高中生物专题3植物的组织培养技术检测新人教版选修50

专题3 植物的组织培养技术
(时间:60分钟,满分:100分)
一、选择题(每小题2分,共40分)
1某种花卉感染了植物病毒,叶子呈现疱状,欲培养出无病毒的后代,应采取的方法是( )
A.用种子培养后代
B.用无明显症状部分的枝扦插
C.用茎尖进行组织培养诱导出植株
D.用叶表皮细胞进行组织培养,诱导出植株
解析:要培养某花卉的无病毒后代,可利用植物组织培养技术进行脱毒。

具体做法是选取含病毒最少或无病毒的植物细胞或组织进行组织培养。

植物的幼嫩组织,如芽尖、茎尖、根尖分生组织含病毒少或几乎不含病毒,可用于培育脱毒苗。

答案:C
2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
解析:花粉经减数分裂形成,由于基因重组有多种类型,经组织培养获得的单倍体苗染色体加倍后基因型不一定和母体相同。

答案:B
3植物组织培养依据的原理、培养过程的顺序及发挥主要诱导作用的植物激素分别是( )
①植物细胞的全能性②离体植物器官、组织或细胞③根、芽④生长素和细胞分裂素
⑤生长素和乙烯⑥愈伤组织⑦再分化⑧脱分化⑨植物体
A.①、②⑧⑥⑦③⑨、④
B.①、②⑧⑥⑦③⑨、⑤
C.①、⑥②⑨⑧③⑦、⑤
D.①、②⑨⑧⑥⑦③、④
解析:植物组织培养的原理是植物细胞的全能性。

植物组织培养的过程是离体组织或器官→脱分化→愈伤组织→再分化→根、芽→植物体。

培养过程中起主要诱导作用的激素是细胞分裂素和生长素。

答案:A
4无菌技术是植物组织培养获得成功的关键,以下说法正确的是( )
①由于植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗性差,对无菌操作的要求非常严格②对培养基及器械用高压蒸汽灭菌③对培养材料进行表面消毒时,一方面要考虑药剂的消毒效果,另一方面还要考虑植物材料的耐受能力④培养中不同药剂、不同植物材料,甚至不同器官要区别对待⑤对培养材料可用高压蒸汽灭菌⑥如果不小心引起污染,将可能造成培养工作前功尽弃
A.①②③④⑤
B.①②③④
C.①②③④⑥
D.①②③④⑤⑥
解析:植物组织培养的材料大部分来自田间,带有大量微生物,需要进行消毒。

若使用高压蒸汽灭菌,在杀灭微生物的同时,也杀死了外植体,所以应采用化学药物消毒法。

答案:C
5下列对愈伤组织的叙述,不正确的是( )
A.是高度液泡化的、呈无定形状态的一群薄壁细胞
B.是失去分裂能力、高度分化的一群细胞
C.既有分裂能力又有分化能力的一群细胞
D.具有发育成完整植物体的潜能
解析:离体的植物器官、组织或细胞,在培养了一段时间以后,会通过脱分化形成愈伤组织。

愈伤组织的细胞排列疏松而无规则,是一种高度液泡化的、呈无定形状态的薄壁细胞。

愈伤组织在有关激素的作用下,能分裂、分化形成新的植物体。

答案:B
6在花药培养过程中,需要对培育出来的植株做进一步的鉴定和筛选,目的是看其( )
A.是否有染色体丢失
B.是否有基因突变
C.是否出现染色体倍性变化
D.是由哪种形式形成的
解析:花药离体培养形成的植株,特别是通过愈伤组织形成的花粉植株,常常会出现染色体倍性的变化,因此还需要对培养出来的植株做进一步的鉴定和筛选。

答案:C
7基因型为AaBb的一个小孢子母细胞经分裂形成的一个花粉粒中的一个营养核和两个精子,其基因型分别是( )
A.AB、Ab、Ab
B.AB、AB、AB
C.AB、aB、aB
D.aB、ab、ab
解析:一个小孢子母细胞经减数分裂形成四个小孢子,每个小孢子中的细胞核经一次有丝分裂形成一个营养核和一个生殖细胞核,生殖细胞核再经一次有丝分裂形成两个精子,所以营养核和两个精子的遗传物质相同。

答案:B
8四倍体水稻的花药通过无菌操作接入试管,经培养形成试管苗,下列叙述不正确的是( )
A.用花药离体培养法获得的植株是二倍体
B.诱导产生愈伤组织的分裂方式为有丝分裂
C.培养液中应有有机养料以及生长素和细胞分裂素
D.试管苗的生长发育需要光照
解析:四倍体水稻的花药离体培养获得的是含有2个染色体组的单倍体植株,不能叫二倍体。

花药通过培养诱导产生愈伤组织的分裂方式是有丝分裂,同时,培养过程中要加入无机营养、有机营养、生长素和细胞分裂素等物质。

培育成试管苗需通过光照进行光合作用,产生糖类,以满足自身生长需求。

答案:A
9为获得纯合高蔓抗病番茄植株,采用了下图所示的方法,图中两对相对性状独立遗传。

据图分析,不正确的是( )
A.①过程的自交代数越多,纯合高蔓抗病植株的比例越高
B.②过程可以取任一植株的适宜花药作培养材料
C.③过程包括脱分化和再分化两个过程
D.图中筛选过程不改变抗病基因频率
解析:筛选过程就是不断淘汰不符合人们要求的个体,随着个体的淘汰,基因频率会发生改变。

答案:D
10培育农作物新品种的过程中,常利用植物组织培养技术。

下列叙述正确的是( )
A.培育转基因的外植体得到的新个体属于基因突变个体
B.在植物组织培养过程中用理化因素诱导可获得大量有益突变体
C.单倍体育种中经减数分裂和组织培养两个过程能获得纯合二倍体
D.植物组织培养技术的理论基础是细胞的全能性
解析:转基因改造生物的遗传性状属于基因重组,A项错误;在植物组织培养过程中可以用理化因素诱导植物细胞产生有益突变体,但是由于基因突变具有低频性,产生的有益突变体不多,因此该育种方法具有盲目性,B项错误;单倍体育种需要先经花药离体培养获得单倍体植株,然后再经人工诱导染色体数目加倍得到符合生产要求的纯合植株,C项错误;植物组织培养技术的理论基础是细胞的全能性,D项正确。

答案:D
11下图表示应用植物组织培养技术培育优质玉米的过程。

对此过程的相关描述,错误的是( )
A.b→e过程中细胞全能性的高低发生了改变
B.c试管中形成的是高度液泡化的薄壁细胞
C.a植株和f植株体细胞中的染色体组数相同
D.培养出的f植株一般不能直接应用于扩大种植
解析:分化程度越低的细胞,其全能性越高,因此经脱分化获得的细胞全能性高于经再分化获得的细胞的全能性;a是正常植株,而f是经过花粉离体培养获得的单倍体植株,后者的染色体组数减少一半;培养出的f植株是单倍体植株,具有植株弱小、高度不育等特点,因而一般不能直接应用于扩大种植。

答案:C
12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。

下图表示实验结果,据图可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.调节培养温度能解决污染问题
解析:据题图可知,污染率与培养基的灭菌时间、pH以及培养温度并没有规律性关系;而离体组织消毒时间越长,污染率越低,因此可得出污染的主要来源是离体组织。

答案:D
13下页左上图表示基因型为AaBb的水稻的花药通过无菌操作,接入试管后,在一定条件下形成试管苗的培育过程。

下列相关叙述错误的是( )
A.愈伤组织是花粉细胞通过有丝分裂后形成的不规则的细胞团
B.愈伤组织在形成的过程中,必须从培养基中获得水、无机盐和小分子有机物等营养物质
C.为促进花粉细胞分裂、生长,在培养基中应加入适宜浓度的生长素等激素
D.试管苗可能出现的基因型有AABB或AAbb或aaBB或aabb
解析:试管苗为单倍体,其基因型可能是AB、Ab、aB、ab。

答案:D
14番茄的染色体数为24,一个番茄大孢子母细胞发生了减数分裂,所形成的细胞中3个退化了,最后一个细胞随即又发生了3次有丝分裂,你会找到多少个细胞核?这些细胞核各含有多少条染色体?( )
A.4个细胞核,各有12条染色体
B.4个细胞核,各有24条染色体
C.8个细胞核,各有12条染色体
D.8个细胞核,各有24条染色体
解析:大孢子母细胞减数分裂产生的细胞的染色体数目是正常体细胞的一半;其连续发生3
次有丝分裂,产生8个细胞。

答案:C
15外植体接种前,需要将接种室、接种箱灭菌和对外植体消毒。

某同学进行了如下操作: ①接种前一天,将接种室的四个角用甲醛溶液和高锰酸钾熏蒸②将灭菌室和接种箱内用紫外灯灭菌③接种前,操作者用肥皂清洗双手,擦干,再用酒精棉球擦拭双手④接种前1小时,在接种室内用喷雾器喷洒来苏水,桌椅也用来苏水擦拭,接种箱内用甲醛溶液和高锰酸钾熏蒸⑤用次氯酸钠溶液将外植体消毒
合理的操作步骤依次是( )
A.①④②③⑤
B.①②④③⑤
C.①④③②⑤
D.①②③④⑤
答案:B
16下列关于影响植物组织培养的因素的说法,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.在植物组织培养的培养基中必须添加植物激素
C.生长素和细胞分裂素的作用是相互独立的
D.pH、温度、光照条件等对植物组织培养也特别重要
解析:不同植物组织培养的难易程度不同,同一种植物材料也会因年龄、保存时间等不同而导致实验结果不同;在植物组织培养中常常要添加植物激素,但不是都必须添加植物激素,如菊花的组织培养较容易,可不添加;各种植物激素的作用是相互联系的,而不是相互独立的。

答案:D
17下图表示四倍体兰花叶片通过植物组织培养形成植株的过程,下列相关叙述正确的是( )
四倍体兰花叶片愈伤
组织胚状体植
株
A.②和③过程会发生减数分裂
B.①阶段需生长素而②阶段需细胞分裂素
C.①阶段有细胞增殖,但无细胞分化
D.此兰花的花药离体培养所得植株为二倍体
解析:植物组织培养过程是无性繁殖的过程,因此不会涉及减数分裂。

①是脱分化过程,②是再分化过程,在这两个过程中两种激素(生长素和细胞分裂素)都需要。

花药离体培养获得的植株均为单倍体。

答案:C
18用菊花的茎尖进行植物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:进行植物组织培养时,外植体不能进行光合作用,因此培养基中要加入有机物。

一般来说,从接种外植体到出现愈伤组织,需要经过2周时间。

2周以后,由于培养基中的营养成分已接近耗尽,必须更换培养基。

首次培养愈伤组织时,不必见光,因为在无光条件下愈伤组织长得更快。

在愈伤组织形成幼苗期间,可让愈伤组织见光。

愈伤组织见光后,颜色可以转为绿色。

试管苗应该进行见光培养。

答案:C
19下图为某二倍体植株花药中未成熟的花粉在适宜培养基上形成完整植株的过程。

下列有关叙述正确的是( )
A.①②过程表示脱分化,③过程表示再分化
B.①②过程需要照光
C.①②③过程说明花粉细胞具有全能性
D.通过③过程获得的完整植株自交后代不会发生性状分离
解析:①过程表示脱分化,②过程表示再分化;通常幼小植株形成后才需要照光;通过①②③过程,花粉细胞形成了完整的植株,体现了花粉细胞的全能性;通过③过程获得的完整植株是单倍体,高度不育。

答案:C
20兰花、生菜以及无子西瓜等试管苗的产业化生产依赖于植物组织培养技术,下列关于
此技术优越性的叙述,错误的是( )
A.能保持亲本的优良性状
B.能高效地实现种苗的大量繁殖
C.可用于繁殖三倍体植物
D.后代含有两个亲本的遗传物质
解析:植物组织培养属于无性繁殖,后代不可能含有两个亲本的遗传物质。

答案:D
二、非选择题(共60分)
21(14分)育种工作者常采用花药培养的方法,使花粉粒发育为单倍体植株。

采用水稻的花药进行培养的步骤如下:
选取水稻花药→ 对花药消毒→ 接种和培养→ 植物体
请据此回答下面的问题。

(1)诱导花粉植株能否成功及诱导成功率的高低,受多种因素的影响,其中、是主要的影响因素;选择合适的也是提高诱导成功率的重要因素。

(2)花粉在发育过程中要经历、、等阶段,选取的水稻花药应为期的花药,此时细胞核由中央移向细胞一侧,花药培养成功率最高。

(3)在剥离花药时,要尽量不损伤花药,原因
是;同时还要彻底去除花丝,原因是。

(4)通过花药培养产生单倍体植株一般有两种途径:一种是花粉通过阶段发育为植株;另一种是在诱导培养基上先形成,再将其诱导分化成植株。

(5)试管苗形成过程中,必须从培养基中获得无机盐或矿质元素和小分子有机物等营养物质。

要促进花粉细胞分裂和生长,培养基中应有和两类激素。

解析:诱导花粉植株能否成功及诱导成功率的高低,受多种因素的影响,其中材料的选择与培养基的组成是主要的影响因素;选择合适的花粉发育时期也是提高诱导成功率的重要因素。

花粉在发育过程中要经历小孢子四分体时期、单核期、双核期等阶段,选取的水稻花药应为单核期的。

在剥离花药时要尽量不损伤花药,否则接种后容易从受伤的部位产生愈伤组织;同时还要彻底去除花丝,因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成。

通过花药培养产生单倍体植株一般有两种途径:一种是通过胚状体阶段发育为植株;一种是先形成愈伤组织再将其诱导分化成植株。

答案:(1)材料的选择培养基的组成花粉发育时期
(2)小孢子四分体时期单核期双核期单核
(3)如果花药受损,接种后容易从受损伤的部位产生愈伤组织与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成
(4)胚状体愈伤组织
(5)细胞分裂素生长素
22(16分)辣椒是某市的重要蔬菜品种之一,但近年有退化、减产的趋势,如想通过花药离体培养的方法培育优质、高产、无病毒的辣椒苗,请你完成下面的辣椒苗培育方案。

(1)材料的选取:用法镜检花药,一般当花粉粒位于期时可用作培育的材料,此期的花粉粒的特点是,核位于细胞的中央。

(2)培养原理:下图是温度与花药胚的诱导率关系图,在℃时,胚的诱导率最高。

(3)材料的准备:取辣椒花蕾用体积分数为70%的酒精浸泡约30 s,立即取出,在
中清洗。

取出后吸干水分,放入质量分数为0.1%的溶液中2~4 min,取出再用无菌水冲洗3~5次。

(4)接种和培养:接种用的花药要彻底除去花丝。

基本培养基用培养基,在培养基中要加入蔗糖作碳源,加入适量的生长素和细胞分裂素等物质,并进行严格的灭菌。

(5)鉴定和筛选:经过一段时间的培育,花药开裂后,会释放出胚状体,一个花药内能产生多个幼小植株。

幼小植株需要移到新的培养基上继续培养。

培养出来的植株要作鉴定和筛选的原因
是。

解析:花药的组织培养首先是材料选取,利用醋酸洋红法或焙花青—铬矾法来确定花粉发育处于单核期,此时期的花粉粒细胞有单细胞核,含浓厚的原生质。

为保证花药组织培养的成功率,需要严格的消毒,一般先用体积分数为70%的酒精浸泡约30 s,再用无菌水冲洗,最后用质量分数为0.1%的氯化汞溶液处理 2~4 min,用无菌水冲洗3~5次。

将处理好的材料进行接种培养,除去花丝有利于愈伤组织形成。

花药组织培养所用的培养基是MS培养基,需要加入植物激素后再进行灭菌。

经过一定时间的培养,得到花粉植株后,还需要进行植株的鉴定和筛选。

答案:(1)醋酸洋红(或焙花青—铬矾) 单核细胞原生质浓厚
(2)25~28(或25~28 ℃之间的任意温度)
(3)无菌水氯化汞
(4)MS
(5)花药培养中,通过愈伤组织形成的植株常常会出现染色体倍性的变化
23(10分)下图是某生命科学研究院利用玉米种子作为实验材料所做的一些科学实验。

请认真读图并回答下列问题。

(1)取B株幼苗的茎尖进行组织培养(B→C),发育成植株D,取其花药进行离体培养,幼苗经秋水仙素处理(E→F),又发育成为F植株。

①从生殖方式上分析,B→D属于生殖。

②从细胞分裂方式上分析,B→D→E→F过程中依次发生了分裂。

③从遗传特点上分析,D和F性状表现的特点是。

(2)①~②是将纯种黄色玉米种子搭载飞船进行失重和宇宙射线处理。

③是从太空返回的玉米种子种植后的高大植株,④是③自花受粉所结的果穗,其上出现了从来没有见过的“红粒”性状。

那么,这种性状的出现是结构改变引起的,属于。

答案:(1)①无性②有丝、减数、有丝③D株保持亲代优良性状,F株的性状与亲代不一定相同,可能出现性状分离
(2)DNA(或基因或遗传物质) 基因突变
24(20分)下图表示菊花的嫩枝和月季的花药离体培养的过程,请回答下列问题。

菊花的组织培养
月季的花药培养
(1)对菊花来说,要选择生长旺盛的嫩枝来进行组织培养, 其原因
是;对月季来说,适宜花药培养的时期是期,为确定花粉是否处于该时期,最常用的镜检方法
是。

(2)在培养嫩枝组织和花药的培养基中都要加入一定的植物激素,常用的植物激素
有。

(3)两种植物材料的培养在进行接种时应注意:
①接种室要消毒;②材料可用进行浸泡,取出用无菌水冲洗后,再用质量分数为0.1%的氯化汞溶液消毒;③接种操作要在进行;
④接种完毕后立即盖好瓶盖。

(4)月季的花药培养过程中,花粉植株的形成除图中所示途径外,还可以通过阶段发育而来,这两种途径的差别主要取决于。

(5)图中花粉植株属于倍体,要使其能繁殖后代可采取的措施
是。

解析:菊花组织培养时,一般选取未开花植株的茎上部新萌生的侧枝作为外植体,主要是因为其分裂能力强。

被子植物花粉的发育要经历小孢子四分体时期、单核期和双核期等阶段,其中单核期是绝大多数植物花药培养的适宜时期。

在组织培养的培养基中常要加入一些植物激素如生长素和细胞分裂素,在培养的不同时期加入激素的比例不同。

组织培养过程中要求进行严格的无菌操作,因为一旦出现细菌和真菌污染,就会导致实验失败。

答案:(1)生长旺盛的嫩枝生理状况好,容易诱导脱分化和再分化单核醋酸洋红法
(2)生长素和细胞分裂素
(3)体积分数为70%的酒精酒精灯火焰旁
(4)胚状体培养基中激素的种类及其浓度配比
(5)单用一定浓度的秋水仙素处理幼苗。