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第一节　通过植物组织培养可获得完整植株
第1课时　植物组织培养技术
课标内容要求 核心素养对接
阐明植物组织培养是在一定的条件下，将离体植物器官、组织和细胞在适宜的培养条件下诱导形成愈伤组织，并重新分化，最终形成完整植株的过程。 1.生命观念——阐明植物细胞全能性的含义。2.科学思维——认识植物组织培养技术是离体获得植物体的重要方法；概述植物组织培养的过程。
一、细胞工程
1．细胞工程：指按照一定的设计方案，借助工程学的方法或技术，以生物组织、细胞和细胞器为对象进行操作，在细胞水平上改造生物遗传特性，以获得特定的细胞产物、细胞、组织、器官或新生物体的技术。
2．类型
(1)按技术类型：细胞和组织培养、细胞融合、核移植技术等。
(2)按生物类型：植物细胞工程和动物细胞工程等。
3．动、植物细胞工程的基础技术：动物细胞培养和植物组织培养。
二、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．植物组织培养：指在无菌和人工控制条件下，将离体的植物体器官、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。
2．离体培养：由于植物组织培养是植物材料在脱离母体的条件下进行的，所以也称为离体培养。
3．外植体：用于培养的植物的离体器官、组织等称为外植体。
4．植物细胞的全能性：已分化的细胞中遗传物质一般不发生改变，植物体的每个生活细胞都具有该植物所包含的全部的遗传信息，因而具有发育成完整植株的潜能，这就是植物细胞的全能性。
5．植物组织培养的理论基础：外植体因脱离了母体的影响，一定条件下能实现其全能性。
6．离体培养条件下，植物细胞全能性的表达是通过细胞的脱分化和再分化实现的。
(1)脱分化：离体条件下已分化的细胞经过诱导，失去特有的结构和功能，重新获得分裂能力，称为脱分化。
(2)愈伤组织：脱分化的细胞不断分裂增殖，产生无组织结构、松散的薄壁细胞团，称为愈伤组织(callus)。
(3)再分化：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，进而形成芽或根等，再生出新的植株，这个过程称为再分化。
7．愈伤组织再分化为完整植株的途径
(1)图示
(2)器官发生途径
首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，因为芽和根都是植物的器官，所以这一途径称为器官发生途径。
(3)体细胞胚发生途径
由愈伤组织表面形成类似种子胚的结构，这种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称为胚状体，胚状体继续发育成完整的植株。
三、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
1．植物组织培养是在严格的无菌条件下进行的。
(1)保证培养过程中植物材料不被污染是成功的基础。
(2)接种器具和培养基一般用高压蒸汽灭菌。
(3)接种室和操作台常利用紫外灯照射灭菌。
2．培养基能为离体植物材料提供适宜的营养条件。
(1)植物组织培养的培养基中通常含有水、无机盐、有机营养成分、琼脂、植物激素等物质。
(2)无机盐为植物提供必需的矿质元素。
(3)有机营养成分中含有糖类、氨基酸、维生素等物质。
①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。
②维生素往往以辅酶的形式参与细胞的蛋白质、脂质、糖代谢等重要活动。
(4)植物激素调控细胞的脱分化和再分化过程
①植物生长调节物质包括天然植物激素和人工合成的激素类似物。
②植物生长素类和细胞分裂素类物质是植物组织培养不可缺少的两类调节物质，两者的浓度和配比在脱分化和再分化中起着关键作用。
③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；比值小时，则促进芽的形成。
(5)尽管植物生长所需营养物质具有高度的一致性，但不同植物对这些营养成分的需要量有较大差异，同一种植物不同部位的营养要求也不相同
①根据不同的培养类型、植物不同的营养需求，可设计不同的培养基配方。
②在设计植物培养基时，最常改动的成分就是植物激素类物质的种类和比例。
判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性。 (×)
提示：具有某种生物全部遗传信息的细胞在离体的情况下才能表现出全能性。
2．脱分化和再分化是植物组织培养的重要过程。 (√)
3．在植物组织培养过程中需要给予光照，以诱导脱分化过程。 (×)
提示：植物组织培养过程中，脱分化过程是要求避光培养的。
4．由于植物组织培养是植物材料在脱离母体条件下进行的，所以也称为离体培养。 (√)
5．植物体细胞胚发生途径是指愈伤组织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的途径。 (×)
提示：体细胞胚发生途径是指由愈伤组织表面形成胚状体，胚状体继续发育成完整植株的途径。
　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．细胞的全能性
(1)细胞的全能性的概念
细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。
(2)细胞具有全能性的原因
一般来说，生物体的细胞中都含有该物种的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部遗传信息。
(3)生物体内细胞不能表现全能性的原因
在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达，从而形成生物体的不同组织和器官。
(4)不同细胞的全能性的比较
①受精卵的全能性大于体细胞，部分生殖细胞的全能性大于体细胞。
注意：并不是所有的生殖细胞都能表现出全能性，如哺乳动物的精子、卵细胞不能表现全能性。
②体细胞的全能性：分化程度低的细胞>分化程度高的细胞；幼嫩的细胞>衰老的细胞；分裂能力强的细胞>分裂能力弱的细胞。
③随着细胞分化程度的提高，细胞的全能性降低。
2．植物组织培养的一般过程
(1)外植体：用于植物组织培养的离体的植物器官、组织或细胞。
(2)脱分化：离体条件下已分化的细胞经过诱导，失去特有的结构和功能，重新获得分裂能力。
(3)愈伤组织：脱分化的细胞不断分裂增殖，产生无组织结构、松散的薄壁细胞团。
(4)再分化
①概念：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，进而形成芽或根等，再生出新的植株，这个过程称为再分化。
②途径：一种是器官发生途径；另一种为体细胞胚发生途径。
1．在组织培养过程中，诱导愈伤组织的培养基、诱导生芽的培养基和诱导生根的培养基的成分有什么不同？
提示：三种培养基成分的不同是生长素和细胞分裂素的比例不同。
2．若培养物取自植物的幼茎、叶片等含有叶绿体的部位，愈伤组织中是否会含有叶绿体？
提示：培养物经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞，愈伤组织中不含有叶绿体。
1．下列有关植物细胞全能性的说法，错误的是(　　)
A．体细胞具有发育成完整个体所必需的全部基因
B．高度分化的细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性
C．植物细胞的全能性是植物组织培养的理论基础之一
D．从一粒玉米种子长成一棵植株体现了细胞具有全能性
D　[植物的体细胞具有发育成完整个体所必需的全部基因，即植物细胞的全能性，也是植物组织培养的理论基础之一，A、C正确；高度分化的细胞只有处于离体状态且有适宜的生长条件时才有可能表现出全能性，B正确；从一粒玉米种子长成一棵植株是自然生长过程，不能体现植物细胞的全能性，D错误。]
2．培养胡萝卜根组织可获得试管苗，获得试管苗的过程如图所示。
　→→→
　 ①　　　　　②　　　　　　　③
　→→
　 ④　 　　　⑤　　　　　　　⑥
回答下列问题。
(1)利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有__________________。
(2)步骤③切取的组织块中要带有形成层，原因是______________________。
(3)从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基，其原因是__________________
_________________________________________________________________
_________________________________。在新的培养基上愈伤组织通过细胞的________过程，最终可形成试管苗。
(4)步骤⑥要进行照光培养，其作用是______________________________。
(5)经组织培养得到的植株，一般可保持原品种的__________，这种繁殖方式属于________繁殖。
[解析]　(1)分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有全能性。(2)在本实验中，切取胡萝卜块时要切取含有形成层的部分，原因是形成层容易诱导形成愈伤组织。(3)决定植物细胞脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，步骤⑤(诱导愈伤组织形成)和步骤⑥(诱导愈伤组织分化形成试管苗)所需的生长素和细胞分裂素的比例不同，故从步骤⑤到步骤⑥需更换培养基。愈伤组织通过细胞的再分化过程形成试管苗。(4)步骤⑥需要照光培养，其作用是诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用。(5)组织培养没有经过两性生殖细胞的结合，因此属于无性繁殖，组织培养得到的植株保持了原品种的遗传特性。
[答案]　(1)全能性(或形成完整植株所需的全部基因)　(2)形成层容易诱导形成愈伤组织　(3)诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同　再分化　(4)诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用　(5)遗传特性　无性
　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
1．植物组织培养是在严格的无菌条件下进行的。
(1)保证培养过程中植物材料不被污染是成功的基础。
(2)接种器具和培养基一般用高压蒸汽灭菌。
(3)接种室和操作台常利用紫外灯照射灭菌。
2．培养基能为离体植物材料提供适宜的营养条件。
3．植物激素调控细胞的脱分化和再分化过程。
(1)离体的器官、组织、细胞之所以能够按照人们的设计目标进行细胞分裂和分化、器官形成与个体再生，植物激素起到了重要的甚至是决定性的作用。
(2)植物生长素类和细胞分裂素类物质是植物组织培养不可缺少的两类调节物质，两者的浓度和配比在脱分化和再分化中起着关键作用。
(3)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；比值小时，则促进芽的形成。
1．在植物组织培养过程中，为什么要进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作？
提示：避免杂菌在上面迅速生长消耗营养，且有些杂菌会危害培养物的生长。
2．诱导愈伤组织期间一般不需要光，后续培养过程中，为什么每日要给予适当时间和强度的光照？
提示：后续培养过程中，给予适当时间和强度的光照的目的是诱导叶绿素的形成，进一步形成叶绿体进行光合作用。
3．(2021·湖北省适应性测试)植物组织培养过程中，无菌操作步骤至关重要。下列关于无菌操作的叙述，错误的是(　　)
A．不耐高温的植物激素需过滤除菌后才能添加到已灭菌的培养基中
B．超净工作台可用紫外线消毒，镊子、剪刀可灼烧灭菌
C．植物材料用次氯酸钠消毒后接种到培养基中
D．玻璃培养皿常采用干热灭菌法灭菌
C　[对不耐高温的植物激素除菌时无法用高压蒸汽灭菌法，可以用滤膜过滤除菌，再添加到已灭菌的培养基中，A正确；接种室和超净工作台等表面消毒，可用紫外线进行消毒，镊子、剪刀等金属器具可灼烧灭菌，B正确；植物组织培养中的外植体用70%的酒精和氯化汞(或次氯酸钠)进行消毒，外植体取出后，在无菌水中漂洗了消毒液后才能接种到培养基中，C错误；玻璃培养皿常采用干热灭菌法灭菌，D正确。]
4．关于植物组织培养的再分化过程，说法错误的是(　　)
A．再分化过程中，不同细胞内合成了功能不同的特异性蛋白质
B．脱分化与再分化过程所使用的培养基主要是激素浓度及用量比例的不同
C．再分化过程在实验室或植物组织培养车间进行，需要避光处理
D．再分化过程中，核遗传物质没有发生改变，但mRNA有变化
C　[再分化的本质就是细胞分化，分化的实质是细胞内的基因选择性表达，不同细胞内转录出不同的mRNA，合成了功能不同的特异性蛋白质，A、D正确；决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素的浓度和用量比例，因此脱分化与再分化过程所使用的培养基主要是激素浓度及用量比例的不同，B正确；诱导愈伤组织期间一般不需要光照，但再分化过程将形成根和芽等营养器官，芽的形成需要一定的光照，同时叶绿素的形成过程也离不开光照，所以再分化过程需要光照，C错误。]
下面是某科研小组研究某植物组织培养过程中的实验数据，请思考回答问题。
编号 植物生长调节剂浓度/(mg/L) 愈伤组织诱导率/%
2，4 D 6 BA
1 3 0 52.1±2.2
2 5 0 55.2±2.1
3 3 0.1 42.4±1.9
4 5 0.1 46.9±2.0
5 7 0.1 38.6±1.4
6 3 0.3 43.7±2.8
本案例考查学生演绎与推理的科学思维能力及实验设计和对实验结果的交流讨论的能力。
(1)表中2，4 D和6 BA分别是什么类型的植物生长调节剂？(科学思维)
提示：2，4 D是生长素类、6 BA是细胞分裂素类。
(2)诱导愈伤组织的最佳植物生长调节剂浓度是多少？(科学探究)
提示：5.0 mg/L 2，4 D，不添加6 BA。
(3)诱导愈伤组织的培养基中加入的3%的蔗糖的作用是什么？(科学思维)
提示：提供营养，调节渗透压。
(4)该实验需不需要光照条件？(生命观念)
提示：不需要光照条件。
[课堂小结]
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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.根据外植体的不同，可将植物组织培养分为器官培养、组织培养、细胞培养、原生质体培养等。3.由愈伤组织再分化形成完整植株，一般有两种途径：一种是器官发生途径，另一种称为体细胞胚发生途径。4.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。5.培养基能为离体植物材料提供适宜的营养条件。6.植物激素调控细胞的脱分化和再分化过程。
1．下列有关愈伤组织细胞的叙述，不正确的是(　　)
A．细胞壁薄、分裂旺盛
B．细胞具有较高的全能性
C．由高度分化的植物细胞经脱分化和分裂形成
D．细胞有叶绿体，能进行光合作用
D　[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；愈伤组织是由离体的植物组织经脱分化和分裂形成的，细胞具有较高的全能性；在无光条件下培养产生的愈伤组织无叶绿体。]
2．植物组织培养过程中的脱分化是指(　　)
A．植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞的过程
B．未成熟的种子经过长期培养，长出幼苗的过程
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．取植物的枝芽培育成一株新个体的过程
C　[植物细胞的脱分化就是让已分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能，而转变为未分化的细胞——愈伤组织的过程。]
3．在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的(　　)
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　[形成愈伤组织，需要在消毒灭菌条件下进行。因为只有在消毒灭菌条件下，才能保证培养出的组织、细胞避免感染，否则培养基内将长出许多微生物，与离体细胞争夺营养与生存空间，使其不能形成愈伤组织。由于此阶段形成的是愈伤组织，并没有形成具有根、茎、叶的植物体，因此不需要光照。]
4．下图表示以某种杂合体名贵花卉的绿色叶片为材料，利用植物组织培养技术繁殖该植物过程中出现的不同结果。下列分析正确的是(　　)
①A　　　　②　　　　　③
A．不同结果的出现主要是由是否提供光照造成的
B．①通过脱分化得到②通过再分化得到③
C．利用花粉粒进行单倍体育种也能培养出该杂合体花卉
D．②组细胞的全能性高于①组和C组
D　[不同结果的出现主要是细胞分裂素与生长素的比例不同导致的，A错误；愈伤组织②在不同植物激素比例下分化为①根或③丛芽，B错误；利用花粉进行单倍体育种得到的一般为纯合体，C错误；②组细胞分化程度很低，其全能性最高，D正确。]
11/11课后素养落实(六)　植物组织培养技术的应用
(建议用时：40分钟)
题组一　植物组织培养通过多种途径有效地提高生产效率
1．下列属于植物的微型繁殖技术的是(　　)
A．兰花的芽尖组织培育成兰花幼苗
B．水稻种子萌发并长成新个体
C．扦插的葡萄枝条长成新个体
D．柳树芽发育成枝条
A　[微型繁殖技术是快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，也叫快速繁殖技术。水稻种子萌发并长成新个体、柳树芽发育成枝条均属于个体发育；扦插的葡萄枝条长成新个体属于无性繁殖中的营养繁殖。]
2．(2020·江苏徐州检测)利用马铃薯的块茎进行无性繁殖，种植的世代多了以后往往会因感染病毒而减产，为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳办法是(　　)
A．选择优良品种进行杂交
B．在田间喷洒消毒剂
C．利用茎尖进行组织培养
D．人工诱导基因突变
C　[进行作物脱毒时常采用茎尖作为外植体，原因是茎尖病毒极少，切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株就可能不带病毒，C符合题意。]
3．科研人员用甲基磺酸乙酯处理野生烟草的愈伤组织后，培育出了抗盐碱的烟草。甲基磺酸乙酯的作用是(　　)
A．诱发愈伤组织细胞发生突变
B．诱导愈伤组织细胞中染色体数目加倍
C．对愈伤组织进行消毒
D．诱导愈伤组织再分化出芽和根
A　[甲基磺酸乙酯是一种化学物质，能有效诱发愈伤组织细胞发生突变，从而形成符合生产要求的突变新品种，A正确。]
4．利用植物组织培养技术从红豆杉细胞中提取抗癌药物紫杉醇，不需要进行的是(　　)
A．选择适当的分化培养基培育红豆杉幼苗
B．选取合适的外植体并对其进行消毒
C．外植体需接种在无菌的固体培养基上培养
D．控制植物激素的种类和比例，诱导产生愈伤组织
A　[要获得细胞产物，只需要培养到愈伤组织阶段即可，不需要培育红豆杉幼苗，A符合题意。]
5．如图是人工种子的结构简图，对其叙述不正确的是(　　)
A．人工胚乳中含有胚状体发育所需的营养物质，还可以添加农药和植物激素
B．人工种子可以工业化生产，播种人工种子可节省大量的粮食
C．人工种子克服了有些作物品种繁殖能力差或发芽率低等问题
D．人工种子的胚状体还未分化出胚芽、胚轴和胚根等结构
D　[所谓人工种子，就是以植物组织培养得到的体细胞胚、芽、愈伤组织等为材料，经人工薄膜包装得到的种子。胚状体与正常的受精卵发育形成的胚有类似的结构，即胚芽、胚轴和胚根。]
6．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，下列技术中不能选用的是(　　)
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
B　[茎段扦插、幼芽嫁接、幼叶与茎尖等部位的组织培养等方法可以快速繁殖种苗，且能保持亲本的优良性状；采用花粉粒离体培养可获得单倍体幼苗，其性状可能与亲本不同。]
7．马铃薯是一种重要的经济作物，传统的繁殖方式感染病毒严重，导致产量大大降低。科研人员利用种苗脱毒技术可有效解决这个问题，基本操作流程如下：
请回答问题：
(1)该技术称为________________，其理论基础是_______________________
________________________________________________________________。
(2)配制培养基，应加入一定量的琼脂、蔗糖、无机盐、维生素、有机添加物等营养物质，蔗糖除作为碳源外，还具有________________________________
______________________________________________________的功能。
(3)利用种苗脱毒技术培育马铃薯，常用的培养基有脱分化培养基、生芽培养基、生根培养基，这三种培养基的主要差异在于_________________________
___________________________________________________________________。
(4)在培育过程中，选取的外植体是___________________________________
_________________________________________________________，原因是
________________________________________________________________。
(5)对形成的愈伤组织进行培养时需将外植体置于25 ℃、无菌和________条件下培养，当试管苗长到3～4片叶时即可移栽。
[解析]　(1)题述操作应用的是植物组织培养技术，理论基础是植物细胞具有全能性。(2)蔗糖在培养基中，可作为碳源，也可为植物生长提供能量且维持一定的渗透压。(3)植物组织培养中的关键性激素是生长素和细胞分裂素；这两种激素比例不同会影响植物细胞发育方向，生长素与细胞分裂素的比值高时，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。(4)由于茎尖、芽尖分生区无病毒或低毒，因此常作为植物组织培养中的外植体。(5)植物生长需要进行光合作用，因此，需将外植体置于25 ℃、无菌和光照条件下培养，当试管苗长到3～4片叶时即可移栽。
[答案]　(1)植物组织培养　植物细胞的全能性　(2)提供能量和维持渗透压　(3)生长素和细胞分裂素的用量比例不同　(4)茎(芽)尖　茎(芽)尖分生区无病毒或低毒　(5)光照
题组二　菊花的组织培养及幼苗的移栽
8．下列与菊花茎段组织培养相关的叙述正确的是(　　)
A．培养过程中涉及三种培养基，MS培养基适于形成愈伤组织，然后依次转入生根及生芽培养基中培养
B．可在一种培养基中完成全部培养过程
C．外植体只可来自通过无菌培养的菊花幼苗，不能取自天然生长的菊花植株
D．外植体可选自天然生长的菊花植株，但须对其进行消毒处理
D　[在组织培养过程中愈伤组织应先转入生芽培养基再转入生根培养基。组织培养过程中用到三种培养基，不能在一种培养基上完成培养的全部过程。外植体既可来自通过无菌培养的菊花幼苗，也可取自天然生长的菊花植株。]
9．(2020·河北张家口期中)关于菊花组织培养的操作，下列说法错误的是(　　)
A．培养基连同其他器械一起进行高压蒸汽灭菌
B．幼苗要先移植到消过毒的蛭石或者珍珠岩等环境下生活一段时间
C．用于植物组织培养的培养基同样适合于某些微生物的生长，一旦被杂菌污染则培养失败
D．接种时用镊子夹取菊花茎段全部插入培养基中即可
D　[分装好的培养基连同其他器械一起进行高压蒸汽灭菌，然后在室温下自然冷却后，存放于阴凉干燥洁净处待用，A正确；幼苗要先移植到消过毒的蛭石或者珍珠岩等环境下生活一段时间，等幼苗长壮后再移栽到土壤中，B正确；用于植物组织培养的培养基同样适合于某些微生物的生长，一旦被杂菌污染则培养失败，C正确；接种时用镊子夹取菊花茎段的1/3～1/2插入培养基中，注意将形态学上端朝上，D错误。]
10．组织培养是近几年来发展起来的一种植物无性繁殖技术，特别是繁殖名贵经济作物、珍稀濒危植物方面。以下是实验室进行植物组织培养的一般过程，请回答下列问题。
―→―→―→―→
(1)植物组织培养的各个步骤应严格执行________技术，所以在生产时为了防止污染，植物组织必须先进行________，常用的试剂是：75%酒精和__________________。各种器皿和培养基等通常用________法灭菌。
(2)与微生物培养基相比，植物组织培养基中要添加生长素和________，两者的摩尔浓度比决定组织是生根，还是发芽。一般先用________培养基进行培养，使之长出较多的丛状苗，然后将丛状苗分株培养。
(3)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右图所示。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逐渐减小，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。
(4)据图推测，若要在诱导试管苗生根的过程中提高其光合强度，应________培养基中蔗糖浓度，以便提高试管苗的自养能力。
A．降低　　　　　　　 B．增加
C．不改变 D．先降低后增加
[解析]　(1)植物组织培养的各个步骤要严格执行无菌技术，外植体用75%的酒精和10%的次氯酸钠溶液进行消毒，各种器皿和培养基用高压蒸汽灭菌。(2)植物组织培养的培养基中要添加生长素和细胞分裂素。(3)分析图示可知，随着培养基中蔗糖浓度的增加，光合作用逐渐减弱，而单株鲜重则是先增加后减少；因蔗糖浓度为0时，虽然光合作用强度较大，但单株鲜重比较低，此时试管苗光合作用产生的有机物量不能满足自身最佳生长的需要，蔗糖浓度为1%左右时才能满足自身最佳生长的需要。(4)随着蔗糖浓度的增加，光合作用强度逐渐减小，故要提高光合作用能力，则应适当降低培养基中的蔗糖浓度。
[答案]　(1)无菌　消毒　10%的次氯酸钠溶液　高压蒸汽
(2)细胞分裂素　生芽
(3)先增加后减小　不能
(4)A
11．用纯种的高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮秆(d)易染锈病(t)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下：
F1雄配子幼苗
下列有关此种育种方法的叙述，正确的是(　　)
A．这种育种方法叫杂交育种
B．过程④必须使用生长素处理
C．这种方法的最大优点是缩短育种年限
D．③过程必须经过受精作用
C　[该育种方法为单倍体育种，可以明显缩短育种年限。①是杂交，②是减数分裂，③是花药离体培养，④是用秋水仙素处理使单倍体的染色体数目加倍。③过程利用了植物组织培养技术，不需要受精，而是由雄配子直接发育成幼苗。]
12．下图为利用体细胞诱变育种技术获得抗除草剂白三叶草新品种的过程。下列叙述错误的是(　　)
A．该育种过程依据的原理有基因突变和植物细胞具有全能性
B．过程①②培养基中，不同植物生长调节剂的浓度比例不同
C．白三叶草愈伤组织和胚状体的细胞中DNA和RNA种类相同
D．过程③通常采用的筛选方法是向白三叶草幼苗喷洒除草剂
C　[当生长素含量高于细胞分裂素时，主要诱导植物组织脱分化和根原基的形成；而当细胞分裂素的含量高于生长素时，则主要诱导植物组织再分化和芽原基的形成。白三叶草愈伤组织和胚状体的细胞中DNA种类相同，因为基因的选择性表达，RNA和蛋白质的种类是有差异的。]
13．以下与菊花茎段组织培养相关的叙述不正确的是(　　)
A．进行菊花组织培养时，首先用细胞分裂素相对较多和生长素相对较少的培养基进行培养
B．培养过程中宜将生芽培养基中生长的丛状苗分株后，在无菌条件下一个个转入生根培养基中
C．将切好的茎段插入生芽培养基后需在日光灯下保持18 ℃～25 ℃的温度培养，且每日光照不少于10～12 h
D．在丛状苗形成之前不需光照，丛状苗形成之后方可进行光照
D　[进行菊花茎段培养时，丛状苗形成前及形成丛状苗后诱导生根的培养均需在日光灯下每日光照不少于10～12 h的条件下进行。故D选项所述不正确。]
14．下列关于试管苗移栽的说法正确的是(　　)
A．丛状苗在生根培养基中生根后，可直接转移至土壤中定植
B．外植体培养2～3周后，可将生长健壮的丛状苗直接定植于土中
C．将已生根的试管苗移至草炭土或蛭石中，应保持自然湿度予以继续培养
D．待生根后，应将试管苗移至草炭土或蛭石中培养锻炼，然后再转移至土中定植
D　[进行植物组织培养时，丛状苗诱导生根后，应将苗移至草炭土或蛭石中用玻璃罩或塑料布保持80%以上的湿度，2～3天后打开玻璃罩逐渐降低湿度进行锻炼，直到将罩全部打开处于自然湿度下为止，然后方可移至土中培养(定植)直至长成植株并开花。故A、B、C所述均不正确，D选项所述正确。]
15．通过植物组织培养技术可以快速繁殖、生产药物及培育无病毒的植物等。据图表回答问题。
植物的花芽分别在含有不同浓度及比例的生长素和细胞分裂素的培养基中的生长状况
A组 B组 C组 D组 E组
生长素 0 3 ppm 3 ppm 0.03 ppm 0
细胞分裂素 0 0.2 ppm 0.002 ppm 1.0 ppm 0.2 ppm
花芽生长状况 仍是组织切块 形成愈伤组织 愈伤组织分化出根 愈伤组织分化出嫩芽　 稍生长
(1)离体的植物器官、组织或细胞能够被培养成新的植物体的原因是_________________________________________________________________。
(2)用植物组织培养方法诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状体结构，若包裹上人工种皮，制成人工种子，可能解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。胚状体来源于离体的植物体细胞，其形成过程中要经过的生理变化大体上是图中[　]________和[　]________过程，在此过程中被培养的细胞始终受________的调节。
(3)应用植物组织培养技术培养茎尖或根尖组织可获得无病毒植株，其原因是植物的茎尖或根尖很少__________________________。
(4)从上表的实验结果可看出：生长素和细胞分裂素是实验中的两种重要物质，其中，新芽形成必需的条件是细胞分裂素的浓度________(填“大于”或“小于”)生长素的浓度；而在培养形成完整新个体过程中，对它们的调控关键是__________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
[解析]　(1)离体的植物器官、组织或细胞能够被培养成新的植物体的原因是植物细胞具有全能性。
(2)胚状体来源于离体的植物体细胞，其形成过程中要经过的生理变化大体上是图甲中①脱分化和②再分化过程，脱分化和再分化过程需要植物激素的调节。
(3)植物的茎尖或根尖很少被病毒感染，甚至无病毒，因此应用植物组织培养技术培养茎尖或根尖组织可获得无病毒植株。
(4)在植物组织培养过程中，细胞分裂素和生长素起着重要的调节作用，当细胞分裂素浓度高时，可以诱导丛芽的产生；当生长素浓度高时，可以诱导根的产生。由此可见，调控的关键是适当控制好不同培养期的培养基中细胞分裂素和生长素的浓度及二者的比例。
[答案]　(1)植物细胞具有全能性
(2)①　脱分化　②　再分化　植物激素
(3)被病毒感染，甚至无病毒
(4)大于　调控好不同培养期的培养基中细胞分裂素与生长素的浓度及其比例
8/9第2课时　植物组织培养技术的应用
课标内容要求 核心素养对接
举例说明植物细胞工程利用快速繁殖、脱毒、次生代谢产物生产、育种等方式有效提高了生产效率。 1.科学探究——依据实验步骤，制订实验方案，合作交流，完成菊花的组织培养的操作，并如实记录实验数据，得出实验结论。2.社会责任——列举植物组织培养技术在生产实践中的应用，说明植物细胞工程对生产的影响。
一、植物组织培养通过多种途径有效地提高生产效率
1．组织培养技术可快速繁殖植物
(1)根据培养过程，植物组织培养可分为初代培养和继代培养。
①初代培养：指从植物体上分离下来的外植体的第一次培养。
②继代培养：将初代培养获得的培养物转移到新的培养基上继续进行扩大培养。
(2)离体繁殖主要以营养器官为外植体，再生个体的遗传性与母体一致，因此快速繁殖的过程就是植物克隆的过程。组织培养再生的个体被称为克隆植物，可以很好地保持品种的优良性状。
2．组织培养技术可用于植物脱毒
(1)选材部位：植物生长点附近(茎尖、芽尖等)。
(2)操作过程：利用组织培养方法，取一定大小的茎尖进行培养，再生的植株有可能不带病毒，从而获得脱病毒苗，再用脱病毒苗进行繁殖。
(3)优点：种植的作物不会或极少发生病毒。
3．组织培养技术可用于生产人工种子
(1)人工种子：是将植物离体培养产生的体细胞胚、芽、愈伤组织等包埋在含有营养成分和保护功能的物质中而制成的。在条件适宜时，它同普通种子一样可以发芽成苗。
(2)人工种子通常包括体细胞胚、人工胚乳和人工种皮三部分。
(3)优点：①生产过程不受季节限制。
②可以大量、快速繁殖优良品种。
4．组织培养技术可用于细胞代谢产物的工业化生产
5．组织培养技术可用于作物新品种的培育
(1)细胞突变体的筛选
①产生原因：在组织培养过程中，培养物的细胞处于不断分裂状态，易受培养条件和外界压力(如射线和化学物质等)的影响而发生变异。
②优点：在细胞和原生质体培养时进行人工诱变，诱变频率大于个体或器官水平，而且在较小的空间内一次可处理大量材料。
(2)单倍体育种
①过程：花药离体培养―→单倍体植株纯合子植株。
②优点
a．后代是纯合子，能稳定遗传。
b．明显缩短了育种的年限。
(3)离体的器官、组织、细胞、原生质体常作为外源基因的受体。
二、活动：菊花的组织培养及幼苗的移栽
1．实验原理
本活动以菊花为材料进行组织培养，以实现菊花的快速繁殖。通过调节激素的比例可控制菊花外植体的生长发育。首先用含细胞分裂素相对较多和生长素相对较少的发芽培养基培养菊花茎段，使其长出较多的丛状苗；然后用含有一定浓度生长素的培养基将其分株培养，使其生根；再将生根的试管植株移至草炭土或蛭石中继续生长，苗健壮后可移栽定植。
2．方法步骤
菊花外植体的接种与培养―→菊花试管苗的生根培养―→菊花试管苗的移栽。
判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1．葡萄的扦插、桃树的嫁接、石榴的压条繁殖方式都属于微型繁殖。 (×)
提示：题述繁殖方式属于无性繁殖，不属于微型繁殖。微型繁殖是指用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。
2．脱毒苗培育所选的组织培养材料可以来自植株的任何部位。 (×)
提示：培育脱毒苗时选用的通常是茎尖等分生组织，原因是该组织附近的病毒极少，甚至无病毒。
3．单倍体育种和突变体培育的遗传学原理是一致的。 (×)
提示：单倍体育种的原理是染色体畸变和植物细胞的全能性，突变体育种的原理是基因突变和植物细胞的全能性。
4．突变体培育通常对植物的愈伤组织进行诱变处理，而工业化生产的细胞产物也来自愈伤组织细胞。 (√)
5．工业化生产的细胞次生代谢物，其化学成分都是蛋白质。
(×)
提示：次生代谢物一般不是植物基本生命活动所必需的产物，不是蛋白质。
　植物组织培养通过多种途径有效地提高生产效率
1．比较两种植物繁殖新途径
项目 概念(或原理) 特点
快速繁殖 初代培养、继代培养 ①高效、快速地实现种苗的大量繁殖；②保持优良品种的遗传特性
作物脱毒 在植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少，甚至无病毒。取茎尖进行组织培养，再生的植株有可能不带病毒 获得高产、优质的植株
2.植物细胞培养与植物组织培养的比较
项目 植物组织培养 植物细胞培养
目的 获得植物体 获得细胞产物
原理 植物细胞的全能性 细胞增殖
过程
应用 快速繁殖、作物脱毒、单倍体育种等 细胞产物的工业化生产，如紫草宁、人参皂苷、紫杉醇等
1．马铃薯、草莓和香蕉脱毒苗产量和品质明显提高，为什么小麦和玉米脱毒苗却基本没有变化？
提示：马铃薯、草莓和香蕉进行无性繁殖，感染的病毒很容易传递给子代，而小麦和玉米是通过种子繁殖，感染的病毒不容易传递给子代。
2．为什么用物理或化学因素处理愈伤组织更易诱发突变？产生的变异一定符合需要吗？
提示：因为愈伤组织细胞处在分裂过程中，细胞要进行DNA分子复制，因此更易发生突变。由于突变是不定向的，产生的变异不一定符合需要。
1．如图是利用某植物(基因型为AaBb)产生的花粉进行单倍体育种的示意图，据图判断错误的是(　　)
eq \x()
A．过程②通常使用的试剂是秋水仙素，作用时期为有丝分裂前期
B．通过过程①得到的植株既有纯合子又有杂合子
C．过程①属于植物的组织培养，在此过程中必须使用一定量的植物激素
D．与杂交育种相比，该育种方法的优点是能明显缩短育种年限
B　[该过程是单倍体育种过程，所以过程①是花药离体培养，获得的是单倍体，基因型为AB、Ab、aB、ab 4种，经染色体加倍后的植株B都为纯合子；过程②使用秋水仙素使染色体数目加倍，作用机理是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，到后期染色单体分开后不能向细胞两极移动；过程①属于植物组织培养，需要生长素和细胞分裂素的诱导。]
2．下列关于细胞产物的工业化生产的叙述，错误的是(　　)
A．细胞产物的工业化生产是植物细胞工程的重要用途之一
B．培养过程中需要脱分化形成愈伤组织，然后悬浮培养愈伤组织细胞
C．愈伤组织需要经过再分化产生特定的组织细胞后才能产生特定的细胞产物
D．培养的细胞收集后，一般要破碎提取其有效成分
C　[细胞产物的工业化生产是植物细胞工程的重要用途之一，A正确；培养过程中需要脱分化形成愈伤组织，然后悬浮培养愈伤组织细胞，B正确；愈伤组织不需要再分化就能产生特定的细胞产物，C错误；培养的细胞收集后，一般要将其破碎提取有效成分，D正确。]
　菊花的组织培养及幼苗的移栽
1．材料用具
(1)已灭菌的发芽培养基和生根培养基
①发芽培养基参考配方：MS＋6 BA 1.0 mg/L＋NAA 0.1 mg/L
②生根培养基参考配方：MS＋NAA 0.1 mg/L
(2)制作用于接种的无菌纸：用报纸或牛皮纸将若干张适当大小的纸巾包起来，经高压灭菌锅灭菌后，放入干燥箱中烘干备用。
2．方法与步骤
(1)菊花外植体的接种与培养
↓
↓
③外植体培养
(2)菊花试管苗的生根培养
取试管苗→分割试管苗→接种在生根培养基中→培养(温度：20～28 ℃；每天光照10～12 h)
(3)菊花试管苗的移栽
炼苗→培养基质的灭菌→育苗盘的准备→试管苗的清洗→试管苗的栽种→培养及管理
3．下列关于“菊花的组织培养”实验的叙述，不正确的是(　　)
A．该实验的理论依据是植物细胞具有全能性
B．分割外植体时，要注意将茎段上的芽去除
C．实验过程中需要注意器械的灭菌和实验人员的无菌操作
D．整个培养过程需要适宜的温度和一定的营养条件
B　[分割外植体时，每一茎段至少有一个芽。]
4．(2021·南京检测)下列有关菊花组织培养的叙述，错误的是(　　)
A．外植体一般选自于未开花植株的茎上部新萌生的嫩枝
B．为充分利用培养条件，每个锥形瓶可接种1～3个外植体
C．外植体发芽培养无需光照，生根培养时每天光照10～12 h
D．外植体接种前常进行流水冲洗、酒精处理、消毒液处理等消毒措施
C　[外植体发芽培养与生根培养每天均需光照10～12 h。]
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(见下表)进行预实验。
品种B组织培养阶段 细胞分裂素浓度(μmol/L) 生长素浓度(μmol/L)
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
本案例考查学生实验设计和实施实验方案的能力。
(1)Ⅰ阶段时为什么通常选择茎尖、幼叶等作为外植体？(科学思维)
提示：细胞分化程度低，容易诱导产生愈伤组织。
(2)为确定品种A的Ⅰ阶段的最适细胞分裂素浓度，参照品种B的激素配比(m1>2.0)，以0.5 μmol/L为梯度，设计5个浓度水平的实验，5个浓度的设置分别是多少？(科学探究)
提示：(m1－1.0) μmol/L、(m1－0.5) μmol/L、m1 μmol/L、(m1＋0.5) μmol/L、(m1＋1.0) μmol/L。
(3)Ⅲ阶段时，科研人员分别选用浓度低于或高于n3 μmol/L的生长素处理品种A幼芽，要使其都达到最佳生根效果，选用低浓度生长素时的处理方法和选用高浓度生长素时的处理方法有什么不同？(科学思维)
提示：低浓度生长素用浸泡法(长时间处理)，高浓度生长素用沾蘸法(短时间处理)。
[课堂小结]
知 识 网 络 构 建 核 心 语 句 背 诵
1.初代培养是指从植物体上分离下来的外植体的第一次培养。2.将初代培养获得的培养物转移到新的培养基上继续进行扩大培养称为继代培养。3.植物生长点附近的病毒浓度很低甚至无病毒，因此采用茎尖进行培养，再生的植株有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。4.人工种子是将植物离体培养产生的体细胞胚、芽、愈伤组织等包埋在含有营养成分和保护功能的物质中而制成的。5.在组织培养过程中，培养物的细胞处于不断分裂状态，易受培养条件和外界压力(如射线和化学物质等)的影响而发生变异。
1．通过植物组织培养技术繁育农作物，其优点不包括(　　)
A．加快繁育速度　　　 B．保持亲本优良性状
C．培育出无病毒植株 D．改变植物的基因型
D　[植物组织培养技术不仅可以保持优良亲本的遗传特性，还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖，A、B项均正确；利用该技术还可以培育脱毒苗，因为选材部位是植物分生区附近的新生组织，没有或极少感染病毒，所以由培育的脱毒苗长成的植株是无病毒植株，C项正确；经该技术培育的植株跟亲本基因型相同，D项错误。]
2．为给工厂化繁殖脱毒甘薯苗提供技术支持，科研人员利用植物组织培养技术研究甘薯茎尖(外植体)大小对诱导分化苗和脱毒苗的影响，结果如表所示，下列相关叙述错误的是(　　)
茎尖大小 外植体数/个 分化苗数/苗 脱毒苗数/苗
小于0.3 mm 20 1 1
0.3～0.5 mm 20 10 7
大于0.5 mm 20 13 4
A．不同培养阶段培养基中激素种类和比例应适时调整
B．脱分化过程中应给予充足光照使其进行光合作用
C．本实验的自变量为茎尖的大小
D．0.3～0.5 mm大小的茎尖有利于脱毒甘薯苗的培养
B　[不同培养阶段培养基中激素种类和比例应适时调整，如生长素与细胞分裂素的比例升高，利于根的分化；比例下降，利于芽的分化，A正确；脱分化过程中不需要光照，B错误；实验中茎尖的大小为自变量，脱毒苗的数量为因变量，C正确；由图可知，0.3～0.5 mm大小的茎尖，脱毒苗的数目最多，故有利于脱毒甘薯苗的培养，D正确。]
3．如图是对基因型为Aabb的玉米所做的处理，据图分析下列叙述错误的是(　　)
A．过程a所采取的技术手段是花药离体培养
B．过程b用秋水仙素处理后可以得到4种基因型的玉米植株
C．c和d分别是脱分化和再分化过程
D．图中过程a或过程c、d能够说明植物细胞具有全能性
B　[过程a由花粉粒变为单倍体植株，一定要经过花药离体培养，A正确；基因型为Aabb的玉米能产生2种基因型的花粉：Ab和ab，经花药离体培养后可得到2种单倍体幼苗，幼苗再经秋水仙素处理后得到AAbb和aabb 2种基因型的可育玉米，B错误；c是脱分化，d是再分化，C正确；过程a和c、d是植物细胞培育成了植物个体，所以能够说明植物细胞具有全能性，D正确。]
4．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．接种时外植体未灭菌
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
A　[同一温室中的外植体有正常生长的，因此排除pH和温度条件不适宜的可能。]
5．菊花的组织培养的大致过程如下图所示。请回答下列问题。
(1)外植体的消毒：将________的枝条剪成一定大小，在________________中浸泡2 min，用流水冲洗干净后，在________中消毒30 s，继续用________冲洗后置于________________中消毒10 min，或者在________________中消毒5～7 min，然后用________多次冲洗。消毒后的材料应放在________或________中，待接种。
(2)菊花外植体的培养：将接种后的材料在________的条件下培养，每天光照________，观察记录外植体的生长状况，直至得到________。
(3)试管苗的生根培养：将试管苗放于________培养。保持温度为________，每天光照________，一星期后，观察试管苗生长情况。约2～3星期后，试管苗长出健壮根系。
[答案]　(1)带芽　洗涤灵稀释液　75%酒精　流水　10%次氯酸钠溶液　0.1%氯化汞溶液　无菌水　无菌纸　灭菌培养皿　(2)18～25 ℃　10～12 h　菊花小植株　(3)培养室　20～28 ℃　10～12 h
6/10课后素养落实(五)　植物组织培养技术
(建议用时：25分钟)
题组一　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．植物细胞表现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
C　[高度分化的植物细胞处于离体状态时，在一定的营养物质和外界条件下才能表现全能性。]
2．(2020·山东章丘多校联考)下列关于全能性的叙述错误的是(　　)
A．理论上，几乎生物体的每个细胞都含有该生物的全套基因，具有全能性
B．植物细胞虽然具有全能性，但并不是所有细胞都能表现全能性
C．植物体只有生长部位的细胞具有全能性，其他部位的细胞没有全能性
D．植物细胞具有全能性，动物体细胞的细胞核具有全能性
C　[从理论上说，生物体的每个细胞都具有该种生物发育为完整个体所需的全套基因，因此具有全能性，A正确、C错误；植物细胞在未离体的情况下不会表现其全能性，B正确；植物细胞和动物体细胞的细胞核具有全能性，D正确。]
3．(2020·辽宁阜新实验中学高二月考)如图为植物组织培养过程示意图，下列叙述错误的是(　　)
A．从理论上讲，①可以是植物体的每一个活细胞
B．为防止杂菌污染，植物组织培养过程要进行严格的无菌操作
C．①→②过程中，通过有丝分裂产生一团具有特定结构和功能的由薄壁组织细胞组成的愈伤组织
D．②→③的再分化过程中，细胞增殖的方式为有丝分裂
C　[①表示外植体，从理论上讲①可以是植物体的每一个活细胞，A正确；植物组织培养的过程要求无菌无毒的环境，其中外植体要进行消毒处理，培养基要进行灭菌处理，B正确；①→②过程为脱分化过程，脱分化过程形成的愈伤组织是失去其特有的结构和功能的未分化细胞，C错误；②→③的再分化过程中，细胞增殖的方式为有丝分裂，D正确。]
题组二　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
4．为探究矮牵牛原生质体的培养条件和植株再生能力，某研究小组的实验过程如下图。下列叙述正确的是(　　)
A．过程①获得的原生质体需悬浮在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中
B．过程②需提高生长素的比例，以促进芽的分化
C．过程③需要用秋水仙素处理诱导细胞壁再生
D．原生质体虽无细胞壁，但仍然保持细胞的全能性
D　[过程①表示去除细胞壁获得原生质体，获得的原生质体需悬浮在等渗溶液中，若将得到的原生质体置于质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中，原生质体会失水皱缩，A项错误；过程②表示再分化，需提高细胞分裂素的比例，以促进芽的分化，B项错误；过程③中细胞壁的再生是杂种细胞能进行新陈代谢的标志，不需要用秋水仙素诱导，C项错误；原生质体虽无细胞壁，但细胞内的遗传物质未改变，仍保持细胞的全能性，D项正确。]
5．下图为烟草植物组织培养过程的示意图。下列有关叙述正确的是(　　)
A．对过程①获取的根组织块应做较彻底的灭菌处理
B．过程②应使用适宜的培养基，在有光环境中进行
C．过程③发生脱分化，其实质是基因的选择性表达
D．从根组织块到幼苗形成的过程说明植物根细胞具有全能性
D　[植物组织培养技术应在无菌条件下进行，①为获取外植体的过程，所以对过程①应做消毒处理，而彻底灭菌会导致组织细胞死亡，A项错误；过程②为脱分化，需要避光，而再分化过程需要光照，B项错误；过程③表示再分化，C项错误；由植物细胞到完整个体的过程能说明植物细胞具有全能性，D项正确。]
6．(2020·浙江湖州中学高二月考)下列关于影响植物组织培养的因素的叙述，错误的是(　　)
A．幼嫩组织较成熟组织易培养成功
B．给离体幼茎消毒需要用到次氯酸钠溶液
C．植物组织培养需要适宜的温度环境
D．生长素与细胞分裂素的含量之比较高时，有利于芽的形成
D　[幼嫩组织细胞的分化程度较成熟组织细胞的低，因此幼嫩组织较成熟组织易培养成功，A正确；植物组织培养时需要用体积分数为75%的酒精和质量分数为10%左右的次氯酸钠溶液对离体幼茎进行消毒，B正确；植物组织培养需要适宜的温度环境，C正确；生长素与细胞分裂素的含量之比较高时，有利于根的形成，D错误。]
7．分离的胡萝卜根细胞分化成植株的过程示意图如下。下列叙述正确的是(　　)
A．过程a中的细胞均具有相同的染色体数
B．过程b中的细胞遗传物质会发生改变
C．过程c中会出现细胞分化和凋亡
D．上述过程中的细胞会出现同源染色体分离
C　[据图分析，图示为植物组织培养的过程，其中过程a表示脱分化，过程b表示再分化，过程c表示胚状体通过细胞的分裂与分化形成试管苗。脱分化时，细胞以有丝分裂的方式进行增殖，在有丝分裂后期，因着丝粒分裂而导致细胞中的染色体数目暂时加倍，所以过程a中的细胞具有的染色体数不一定相同，A错误；过程b表示再分化，其实质是基因的选择性表达，细胞遗传物质没有发生改变，B错误；过程c是胚状体通过细胞分裂与分化形成试管苗的过程，在此过程中会出现细胞分化和凋亡，C正确；题述过程中的细胞没有进行减数分裂，因此不会出现同源染色体分离，D错误。]
8．(2020·浙江嘉兴一中高二下月考改编)如图表示植物组织培养过程。据图分析，下列叙述正确的是(　　)
A．②试管的培养基中含有植物生长调节剂，不含有机物
B．③试管中的细胞能进行减数分裂
C．调节④试管的培养基中植物生长调节剂的比例可诱导产生不同的植物器官
D．⑤植株根尖细胞的全能性比①植株根尖细胞的强
C　[②试管的培养基中含有植物生长调节剂和有机物等，A错误；③试管中的细胞进行有丝分裂，B错误；调节④试管的培养基中植物生长调节剂的比例，可诱导产生根或芽，C正确；①和⑤都是完整植株个体，因此⑤植株根尖细胞的全能性与①植株根尖细胞的相同，D错误。]
9．下列有关植物组织培养过程中细胞脱分化的叙述，不正确的是(　　)
A．已经分化的细胞失去特有的结构和功能而转变成未分化的细胞的过程
B．已经分化的细胞转变成为具有分生能力的薄壁细胞，进而形成植物的愈伤组织的过程
C．离体的植物组织在一定的培养条件下分化出根和芽的过程
D．离体的植物组织在脱分化形成愈伤组织的过程中必须经过有关激素的诱导
C　[脱分化的过程是指已经分化的细胞经诱导后，失去特有的结构和功能而转变成未分化的细胞的过程，A正确；脱分化的结果是形成愈伤组织，愈伤组织是具有分生能力的薄壁组织团块，B正确；离体的植物组织在一定的培养条件下分化出根和芽的过程包括了脱分化和再分化，C错误；脱分化的过程需要经过植物激素的诱导，D正确。]
10．(2020·陕西咸阳实验中学高二月考)下列关于植物组织培养的叙述，不正确的是(　　)
A．消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害
B．植物生长调节剂在培养基中的用量需要考虑植物组织内源激素的含量
C．用花粉经过离体培养获得单倍体植株，可证明花粉细胞也具有全能性
D．在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色体加倍的细胞
D　[植物组织培养中要求无菌操作，以防止细菌感染，消毒时既要杀死材料表面的微生物，又要减少消毒剂对细胞的伤害，A正确；植物激素以及植物生长调节剂发挥作用，与浓度有密切关系，故植物生长调节剂在培养基中的用量需要考虑植物组织内源激素的含量，B正确；用花粉经过离体培养获得单倍体植株，因最终发育成个体，故可证明花粉细胞也具有全能性，C正确；植物细胞融合时必须先去除细胞壁，然后加入诱导剂才能使细胞融合，所以在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂，不能导致细胞融合，D错误。]
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