第37讲 植物组织培养技术
考纲解读 最新考纲 植物的组织培养
知识点一 植物组织培养 1．原理和基本过程
核心内容 考情播报 1.考查方式：通常以菊花茎组织培养与月季花药主要考查植物组织培养，培养进行考查。 花药离体培养，植物组织2．考查题型：多以一道非选择题的形式出现，属培养的影响因素分析 中低档题。
2．影响植物组织培养的主要因素
知识点二 菊花组织培养过程
(1)影响植物组织培养的主要因素。
①选材：一般选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝。
1
培养基：常用MS培养基??
②营养供应?营养成分：大量元素、微量元素、有机物、
??植物激素(2)实验操作过程。
知识点三 月季的花药培养
判断下列有关植物组织培养技术叙述的正误
(1)外植体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 (√)
(2)愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞 (×)
(3)用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工种子 (×)
(4)植物组织培养所需的外植体，可以来自于植物的任何细胞 (×)
2
(5)植物组织培养应在无菌条件下进行 (√)
(6)二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株(经典再现) (×)
(7)以花粉作为外植体可得到单倍体植株 (√)
(8)不同阶段的培养基中细胞分裂素和生长素的比例不同 (√)
1．为了探究6-BA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6-BA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。
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，6-BA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“6-BA”或“IAA”)。
解析：本题考查植物组织培养的相关知识。(1)植物组织培养常用MS培养基，其中，无机盐的元素可分为大量元素和微量元素两类，前者如N、P、K、Ca、Mg、S等，后者如B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo等。MS培养基中还常需要添加能诱导细胞分裂、脱分化、再分化的生长素和细胞分裂素，常用的生长素有2，4-D、IAA、NAA等，常用的细胞分裂素有6-BA、KT等。(2)该实验中，各组6-BA浓度均为0.5 mg/L，IAA的浓度不相同，故自变量为IAA浓度，IAA浓度范围为0～0.5 mg/L。据表可知，该实验因变量是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)。(3)由表格中的数据可知，1号培养基诱导丛芽总数最少。(4)生长素常用于诱导细胞分裂和根的分化，6-BA一般用于诱导植物的愈伤组织分化出丛芽，故诱导菊花试管苗生根，培养基中一般不加入6-BA。
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)
－1
和再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n) 0～0.5 mg·L (3)1 (4)6-BA
3
2．为了获得植物次生代谢产物，先用植物外植体获得愈伤组织，然后在液体培养基中悬浮培养。请回答下列问题：
(1)外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为_____________。
(2)在愈伤组织悬浮培养时，细胞干重、蔗糖浓度和pH的变化如图所示。细胞干重在12d后下降的原因有______________________；培养液中蔗糖的作用是________________、______________。
(3)多倍体愈伤组织细胞产生的次生代谢产物量常高于二倍体。二倍体愈伤组织细胞经________处理，会产生染色体加倍的细胞。为检测愈伤组织细胞染色体数目，压片前常用纤维素酶和________酶解离愈伤组织。若愈伤组织细胞(2n)经诱导处理后，观察到染色体数为8n的细胞，合理的解释是_______________________、____________________________。
解析：(1)外植体在无菌条件下，经脱分化可形成愈伤组织。(2)图中12 d后蔗糖浓度和pH都下降到较低水平，影响能量的供应和酶的活性，导致细胞干重下降。植物组织培养过程中，蔗糖既能维持一定的渗透压，又能为植物细胞生命活动提供必需的能源。(3)一定浓度的秋水仙素或低温都可抑制纺锤丝的形成，使子染色体不能移向两极，从而使细胞中染色体数目加倍；植物细胞间的成分主要是纤维素和果胶，可通过纤维素酶、果胶酶破坏细胞间的物质，从而使愈伤组织细胞分离；在培养过程中，各个细胞所处时期不同，在用秋水仙素或低温处理时，一定时间内不同时期细胞分裂次数不同，从而会出现染色体为2n、4n、8n等的细胞，4n的细胞在有丝分裂后期着丝点分裂染色体数目加倍至8n；8n的细胞在有丝分裂中期能清晰看出8n条染色体。
答案：(1)脱分化 (2)蔗糖浓度下降，pH降低 提供能源 调节渗透压 (3)秋水仙素(低温) 果胶 经加倍到4n的细胞处于有丝分裂后期 经加倍到8n的细胞处于有丝分裂中期
3．(2016·长沙调研)下面是关于月季花药培养的相关问题，请回答下面的问题。 (1)通过花药培养产生花粉植株一般有两种途径：一种是花粉通过________________发育成植株；另一种是花粉在诱导培养基上先形成________，再将其诱导分化成植株。两条途径主要取决于培养基中____________________________________________________。
(2)通常选择________的花蕾作为实验材料，对花药取样后用________对其染色，镜检发现大多数的花粉含有两个核，该时期花药________(适宜、不适宜)进行接种。
(3)在花药培养过程中发现：接种花药的培养基中，花药边缘出现杂菌，其余部分正常，未接种的培养基正常。出现该现象的原因最可能是____________________________________________。
(4)花药培养在育种上有特殊意义。采用花药培养的方法，可使花药粒发育成________倍体植株，再经过人工诱导________________，使其能够正常生殖。该育种技术的最大优点是_________________________________________________________。
解析：(1)花药离体培养可以有两条产生植株的途径，除了花粉在诱导培养基上先形成
4
愈伤组织，再将其诱导分化成植株的途径外，还可以通过胚状体进一步分化产生植株。两种发育途径主要取决于激素的种类及浓度比。(2)通常选择完全未开放的花蕾作为实验材料，可以用醋酸洋红或龙胆紫溶液对花药进行染色，如果镜检发现大多数的花粉含有两个核，则该时期花药不适宜进行接种。(3)如果在接种花药的培养基中发现花药边缘出现杂菌，其余部分正常，未接种的培养基正常，出现该现象可能由于花蕾消毒不彻底。(4)采用花药培养的方法获得的植株是单倍体植株，再经过人工诱导染色体加倍，使其能够正常生殖。单倍体育种最大优点是缩短了育种周期。
答案：(1)胚状体阶段 愈伤组织 激素的种类及其浓度配比 (2)完全未开放 醋酸洋红 不适宜 (3)花蕾消毒不彻底 (4)单 染色体加倍 缩短了育种周期
4．某研究组对籼稻开展了组织培养及相关研究，请回答下列问题。
(1)2，4-D常用于籼稻愈伤组织的诱导，对形态的发生有一定的抑制作用。为促进愈伤组织再分化，在配制分化培养基时需________(填“升高”“保持”或“降低”)2，4-D的浓度。
(2)当籼稻愈伤组织在只含有细胞分裂素的培养基上培养时，出现具有分生能力的绿色芽点，但不能继续出芽，通常在培养基中添加_______________________________________，以促进幼苗形成。
(3)研究中用显微镜可以观察到的现象是________(填下列序号)。
①绿色芽点细胞排列松散 ②刚融合的籼稻和稗草杂交细胞发生质壁分离 ③胚状体细胞中有叶绿体 ④分化的愈伤组织内各细胞的形态大小一致
(4)经组织培养筛选获得的籼稻叶绿素突变体，其叶绿素a与叶绿素b的比值显著大于对照，叶绿素总量不变。某同学用________(填序号：①绿色 ②红色 ③蓝紫色 ④黄色)光照射突变体和对照叶片，检测到两者光合放氧速率差异不大。若取等量色素提取液进行层析，会发现突变体第________条色素带(自上而下)窄于对照组。
(5)胚乳(3n)由一个精子与两个极核受精发育而成。若用籼稻种子的胚乳诱导愈伤组织，培育三倍体，需适时剔除胚，以免胚的存在影响愈伤组织细胞的_______________________________，还可避免再生苗中混有________________。
解析：(1)再分化是指在一定条件下继续培养脱分化的愈伤组织，诱导根、芽等器官分化形成的过程。再分化后的植物细胞可形成宏观形态上的芽和根，而2，4-D对于形态的发生有一定的抑制作用，所以在配制再分化培养基时应降低2，4-D的浓度。(2)在只含有细胞分裂素的培养基上培养，出现具分生能力的芽点，但不能继续出芽，若在培养基中添加生长素，可促进幼苗形成。(3)胚状体是愈伤组织再分化的结果，在再分化过程中会形成叶绿体，叶绿体可以在光学显微镜下观察到。绿色芽点细胞属于分生组织，细胞排列紧密；刚融合的杂交细胞还没有产生细胞壁，观察不到质壁分离现象；分化的愈伤组织内各细胞的形态大小都发生了变化。(4)叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，所以用绿光和黄光照射突变体和对照叶片，两者光合放氧速率差异不大。在层析过程中，自上而下分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，因为突变体中叶绿素a与叶绿素b的比值显著大于对照，但叶绿素总量不变，所以窄于对照组的是叶绿素b。(5)胚在生长发育过程中会吸收培养基中的养分，从而影响愈伤组织的增殖与分化；另外胚生长发育会形成正常的二倍体幼苗，所以需适时剔除胚。
答案：(1)降低 (2)适量的生长素 (3)③ (4)①④ 4 (5)增殖与分化 二倍体幼苗
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高考生物一轮复习 第十单元 生物技术实践 第37讲 植物组织培养技术习题
