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课时1　利用植物细胞的全能性，通过组织培养可获得完整植株
课时概念解析　本课时的概念为“植物组织培养是指在无菌和人工控制条件下，将离体植物器官、组织或细胞等培养在人工配制的培养基上，使其生成完整植株或使其细胞增殖并产生细胞代谢产物的技术”，该概念的建构需要以下基本概念或证据的支持：
(1)植物细胞的全能性使离体组织发育成完整植株成为可能；(2)离体植物器官、组织和细胞需要在适宜条件下才可发育成完整的植株。
概念1　植物细胞的全能性使离体组织发育成完整植株成为可能
1.细胞工程的概述
2.植物组织培养技术
提醒：(1)由愈伤组织再分化形成完整植株，一般有两种途径，即器官发生途径和体细胞胚发生途径；
(2)诱导脱分化时，通常要避光培养；诱导再分化时，通常要给予适宜的光照。
[辨正误]
(1)由愈伤组织再分化形成完整植株，一般有两种途径：器官发生途径和体细胞胚发生途径。(　　)
(2)体细胞胚只能来自体细胞的分裂分化，不能来自未受精生殖细胞的直接分裂与分化。(　　)
(3)愈伤组织是一种有一定组织结构、排列整齐的薄壁细胞。(　　)
(4)胚状体是植物体内不经过受精过程由体细胞发育而成的类似胚的结构。(　　)
(生命科学史情境)1958年，美国植物学家斯图尔德(F.C.Steward)和德国植物学家赖纳特(J.Reinert)用胡萝卜根的韧皮部单细胞进行培养，得到完整的小植株，是植物组织培养研究史上的一个里程碑。其大致流程如下，分析回答下列问题：
(1)图中①②分别表示什么过程？_______________________________________
____________________________________________________________________
(2)经过①过程形成的愈伤组织有何特点？
___________________________________________________________________
(3)由愈伤组织经②过程形成完整植株，一般有哪两条途径？____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
(4)植物组织培养的原理是什么？_____________________________________
__________________________________________________________________
体细胞胚和合子胚的比较
项目 体细胞胚 合子胚
不同 由体细胞或未受精生殖细胞分裂、分化而来，属于无性生殖 由受精卵(合子)发育而来，属于有性生殖
相同 都能发育成完整植株
【典例应用】
例1 下图是由愈伤组织再分化为完整植株的途径示意图，下列叙述错误的是(　　)
A.途径①为器官发生途径，一般应先诱导形成根，再诱导形成芽
B.途径②为体细胞胚发生途径，胚状体能发育形成完整的植株
C.以植物的茎尖为外植体培养时，腋芽或顶芽可不经愈伤组织阶段直接萌生成一株幼苗
D.体细胞胚虽经历了与合子胚相似的发育过程，但其来源不是合子
例2 用高度分化的植物细胞、组织和器官等进行组织培养可以形成愈伤组织，下列叙述错误的是(　　)
A.该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的
B.该愈伤组织的细胞没有全能性
C.该愈伤组织是由排列松散的薄壁细胞组成
D.该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构
概念2　离体植物器官、组织和细胞在适宜条件下方可发育成完整的植株
[辨正误]
(1)外植体消毒后，需要用清水多次冲洗，以免消毒剂长时间作用产生毒害作用。(　　)
(2)生长素类和细胞分裂素类物质的比值大时，有利于芽的形成。(　　)
(3)组织培养所用的培养基中加入的糖类，既可作为碳源和能源物质，又参与维持培养基的渗透压。(　　)
(生命科学史情境)1962年由穆拉西格(Murashige)和斯柯格(Skoog)设计的MS培养基是目前使用最广泛的植物培养基，其基本成分如下表所示：
成分 mg/L 成分 mg/L 成分 mg/L 成分 mg/L
NH4NO3 1 650 KI 0.83 CuSO4·5H2O 0.025 肌醇 100
KNO3 1 900 H3BO3 6.2 CoCl2·6H2O 0.025 烟酸(维生素B3) 0.5
CaCl2·2H2O 440 MnSO4·4H2O 22.3 Na2－EDTA 37.3 盐酸吡哆醇(维生素B6) 0.5
MgSO4·7H2O 370 ZnSO4·7H2O 8.6 FeSO4·7H2O 27.8 盐酸硫胺素(维生素B1) 0.1
KH2PO4 170 Na2MoO4·2H2O 0.025 蔗糖 30 000 甘氨酸 2.0
分析表中成分回答下列问题：
(1)表中无机盐为植物提供的矿质元素中大量元素和微量元素分别有哪些？___________________________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
(2)除了表中所列成分外，植物组织培养时还需添加哪些物质？___________________________________________________________________
____________________________________________________________________
(3)组织培养的培养基中加入的植物激素起什么作用？通常加入的是哪些种类的植物激素的类似物？________________________________________________
__________________________________________________________________
___________________________________________________________________
【典例应用】
例3 (2024·山水联盟联考)为了说明生长素和细胞分裂素在植物组织培养中的相互作用，用烟草的愈伤组织做了如下的实验。下列四组实验中，培养基中细胞分裂素中等量、生长素较少的一组是(　　)
例4 (2024·舟山高二期末)如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(　　)
A.②和③阶段发生减数分裂
B.①阶段需要生长素而③阶段仅需要细胞分裂素
C.此兰花的花药离体培养所得的植株体细胞中含有两个染色体组
D.①阶段不仅有细胞增殖且细胞分化速率很快
课时1　利用植物细胞的全能性，通过组织培养
可获得完整植株
概念1
自主建构
1．工程学　细胞器　细胞　器官
2．无菌　器官、组织或细胞　完整植株　细胞代谢产物
辨正误
(1)√
(2)×　提示：体细胞胚有3个来源：①体细胞的分裂与分化；②未受精生殖细胞的直接分裂与分化；③由外植体经愈伤组织再分化产生或直接在外植体上发生。
(3)×　提示：愈伤组织是一种无组织结构、松散的薄壁细胞团。
(4)×　提示：胚状体是指在离体培养条件下不经过受精过程由体细胞发育成的类似胚的结构。
合作探究
(1)提示：①表示脱分化过程，②表示再分化过程。
(2)提示：无组织结构、松散的薄壁细胞团。
(3)提示：器官发生途径和体细胞胚发生途径。
(4)提示：植物细胞的全能性。
典例应用
例1　A　[器官发生途径中，一般应先在一种培养基上诱导形成芽，再在另一种培养基上形成根，A错误。]
例2　B　[愈伤组织细胞含有该生物全部的遗传物质，仍然具有全能性，B错误。]
概念2
自主建构
高压蒸汽　紫外灯照射　芽　根　大量元素　微量
辨正误
(1)　提示：消毒后的外植体应用无菌水多次冲洗。
(2)×　提示：生长素类和细胞分裂素类物质的比值大时，有利于根的形成。
(3)√
合作探究
(1)提示：大量元素有N、P、S、K、Mg、Ca；微量元素有Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、I、Co等。
(2)提示：水、有机营养成分(糖类、氨基酸、维生素等)、琼脂、植物激素类物质等。
(3)提示：培养基中的植物激素调控细胞的脱分化和再分化过程；通常加入的是生长素类似物和细胞分裂素类似物。
典例应用
例3　A　[当培养基中生长素和细胞分裂素的比例适中时，有利于愈伤组织的形成；当生长素比例偏高时，有利于根的形成；当细胞分裂素比例偏高时，有利于芽的分化。A图显示培养基有利于芽的分化，A符合题意。]
例4　C　[在四倍体兰花叶片植物组织培养过程中涉及有丝分裂，不涉及减数分裂，A错误；在植物组织培养过程中，培养基中需添加生长素和细胞分裂素，B错误；分析题干可知，四倍体兰花植物通过减数分裂产生的生殖细胞中含有两个染色体组，因此由此兰花的花药离体培养获得的单倍体植株体细胞中含有两个染色体组，C正确；植物组织培养技术包括脱分化和再分化两个阶段，①表示脱分化阶段，细胞只增殖不分化，D错误。](共23张PPT)
第二章　植物细胞工程
课时1　
利用植物细胞的全能性，通过组织培养可获得完整植株
本课时的概念为“植物组织培养是指在无菌和人工控制条件下，将离体植物器官、组织或细胞等培养在人工配制的培养基上，使其生成完整植株或使其细胞增殖并产生细胞代谢产物的技术”，该概念的建构需要以下基本概念或证据的支持：
(1)植物细胞的全能性使离体组织发育成完整植株成为可能；(2)离体植物器官、组织和细胞需要在适宜条件下才可发育成完整的植株。
课时概念解析
目录 CONTENTS
1.植物细胞的全能性使离体组织发育成完整植株成为可能
2.离体植物器官、组织和细胞在适宜条件下方可发育成完整的植株
自主建构
合作探究
合作探究
课时概念图
自主建构
工程学
1.细胞工程的概述
细胞器
细胞
器官
2.植物组织培养技术
无菌
器官、组织或细胞
完整植株
细胞代谢产物
2.植物组织培养技术
提醒：(1)由愈伤组织再分化形成完整植株，一般有两种途径，即器官发生途径和体细胞胚发生途径；
(2)诱导脱分化时，通常要避光培养；诱导再分化时，通常要给予适宜的光照。
√
[辨正误]
(1)由愈伤组织再分化形成完整植株，一般有两种途径：器官发生途径和体细胞胚发生途径。( )
(2)体细胞胚只能来自体细胞的分裂分化，不能来自未受精生殖细胞的直接分裂与分化。( )
提示：体细胞胚有3个来源：①体细胞的分裂与分化；②未受精生殖细胞的直接分裂与分化；③由外植体经愈伤组织再分化产生或直接在外植体上发生。
(3)愈伤组织是一种有一定组织结构、排列整齐的薄壁细胞。( )
提示：愈伤组织是一种无组织结构、松散的薄壁细胞团。
(4)胚状体是植物体内不经过受精过程由体细胞发育而成的类似胚的结构。( )
提示：胚状体是指在离体培养条件下不经过受精过程由体细胞发育成的类似胚的结构。
×
×
×
(生命科学史情境)1958年，美国植物学家斯图尔德(F.C.Steward)和德国植物学家赖纳特(J.Reinert)用胡萝卜根的韧皮部单细胞进行培养，得到完整的小植株，是植物组织培养研究史上的一个里程碑。其大致流程如下，分析回答下列问题：
(1)图中①②分别表示什么过程？
提示：①表示脱分化过程，②表示再分化过程。
(2)经过①过程形成的愈伤组织有何特点？
提示：无组织结构、松散的薄壁细胞团。
(3)由愈伤组织经②过程形成完整植株，一般有哪两条途径？
提示：器官发生途径和体细胞胚发生途径。
(4)植物组织培养的原理是什么？
提示：植物细胞的全能性。
体细胞胚和合子胚的比较
项目 体细胞胚 合子胚
不同 由体细胞或未受精生殖细胞分裂、分化而来，属于无性生殖 由受精卵(合子)发育而来，属于有性生殖
相同 都能发育成完整植株 【典例应用 】
A
例1 下图是由愈伤组织再分化为完整植株的途径示意图，下列叙述错误的是(　　)
A.途径①为器官发生途径，一般应先诱导形成根，再诱导形成芽
B.途径②为体细胞胚发生途径，胚状体能发育形成完整的植株
C.以植物的茎尖为外植体培养时，腋芽或顶芽可不经愈伤组织阶段直接萌生成一株幼苗
D.体细胞胚虽经历了与合子胚相似的发育过程，但其来源不是合子
解析：器官发生途径中，一般应先在一种培养基上诱导形成芽，再在另一种培养基上形成根，A错误。
B
例2 用高度分化的植物细胞、组织和器官等进行组织培养可以形成愈伤组织，下列叙述错误的是(　　)
A.该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的
B.该愈伤组织的细胞没有全能性
C.该愈伤组织是由排列松散的薄壁细胞组成
D.该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构
解析：愈伤组织细胞含有该生物全部的遗传物质，仍然具有全能性，B错误。
高压蒸汽
紫外灯照射
芽
根
大量元素
微量
×
[辨正误]
(1)外植体消毒后，需要用清水多次冲洗，以免消毒剂长时间作用产生毒害作用。( )
提示：消毒后的外植体应用无菌水多次冲洗。
(2)生长素类和细胞分裂素类物质的比值大时，有利于芽的形成。( )
提示：生长素类和细胞分裂素类物质的比值大时，有利于根的形成。
(3)组织培养所用的培养基中加入的糖类，既可作为碳源和能源物质，又参与维持培养基的渗透压。( )
×
√
(生命科学史情境)1962年由穆拉西格(Murashige)和斯柯格(Skoog)设计的MS培养基是目前使用最广泛的植物培养基，其基本成分如下表所示：
成分 mg/L 成分 mg/L 成分 mg/L 成分 mg/L
NH4NO3 1 650 KI 0.83 CuSO4·5H2O 0.025 肌醇 100
KNO3 1 900 H3BO3 6.2 CoCl2·6H2O 0.025 烟酸(维生素B3) 0.5
CaCl2·2H2O 440 MnSO4·4H2O 22.3 Na2－EDTA 37.3 盐酸吡哆醇(维生素B6) 0.5
MgSO4·7H2O 370 ZnSO4·7H2O 8.6 FeSO4·7H2O 27.8 盐酸硫胺素(维生素B1) 0.1
KH2PO4 170 Na2MoO4·2H2O 0.025 蔗糖 30 000 甘氨酸 2.0
分析表中成分回答下列问题：
(1)表中无机盐为植物提供的矿质元素中大量元素和微量元素分别有哪些？
提示：大量元素有N、P、S、K、Mg、Ca；微量元素有Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、I、Co等。
(2)除了表中所列成分外，植物组织培养时还需添加哪些物质？
提示：水、有机营养成分(糖类、氨基酸、维生素等)、琼脂、植物激素类物质等。
(3)组织培养的培养基中加入的植物激素起什么作用？通常加入的是哪些种类的植物激素的类似物？
提示：培养基中的植物激素调控细胞的脱分化和再分化过程；通常加入的是生长素类似物和细胞分裂素类似物。
A
例3 (2024·山水联盟联考)为了说明生长素和细胞分裂素在植物组织培养中的相互作用，用烟草的愈伤组织做了如下的实验。下列四组实验中，培养基中细胞分裂素中等量、生长素较少的一组是(　　)
【典例应用 】
解析：当培养基中生长素和细胞分裂素的比例适中时，有利于愈伤组织的形成；当生长素比例偏高时，有利于根的形成；当细胞分裂素比例偏高时，有利于芽的分化。A图显示培养基有利于芽的分化，A符合题意。
C
例4 (2024·舟山高二期末)如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(　　)
解析：在四倍体兰花叶片植物组织培养过程中涉及有丝分裂，不涉及减数分裂，A错误；
在植物组织培养过程中，培养基中需添加生长素和细胞分裂素，B错误；
分析题干可知，四倍体兰花植物通过减数分裂产生的生殖细胞中含有两个染色体组，因此由此兰花的花药离体培养获得的单倍体植株体细胞中含有两个染色体组，C正确；
植物组织培养技术包括脱分化和再分化两个阶段，①表示脱分化阶段，细胞只增殖不分化，D错误。课时精练6　利用植物细胞的全能性，通过组织培养可获得完整植株
(时间：30分钟分值：50分)
选择题：第1～10题，每小题3分，共30分。
【基础对点】
题型1　植物组织培养的原理和过程
1.以下能证明植物细胞具有全能性的生产实践是(　　)
从一粒菜豆种子长成一棵植株
用植物激素培育无籽果实
用一小片土豆叶片，培养成一株完整的植株
杂交育种
2.(2024·湖州高二联考)如图为将胡萝卜的离体组织在一定条件下培育形成试管苗的过程示意图。下列有关叙述正确的是(　　)
此过程依据的生物学原理是细胞膜具有流动性
①②过程中都会发生细胞的增殖和分化
多倍体植株的培育必须经过题图所示过程
利用此过程获得的试管苗可能为杂合子
3.下列有关植物组织培养过程中形成的愈伤组织的说法，错误的是(　　)
愈伤组织是离体植物细胞经过脱分化和再分化形成的
愈伤组织细胞能够不断地分裂增殖
愈伤组织为一团不定型的薄壁细胞
愈伤组织在一定条件下培养可以形成完整的植株
题型2　植物组织培养的条件
4.将离体的胡萝卜形成层脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪项条件是不需要的(　　)
消毒灭菌 适宜的温度
充足的光照 适宜的养料和激素
5.植物组织培养的培养基和微生物培养所配制的培养基的主要区别为(　　)
植物组织培养的培养基一般含植物激素，微生物培养基不含植物激素
植物组织培养的培养基不需要氨基酸，微生物培养基含各种氨基酸
植物组织培养的培养基不需碳源，微生物培养基含碳源
植物组织培养的培养基含维生素，微生物培养基不含维生素
6.培养基中生长素类和细胞分裂素类物质的比例决定了愈伤组织的分化方向。如图所示情况，其培养基中两种植物激素的配比是(　　)
细胞分裂素少，生长素多
细胞分裂素多，生长素少
细胞分裂素和生长素比例合适
细胞分裂素中等，生长素少
7.某小组用组织培养技术繁殖铁皮石斛，为研究培养过程中培养基中蔗糖和水各自的作用进行了对照实验，结果如下表。下列说法正确的是(　　)
培养条件 加蔗糖 不加蔗糖
光 正常生长，分化 不生长，死亡
暗 只生长，不分化 不生长，死亡
蔗糖为生长提供能量，光促进细胞分化
光为生长提供能量，蔗糖促进细胞分化
光照只会影响到光合作用效率
整个组织培养过程中，培养基中都不加入蔗糖也可发育成幼苗
8.(2024·绍兴高二检测)如图为植物组织培养过程的示意图，下列说法错误的是(　　)
b试管中的细胞是具有分化能力的薄壁细胞
.d试管中培育出的个体都是纯合子
a→b的过程需要植物激素的诱导
a→d过程中的细胞分裂都是有丝分裂
【综合提升】
9.(2024·山水联盟联考)某生物兴趣小组成员以西瓜5天龄幼苗子叶(子叶尚未完全展开且颜色为淡绿色)为外植体进行相关研究，得到如图所示的实验结果。下列相关叙述错误的是(　　)
实验开始前应对幼苗子叶和MS培养基进行灭菌处理
与愈伤组织细胞相比，胚状体细胞已经分化
暗处理时间长短对细胞脱分化率影响不大，但影响再分化率
结果表明西瓜子叶诱导形成胚状体的最适暗处理时间是1～2周
10.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，据图不可得出的初步结论是(　　)
污染不是培养基灭菌时间长短造成的
污染主要来源于组织培养所用的离体组织
调节培养基pH不能解决污染问题
调节培养温度能解决污染问题
11.(12分)园艺工作者在栽培开黄花的兰花品种时，偶然发现了一株开白花的兰花。他们以这株开白花的兰花为实验材料，利用离体的器官、组织或细胞培育出了完整的植株。据图回答下列问题：
植株
(1)(2分)为了保证植物组织培养取得成功，培养材料可以选取该白花植株幼嫩的________细胞。
(2)(4分)消毒后进行离体培养的植物器官、组织或细胞被称为________。细胞经过程a～d发育成植株体现了______________________________________。
(3)(4分)启动细胞分裂和过程b的关键性激素是________________。经过程b产生的胚状体中出现形态结构不同的细胞，其根本原因是___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)(2分)发生在生物体内的细胞的分化通常是不可逆的，图中生理过程________(填图中字母)是对细胞分化不可逆的否定。
12.(8分)(2024·A9协作体联考)为探究某种植物愈伤组织的培养条件，某研究小组配制了含有两种浓度2，4D的培养基，然后接种初始重量相同的幼苗子叶切块并分别培养在光照及黑暗条件下，一段时间后，测量愈伤组织的生长量，结果如图。请回答下列问题：
(1)(2分)在该实验中，自变量是_______________________________________。
(2)(2分)据图分析，在培养基中添加2，4D的作用是_____________________________________________________________。
(3)(2分)幼苗子叶切块转变成愈伤组织的过程称为________。为大量获得该植物的愈伤组织，适宜采取________(填“黑暗”或“光照”)培养
(4)(2分)光照在培养过程中不作为愈伤组织的能量来源，原因是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
课时精练6　利用植物细胞的全能性，通过组织培养
可获得完整植株
1．C　[菜豆种子长成一棵植株是自然生长过程，不能体现细胞的全能性，A错误；用植物激素培育无籽果实体现了植物激素能促进果实发育的作用，但不能体现细胞的全能性，B错误；用一小片土豆叶片培育出一棵完整植株需采用植物组织培养技术，而植物组织培养的原理是植物细胞的全能性，C正确；杂交培育出优良作物新品种的原理是基因重组，不能体现植物细胞的全能性，D错误。]
2．D　[植物组织培养的生物学原理是植物细胞具有全能性，A错误；①过程是脱分化，②过程是再分化，脱分化过程中细胞增殖，但没有发生细胞分化，再分化时细胞增殖，同时分化成具有特殊功能的细胞，B错误；多倍体植株的培育无须经过植物组织培养，C错误；用胡萝卜的离体组织经植物组织培养获得试管苗，试管苗的基因型和提供外植体的亲本基因型相同，如果亲本是杂合子，那么试管苗也为杂合子，D正确。]
3．A　[愈伤组织是离体植物细胞经过脱分化形成的，A错误。]
4．C　5.A
6．A　[培养基中细胞分裂素和生长素的比值合适，愈伤组织只生长不分化；若培养基中细胞分裂素和生长素的比值较高，有利于愈伤组织分化成芽；若培养基中细胞分裂素和生长素的比值较低，有利于愈伤组织分化成根。图中愈伤组织已经分化成根，则说明培养基中细胞分裂素含量少，生长素含量多，A正确。]
7．A　[由表可知，蔗糖能为生长提供能量，光能促进细胞分化，A正确，B错误；光照不仅影响到植物光合作用的效率，还能促进细胞分化，整个组织培养过程中，培养基中不加入蔗糖，细胞不生长会死亡，C、D错误。]
8．B　[b试管中是愈伤组织，愈伤组织细胞在一定条件下，可重新分化为各种类型的细胞，A正确；d试管中培育出的个体不一定是纯合子，如果外植体取自纯合子，培育出的个体则一定是纯合子，如果外植体取自杂合子，培育出的个体则一定是杂合子，B错误；a→b为脱分化过程，需要植物激素的诱导，C正确；a→d即脱分化、再分化及进一步发育成小植株的过程中，细胞分裂都是有丝分裂，D正确。]
9．A　[该实验的外植体(幼苗子叶)需要经过消毒处理，而不是灭菌，灭菌会使得外植体死亡而无法培养出愈伤组织和胚状体，A错误。]
10．D　[随培养基灭菌时间的变化，污染率在一定范围内波动，可见污染不是由培养基灭菌时间长短造成的，A不符合题意；随离体组织消毒时间的变化，污染率曲线变化明显，说明污染主要来源于组织培养所用的离体组织，B不符合题意；通过调节培养基的pH，污染率曲线在一定范围内波动，说明调节培养基pH不能解决污染问题，C不符合题意；在不同的培养温度下，污染率在一定范围内波动，说明调节培养温度不能解决污染问题，D符合题意。]
11．(1)茎段(或茎尖分生区)
(2)外植体　植物细胞的全能性
(3)生长素和细胞分裂素　基因的选择性表达
(4)a
12．(1)光照的有无、2，4－D的浓度、培养天数
(2)促进愈伤组织的生长
(3)脱分化　黑暗
(4)愈伤组织细胞中不含叶绿体，无法利用光能进行光合作用
解析　(1)分析题图可知，本实验中涉及3个自变量，即光照的有无、2，4－D的浓度和培养天数，因变量为愈伤组织生长量。(2)分析曲线图可知，加入2，4－D后，愈伤组织生长得更快，所以在培养基中添加2，4－D的作用是促进愈伤组织的生长。(3)据图可知，黑暗条件下愈伤组织生长量更高，因此为大量获得该植物的愈伤组织，适宜采取黑暗培养。(4)在脱分化形成愈伤组织及愈伤组织的增殖阶段，细胞中均不含叶绿体，无法利用光能进行光合作用，因此光照在培养过程中不作为愈伤组织的能量来源。(共35张PPT)
课时精练6
利用植物细胞的全能性，通过组织培养可获得完整植株
(时间：30分钟　满分：50分)
C
题型1　植物组织培养的原理和过程
1.以下能证明植物细胞具有全能性的生产实践是(　　)
A.从一粒菜豆种子长成一棵植株
B.用植物激素培育无籽果实
C.用一小片土豆叶片，培养成一株完整的植株
D.杂交育种
基础对点
01
类题
02
03
04
05
类题
类题
06
07
08
类题
09
类题
10
11
12
解析：菜豆种子长成一棵植株是自然生长过程，不能体现细胞的全能性，A错误；
用植物激素培育无籽果实体现了植物激素能促进果实发育的作用，但不能体现细胞的全能性，B错误；
用一小片土豆叶片培育出一棵完整植株需采用植物组织培养技术，而植物组织培养的原理是植物细胞的全能性，C正确；
杂交培育出优良作物新品种的原理是基因重组，不能体现植物细胞的全能性，D错误。
基础对点
01
类题
02
03
04
05
类题
类题
06
07
08
类题
09
类题
10
11
12
●下图表示利用胡萝卜根韧皮部细胞培养获得完整胡萝卜植株的简要流程，这体现了(　　)
B
基础对点
01
类题
02
03
04
05
类题
类题
06
07
08
类题
09
类题
10
11
12
A.胡萝卜细胞核的杂合性
B.胡萝卜细胞的全能性
C.胡萝卜细胞种类的多样性
D.胡萝卜细胞的易突变性
2.(2024·湖州高二联考)如图为将胡萝卜的离体组织在一定条件下培育形成试管苗的过程示意图。下列有关叙述正确的是(　　)
D
基础对点
01
类题
02
03
04
05
类题
类题
06
07
08
类题
09
类题
10
11
12
A.此过程依据的生物学原理是细胞
膜具有流动性
B.①②过程中都会发生细胞的增殖
和分化
C.多倍体植株的培育必须经过题图所示过程
D.利用此过程获得的试管苗可能为杂合子
解析：植物组织培养的生物学原理是植物细胞具有全能性，A错误；
①过程是脱分化，②过程是再分化，脱分化过程中细胞增殖，但没有发生细胞分化，再分化时细胞增殖，同时分化成具有特殊功能的细胞，B错误；
多倍体植株的培育无须经过植物组织培养，C错误；
用胡萝卜的离体组织经植物组织培养获得试管苗，试管苗的基因型和提供外植体的亲本基因型相同，如果亲本是杂合子，那么试管苗也为杂合子，D正确。
A.此过程依据的生物学原理是细胞膜具有流动性
B.①②过程中都会发生细胞的增殖和分化
C.多倍体植株的培育必须经过题图所示过程
D.利用此过程获得的试管苗可能为杂合子
基础对点
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3.下列有关植物组织培养过程中形成的愈伤组织的说法，错误的是(　　)
A.愈伤组织是离体植物细胞经过脱分化和再分化形成的
B.愈伤组织细胞能够不断地分裂增殖
C.愈伤组织为一团不定型的薄壁细胞
D.愈伤组织在一定条件下培养可以形成完整的植株
解析：愈伤组织是离体植物细胞经过脱分化形成的，A错误。
A
基础对点
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题型2　植物组织培养的条件
4.将离体的胡萝卜形成层脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪项条件是不需要的(　　)
A.消毒灭菌 B.适宜的温度
C.充足的光照 D.适宜的养料和激素
C
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5.植物组织培养的培养基和微生物培养所配制的培养基的主要区别为(　　)
A.植物组织培养的培养基一般含植物激素，微生物培养基不含植物激素
B.植物组织培养的培养基不需要氨基酸，微生物培养基含各种氨基酸
C.植物组织培养的培养基不需碳源，微生物培养基含碳源
D.植物组织培养的培养基含维生素，微生物培养基不含维生素
A
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●如图为用取自基因型为AaBb的胡萝卜韧皮部细胞培育出胡萝卜幼苗的过程。下列叙述错误的是(　　)
D
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A.a→b过程是通过细胞有丝分裂完成的
B.b→c→d过程发生了细胞分化
C.a→b过程中使用的培养基中应含有机碳源和氮源
D.杂合植株经上述过程获得的幼苗会出现性状分离
解析：a→b是脱分化形成愈伤组织过程，该过程的细胞分裂方式是有丝分裂，A正确；
b→c→d过程为再分化过程，形成根或芽等器官，发生了细胞有丝分裂和细胞分化，B正确；
a→b过程中不能进行光合作用，所需的营养来自培养基，培养基中应含有机碳源和氮源，C正确；
题图中植物组织培养过程属于无性繁殖，其细胞分裂方式是有丝分裂，杂合植株经上述过程获得的幼苗的基因型与亲本相同，仍然为杂合子，不会出现性状分离，D错误。
A.a→b过程是通过细胞有丝分裂完成的
B.b→c→d过程发生了细胞分化
C.a→b过程中使用的培养基中应含有机碳源和氮源
D.杂合植株经上述过程获得的幼苗会出现性状分离
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●下图为植物组织培养技术的流程图，相关说法错误的是(　　)
D
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A.植物组织培养过程需细胞分裂素和生长素共同调节
B.②试管中细胞全能性最高
C.①→②、②→③分别是脱分化和再分化过程
D.①→④过程培养基成分保持不变
解析：植物组织培养过程需细胞分裂素和生长素共同调节，细胞分裂素和生长素的比例不同，愈伤组织分化的方向也不同，A正确；
①中为高度分化的组织细胞，②试管中为脱分化形成的愈伤组织细胞，具有较高的全能性，③为愈伤组织再分化后形成的幼体，所以②试管中细胞全能性最高，B正确；
由上述分析可知，①→②、②→③分别是脱分化和再分化过程，C正确；
①→④过程培养基成分不完全相同，如激素的含量与比例不同，D错误。
A.植物组织培养过程需细胞分裂素和生长素共同调节
B.②试管中细胞全能性最高
C.①→②、②→③分别是脱分化和再分化过程
D.①→④过程培养基成分保持不变
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6.培养基中生长素类和细胞分裂素类物质的比例决定了愈伤组织的分化方向。如图所示情况，其培养基中两种植物激素的配比是(　　)
A
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A.细胞分裂素少，生长素多
B.细胞分裂素多，生长素少
C.细胞分裂素和生长素比例合适
D.细胞分裂素中等，生长素少
解析：培养基中细胞分裂素和生长素的比值合适，愈伤组织只生长不分化；若培养基中细胞分裂素和生长素的比值较高，有利于愈伤组织分化成芽；若培养基中细胞分裂素和生长素的比值较低，有利于愈伤组织分化成根。图中愈伤组织已经分化成根，则说明培养基中细胞分裂素含量少，生长素含量多，A正确。
A.细胞分裂素少，生长素多
B.细胞分裂素多，生长素少
C.细胞分裂素和生长素比例合适
D.细胞分裂素中等，生长素少
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7.某小组用组织培养技术繁殖铁皮石斛，为研究培养过程中培养基中蔗糖和水各自的作用进行了对照实验，结果如下表。下列说法正确的是(　　)
A
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培养条件 加蔗糖 不加蔗糖
光 正常生长，分化 不生长，死亡
暗 只生长，不分化 不生长，死亡
A.蔗糖为生长提供能量，光促进细胞分化
B.光为生长提供能量，蔗糖促进细胞分化
C.光照只会影响到光合作用效率
D.整个组织培养过程中，培养基中都不加入蔗糖也可发育成幼苗
解析：由表可知，蔗糖能为生长提供能量，光能促进细胞分化，A正确，B错误；
光照不仅影响到植物光合作用的效率，还能促进细胞分化，整个组织培养过程中，培养基中不加入蔗糖，细胞不生长会死亡，C、D错误。
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8.(2024·绍兴高二检测)如图为植物组织培养过程的示意图，下列说法错误的是(　　)
B
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A.b试管中的细胞是具有分化能力的
薄壁细胞
B..d试管中培育出的个体都是纯合子
C.a→b的过程需要植物激素的诱导
D.a→d过程中的细胞分裂都是有丝分裂
解析：b试管中是愈伤组织，愈伤组织细胞在一定条件下，可重新分化为各种类型的细胞，A正确；
d试管中培育出的个体不一定是纯合子，如果外植体取自纯合子，培育出的个体则一定是纯合子，如果外植体取自杂合子，培育出的个体则一定是杂合子，B错误；
a→b为脱分化过程，需要植物激素的诱导，C正确；
a→d即脱分化、再分化及进一步发育成小植株的过程中，细胞分裂都是有丝分裂，D正确。
A.b试管中的细胞是具有分化能力的薄壁细胞
B..d试管中培育出的个体都是纯合子
C.a→b的过程需要植物激素的诱导
D.a→d过程中的细胞分裂都是有丝分裂
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●某植物有A、B两品种，科研人员在设计品种A组织培养实验时，参照品种B的最佳激素配比(见表)进行预实验。下列叙述正确的是(　　)
D
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品种B组织培养阶段 细胞分裂素浓度/(μmol·L－1) 生长素浓度/(μmol·L－1)
Ⅰ诱导形成愈伤组织 m1 n1
Ⅱ诱导形成幼芽 m2 n2
Ⅲ诱导生根 m3 n3
A.Ⅱ阶段用秋水仙素对材料进行处理，最易获得由单个细胞形成的多倍体
B.Ⅲ阶段时，科研人员将品种A幼芽长时间浸泡在浓度远远高于n3(μmol·L－1)的生长素中，也能达到最佳生根效果
C.Ⅰ阶段通常选择茎尖、幼叶等作为外植体，原因是细胞分化程度高，容易诱导产生愈伤组织
D.在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段中都能发生基因的选择性表达
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解析：Ⅰ阶段诱导形成愈伤组织，愈伤组织是一团未分化的细胞，分裂能力强，用秋水仙素对材料进行处理，最易获得由单个细胞形成的多倍体，A错误；
生长素浓度过高，会产生抑制作用，不利于生根，因此科研人员将品种A幼芽长时间浸泡在浓度远远高于n3(μmol·L－1)的生长素中，不能达到最佳生根效果，B错误；
Ⅰ阶段通常选择茎尖、幼叶等作为外植体，原因是细胞分裂旺盛，新生细胞多，容易诱导产生愈伤组织，C错误；
在植物发育的不同阶段，细胞的种类、功能都有差异，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段中都能发生基因的选择性表达，D正确。
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9.(2024·山水联盟联考)某生物兴趣小组成员以西瓜5天龄幼苗子叶(子叶尚未完全展开且颜色为淡绿色)为外植体进行相关研究，得到如图所示的实验结果。下列相关叙述错误的是(　　)
A
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A.实验开始前应对幼苗子叶和MS培养基
进行灭菌处理
B.与愈伤组织细胞相比，胚状体细胞已经
分化
C.暗处理时间长短对细胞脱分化率影响不
大，但影响再分化率
D.结果表明西瓜子叶诱导形成胚状体的最适暗处理时间是1～2周
解析：该实验的外植体(幼苗子叶)需要经过消毒处理，而不是灭菌，灭菌会使得外植体死亡而无法培养出愈伤组织和胚状体，A错误。
·为研究不同光质对草莓无菌苗叶片形成愈伤组织的影响，进行相关实验，结果如下表所示。下列叙述正确的是(　　)
C
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处理 最早形成愈伤组织时间/天 诱导率/% 愈伤组织特征 愈伤组织再分化趋势
白光 7 50.7 浅绿色、紧实 分化芽较多，长势较快
红光 5 61.0 黄绿色、疏松 分化早，幼芽徒长
蓝光 12 39.3 黄绿色、疏松 分化晚，分化芽少，长势健壮
红光∶蓝光＝2∶1 7 57.3 浅绿色、紧实 分化芽较多，长势快
A.诱导愈伤组织时不需要在培养基中添加有机物
B.蓝光处理诱导率低且愈伤组织不会进行再分化
C.只用红光处理能在最短时间内获得愈伤组织
D.形成愈伤组织过程中细胞的全能性逐渐降低
解析：诱导愈伤组织时需要在培养基中添加有机物，如蔗糖，A错误；
据表可知，蓝光处理诱导率最低，但愈伤组织可以进行再分化，只是分化晚，分化芽少，B错误；
据表可知，与其他组相比，只用红光处理能在最短时间内获得愈伤组织，C正确；
形成愈伤组织的过程属于脱分化，该过程中细胞的全能性逐渐升高，D错误。
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10.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，据图不可得出的初步结论是(　　)
D
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A.污染不是培养基灭菌时间长短造成的
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：随培养基灭菌时间的变化，污染率在一定范围内波动，可见污染不是由培养基灭菌时间长短造成的，A不符合题意；
随离体组织消毒时间的变化，污染率曲线变化明显，说明污染主要来源于组织培养所用的离体组织，B不符合题意；
通过调节培养基的pH，污染率曲线在一定范围内波动，说明调节培养基pH不能解决污染问题，C不符合题意；
在不同的培养温度下，污染率在一定范围内波动，说明调节培养温度不能解决污染问题，D符合题意。
A.污染不是培养基灭菌时间长短造成的
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
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11.园艺工作者在栽培开黄花的兰花品种时，偶然发现了一株开白花的兰花。他们以这株开白花的兰花为实验材料，利用离体的器官、组织或细胞培育出了完整的植株。据图回答下列问题：
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(1)为了保证植物组织培养取得成功，培养材料可以选取该白花植株幼嫩的____________________细胞。
(2)消毒后进行离体培养的植物器官、组织或细胞被称为________。细胞经过程a～d发育成植株体现了_______________________________。
茎段(或茎尖分生区)
外植体
植物细胞的全能性
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(3)启动细胞分裂和过程b的关键性激素是___________________。经过程b产生的胚状体中出现形态结构不同的细胞，其根本原因是______________________。
(4)发生在生物体内的细胞的分化通常是不可逆的，图中生理过程________(填图中字母)是对细胞分化不可逆的否定。
生长素和细胞分裂素
基因的选择性表达
a
12.(2024·A9协作体联考)为探究某种植物愈伤组织的培养条件，某研究小组配制了含有两种浓度2，4－D的培养基，然后接种初始重量相同的幼苗子叶切块并分别培养在光照及黑暗条件下，一段时间后，测量愈伤组织的生长量，结果如图。请回答下列问题：
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(1)在该实验中，自变量是___________________________________________。
(2)据图分析，在培养基中添加2，4－D的作用是__________________________________________________________________。
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光照的有无、2，4－D的浓度、培养天数
促进愈伤组织的生长
(3)幼苗子叶切块转变成愈伤组织的过程称为________。为大量获得该植物的愈伤组织，适宜采取________(填“黑暗”或“光照”)培养。
(4)光照在培养过程中不作为愈伤组织的能量来源，原因是_________________________________________________________________。
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脱分化
黑暗
愈伤组织细胞中不含叶绿体，无法利用光能进行光合作用
解析：(1)分析题图可知，本实验中涉及3个自变量，即光照的有无、2，4－D的浓度和培养天数，因变量为愈伤组织生长量。
(2)分析曲线图可知，加入2，4－D后，愈伤组织生长得更快，所以在培养基中添加2，4－D的作用是促进愈伤组织的生长。
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(3)据图可知，黑暗条件下愈伤组织生长量更高，因此为大量获得该植物的愈伤组织，适宜采取黑暗培养。
(4)在脱分化形成愈伤组织及愈伤组织的增殖阶段，细胞中均不含叶绿体，无法利用光能进行光合作用，因此光照在培养过程中不作为愈伤组织的能量来源。
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