高中生物第5章植物的组织培养技术第2节植物种苗脱毒技术教案中图版选修.docx
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高中生物第5章植物的组织培养技术第2节植物种苗脱毒技术教案中图版选修
2019-2020年高中生物第5章植物的组织培养技术第2节植物种苗脱毒技术教案中图版选修
一、种苗脱毒的含义
1．外植体的来源：
从感染病毒的植株上所剥离的茎尖分生组织。
2．培养方法：
在离体条件下将外植体进行组织培养。
3．幼苗特点：
不含病毒。
二、利用分生组织作为外植体的原因
1．农作物在种植过程中，经常会受到病毒、细菌和真菌等病原体的感染。
2．侵入植物体内的病毒可以通过维管束和细胞壁间的胞间连丝扩散到所有的组织器官。
3．植物的茎尖等分生组织处于分化的初级阶段，其组织内的维管束还未形成，此时植物体内的病毒只能通过胞间连丝移动到分生区，而这一移动过程远不及细胞分裂的速度，所以分生区一般不会受到病毒侵染。
三、马铃薯脱毒苗的培养程序
取材和消毒：
剪芽并剥去外叶，自来水下冲洗10min，再用质量分数为5%的漂白粉溶液消毒后，用无菌水冲洗2～3次。
↓
剥离和接种：
在解剖镜下，用解剖刀小心地除去茎尖周围的叶片组织，露出分生区，用解剖针细心剥取所需的茎尖，并将其接种于MS培养基上，切面接触培养基。
↓
培养：
将接种的茎尖置于25℃、1500lx～3000lx光照条件下培养。
预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中
问题1
问题2
问题3
问题4
植物种苗脱毒的保障与方法
1．保障脱毒苗无毒的方法
（1）选取的外植体为分生组织。
（2）对材料消毒。
（3）所用培养基经过严格灭菌。
（4）操作过程为无菌操作。
（5）培养室为无菌室。
2．几种脱毒方法
脱毒法
名称
原理
茎尖微体嫁接脱毒法
多数病毒不经种子传播，所以用种子繁殖的实生苗不带病毒；茎尖培养能够脱毒。
因此，将微茎尖嫁接在幼嫩的无菌砧木上培养，能够得到脱毒苗
愈伤组织培养脱毒法
愈伤组织增殖速度比病毒复制速度快或产生抗病毒变异
珠心胚培养脱毒法
珠心组织与维管系统无直接联系，又保持着母体植株的遗传特性，由它形成的珠心胚可作为外植体培育脱毒苗
花药培养脱毒法
花药培养经愈伤组织培养途径产生的花粉植株不带病毒
材料一 微繁殖技术又称快速繁殖技术，就是将植物体的一部分组织小块进行培养，并诱导分化成大量的小植株，从而达到快速无性繁殖的目的。
在20m2的培养室内最多可容纳100万株试管苗。
这一技术已有几十年的历史，现已基本成熟，并形成诸如工厂化生产兰花这样产值巨大的工业生产体系。
材料二 植物的脱病毒技术是微繁殖的一个分支，植物病毒严重地影响着农业生产，对于无性繁殖的植株来说，一旦感染上病毒就会代代相传，日趋严重。
但在茎尖分生组织中，细胞繁殖十分迅速，病毒还未侵入，因此就成了植物体相对无病毒的特殊区域。
阅读上述材料请回答：
（1）利用微繁殖技术繁殖植物的方法称为________。
（2）利用微繁殖技术繁殖植物的优点是________。
（3）若要进行兰花无病毒植株的培育，首先要选择外植体，选择对象为兰花的________。
（4）对外植体进行消毒用________、________。
克服外植体培养过程中的________是实验成功的关键。
（5）探索愈伤组织诱导和分化的条件需要做大量的工作。
实践表明在MS培养基上添加激素的________、________、________、________等都会影响实验结果。
另外不同的植物对各种环境条件的要求往往不同，除上述因素外，________、________、________等也影响实验结果。
【审题导析】
【精讲精析】 植物组织培养是人工快速繁殖植物个体的方法，不受自然环境条件的影响，可进行大规模的工厂化生产。
利用植物的茎尖等无毒区域作为外植体，经过无菌操作，可获得无病毒植株。
培养过程中根据需要配制不同的培养基来满足外植体的需求，除培养基外，温度、酸碱度、光照等也会影响实验结果。
【答案】
（1）植物的组织培养
（2）繁殖速度快、周期短、不受季节气候、自然灾害等因素的影响，并可实现工厂化生产
（3）茎尖分生组织
（4）体积分数为70%的酒精
质量分数为2%的次氯酸钠溶液 污染问题
（5）种类 浓度 使用的先后顺序 用量比例 酸碱度 温度 光照
影响脱毒的因素
（1）母体材料病毒侵染的程度。
（2）起始培养的茎尖大小。
（3）离体茎尖大小对马铃薯脱毒效果的影响。
（4）外植体的生理状态。
植物种苗脱毒成败的关键是（ ）
A．培养基营养是否全面
B．培养条件是否适宜
C．接种操作是否正确
D．无菌操作及是否取得没有侵入病毒的分生区细胞
【解析】 要使种苗脱毒成功，首先外植体不能带毒，其次要进行严格的无菌操作，防止病毒感染。
【答案】 D
1．关于病毒在植物体内扩散途径最准确的描述是（ ）
A．导管 B．筛管
C．导管和筛管D．维管束和胞间连丝
【解析】 病毒在植物体内的扩散途径是维管束和细胞壁间的胞间连丝。
导管和筛管只是维管束的组成部分。
【答案】 D
2．植物种苗脱毒中的“脱毒”是指（ ）
A．脱去病毒
B．脱去真菌、细菌
C．脱去所有病原微生物
D．以上说法都不对
【解析】 病毒、细菌、真菌等病原体都能导致农作物产量降低、品种退化。
种苗脱毒是指清除所有有害的病原体。
【答案】 C
3．“种子银行”获得一批珍贵的种子，后来发现它们已经感染病毒。
若要进行脱毒，应选择________作为外植体，利用________技术获得试管苗即可。
整个过程要严格进行________操作。
【解析】茎尖和根尖的分生组织一般不含病毒，可作为外植体。
利用植物组织培养技术可以获得试管苗，移植得植株。
但植物组织培养过程要严格进行无菌操作。
【答案】 茎尖（或根尖） 组织培养 无菌
学业达标测评（十三）
一、选择题
1．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】 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器官的过程。
【答案】 B
2．下列有关马铃薯脱毒苗培养的叙述，正确的是（ ）
A．可以切取马铃薯的任何部位培养
B．获取的马铃薯外植体直接接种至土壤中培养
C．接种的外植体需放置在黑暗中培养
D．脱毒的马铃薯是否脱毒成功，可检测出来
【解析】 马铃薯脱毒也要选茎尖作为外植体；获取外植体后要进行植物组织培养；培养时要给予一定的光照。
【答案】 D
3．采用组织培养的方法不能解决的问题是（ ）
A．分株繁殖缓慢
B．种子繁殖困难
C．增多品种的类型
D．病毒感染严重
【解析】 组织培养属于无性繁殖，其优点是可以快速大量获得试管苗，并可获得脱毒苗，但由于遗传物质没有发生改变，因此不能增多品种的类型。
【答案】 C
4．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，据图得出的初步结论错误的是（ ）
A．污染主要不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不能解决污染问题
D．调节培养温度能有效解决污染问题
【解析】 据题图可知，污染率与培养基灭菌的时间、培养基pH以及培养温度并没有规律性关系；而延长离体组织消毒时间，污染率降低，因此可得出污染的主要来源是离体组织。
【答案】 D
5．在下列选项中，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利用基因工程培养抗棉铃虫的植株
④单倍体育种
⑤无子西瓜的快速大量繁殖
A．①②③ B．②③④⑤
C．①②④⑤D．②③④
【解析】 多倍体的获得不需要进行组织培养。
脱毒苗的获取、培养抗虫植株、单倍体育种以及无子西瓜的快速繁殖都需要组织培养。
【答案】 B
6．下列有关植物种苗脱毒技术原理的叙述错误的是（ ）
A．侵入植物体内的病毒可以通过维管束和胞间连丝进行扩散
B．分生组织内的维管束和胞间连丝还没有形成，故这些组织内还没有侵入病毒
C．病毒在分生组织内扩散的速度比细胞分裂的速度慢
D．植物种苗脱毒技术的基础性技术手段是植物组织培养
【解析】 本题主要考查植物种苗脱毒技术原理。
侵入植物体内的病毒主要是通过维管束和胞间连丝进行扩散的，但处于分化初级阶段的分生组织内还没有形成维管束，病毒主要是通过胞间连丝进行扩散，而扩散的速度远不及细胞分裂的速度快，所以分生区细胞一般不含有病毒，可以作为植物组织培养的材料来生产脱毒植株。
【答案】 B
7．马铃薯利用它的块茎进行无性繁殖，种植的世代多了以后，往往会感染病毒而减产，为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。
获得无病毒植株的最佳办法是（ ）
A．选择优良品种进行杂交
B．进行远缘植物体细胞杂交
C．利用芽的分生组织培养
D．人工诱导基因突变
【解析】 马铃薯被植物病毒侵染后引起品质下降，可利用植物组织培养技术进行脱毒。
具体做法是选取无病毒芽体或无病毒的植物细胞进行组织培养，可获得无病毒植株。
【答案】 C
8．下列关于马铃薯种苗脱毒的说法，不正确的是（ ）
A．马铃薯种苗脱毒时，切取的茎尖越小越有利于成活
B．种苗脱毒时要经过脱分化和再分化两个过程
C．种苗脱毒时需要使用生长素和细胞分裂素
D．种苗脱毒是否成功可用脱毒苗快速检测试剂盒进行检测
【解析】 种苗脱毒时，切取的茎尖越小脱毒效果越好，但茎尖越小，培养速度越慢，不易成活。
【答案】 A
二、非选择题
9．（xx·广东高考）铁皮石斛是我国名贵中药，生物碱是其有效成分之一。
应用组织培养技术培养铁皮石斛拟原球茎（简称PLBs，类似愈伤组织）生产生物碱的实验流程如下：
在固体培养基上，PLBs的重量、生物碱含量随增殖培养时间的变化如图所示，请回答下列问题：
（1）选用新生营养芽为外植体的原因是_______________，_______________诱导外植体形成PLBs的过程称________。
（2）与黑暗条件下相比，PLBs在光照条件下生长的优势体现在________________，________________，________________。
（3）脱落酸（ABA）能提高生物碱含量，但会抑制PLBs的生长。
若采用液体培养，推测添加适量的ABA可提高生物碱产量。
同学们拟开展探究实验验证该推测，在设计实验方案时探讨了以下问题：
①ABA的浓度梯度设置和添加方式：
设4个ABA处理组，1个空白对照组，3次重复。
因ABA受热易分解，故一定浓度的无菌ABA母液应在各组液体培养基________后按比例加入。
②实验进程和取样：
实验50天完成，每10天取样，将样品（PLBs）称重（g/瓶）后再测定生物碱含量。
如初始（第0天）数据已知，实验过程中还需测定的样品数为________。
③依所测定数据确定适宜的ABA浓度和培养时间：
当某3个样品（重复样）的________时，其对应的ABA浓度为适宜浓度，对应的培养时间是适宜培养时间。
【解析】
（1）选用新生营养芽为外植体是因为其分裂能力旺盛且几乎不携带病毒。
诱导外植体形成类似愈伤组织的PLBs的过程称为脱分化。
（2）分析曲线图可知，在光照条件下PLBs开始增重的时间早，增重持续的时间长，增重的量更多。
（3）①ABA受热易分解，故一定浓度的无菌ABA母液应在各组液体培养基灭菌冷却后按比例加入。
②据题意可知，该实验共设置4个实验组和1个对照组，共5组；实验50天完成，每10天取样，初始数据已知，只需测5次，故5组样品重复3次，共需测定的样品数为25×3＝75。
③在适宜的ABA浓度和适宜的培养时间下，样品生物碱含量最高。
【答案】
（1）营养芽细胞分裂能力强，几乎不含病毒 脱分化
（2）开始增重的时间早 增重持续的时间长 PLBs增重的最更多 （3）①灭菌冷却 ②75 ③生物碱产量最多
2019-2020年高中生物第5章生态系统及其稳定性第1节生态系统的结构学业分层测评新人教版必修
1．如图所示成分可构成一个（ ）
A．食物链 B．食物网
C．生物圈D．生态系统
【解析】 生态系统的成分包括非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者。
图中的植物是生产者，鸟和虫是消费者，细菌属于分解者。
以上各种成分构成了群落，同时图中显示了该群落的无机环境，所以该图表示的是一个生态系统。
【答案】 D
2．一个完整的生态系统的结构应包括（ ）
A．全部的食物链和食物网
B．生产者、消费者、分解者和食物网
C．非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者
D．生态系统的组成成分、食物链和食物网
【解析】 生态系统的结构包括生态系统的组成成分及营养结构（食物链和食物网）。
【答案】 D
3．关于生态系统成分内生物部分的叙述中，正确的是（ ）
A．生产者中有真核生物，也有原核生物，但都是自养型
B．消费者全是异养型真核生物
C．分解者只包括腐生细菌和真菌
D．消费者可有可无，在生态系统中不起作用
【解析】 生产者大多数是光能自养型的真核生物——如绿色植物，但也有化能自养型的原核生物——如硝化细菌。
消费者都是异养型生物，但并不都是真核生物，比如根瘤菌，它以活的生物体豆科植物制造的有机物为食，属于消费者，但属于原核生物。
分解者除了有腐生细菌和真菌外，还有腐生动物，如蚯蚓、蜣螂等。
消费者通过自身的新陈代谢，能将有机物转化为无机物，加快生态系统的物质循环。
此外，还能帮助植物传粉、传播种子。
【答案】 A
4．下列最可能用于同一生物的一组名词是（ ）
①初级消费者，第二营养级 ②次级消费者，自养型生物 ③分解者，腐生生物 ④消费者，自养生物 ⑤草食动物，异养生物 ⑥自养生物，第一营养级 ⑦自养生物，初级消费者
A．①③⑤B．①③⑤⑥
C．②④⑥D．①⑥⑦
【解析】 初级消费者属于第二营养级，各级消费者都是异养生物；分解者属于腐生生物，自养生物都属于生产者，在食物链中属于第一营养级。
【答案】 B
5．下列有关图示的叙述中，正确的是（ ）
A．图中有两条食物链
B．狐与鸟之间既捕食又竞争
C．细菌占有第二、三、四、五营养级
D．图示可代表一个草原生态系统
【解析】 细菌是分解者，不是食物链的环节。
图中没有非生物的物质和能量，不能构成生态系统。
【答案】 A
6．（xx·天津高考）右图表示生态系统、群落、种群和个体的从属关系。
据图分析，下列叙述正确的是（ ）
A．甲是生物进化的基本单位
B．乙数量达到环境容纳量后不再发生波动
C．丙是由生产者和消费者构成的
D．丁多样性的形成受无机环境影响
【解析】 由图分析可知，甲表示个体，乙表示种群，丙表示群落，丁表示生态系统。
A项，生物进化的基本单位应该是种群（乙）。
B项，种群数量达到环境容纳量（K值）后，种群数量会在K值附近上下波动。
C项，群落应包括生态系统中所有的生物成分，即生产者、消费者和分解者。
D项，生态系统多样性的形成是生物与生物之间、生物与无机环境之间共同进化的结果。
【答案】 D
7．下列有关生态系统结构的叙述，正确的是（ ）
A．每种动物在生态系统中只能处在一个营养级上
B．在生态系统的食物链中，营养级越高的生物体型就越大
C．自养生物都是生产者，是生态系统的主要成分
D．细菌和真菌都是分解者，分解者不参与食物链组成
【解析】 由于有的动物以多种生物为食，所以会使动物在不同的食物链中可能处于不同的营养级；树为生产者，体型大于昆虫等消费者，因此，生物体型的大小与营养级高低无必然的联系；硝化细菌是生产者。
【答案】 C
8．如图所示的是一个生态系统的营养结构，若A包含五个种群（A1、A2、A3、A4、A5），B包含两个种群（B1、B2），则其营养结构实际含有食物链（ ）
A．10条B．15条
C．20条D．25条
【解析】 由B→E和B→C→E的食物链有4条，加入A后就有20条，由A→D的食物链有5条，所以共有食物链25条。
【答案】 D
9．某生态系统中含有鹿、蛇、猫头鹰、草、兔、鼠等生物，能使猫头鹰数量增多的是（ ）
A．蛇增多、鹿增多、草减少
B．鹿减少、蛇增多、鼠减少
C．兔减少、草减少、鼠减少
D．蛇减少、草增多、鹿减少
【解析】 猫头鹰数量增多的条件是流入猫头鹰体内的能量要增加。
食物网中蛇减少，减少了与猫头鹰的竞争，对增加猫头鹰的数量是有利的。
鹿减少，草增加，草增加了鼠和兔也增加，这对猫头鹰数量的增加是有利的。
草的增加对猫头鹰的增加也是有利的。
【答案】 D
10．如图为某食物网简图，据图回答下列各问题。
（1）此食物网中有________条食物链。
（2）图中最短的食物链是________，该食物链有________个营养级，鹰在此食物链中是________级消费者。
（3）此食物网中的主要成分是________。
（4）该食物网中占有两个营养级的生物是________。
（5）由上述简图可知，鹰与蛇的关系是________。
【解析】 该食物网中共有3条食物链：
草→鼠→鹰、草→鼠→蛇→鹰、草→蝗虫→食虫鸟→鹰。
在最短的食物链“草→鼠→鹰”中，鹰处在第三营养级，属于二（次）级消费者。
根据食物网可知，鹰与蛇存在竞争和捕食关系。
【答案】
（1）3
（2）草→鼠→鹰 3 二（次） （3）草 （4）鹰 （5）捕食和竞争
[能力提升]
11．如图所示是生态系统成分的关系图，下列有关a、b、c所代表的成分的说法，正确的是（ ）
A．b中有真核生物，也有原核生物，但都是自养型
B．a中全是异养型真核生物
C．c只包括腐生细菌和真菌
D．a是该生态系统的基石，一旦受到破坏会影响整个生态系统的稳定
【解析】 生态系统包括生物群落和无机环境，生物群落包括生产者、消费者和分解者。
从箭头的方向上分析，a是消费者，b是生产者，c是分解者。
生产者都是自养型生物，包括绿色植物和自养型的原核生物（如硝化细菌）等，A项正确；消费者都是异养型生物，但并不都是真核生物，如根瘤菌、寄生细菌类，B项错误；分解者除了有腐生细菌和真菌外，还有腐生动物，如蚯蚓、蜣螂等，C项错误；生态系统的基石是生产者，D项错误。
【答案】 A
12．如图表示一个海滩湿地生态系统中部分生物的食物关系。
下列有关分析错误的是（ ）
A．细菌既可作为分解者，又可作为消费者的食物
B．第三营养级的生物有食草虫、线虫、海螺
C．若大米草死亡，将导致细菌数量增多，沼蟹数量亦增多
D．若喷洒只杀灭食草虫的杀虫剂，则蜘蛛数量将减少
【解析】 营腐生生活的细菌属于分解者，被线虫捕食的细菌属于消费者的食物；食物链的起点是生产者，海螺、线虫和食草虫均能以生产者为食，故三者应为第二营养级；大米草与藻类之间存在竞争关系，大米草死亡会导致藻类数量增多，还会使细菌数量增多，细菌和藻类数量增多会导致线虫数量增多，进而导致以线虫为食的沼蟹数量增多；杀虫剂杀死食草虫，会导致蜘蛛的食物减少，进而导致蜘蛛数量减少。
【答案】 B
13．右图所示某湖泊的食物网，其中鱼a、鱼b为两种小型土著鱼，若引入一种以中小型鱼类为食的鲈鱼，将出现的情况是（ ）
A．鲈鱼的引入会导致土著鱼的减少
B．土著鱼在与鲈鱼的竞争中处于劣势
C．浮游动物总量锐减后再急升
D．浮游植物总量急升后再锐减
【解析】 鲈鱼与土著鱼之间是捕食关系；引入以中小型鱼类为食的鲈鱼后，土著鱼a、b的数量都下降，短期内浮游动物总量先急升后下降再趋于稳定，相应地浮游植物锐减后再急升最后近于稳定：
由鲈鱼以土著鱼为食可知，A项正确。
【答案】 A
14．图1为生态系统的组成成分之间的关系，图2为某生态系统的食物网情况，请据图回答：
图1 图2
据图1回答：
（1）从营养功能的角度来填写成分：
B.________、C.________。
（2）B主要是指____________________。
（3）________和________是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”（填字母）。
（4）最主要成分和最活跃成分分别是________、________（填字母）。
据图2回答：
（5）该生态系统共有________条食物链。
（6）鹰占有________个营养级，请写出鹰作为最高营养级的一条食物链
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
（7）蛇和鹰的关系是________________。
（8）要使该生态系统完整，还需要增加的成分是
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
（9）若蛇绝种，鹰的数量可能________。
（10）若植食性昆虫减少，在短期内哪种生物数量将锐减？
________，理由是
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
【解析】 无机环境和生产者之间的物质联系是双向的，因此图1中A是消费者，B是分解者，C是非生物的物质和能量，D是生产者；分解者主要是指营腐生生活的细菌和真菌；生产者和分解者是联系生物群落和无机环境的两大“桥梁”，是生态系统必不可少的组成成分；生产者是生态系统的最主要成分，数量众多的消费者在生态系统中起加快能量流动和物质循环的作用，是生态系统最活跃的成分。
食物链以生产者为起点，以不能再被其他生物捕食的生物为终点，图2中的植物是各条食物链的起点，共有8条食物链；在不同食物链中鹰占有4个营养级，其中鹰占最高营养级的食物链是最长的食物链；蛇和鹰存在捕食关系，都以食虫鸟或老鼠为食时，二者是竞争关系；该食物网中只包括生产者和消费者，一个完整的生态系统还应有分解者和非生物的物质和能量；若蛇绝种，鹰会以老鼠、食虫鸟为食，鹰的食物增多，数量增加；若植食性昆虫减少，在短期内食虫昆虫会锐减，因为其食物单一，且有许多天敌。
【答案】
（1）分解者 非生物的物质和能量
（2）营腐生生活的细菌和真菌 （3）D B （4）D A （5）8 （6）4 植物→植食性昆虫→食虫昆虫→蛙→蛇→鹰 （7）捕食和竞争 （8）分解者、非生物的物质和能量 （9）增多 （10）食虫昆虫 其食物单一，且有许多天敌
15．某一池塘中有三个优势种群，分别是鳙鱼、浮游动物A和浮游植物B，其中鳙鱼以浮游动物A为食，浮游动物A以浮游植物B为食。
回答下列问题：
（1）为提高池塘鳙鱼的产量，采取向池塘中施肥和捕捞小型野杂鱼等措施，其中施肥的作用是直接提高________的种群数量。
捕捞野杂鱼的作用是降低其与鳙鱼对________、________和空间等资源的竞争。
（2）若大量捕捞使池塘中的鳙
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