專題三植物的組織培養(yǎng)技術.doc

新教材導學練（選修1）編寫體例專題三 植物的組織培養(yǎng)技術 【學習導航】利用植物的一塊組織，甚至一個細胞，就能培養(yǎng)出完整的植株，靠的就是植物組織培養(yǎng)技術。運用這種技術，可以實現優(yōu)良品種的快速繁殖，保持遺傳性狀的一致；可以培育出大量不含病毒的幼苗，提高作物產量；可以實現花卉的連續(xù)生產，不受開花季節(jié)的限制在學習本專題的過程中應引導學生聯(lián)系與微生物培養(yǎng)基的對比來認識植物組織培養(yǎng)的MS培養(yǎng)基的特點；學會正確配制MS培養(yǎng)基的方法；與有關植物激素的作用、原理等相聯(lián)系，來正確理解植物組織培養(yǎng)技術的原理、培養(yǎng)基的配制等具體操作過程。同時還可與單倍體育種常用方法花藥離體培養(yǎng)相聯(lián)系，使植物組織培養(yǎng)技術應用到生產實踐中去。植物的花藥培養(yǎng)在育種上有特殊的意義。育種工作者可以采用花藥培養(yǎng)的方法，使花粉粒發(fā)育為單倍體植株，再經過人工誘導使染色體數目加倍，重新恢復到正常植株的染色體數目。這樣的植株不僅能夠正常生殖，而且每對染色體上的成對的基因都是純合的，自交產生的后代不會產生性狀分離。單倍體育種不僅縮短了育種周期，也為新品種的培育開辟了新途徑。課題2 月季的花藥培養(yǎng)【導學誘思】1 被子植物的花粉發(fā)育被子植物花粉的發(fā)育要經歷 、 和 等階段?；ǚ凼怯苫ǚ勰讣毎涍^ 而形成的，因此花粉是 。2 產生花粉植物的兩種途徑花藥中的花粉花藥中的花粉 叢芽叢芽 誘導生根移栽脫分化脫分化 通過花藥培養(yǎng)產生花粉植株的兩種途徑：思考：（1）花藥培養(yǎng)產生花粉植株的兩種途徑的差別主要取決于什么？（2）什么是體細胞胚？（3）單倍體性細胞產生的花粉胚，也可發(fā)育成為單倍體植株，這和植物的體細胞克隆有區(qū)別嗎？3 影響花藥培養(yǎng)的因素誘導花粉植株能否成功及誘導成功率的高低，受多種因素影響，其中 與 是主要的影響因素； 也是提高誘導成功率的重要因素；另外親本植株的生長條件、 以及 等對誘導成功率都有一定影響。思考：（1）為什么選擇合適的花粉發(fā)育期是誘導花藥培養(yǎng)成功率的重要因素？（2）為什么花藥的培養(yǎng)要選擇完全未開放的花蕾？4 實驗操作（1） 材料的選取 選擇花藥時，一般要通過 來確定其中的花粉是否處于適宜的發(fā)育期。確定花粉發(fā)育時期的方法有 和 。（2）材料的消毒 材料消毒過程中用的0.1%的氯化汞溶液,實驗完畢應如何處理?（3）接種和培養(yǎng) 剝離花藥時，應注意哪些問題？花藥培養(yǎng)過程中應注意哪些問題？【疑難點撥】1為什么花瓣松動會給材料的消毒帶來困難？花瓣松動后，微生物就可能侵入到花藥，給材料的消毒帶來困難。2植物組織培養(yǎng)技術與花藥培養(yǎng)技術有何區(qū)別？相同之處：培養(yǎng)基的配制方法、無菌技術及接種操作等基本相同。不同之處：花藥培養(yǎng)的選材非常重要，需事先摸索時期適宜的花蕾；花藥裂開后釋放出的愈傷組織或胚狀體也要及時更換培養(yǎng)基；花北培養(yǎng)對培養(yǎng)基配方的要求更為嚴格。這些都使花藥的培養(yǎng)難度加大?！镜淅馕觥坷? 某名貴花卉用種子繁殖會發(fā)生性狀分離。為了防止性狀分離并快速繁殖，可以利用該植物的一部分器官或組織進行離體培養(yǎng)，發(fā)育出完整植株。進行離體培養(yǎng)時不應采用該植株的（ ）A莖尖 B子房壁 C葉片 D花粉粒解析：本題主要考查無性生殖特點。涉及知識點有：組織培養(yǎng)、體細胞、生殖細胞等。抓住無性生殖能夠保持原物種特性這一特點。組織培養(yǎng)就是無性生殖的一種方式，它是由體細胞培養(yǎng)而來的，含有原物種的全部基因，而花粉粒是生殖細胞。該題易陷入思維定勢，聯(lián)想到花粉粒的離體培養(yǎng)?？梢?，植物組織培養(yǎng)若取自體細胞則為無性生殖；若取自生殖細胞則為有性生殖。答案：D例2 一個初級精母細胞在減數分裂的第一次分裂時，有一對同源染色體不發(fā)生分離，所形成的次級精母細胞減數分裂的第二次分裂正常；另一個初級精母細胞減數分裂的第一次分裂正常，減數第二次分裂時，在兩個次級精母細胞中，有一個次級精母細胞的1條染色體姐妹染色單體沒有分開。以上兩個初級精母細胞可產生染色體數目不正常的配子（以下簡稱不正常的配子）。上述兩個初級精母細胞減數分裂的最終結果應當是A 兩者產生的配子全部都不正常 B 前者產生一半不正常的配子，后者產生的配子不正常C 兩者都產生一半不正常的配子D前者產生全部不正常的配子，后者只產生一半不正常的配子解析：初級精母細胞的減數第一次分裂過程，是同源染色體分開，進入兩個次級精母細胞。若此過程中同源染色體不發(fā)生分離，形成的兩個次級精母細胞中，一個多了一條染色體，另一個少了一條染色體。次級精母細胞進行的減數分裂的第二次分裂，是姐妹染色單體分開，平均分配到兩個精子細胞中。若此過程中姐妹染色單體不分開，形成的兩個精子細胞中的染色體數目均不正常。答案：D例3下圖是被子植物的受精過程（1） 寫出圖中數字所代表的結構的名稱： （2）草履蟲進行 生殖；蘑菇進行 生殖，酵母菌和水螅常常進行 生殖。（3）下列圖解表示水稻（2n=24）胚珠中胚囊的發(fā)育過程，試根據圖回答：四分體（n）胚囊母細胞（2n） 薄壁細胞 直接發(fā)育 減數分裂珠心 孢原細胞（2n） 成熟胚囊（7細胞8核）單核胚囊（n） 三次有絲分裂水稻種子的種皮遺傳物質應為 n，其中遺傳物質應與 相同。水稻胚珠中的胚囊應共有染色體 條，其中卵細胞中含染色體 條；若水稻授粉受精后發(fā)育成胚和胚乳，則胚細胞中含有染色體 條，胚乳細胞中含染色體 條。7細胞或8核中的7細胞其中就包括了一個卵細胞和兩個極核，若水稻的基因型為AaBb，則胚囊母細胞基因型為 。如果水稻卵細胞基因型應為Ab，則極核的基因型為 ，其原因是 。解析：圖中給出一個被子植物子房結構示意圖，首先要求學生能夠正確識圖，弄清各數字代表的結構名稱。胚囊中7個細胞，從圖解中我們可以看出是由一個胚囊母細胞發(fā)育而來的，所以這幾個細胞的基因型完全相同（卵細胞和極核的基因型完全相同）?；ǚ哿Ｂ涞酱迫镏^上萌發(fā)生出花粉管，花粉管通過珠孔進入胚囊，釋放出兩個精子，一個精子與卵細胞結合，形成受精卵，受精卵發(fā)育成植物的胚；另一個精子與極核結合，形成受精極核，將來發(fā)育成胚乳（雙子葉植物胚乳發(fā)育過程中，胚乳被子葉吸收）。答案：（1）花粉管 子房壁 珠被 受精極核 受精卵 珠孔 （2）分裂 孢子 出芽 （3）2 母方 12 24 36 AaBb Ab 卵細胞和極核是由單核胚囊經三次有絲分裂而來【課堂演練】一、選擇題 1 在月季花藥培養(yǎng)成單倍體植株的過程中，應選擇哪個時期最易成活（ ）A單核期前的花藥 B單核期后的花藥 C單核期花藥 D雙核期2 影響花藥培養(yǎng)的主要因素是A材料的選擇與培養(yǎng)基的組成 B親本植株的生理狀況 C選擇合適的花粉發(fā)育時期 D材料的低溫處理與接種密度3粗糙脈孢菌的單倍體細胞中具有7條染色體。兩 個不同類型的粗糙脈孢菌A和a融合后成為二倍體，隨即發(fā)生典型的減數分裂，緊接著又進行一次有絲分裂。此過程最終形成的子細胞數及每個子細胞中的染色體數分別為（ ）A8個、7條 B8個、14條 C4個、7條 D4個、14條4某高等植物體細胞內假設有6條染色體，它們是AaBbDd，那么，一個花粉管中的兩個精子中的染色體是（ ）AABD和abd BAbD和abd CAaB和Bbd DAbd和Abd5 用蘭花莖尖細胞可快速培養(yǎng)蘭花苗，這種生殖方式不能叫 （ ）A無性生殖 B組織培養(yǎng) C植物克隆 D有性生殖6 有同源染色體存在，但在光鏡下一定看不到同源染色體之間兩兩配對聯(lián)會的是（ ）A初級精母細胞 B次級精母細胞 C精細胞 D根尖分生區(qū)細胞7玉米的體細胞含有20條染色體。在正常情況下，它的卵細胞、一個極核、胚細胞、胚乳細胞、珠被細胞和子房壁細胞所含染色體數目依次應為（ ）A10、10、20、20、20、20 B10、10、30、30、20、20C10、10、20、30、20、20 D10、20、20、30、20、208如果某種植物的基因型為AABb，這兩對基因分別位于兩對同源染色體上，去雄后授以aabb植株的花粉，其胚乳可能的基因型是（ ）AAAaBBb、AAabbb、AAaBbb BAABB、AABb CAaaBBb、Aaabbb DAaaBbb、Aaabbb9番茄的染色體數目是24，一個番茄細胞發(fā)生減數分裂，形成的細胞中有三個退化消失。剩下一個細胞迅速發(fā)生了三次有絲分裂，你會找到多少個細胞核？這些核含有多少個染色體（ ）A4個核，各有12個染色體 B4個核，各有24個染色體C8個核，各有24個染色體 D8個核，各有12個染色體10一個豆莢中種子的數目，從理論上講取決于（ ）A花中雌蕊的數目 B雌蕊中柱頭的數目 C子房中受精胚珠的數目 D胚囊中胚的數目二、非選擇題2-4個11基因型為AaBb的水稻（24條染色體）的花藥通過無菌操作，接入試管后，在一定條件下培養(yǎng)形成試管苗。（1）愈傷組織是花粉細胞不斷分裂后形成的不規(guī)則的細胞團，愈傷組織形成中，必須從培養(yǎng)基中獲得 和小分子有機物等營養(yǎng)物質。（2）要促進花粉細胞分裂生長，培養(yǎng)基中應有 和 兩種激素。（3）愈傷組織分化是指愈傷組織形成芽和根，再由芽發(fā)育成葉和莖。這一過程必須給予光照，其原因是 。（4）試管苗的細胞核中含有 條脫氧核苷酸鏈。（5）培育成的試管苗可能出現的基因型有 。12. 現有甲、乙兩個煙草品種（2N=48），其基因型分別為aaBB和Aabb，這兩對基因位于非同源染色體上，且在光照強度大于800勒克斯時，都不能生長，這是由于它們中的一對隱性純合基因（aa或bb）作用的結果。取甲乙兩品種的花粉分別培養(yǎng)成植株，將它們的葉肉細胞制成原生質體，并將二者相混，使之融合，誘導產生細胞團。然后，放到大于800勒克斯光照下培養(yǎng)，結果有的細胞團不能分化，有的能分化發(fā)育成植株。請回答下列問題：（1）甲、乙兩煙草品種的花粉的基因型分別為 和 。（2）將葉肉細胞制成原生質體時，使用 破除細胞壁。（3）在細胞融合技術中，常用的促融劑是 。（4）細胞融合后誘導產生的細胞團叫 。（5）在大于800勒克斯光照下培養(yǎng)，有 種細胞團不能分化；能分化的細胞團是由 的原生質體融合來的（只考慮2個原生質體的相互融合）。由該細胞團分化發(fā)育成的植株，其染色體數是 ，基因型是 。該植株自交后代中，在大于800勒克斯光照下，出現不能生長的植株的概率是 。答案: 1.C 2.A 3.A 4.D 5.D 6.D 7.C 8.C 9.D 10.C !.（1）水、無機鹽 （2）細胞分裂素 生長素 （3）葉綠素的形成需要光 試管苗的生長發(fā)育所需營養(yǎng)來自葉綠體利用光能制造的有機物（4）24 （5）AB、Ab、Ab、ab12. 答案：（1） aB Ab （2）纖維素酶 （3）聚乙二醇 （4）愈傷組織（5）2 甲、乙兩煙草品種的花粉 48 AaBb 7/16專題知識歸納原理：細胞的全能性概念：基礎：條件：植物組織培養(yǎng)的基本過程：外植體愈傷組織胚狀體幼苗脫分化再分化影響植物組織培養(yǎng)的因素：外植體的選擇營養(yǎng)、環(huán)境等植物激素的用法溫度、pH、光照等實驗操作：制備MS培養(yǎng)基外植體消毒培養(yǎng)接種移栽栽培植物組織培養(yǎng)菊花的組織培養(yǎng)月季的花藥培養(yǎng)被子植物花粉的發(fā)育：花粉母細胞減數分裂小孢子母細胞四分體時期單核期雙核期精子產生花粉植株的兩種途徑：花藥中的花粉花藥中的花粉胚狀體 叢芽叢芽愈傷組織 誘導生根移栽脫分化脫分化分化 再分化影響花藥培養(yǎng)的因素：主要因素：材料的選擇與培養(yǎng)基的組成重要因素：選擇合適的花粉發(fā)育時期影響因素：親本植株的生長條件、低溫處理和接種密度等實驗操作：材料的消毒：材料的選?。捍_定花粉發(fā)育時期的方法接種和培養(yǎng)：鑒定和篩選： 專題知識檢測一、選擇題 50分1 在下列選項中，沒有采用植物組織培養(yǎng)技術的一項是（ ）A利用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，得到多倍體植株B利用花藥離體培養(yǎng)得到單倍體植株C利用基因工程培育抗棉鈴蟲的棉花植株D利用細胞工程培育“番茄-馬鈴薯”雜種植株2 下列描述中，屬于改變物種遺傳性狀的最根本的途徑是（ ）A胚胎移植 B基因導入 C克隆 D組織培養(yǎng)3 在植物組織培養(yǎng)中，切取胡蘿卜的外植體時一般選擇（ ）A具有木質部的部分 B具有韌皮部的部分C具有形成層的部分 D具有髓的部分4 植物細胞表現出全能性的必要條件（ ）A給予適宜的營養(yǎng)和外界條件 B導入其他植物的基因C脫離母體的，給予適宜的營養(yǎng)和外界條件 D.將成熟的篩管的細胞移到去核的卵細胞5.花藥培養(yǎng)技術與植物組織培養(yǎng)技術的不同之處在于（ ）A培養(yǎng)基配制方法 B無菌技術 C接種操作 D選材6MS培養(yǎng)基與微生物的培養(yǎng)基相比，需要提供大量的（ ）A無機營養(yǎng) B蔗糖 C甘氨酸和微生素 D激素7 植物的花藥培養(yǎng)形成的植株在下列育種過程中最有意義的是（ ）A雜交育種 B人工誘變育種 C單倍體育種 D基因工程育種8 制培養(yǎng)基時下列各項可不必考慮的是（ ）A大量元素要充足 B微量元素不可少 C不能被雜菌污染 D要有一定光照9 菊花的組織培養(yǎng)一般選擇（ ）A開過花的老枝 B正在開花的枝條 C未開花植株的莖上部新萌生的側枝D任何枝條均可10植物激素中生長素和細胞分裂素是啟動細胞分、脫分化和再分化的關鍵性因素。在植物組織培養(yǎng)過程中，如何使用這兩種激素更有利于胚狀體的形成（ ）A先使用生長素，后使用細胞分裂素 B先使用細胞分裂素，后使用生長素 C同時使用 D都不使用11植物激素中生長素和細胞分裂素是啟動細胞分、脫分化和再分化的關鍵性因素。在植物組織培養(yǎng)過程中，如何使用這兩種激素更有利于愈傷組織的形成（ ）A長素的用量比細胞分裂素用量的比值高時 B生長素的用量比細胞分裂素用量的比值低時 C生長素的用量比細胞分裂素用量的比值適中時 D生長素的用量比細胞分裂素用量的比值相等時12用植物組織培養(yǎng)技術不能培育或生產出（ ）A雜交水稻B無病毒植物C人工種子D食品添加劑13要將胡蘿卜韌皮部細胞培養(yǎng)成完整植株，哪一項不是必須的（ ）A具有完整細胞核的細胞B使培養(yǎng)對象處于離體狀態(tài)C導入外源性目的基因D一定的營養(yǎng)和激素14. 下圖是某二倍體植株一個正在分裂的細胞，下列敘述正確的是（ ）該植株的基因型必為AaBB 若該植株是由花粉粒發(fā)育而來的，則其親本是四倍體 該類型植株不能產生Ab型配子 該細胞發(fā)生過基因突變AB C D 15在離體的植物器官、組織或細胞脫分化形成愈傷組織的過程中，下列哪一項是不需要的（ ）A消毒滅菌B適宜的溫度 C充足的光照 D適宜的養(yǎng)料和激素16動物細胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的重要區(qū)別是（ ）A培養(yǎng)基不同B動物細胞不需要在無菌條件下進行C動物細胞可以傳代培養(yǎng)，而植物細胞不能 D動物細胞能夠大量培養(yǎng)，而植物細胞只能培養(yǎng)成植株17在生物體所有細胞中，全能性最高的是（ ）A.卵細胞 B.植物花粉 C.體細胞 D.受精卵18對細胞全能性的表述正確的是（ ）A. 花粉可培育成單倍體，是細胞全能性的體現 B. 動物細胞融合標志著動物細胞全能性的實現C. 單克隆抗體的制備原理依據的是細胞的全能性D.非離體植物細胞能夠表現出全能性19用以下四種細胞工程技術培育出的新個體中，遺傳物質全部來自一個親本的方法是（ ）A.細胞核移植 B.細胞融合 C.動物胚胎移植 D.細胞組織培養(yǎng)20動物細胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的重要區(qū)別是（ ）A動物細胞培養(yǎng)可以傳代培養(yǎng)而植物不能 B動物細胞培養(yǎng)是單個細胞培養(yǎng)而植物不是C物細胞培養(yǎng)的培養(yǎng)基的成分與植物不同D. 動物細胞培養(yǎng)中可發(fā)生遺傳物質的改變而植物不能21關于愈傷組織形成過程的正確敘述是（ ）A. 愈傷組織的形成是離體的植物細胞分化的結果B. 愈傷組織的形成是離體的植物細胞分裂的結果C. 愈傷組織的形成是離體的動物細胞分化的結果D. 愈傷組織的形成是離體的動物細胞分裂的結果22植物組織培養(yǎng)過程中的脫分化是指（ ）A. 植物體的分生組織通過細胞分裂產生新細胞B. 未成熟的種子經過處理培育出幼苗的過程C. 植物的器官、組織或細胞通過離體培養(yǎng)產生愈傷組織的過程D. 取植物的枝芽培育成一株新植物的過程23運用下列細胞工程技術培育新品種，培養(yǎng)過程中能形成愈傷組織的是（ ） 細胞和組織培養(yǎng) 植物體細胞雜交 動物細胞融合 動物細胞核移植A. B. C. D.24細胞具有全能性的原因是（ ）A. 生物體細胞具有使后代細胞形成完整個體的潛能B. 生物體的每一個細胞都具有全能性 C. 生物體的每一個細胞都含有個體發(fā)育的全部基因D.生物體的每一個細胞都是由受精卵發(fā)育來的251958年，美國科學家斯圖爾德用胡蘿卜韌皮部細胞培養(yǎng)出完整的胡蘿卜植株。該過程不需要（ ）A. 在無菌條件下切取具細胞核的細胞 B.用酶解法去掉細胞壁C.適合的光照和溫度 D.在培養(yǎng)基中加入一定量的營養(yǎng)物質和激素二、非選擇題50分26一同學做植物水培實驗，全素標準培養(yǎng)液完全按植物生長發(fā)育所需要的礦質元素的種類和數量配制的，在培養(yǎng)過程中又及時添加該種培養(yǎng)液。第一周長勢正常，第二周起出現缺素癥狀且越來越嚴重。第三周全株萎蔫，繼而死亡，實驗失敗。請分析回答：（1）既然配制的是全素標準培養(yǎng)液，為什么還會出現缺素癥狀？ 。應采取怎樣的補救措施？ 。（2）培養(yǎng)液中并不缺水，但植物到第三周竟然萎蔫，其原因是 。這個事實也說明了植物根系吸收水分和吸收礦質離子的關系是 。（3）為了解決第三周出現萎蔫的問題，可以采取的措施是 。27下表是某培養(yǎng)液成分含量表，請回答：（1）若用于培養(yǎng)微生物，該培養(yǎng)液中有 類營養(yǎng)物質，可培養(yǎng)的微生物同化作用類型是 。（2）此營養(yǎng)液若用來培養(yǎng)固氮微生物，則應除去的成分是 ，應加入的物質是 。編號成分含量（NH4）HCO305gKH2PO430 gCaSO405gFeCl205g維生素少許水1000ml（3）若用該培養(yǎng)液培養(yǎng)大腸桿菌，應加入的物質是 ，為檢測大腸桿菌的存在與否還應加入 和 ，將呈現 反應。（4）此培養(yǎng)液若用于培養(yǎng)金黃色葡萄球菌并觀察菌落形態(tài)，除有機物外還應加入 ，為使其正常生長繁殖，同時又抑制其他雜菌，還應加入 。（5）此培養(yǎng)液若用于植物組織培養(yǎng)，還應加入 和 。（6）各種成分在熔化后分裝前必須進行 ，接種前要進行 。28人工種子是人們模仿天然種子結構制造出來的生命有機體，它能像種子一樣萌發(fā)生長，長成植物。人工種子的核心部件是個被外層物包埋的具有類似種胚功能的胚狀體。胚狀體不同于一般的種胚，是由非合子細胞分化形成的類似于胚的結構物，所以又稱“體細胞胚”或“花粉胚”。胚狀體在一定條件下，可以通過胚胎發(fā)育過程形成植株。胚狀體可從懸浮培養(yǎng)的單細胞中得到，也可通過試管培養(yǎng)的愈傷組織、花粉或胚囊獲得。將胚狀體包埋在一個能提供營養(yǎng)的膠質中，便成了所謂的“人工種子”。自從1968年F.C.斯圖爾德和J.賴爾特分別對胡蘿卜進行誘導得到胚狀體,30多年來約有200多種植物培養(yǎng)出了胚狀體.我國利用組織培養(yǎng)技術已成功地在煙草、水稻、小麥和玉米等作物上誘導出了胚狀體。各國正著手將人工種子推向商品化。根據以上材料回答：（1）植物的胚狀體是 繁殖的產物。培育胚狀體利用了 這一項生物技術。（2）包埋胚狀體的膠質可看作種子的哪部分？ （3）由人工種子萌發(fā)出的植株是否可育？說明理由。 。植物的器官、組織或細胞取下并放入培養(yǎng)基中培養(yǎng)ABBB再分化植物體胚狀體材料一： 29閱讀下列材料，分析后簡要回答問題： 材料二：植物細胞aC植物細胞bD融合再生細胞壁雜種細胞細胞分裂（1） 寫出以下過程或結構的名稱：A ；B ；C ；D 。（2） 材料2中在獲得雜種細胞的容器中還有其他什么細胞？ （3）A過程是否需