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月季的花药培养
一、选择题
1．下列对花药离体培养的认识，错误的是( )
A．材料的选择与培养基的组成影响花药离体培养的成功率
B．选择花药时常用的方法是醋酸洋红法
C．选取的材料一定要进行消毒
D．培养形成的胚状体可继续在原培养基中分化形成植株
解析：选D 胚状体形成后，需更换不同的培养基，才能诱导分化成为完整的植株。
2．下列关于影响植物组织培养的因素的叙述，错误的是( )
A．幼嫩组织较成熟组织易培养成功
B．给外植体消毒用体积分数为70%的酒精
C．不同的植物对各种培养条件的要求往往不同
D．生长素与细胞分裂素含量之比较高时有利于芽的分化
解析：选D 生长素与细胞分裂素含量之比较高时，有利于根的分化；较低时，有利于芽的分化。
3．月季的花药培养过程的难点之一是材料的选择，下列有关材料选择的叙述正确的是( )
A．从花药来看，应当选择盛花期的花药
B．从花粉来看，应当选择小孢子四分体时期的花粉
C．从花蕾来看，应当选择略微开放的花蕾
D．从检测花粉的实验方法看，应该用显微镜观察已染色的花粉样品临时装片
解析：选D 从花药来看，应当选择初花期的花药；从花粉来看，应当选择单核期的花粉；从花蕾来看，应当选择完全未开放的花蕾；用已染色的花粉样品制作临时装片，在显微镜下能观察到细胞核的位置，据此确定花粉发育的时期。
4．某种极具观赏价值的兰科珍稀花卉很难获得成熟种子。为尽快推广种植，可应用多种技术获得大量优质苗，下列技术中不能选用的是( )
A．利用茎段扦插诱导生根技术快速育苗
B．采用花粉粒组织培养获得单倍体苗
C．采集幼芽嫁接到合适的其他种类植物体上
D．采用幼叶、茎尖等部位的组织进行组织培养
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解析：选B 为了使优质苗的生物性状不发生性状分离，可采用茎段扦插诱导生根技术快速育苗，也可采用将幼芽嫁接到合适的其他种类植物体上的方法或用茎尖、幼叶等部位的组织进行植物组织培养获得大量优质苗；花粉粒是减数分裂的产物，利用花粉粒离体培养得到的是单倍体苗，其高度不育，且会发生性状分离，因此B项方案不能选用。
5．下列有关月季花药离体培养的实验操作，错误的是( )
A．初花期的花蕾营养及生理状态较好，可提高花粉诱导的成功率
B．镜检花粉时可用醋酸洋红法或焙花青—铬矾法染色，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，否则不容易产生愈伤组织
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C 月季花药离体培养时一般选择初花期的花蕾；焙花青—铬矾法能将花粉细胞核染成蓝黑色；花药培养形成愈伤组织或胚状体后，要转移到分化培养基上进行再分化，发育成幼小植株；由于花粉植株染色体组的数目常会发生变化，需对再生植株作进一步的鉴定和筛选；剥离花药时，如果损伤花药，则容易从受伤部位产生愈伤组织。
6．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，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
C．茎的组织培养获得试管苗必须经过移栽壮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具有全能性，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，花粉为生殖细胞，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，都必须通过移栽壮苗后方可进行大田栽培。
7．下图中①②③④代表产生花粉植株的过程或中间结构，其中在两种途径中代表的内容不相同的是( )
A．①② B．①④
C．②③ D．③④
解析：选C 通过花药培养产生花粉植株(即单倍体植株)一般有两种途径：一种是花粉脱分化形成胚状体，再由胚状体分化发育成为植株；另一种是花粉在诱导培养基上先经过脱分化形成愈伤组织，然后再将其诱导再分化成植株。图示①在两种途径中都代表脱分化；②在两种途径中分别代表胚状体和愈伤组织；③在两种途径中分别代表分化和再分化；④在两种途径中都代表丛芽。
8．下图为人工种子培育流程。以下相关叙述错误的是( )
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A．上述过程中脱分化发生在b步骤，形成愈伤组织，在此过程中植物激素发挥了重要作用
B．再分化发生在d步骤，是愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程
C．b过程中进行诱变处理后培养，可筛选出抗逆性强的突变体
D．人工种子可以解决有些作物品种繁殖能力差，结子困难或发芽率低等问题
解析：选B 据图可知，b表示脱分化，c表示再分化，d表示包裹人工种皮和人工胚乳。
9．关于植物组织培养与花药离体培养的区别。下列说法错误的是( )
A．前者接种后每日光照12 h，后者幼小植株形成后才需光照
B．两者的培养基中都含植物激素，但种类及用量不同
C．后者需将愈伤组织及时转移到分化培养基上，前者不需转移便可再分化为植株
D．花药培养对培养基配方的要求更为严格
解析：选C 在植物组织培养过程中，当愈伤组织转变为绿色后也需将愈伤组织转移到生芽培养基中，经30～40 d后再将长出幼芽的组织置于生根培养基中进行培养。
10．如图是通过花药培养产生花粉植株的两种途径，下列有关叙述错误的是( )
A．一般来说，单核期细胞核由中央移向细胞一侧的花药培养成功率最高
B．图示的两种途径主要取决于培养基中植物激素的种类和比例
C．花粉植株为单倍体植株，能体现生殖细胞具有全能性
D．经愈伤组织阶段形成的花粉植株不需要进行染色体倍性的鉴定，经胚状体阶段形成的花粉植株需要鉴定
解析：选D 在花药培养中，特别是通过愈伤组织形成的植株常常会出现染色体倍性的变化，所以需要进行染色体倍性的鉴定。
二、非选择题
11．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：
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(1)过程①是把花药分离出来，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)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________________________________________________________，此过程中细胞分裂的方式是____________。
(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A物质，通常用到的A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。
解析：(1)MS培养基的主要成分有大量元素、微量元素、蔗糖、有机物、植物激素、琼脂等，琼脂作为凝固剂，从而形成固体培养基。(2)植物组织培养过程中只进行有丝分裂，生殖过程才进行减数分裂。(3)花粉里含的是精子，由配子发育成的植株都称为单倍体；秋水仙素可抑制纺锤体形成，从而使细胞中染色体数目加倍。(4)植物激素能调节细胞分化，当激素中生长素含量较细胞分裂素含量高时，易生根；当细胞分裂素含量较生长素含量高时，易长芽。
答案：(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)愈伤组织或胚状体 有丝分裂 (3)单倍体 秋水仙素 (4)植物激素
12．某二倍体植物是杂合子，如图为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生完整植株的过程。据图回答下列问题：
(1)图中①表示的是该花粉培养过程中的________过程，②表示的是________过程，X代表的是__________，③表示的是________过程，④表示的是诱导________过程。
(2)图中从花粉到形成完整植株的途径有两条，具体通过哪一条途径主要取决于培养基成分中________的种类及其浓度配比，最后获得的来源于未成熟花粉的完整植株都称为________植株(甲)。未成熟花粉经培养能形成完整植株，说明未成熟花粉具有________________________________________________________________________。
(3)对植株甲进行____________，才能使其结实产生后代(乙)，否则植株甲只有通过__________的方式才能产生后代(丙)。乙、丙两种植株中，能产生可育花粉的是植株________，该植株群体中每一植株产生可育花粉的基因组成种类数为______种，该群体植株产生可育花粉的基因组成种类数为______种。花药培养在育种上的特殊意义是__________________________________________________________，从而开辟育种新途径。
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解析：产生花粉植株的两种途径，没有绝对界限，主要取决于培养基中激素的种类和比例，当生长素含量高于细胞分裂素时，主要诱导根原基形成，当细胞分裂素的含量高于生长素时，则主要诱导芽原基的形成；如果用来培养的材料是花粉细胞，则培养后的植株含有本物种配子染色体的数目，属于单倍体植株。由于植株甲是单倍体，单倍体植株在减数分裂形成配子时不能发生联会，不能产生正常配子，所以高度不育，要使之产生可育后代，需用秋水仙素处理幼苗，使染色体加倍，加倍后的植株减数分裂时可产生正常的配子，否则只能通过无性繁殖产生后代；乙、丙植株中能产生可育花粉的是植株乙，并且是纯合子，所以其花粉的基因型种类为一种。但该群体中由于每个个体的基因型可能不同，导致群体产生的可育花粉的基因型有多种；单倍体育种的优点是明显缩短育种年限。
答案：(1)脱分化 再分化 胚状体 分化(或发育) 生根 (2)激素 单倍体 细胞全能性 (3)染色体加倍(其他合理答案亦可) 无性繁殖 乙 一 多 缩短育种周期
13．月季因花色艳丽、芬芳迷人而被称为花中皇后，可用植物组织培养技术快速繁殖而用于生产。请回答下列问题：
(1)植物组织培养的实验操作流程是：制备MS固体培养基、____________、接种、培养、移栽、栽培。
(2)在配制培养基时，需要根据各种母液的________，计算用量。将分装好的培养基进行高压蒸汽灭菌。
(3)如图为培养基中蔗糖浓度对月季叶愈伤组织诱导率的影响。
①蔗糖浓度为________时最有利于愈伤组织的形成，原因是__________________________________________。
②外植体形成愈伤组织的过程称为__________，将愈伤组织继续进行培养。生长素和细胞分裂素__________(填使用顺序)，提高分化频率，有利于重新分化成根或芽。
③蔗糖浓度为90g/L时，无愈伤组织形成的原因最可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)植物组织培养的实验操作流程是：制备MS固体培养基、外植体消毒、接种、培养、移栽、栽培。(2)在配制培养基时，需要根据各种母液的浓缩倍数，计算用量。(3)依题意并结合图示分析可知，①蔗糖浓度为30 g/L时诱导率最高，最有利于愈伤组织的形成，原因是该浓度的蔗糖既能较好调节培养基的渗透压，又能为细胞提供充足的碳源(和能源)；②外植体形成愈伤组织的过程称为脱分化，提高分化频率应该同时使用生长素和细胞分裂素。③蔗糖浓度为90 g/L时，无愈伤组织形成的原因最可能是培养基渗透压过大，导致细胞渗透失水而死亡。
答案：(1)外植体消毒 (2)浓缩倍数 (3)①30
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g/L 该浓度的蔗糖既能较好调节培养基的渗透压，又能为细胞提供充足的碳源(和能源) ②脱分化 同时使用 ③培养基渗透压过大，导致细胞渗透失水而死亡
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