学年高中生物 第四部分 浅尝现代生物技术 实.docx

学年高中生物 第四部分 浅尝现代生物技术 实.docx

《学年高中生物 第四部分 浅尝现代生物技术 实.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《学年高中生物 第四部分 浅尝现代生物技术 实.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

学年高中生物第四部分浅尝现代生物技术实

实验11植物的组织培养

一、选择题

目前，观赏植物、园艺作物、经济林木等无性繁殖作物等部分或大部分都用离体快速繁殖提供苗木，试管苗已出现在国际市场上并形成产业化。

下列属于植物组织培养技术的是（　　）

A．将幼苗放入营养液中培养

B．将马铃薯块茎种在土中培养

C．将花药放在培养基中培养

D．将γ射线照射过的种子进行播种培养

解析：

选C。

植物组织培养技术是在实验室条件下进行的，利用的原理是植物细胞的全能性，自然状态下的生殖与培养不是组织培养技术。

下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是（　　）

A．玉米种子萌发长成新植株

B．小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞

C．小麦花粉经离体培养发育为单倍体植株

D．胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株

解析：

选D。

上述各过程均发生了细胞分化，玉米种子萌发长成新植株、小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞均未体现体细胞的全能性，小麦花粉经离体培养发育为单倍体植株体现的是生殖细胞的全能性。

植物细胞表现出全能性的必要条件是（　　）

A．给予适宜的营养和外界条件

B．导入其他植物细胞的基因

C．脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件

D．将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内

解析：

选C。

植物组织培养需要的条件有：

离体（完整细胞）、一定的营养物质、激素、无菌等其他的外界条件。

植物组织培养的过程是（　　）

①离体的植物器官、组织或细胞　②愈伤组织

③形成根、芽　④脱分化　⑤再分化　⑥植物体

A．①②③④⑤⑥

B．①④②⑤③⑥

C．①③④⑤②⑥

D．①④⑤②③⑥

解析：

选B。

植物组织培养的过程是离体的植物器官、组织或细胞经脱分化形成愈伤组织，再分化形成根、芽，进一步发育成植株。

在植物组织培养中，切取胡萝卜的外植体时一般选择（　　）

A．具有木质部的部分

B．具有韧皮部的部分

C．具有形成层的部分

D．具有髓的部分

解析：

选C。

在植物组织培养中，用具有分裂能力的细胞作为外植体容易成功。

影响植物组织培养的因素包括以下哪些（　　）

A．培养植物

B．培养基组成部分

C．激素和环境因素

D．以上全部

解析：

选D。

不同的植物组织培养的难易程度差别很大，同一种植物，幼嫩的材料容易培养，植物激素的种类、浓度、使用先后顺序、培养基中的营养物质、pH、温度、光照等条件对植物的组织培养都有影响。

菊花的花粉经组织培养可发育成一株幼苗，这一过程不涉及下列哪一项（　　）

A．有丝分裂、细胞分化、组织器官的形成

B．呼吸作用、光合作用、相关激素的调控

C．DNA的复制、转录、蛋白质的生物合成

D．等位基因的分离、非等位基因的自由组合

解析：

选D。

等位基因的分离、非等位基因的自由组合发生在减数第一次分裂的过程中，菊花的花粉经组织培养发育成幼苗的分裂方式中只进行有丝分裂。

下列关于植物组织培养中灭菌操作的叙述，错误的是（　　）

A．外植体可以用酒精消毒

B．镊子等器械需酒精灭菌

C．操作前操作者的手需酒精消毒

D．培养基需高压蒸汽灭菌

解析：

选B。

植物组织培养需严格的无菌操作，包括：

培养基需高压蒸汽灭菌；操作者的手需酒精消毒；外植体应浸泡在酒精中消毒；整个操作过程在酒精灯火焰旁进行，同时对镊子等器械灼烧灭菌。

用菊花的茎尖组织培养可培育出试管苗。

下面关于这一过程的说法正确的是（　　）

A．进行培养时，一次性加足营养物质以防止污染

B．整个培养过程应在光下进行，有利于长叶

C．要根据培养过程的实际情况，更换培养基

D．整个培养过程都应在密闭条件下进行，以免杂菌的污染

解析：

选C。

一般来说，从接种外植体到出现愈伤组织时，由于培养基中的营养成分已接近耗尽，必须更换培养基。

脱分化培养时不必见光，因为在无光条件下愈伤组织长得更快。

再分化时可见光，试管苗应该进行见光培养。

植物组织培养过程中的再分化是指（　　）

A．植物体的分生组织通过细胞分裂产生新的细胞

B．愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程

C．植物的器官、组织或细胞，通过离体培养产生愈伤组织的过程

D．取下植物的枝芽培育成一株植物的过程

解析：

选B。

再分化指脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成根或芽等器官的过程。

下列关于愈伤组织的说法中不正确的是（　　）

A．愈伤组织的细胞能够进行细胞分裂

B．用叶培养形成的愈伤组织细胞能够进行光合作用

C．培养愈伤组织的培养基中应含有有机养料

D．人们可以从愈伤组织中提取所需物质

解析：

选B。

愈伤组织没有发生分化，只是一团薄壁细胞，因此不能进行光合作用。

下列关于植物组织培养的说法中错误的是（　　）

A．植物细胞进行组织培养时需要无机养料

B．植物细胞进行组织培养时不需要有机养料

C．离体的植物组织细胞的脱分化和再分化主要受激素的影响

D．温度、培养基的渗透压等也影响植物组织培养

解析：

选B。

植物组织培养过程中，离体的植物组织和细胞，对营养、环境等条件要求相对特殊，除需要无机养料和生长调节物质外，还需要有机养料，如蔗糖等，并且需要一定的外界条件。

在植物组织培养过程中，生长素和细胞分裂素的使用会影响实验结果。

下列说法正确的是（　　）

A．两种激素用量的比例影响实验结果

B．两种激素使用的先后顺序影响实验结果

C．两种激素使用时的浓度影响实验结果

D．以上说法全部正确

解析：

选D。

生长素用量与细胞分裂素用量比值高时，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。

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；同时使用两种激素，分化频率提高。

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．培养条件，比如pH、温度等不适宜

B．接种时外植体未消毒

C．接种工具灼烧后未待冷却就接种外植体

D．将外植体倒插入培养基中

解析：

选A。

一般来讲，进行植物组织培养时，培养条件应是相同的，但接种过程是否严格在无菌条件下进行，外植体是否倒置等因素都会影响外植体的生长。

美国科学家斯图尔德应用植物组织培养技术，将二倍体胡萝卜韧皮部的一些细胞进行离体培养，最终发育成完整的新植株（如图）。

关于这一科学事实，下列叙述中错误的是（　　）

①该实验证明了植物细胞具有全能性

②此种生殖产生的后代有广泛的变异

③韧皮部细胞通过减数分裂增加数目

④此种生殖产生的后代能保持亲本的性状

A．②　　　B．②③

C．②④D．③④

解析：

选B。

植物组织培养是一种无性生殖方式，能保持亲本的性状，不会产生广泛的变异；该过程中细胞分裂方式是有丝分裂。

下列关于影响植物组织培养的因素，说法正确的是（　　）

A．不同植物组织培养的难易程度不同，同一种植物材料培养的难易程度相同

B．植物激素中生长素和细胞分裂素的关系是拮抗作用

C．植物激素中生长素和细胞分裂素的作用是互相独立的

D．pH、温度、光照条件等对植物组织培养也特别重要

解析：

选D。

在植物组织培养中，生长素和细胞分裂素之间的关系是协同，温度、光照条件及pH等对植物组织培养都有影响。

下列关于植物组织培养中植物激素使用的说法中，不正确的是（　　）

A．植物组织培养中关键性激素是生长素和细胞分裂素

B．先使用生长素，后使用细胞分裂素，有利于细胞分裂和分化

C．先使用细胞分裂素，后使用生长素，细胞既分裂也分化

D．同时使用生长素和细胞分裂素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向

解析：

选B。

植物组织培养过程中，植物激素的使用顺序和配比都会影响培养过程，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。

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（　　）

解析：

选B。

幼苗虽然没根，但能产生一定的生长素，能生根，故选B。

植物学家将胡萝卜的韧皮部细胞分离出来，将单个细胞放入特定培养基中培养，获得了许多完整的植株，最重要的原因是（　　）

A．细胞分裂B．细胞特化

C．细胞分化D．细胞增殖

解析：

选C。

胡萝卜韧皮部细胞属于已分化的植物体细胞，利用韧皮部细胞通过组织培养的方法来获得完整的植株，关键是诱导细胞的脱分化和进行再分化。

关于植物组织培养的接种过程中应注意的事项全部正确的是（　　）

①接种室要消毒

②无菌操作

③接种时可以谈话

④外植体如茎段、茎尖可随机放入培养基

⑤接种时要防止交叉污染

⑥接种完立刻盖好瓶口

A．①②③④

B．①②③④⑤⑥

C．③④⑤⑥

D．①②⑤⑥

解析：

选D。

在植物组织培养过程中，整个接种过程必须在严格的无菌条件下进行，不能谈话，防止呼吸产生的污染。

接种的外植体放入培养基时应注意从下端插入，而且分布均匀，不能随机放入，以保证必要的营养面积和光照条件。

二、非选择题

科学家将分离得到的成熟的胡萝卜韧皮部细胞进行如下处理，最终由单个细胞发育成了完整的新植株。

请回答下列问题：

（1）科学家所用的这种生物技术叫做________。

该项技术表明，当植物细胞处于________状态时，在一定的营养物质、________和其他外界条件的作用下，可能表现出全能性，发育成完整植株。

（2）图中B过程称为________，通过B过程产生的愈伤组织细胞与根韧皮部细胞形态结构不同，其根本原因是__________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：

植物组织培养技术可以将单个的离体植物组织或细胞培养成完整的个体，这说明了离体的植物细胞可以在适宜条件下表现全能性；由离体植物细胞培养成愈伤组织时，需先使细胞脱分化；细胞的形态结构不同，是细胞分化的结果，根本原因在于细胞中的基因执行功能的区别，即基因的选择性表达。

答案：

（1）植物组织培养　离体　植物激素

（2）脱分化　基因的选择性表达

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。

培养基

编号

浓度/mg·L－1

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__________________________________

________________________________________________________________________，

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“6BA”或“IAA”）。

解析：

（1）根据植物的需求量，元素可以分为大量元素和微量元素，6BA属于细胞分裂素类的生长调节剂。

（2）根据实验目的和实验结果中的数据，可以看出IAA的浓度是自变量，菊花再生丛芽外植体的比率和外植体上的丛芽平均数是因变量；由图表数据可以看出IAA的浓度范围是0～0.5mg·L－1。

（3）再生丛芽的外植体数乘以外植体上丛芽平均数即为丛芽总数，所以最少的是1号培养基。

（4）诱导试管苗生根需要生长素用量和细胞分裂素用量的比值比较高，所以培养基中不需要加6BA。

答案：

（1）大量元素　微量元素　细胞分裂素

（2）IAA的浓度　菊花再生丛芽外植体的比率和外植体上的丛芽平均数　0～0.5mg·L－1

（3）1　（4）6BA

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：

外植体

愈伤组织

芽、根―→植株

请回答：

（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________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：

（1）在培养无病毒植株时常选用根尖或茎尖为实验材料，这是由于根尖和茎尖细胞代谢旺盛，抗性强，所含病毒少甚至不含有病毒。

（2）在配制MS培养基时，除加入大量元素、微量元素外，还需要加入有机物、蔗糖等。

在配制好的MS培养基中，常常需要添加植物激素。

在培养过程中，发现外植体边缘局部污染的原因可能是外植体的消毒不彻底。

（3）培养基中生长素与细胞分裂素的用量比会影响根的分化和芽的形成，当生长素与细胞分裂素的比值低时，有利于芽的分化，抑制根的形成。

答案：

（1）茎尖（或根尖）　茎尖（或根尖）病毒极少，甚至无病毒

（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用量与细胞分裂类物质用量的比值偏低

回答下列有关植物组织培养的问题：

（1）植物组织和细胞只有处于________状态才能表达其全能性。

（2）组织培养中的细胞，从分化状态转变为未分化状态的过程称为________。

（3）在再分化阶段所用的培养基中，含有植物激素X和植物激素Y，逐渐改变培养基中这两种植物激素的浓度比，未分化细胞群的变化情况如下图所示，据图指出两种激素的不同浓度比与形成芽、根、愈伤组织的关系：

①当植物激素X与植物激素Y的浓度比等于1时，____________________________

________________________________________________________________________。

②________________________________________________________________________。

③________________________________________________________________________。

（4）若植物激素Y是生长素，在植物组织培养中其主要作用是________________________________________________________________________；

则植物激素X的名称是________。

（5）生产上用试管苗保留植物的优良性状，其原因是_____________________________

________________________________________________________________________。

解析：

（1）植物组织和细胞要表达全能性必须具备的条件之一是处于离体状态；

（2）植物组织培养的核心过程是脱分化与再分化，脱分化指由分化状态变为未分化状态，再分化指由未分化状态变为分化状态；（3）仔细分析所给示意图，可知植物激素X与植物激素Y浓度比为1时，利于愈伤组织的形成，大于1时利于细胞群分化出芽，小于1时利于细胞群分化出根；（4）生长素在植物组织培养中主要作用是促进细胞生长、分裂和分化，植物组织培养过程中除需要生长素外还必需细胞分裂素，二者共同起作用；（5）植物组织培养是一种无性繁殖技术，利于保持亲本的优良性状。

答案：

（1）离体

（2）脱分化

（3）①未分化细胞群经分裂形成愈伤组织

②当植物激素X与植物激素Y的浓度比大于1时，未分化细胞群分化形成芽

③当植物激素X与植物激素Y的浓度比小于1时，未分化细胞群分化形成根

（4）促进细胞的生长（伸长）、分裂和分化　细胞分裂素

（5）组织培养形成试管苗的过程属于无性生殖，后代不发生性状分离

请回答下列关于植物组织培养的问题：

（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，需要使用的生长调节剂是________（填“脱落酸”或“2，4D”）。

（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________（填“能”或“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________（填“降低”或“增加”）培养基中蔗糖浓度，以便提高试管苗的自养能力。

解析：

（1）植物的组织培养属于无性繁殖，可以保持亲本的遗传特性，而微型繁殖技术需要的材料少，有利于快速大量繁殖；叶肉细胞具有该植物的全套遗传信息，在适宜条件下培养，一个叶肉细胞即可发育成完整植株。

（2）组织培养过程中应避免微生物的污染，以防止造成组织块的腐烂。

（3）在微型繁殖过程中，单独使用一定浓度的生长素可以诱导生根，而与细胞分裂素以一定的配比混合使用时能促进生芽。

（4）分析图解曲线可以看出，试管苗光合作用强度随培养基蔗糖浓度的增加而逐渐减弱，单株鲜重先增加而后下降；图解曲线显示试管苗的单株鲜重在一定范围内随培养基中蔗糖浓度的增加而增大，说明试管苗光合作用产生的有机物不能满足自身最佳生长的需要。

（5）图解曲线显示，试管苗的光合作用强度随培养基中蔗糖浓度的增大而减弱，因此适当降低培养基中蔗糖浓度，可以增强光合作用强度，以提高其自养能力。

答案：

（1）遗传特性　快　遗传信息

（2）微生物

（3）生根　细胞分裂素　2，4D

（4）逐渐减小　先增加后下降　不能

（5）降低