续培养，重新分化成根和芽等器官的过程叫脱分化
C．脱分化和再分化过程均能够体现细胞的全能性
D．植物组织培养技术能保持遗传性状的一致
解析：选D 高度分化的植物细胞、组织和器官产生愈伤组织的过程是脱分化，愈伤组织继续培养，重新分化成根和芽等器官的过程叫再分化；脱分化和再分化的基础是细胞的全能性，但是这两个过程均未形成完整的植株，不能够体现细胞的全能性；植物组织培养技术能保持遗传性状的一致。
3．在对外植体消毒时，以下说法正确的是( )
A．菊花茎段用流水冲洗后可加少许洗衣粉，用软刷子轻轻刷洗，刷洗后在流水下冲洗20 min
B．用95%的酒精冲刷
C．放入0.1%的氯化汞中10 min
D．用蒸馏水清洗若干次
解析：选A 选取外植体后先用流水冲洗后，可加少许洗衣粉洗去污物；用体积分数为70%的酒精消毒6～7 s；用质量分数为0.1%的氯化汞消毒1～2 min，时间太长，影响外植体细胞的活性；最后用无菌水冲刷附着在其上的氯化汞等。
4．下列有关植物组织培养的叙述，正确的是( )
A．愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞
B．脱分化过程不需要植物激素，植物激素只在再分化过程中发挥作用
C．由于植物细胞都具有全能性，所以菊花的组织培养实验中选材不会影响实验的结果
D．对外植体进行表面消毒时，既要考虑药剂的消毒效果，又要考虑植物的耐受能力
解析：
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选D 愈伤组织是一团排列疏松而无规则、无定形状态的薄壁细胞；脱分化和再分化过程均需要添加一定量的植物激素；虽然植物细胞都具有全能性，但是不同的材料培养的难易程度是不同的，所以要选择合适的材料进行植物组织培养；对外植体进行表面消毒时，既要考虑药剂的消毒效果，又要考虑植物的耐受能力。
5．试管苗在移栽前进行一系列操作，使幼苗生长健壮，耐环境变化能力增强，这一过程叫“炼苗”。下列关于移栽的叙述，正确的是( )
A．培养后的试管苗，打开封口膜后，直接移栽至大田
B．试管苗在移栽时不需在培养间进一步培养
C．试管苗在培养间培养一段时间后，用无菌水清洗根部培养基后，移栽入大田
D．试管苗在培养间培养一段时间后，最好用无菌水清洗根部培养基，再移入消过毒的蛭石、珍珠岩等环境下炼苗
解析：选D 试管苗光合作用能力低，对不良环境的耐受能力差，在培养一段时间后，由异养苗向自养苗转化，并且要在蛭石、珍珠岩等无菌环境中培养一段时间，适应外界环境后再移至大田栽培。
6．在菊花的组织培养操作完成了3～4 d后，观察同一温室中的外植体，发现有的外植体正常生长，有的外植体死亡，你认为外植体死亡的原因不可能是( )
A．外植体来自衰老的植物组织，其中细胞活性低或结构不完整
B．接种时培养基灭菌不彻底，接种工具灼烧后未待冷却就接种外植体
C．培养过程中虽然温度、pH适宜，但没有及时调整各种营养物质、激素的比例
D．愈伤组织形成初期没有给予充足的光照
解析：选D 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某些微生物的生长，如一些细菌、真菌等的生长；而培养物一旦受到微生物的污染，就会导致实验失败，因此要进行严格的无菌操作。在培养的不同阶段，外植体对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，不能进行光合作用，所以愈伤组织形成初期不需要充足的光照。
7．将某植物外植体接种到MS培养基中可以培育出试管苗，下列叙述正确的是( )
A．该过程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
B．将某植物外植体培育成试管苗，其原理是细胞分裂
C．细胞分裂素和生长素的使用顺序不会影响植物细胞的发育方向
D．生长素与细胞分裂素的用量比值高时，有利于芽的分化，抑制根的形成
解析：选A 生长素、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；将外植体培育成试管苗，其原理是细胞的全能性；生长素和细胞分裂素的使用顺序会影响植物细胞的发育方向；生长素用量与细胞分裂素用量比值高时，有利于根的分化，比值低时，有利于芽的分化，比值适中时，有利于愈伤组织的形成。
8．如图为植物组织培养的过程示意图。下列叙述正确的是( )
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①②③―→④
A．①必须脱离母体后，才可能完成上述过程
B．②由排列疏松的薄壁细胞组成，没有全能性
C．②→③的再分化过程中，只利用细胞分裂素即可诱导②生根
D．在上述组织培养过程中不需要光照条件
解析：选A 分析题图可知，①②③④依次代表离体的植物组织或细胞(外植体)、愈伤组织、根或芽、植株。植物体的组织或细胞只有处于离体状态时，才可能表现出全能性，发育成完整的植株；愈伤组织细胞具有全能性；生根还是发芽取决于激素的种类和浓度比例，当生长素与细胞分裂素比值高时，有利于生根，比值低时，有利于生芽；植物组织培养中需要光照。
【能力题组】
9．下列关于植物组织培养的叙述，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．离体植物器官或组织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组成相同
解析：选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组成不一定相同，如取同一株绿色开花植物的体细胞和生殖细胞分别进行植物组织培养，由于生殖细胞的基因型与体细胞的不同，得到的愈伤组织基因组成也不相同。
10．在植物组织培养过程中，要使用植物激素，但不同的植物激素以及使用时间的先后和用量的相对大小都会影响细胞的分裂、分化。下列叙述错误的是( )
A．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
B．先使用细胞分裂素，后使用生长素，细胞既分裂也分化
C．生长素用量与细胞分裂素用量的比值低时，有利于芽的分化，抑制根的形成
D．不使用植物激素，有利于愈伤组织的形成
解析：选D 外植体脱分化形成愈伤组织的过程也需要植物激素的调节，生长素与细胞分裂素的比值适中时，促进愈伤组织的形成。
11．(2018·衡阳月考)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，发现愈伤组织能正常形成且继续长大，根和芽却迟迟不能形成。你认为导致该情况出现的最可能的原因是( )
A．葡萄糖、氨基酸等有机营养供应不足
B．培养环境中光照、温度、pH或氧气浓度不适宜
C．生长素和细胞分裂素用量比例不协调
D．脱分化和再分化过程受到杂菌污染
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解析：选C 根据题干信息“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，因此愈伤组织不能分化出根和芽是由生长素用量和细胞分裂素用量比例不合适造成的。
12．下图为植物组织培养的过程，下列说法错误的是( )
A．②试管中的细胞全能性最高
B．④试管中培育的个体都是纯合子
C．①到②不需光照
D．①到④进行的细胞分裂都是有丝分裂
解析：选B ①、③、④试管中的细胞都是经过分化的细胞，所以全能性较低，而②中细胞是经脱分化形成的，所以相比较而言，全能性最高；④中植物是否为纯合子由①中细胞的基因型决定；①到②为脱分化形成愈伤组织的过程，不需光照。
13．(2018·铜仁月考)如图所示为胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作植入试管后，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，培养基中应含有营养物质和激素，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阶段除了进行细胞分裂外，还进行细胞________等。
(3)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。
(5)将胡萝卜组织块接种到培养基上时，为防止细胞污染应如何操作？________________________________________________________________________。
解析：
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(1)植物组织培养使用的培养基应含有供组织细胞生长发育所需要的无机盐和小分子有机物，还需提供调节细胞发育方向的细胞分裂素和生长素等激素。(2)植物细胞的全能性是植物组织培养的理论基础，脱分化和再分化阶段中细胞的增殖方式均为有丝分裂，再分化阶段愈伤组织细胞经有丝分裂和分化形成试管苗。(3)再分化阶段需要光照，因为叶中叶绿素的合成需要光照条件。(4)同一植株的所有细胞所含有的遗传信息相同，但由于基因的选择性表达，不同细胞的形态功能存在差异。(5)酒精灯火焰旁温度较高，可有效杀死空气中的杂菌。
答案：(1)无机盐 生长素 (2)植物细胞的全能性 有丝分裂 分化 (3)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 (5)接种要在酒精灯火焰旁进行
14．如图是基因型为AaBb的菊花茎尖离体培养示意图，据图回答下列问题：
―→
(1)图中甲是________，乙过程是________。菊花茎尖可培养成植物体的原理是________________________________________________________________________。
(2)试管苗形成过程中要给予一定光照，其目的是__________________________。在配制好的MS培养基中，常常需要添加植物激素，________和________是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。
(3)脱分化是指______________________________。植物组织培养过程中需要维持一定的外界条件，一是要有适宜的温度、pH等，二是必须保证________环境。否则植物组织培养就不能成功。
(4)如图所示培养成的试管苗的基因型是________，这种繁殖方式属于________生殖。
解析：(1)图中甲为脱分化形成的愈伤组织，由愈伤组织形成丛芽及根的过程称为再分化。植物组织培养的理论基础是植物细胞的全能性。(2)用于植物组织培养的培养基中包括大量元素(如N、P、S、K、Ca、Mg等)、微量元素(如B、Cu、Zn、Fe等)、有机物及植物激素等。细胞分裂素和生长素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。(3)进行植物组织培养必须保证无菌环境，否则导致实验失败。(4)经组织培养形成的试管苗，其基因型不变，仍为AaBb，题图所示的繁殖方式属于无性生殖。
答案：(1)愈伤组织 再分化 植物细胞具有全能性 (2)使试管苗产生叶绿素并进行光合作用合成有机物 细胞分裂素 生长素 (3)由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程 无菌 (4)AaBb 无性
15．下表为研究人员利用某植物茎段研究在不同的激素浓度下，进行组织培养形成愈伤组织的情况。茎段外植体的生理特性基本相同，接种数均为21，培养时的光照、温度等条件基本相同。
编号
激素浓度(mg/L)
茎段
愈伤组织形成的茎段数
愈伤组织形成率(%)
①
KT 1.0
0
0
②
KT 2.0
1
4.8
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③
KT 4.0
2
9.5
④
KT 2.0＋NAA 0.02
2
9.5
⑤
KT 2.0＋NAA 0.2
11
52.4
⑥
KT 2.0＋NAA 2.0
17
81.0
回答下列问题：
(1)配制的MS培养基中含有蔗糖、大量元素、微量元素、________和植物激素的母液，为了固定外植体，培养基中还需要加入的成分是________。
(2)表中的KT相当于植物体内的________类激素。
(3)由表中的①②③④可知，在一定的浓度范围内，适当提高KT的浓度，可以替代________的作用；④⑤⑥三组实验形成了相互对照，其中的自变量是____________。
(4)形成的愈伤组织如果要再分化形成植株，需要换瓶培养，换瓶的主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)形成的愈伤组织在适宜的条件下培养，最终能够形成完整的植株，说明植物茎段细胞具有该植物的全部________，要发育成完整个体需要经历______________两个关键阶段。
解析：(1)MS培养基中除含有蔗糖、大量元素、微量元素、植物激素外，还应含有有机物；为了固定外植体，还需加入琼脂制备固体培养基。(2)植物组织培养过程中主要的植物激素有细胞分裂素和生长素，由于NAA属于生长素类似物，所以KT的作用相当于植物体内的细胞分裂素。(3)根据表中信息可知，在一定的浓度范围内，适当提高KT的浓度，可以替代NAA的作用，④⑤⑥三组实验中KT的浓度相同，NAA的浓度不同，所以自变量为NAA的浓度。(4)由于愈伤组织的形成和分化对激素的浓度和比例要求不同，所以形成的愈伤组织如果要再分化形成植株，需要换瓶培养，目的是改变激素的浓度和比例。(5)茎段细胞具有全能性，原因是其含有发育成完整个体的全套遗传物质，已分化的组织细胞需要经过脱分化与再分化才能表达全能性发育成完整个体。
答案：(1)有机物 琼脂 (2)细胞分裂 (3)NAA NAA的浓度 (4)更换营养物质，改变激素的浓度比例(如只答“改变激素的浓度比例”也可) (5)遗传信息 脱分化、再分化
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