资源简介

第一节　通过植物组织培养可获得完整植株
素养测练
对点达标练
题组一　植物组织培养的原理和过程
1.下列有关植物细胞全能性的叙述,正确的是(　C　)
A.只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全部基因
B.高度分化的细胞只要处于离体状态就会表现出全能性
C.植物细胞的全能性是植物组织培养技术的理论基础
D.从一粒玉米种子长成一棵植株体现了植物细胞具有全能性
解析:体细胞和生殖细胞都含有发育成完整个体所必需的全部基因;细胞表现全能性的条件:细胞离体和适宜的外界条件(如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等),一定的营养(无机、有机成分)和植物激素(生长素和细胞分裂素等);植物组织培养技术的理论基础是植物细胞具有全能性;从一粒玉米种子长成一棵植株是自然生长的过程,不能体现植物细胞的全能性。
2.在名贵花卉培养与繁殖过程中,常采用植物组织培养技术获得大量幼苗,该技术的基本流程为“取材→对外植体进行消毒→愈伤组织的培养→试管苗的形成→移栽”。下列相关叙述,错误的是(　C　)
A.同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因型可能不同
B.愈伤组织形成试管苗可通过器官发生途径或体细胞胚发生途径
C.由愈伤组织形成试管苗的过程称作脱分化,受基因选择性表达的调控
D.由外植体形成试管苗的过程表明离体的植物细胞具有全能性
解析:同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织的基因型不一定相同,如花粉细胞和体细胞脱分化形成的愈伤组织的基因型不同;由愈伤组织形成试管苗的过程称作再分化,该过程受基因选择性表达的调控。
3.如图是将四倍体兰花的叶片通过植物组织培养形成植株的流程示意图,下列叙述正确的是(　A　)
A.①②阶段依次经过了脱分化和再分化过程
B.②阶段会发生减数分裂过程
C.①阶段需要激素,②阶段不需要
D.以此兰花的花药进行离体培养所得到的植株为二倍体
解析:图中①阶段为脱分化,②阶段为再分化;②阶段为再分化过程,该过程中发生的是有丝分裂过程;①阶段需要激素,②阶段也需要激素,只是这两个过程的激素比例不同;此兰花的花药经离体培养所得植株为单倍体。
题组二　植物组织培养的条件
4.(台金七校联盟高二期中)植物组织培养需要提供适宜的条件才能使外植体发育成完整的植株。下列关于植物组织培养的叙述,正确的是(　D　)
A.培养不同植物材料所需的植物激素配比不同,营养物质配比相同
B.外植体经消毒后需用清水冲洗,以避免消毒剂长时间作用产生毒害
C.将丛状苗接种到生根培养基上进行培养时,升高培养基细胞分裂素浓度有利于丛状苗长根
D.生根后的试管苗移栽到特定培养基质中进行炼苗,需逐步降低培养环境的湿度
解析:培养不同植物材料所需的植物激素配比不同,营养物质配比也不相同;外植体经消毒后需用无菌水冲洗,不能用清水冲洗;与发芽培养基相比,诱导根分化需要较低的细胞分裂素浓度;生根后的试管苗移栽到特定培养基质中进行炼苗,需逐步降低培养环境的湿度。
5.下列关于植物细胞工程技术的叙述正确的是(　D　)
A.接种前需要对外植体、接种器具等进行灭菌
B.接种时不需要在酒精灯火焰旁进行
C.培养过程中不需要更换培养基
D.诱导愈伤组织期间需要适宜的温度
解析:为避免杂菌污染,接种前需要对外植体进行消毒而非灭菌,接种器具和培养基一般用高压蒸汽灭菌;接种操作要在酒精灯火焰旁进行,以避免杂菌污染;植物组织培养涉及脱分化和再分化过程,它们所需的营养物质、植物激素配比均不同,故培养过程中需要更换培
养基。
题组三　植物组织培养的应用
6.(嘉兴二模)取被病毒感染植物的茎尖进行组培,再生植株有可能不带病毒,原因是(　A　)
A.茎尖几乎没有病毒
B.对茎尖进行了消毒
C.茎尖发生了脱分化
D.病毒无法在培养基上复制
解析:植物生长点附近的病毒浓度很低甚至无病毒。
7.(宁波三锋联盟高二期中)植物组织培养在植物生产领域有着广泛的应用。下列叙述错误的是(　C　)
A.初代培养物培养至一定时间可进行继代培养
B.从植物生长点取外植体进行组培可获得脱毒植株
C.生产人工种子的体细胞胚一定是由愈伤组织分化而来
D.对人参皂苷干粉工业化生产用到了植物细胞培养技术
解析:试管苗在初代培养一段时间后营养物质消耗殆尽,代谢废物积累,因而需要继代培养;植物生长点附近病毒浓度很低甚至无病毒,从植物生长点取外植体进行组培可获得脱毒植株;生产人工种子的体细胞胚不一定都是由愈伤组织分化而来,外植体上可直接分化出胚状体;植物细胞培养技术可用于人参皂苷干粉的生产。
8.为解决中药藿香种质退化、易感染病虫害等问题,研究者对组织培养不同阶段的藿香进行辐射处理,以期获得性状优良的突变株。据图分析,相关叙述正确的是(　D　)
A.①对外植体消毒可用酒精和次氯酸钠,②应持续照光以诱导外植体的脱分化
B.与辐射处理愈伤组织相比,辐射处理芽或根能提高获得优良变异株的概率
C.②过程中的细胞代谢类型为自养需氧型
D.诱导愈伤组织、诱导生芽和诱导生根,不是在同一个锥形瓶内完成的
解析:①是获取植物组织得到外植体过程,外植体需要经过消毒,②为脱分化过程,脱分化过程不需要持续光照;愈伤组织细胞分裂旺盛,与辐射处理愈伤组织相比,辐射处理芽或根获得优良变异株的概率降低;②过程为脱分化过程,该过程中的细胞代谢类型为异养需氧型;诱导愈伤组织、诱导生芽和诱导生根,需要不同比例的激素诱导实现,因此不是在同一个锥形瓶内完成的。
9.(五校联盟高二期中)植物组织培养技术广泛应用于工业化生产,下列有关植物细胞工程的叙述,正确的是(　D　)
A.植物组织培养的条件是外植体细胞发生了基因突变
B.外植体培养到植株的过程只受外源激素调控,不受内源激素调控
C.获得脱毒苗常用的外植体是成熟的根和茎,脱毒苗具有更强的抗病毒能力
D.通过植物组织培养获得次生代谢产物紫杉醇的过程不需要表达细胞的全能性
解析:植物组织培养的条件:①细胞离体和适宜的外界条件(如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等),②一定的营养(无机、有机成分)和植物激素(生长素和细胞分裂素);外植体培养到植株的过程既受外源激素调控,又受内源激素调控;获得脱毒苗常用的外植体是幼嫩的根和茎,脱毒苗不具有抗病毒能力;获得紫杉醇的过程只要培养到愈伤组织,不需要形成完整植株,没有体现植物细胞的全能性。
题组四　菊花的组织培养及幼苗的移栽
10.在“菊花的组织培养及幼苗的移栽”活动中,下列有关操作错误的是(　C　)
A.对外植体进行表面消毒时,多试剂混合使用效果较好
B.接种后的菊花茎段应置于18～25 ℃的条件下培养,每天光照10～12 h
C.培养过程中从外植体的分割到试管苗的移栽都需要在无菌条件下进行
D.试管苗移栽至温室中的育苗盘后应覆盖保鲜膜保湿,并定期打开保鲜膜透气
解析:对外植体进行表面消毒时,多试剂混合使用效果较好,如常用一定浓度的次氯酸钠和75%的酒精混合使用对外植体进行消毒;接种后的菊花茎段放在18～25 ℃条件下培养,并且每天光照10～12 h;外植体的分割需要在无菌条件下进行;将试管苗移栽至温室中的育苗盘后要定期打开保鲜膜透气。
11.(嘉兴八校高二期中)组织培养可快速繁殖植物,得到的试管苗常先移至珍珠岩和蛭石中炼苗,苗健壮后可移栽定植。关于菊花的组织培养及幼苗的移栽,下列说法错误的是 (　D　)
A.MS培养基的碳源一般用蔗糖而不用葡萄糖,以减少微生物污染
B.MS培养基、NAA溶液、6BA溶液均可配制成母液,以减少称量的误差
C.接种时用镊子夹取菊花茎段,注意茎段的形态学上下端,避免倒插
D.定植前可先将试管苗移栽到装有蛭石的育苗盘中,因为蛭石含丰富的有机质
解析:微生物一般以葡萄糖作为能源物质,蔗糖不是微生物利用的直接能源,所以MS培养基使用蔗糖可以有效减少微生物的污染;将培养基中的成分配成母液可以减少微量药品在每次称量时造成的误差;由于生长素的极性运输,接种时用镊子夹取菊花茎段,注意茎段的形态学上下端,再插入培养基,不能倒插;蛭石不含有机质。
综合提升练
12.SOD是一种广泛分布于各种细胞中的抗氧化酶,它能催化超氧阴离子自由基形成H2O2,增强植物的抗逆性。如图为培育能够产生SOD农作物新品种的一种方式,有关叙述正确的是(　D　)
A.③表示再分化过程,无需严格的无菌操作
B.过程②和③的培养基中植物激素的种类和配比相同
C.图中愈伤组织和胚状体的细胞中蛋白质的种类相同
D.②过程中一般不需要光照,③过程中需要给予适宜时间和强度的光照
解析:②、③分别表示脱分化、再分化过程,均需要在严格的无菌条件下完成;②、③分别表示脱分化、再分化过程,培养基中植物激素配比不相同;愈伤组织再分化形成胚状体,由于基因的选择性表达,两者细胞中蛋白质的种类不同;②表示脱分化过程,不需要在光照条件下进行,③过程表示再分化过程,需要给予适宜时间和强度的光照。
13.(2025·浙江1月选考)某研究小组进行微型月季的快速繁殖研究,结果如表所示。
流程 最佳措施或最适培养基
①外植体腋芽消毒 75%乙醇浸泡30 s+5% NaClO浸泡6 min
②诱导出丛生苗 MS+3.0 mg· L-1 6BA+0.05 mg· L-1 NAA
③丛生苗的扩增 MS+2.0 mg· L-1 6BA+0.1 mg· L-1 NAA
④丛生苗的生根 1/2MS+0.25 mg· L-1 IBA+0.25 mg· L-1 NAA
注:丛生苗为丛状生长的幼苗,IBA(吲哚丁酸)为生长素类物质。
下列叙述正确的是(　B　)
A.流程①的效果取决于消毒剂浓度
B.流程②不需要经过脱分化形成愈伤组织的阶段
C.与流程②相比,流程③培养基中细胞分裂素类与生长素类物质的比值更大
D.与流程③相比,提高流程④培养基的盐浓度有利于丛生苗的生根
解析:消毒的效果取决于消毒剂的种类、浓度和处理时间等,A错误;腋芽中含有分生组织,可不经过脱分化形成愈伤组织,B正确;流程③比流程②中细胞分裂素类与生长素类物质的比值更小,C错误;与流程③相比,提高流程④培养基的NAA浓度、降低其他营养物质浓度有利于丛生苗生根,D错误。
14.愈伤组织形成过程中,生长素和细胞分裂素信号通路相关基因存在DNA和组蛋白去甲基化现象。研究者利用桃叶片诱导愈伤组织,在培养基中添加DNA甲基转移酶抑制剂 Aza或组蛋白去甲基化酶抑制剂GSK,检测形成愈伤组织的面积,结果如图。据此分析正确的是(　D　)
A.实验器材、培养基和桃叶片等需经高压蒸汽灭菌处理后使用
B.具有特定形态、排列疏松、有大液泡的结构即桃愈伤组织
C.DNA去甲基化和组蛋白甲基化分别抑制、促进愈伤组织形成
D.推测表观遗传影响激素的信号转导过程进而影响脱分化过程
解析:桃叶片属于外植体,不能用高压蒸汽灭菌处理;愈伤组织细胞没有特定形态;分析题图, 添加Aza 组,DNA甲基转移酶抑制剂使DNA甲基化减少→愈伤组织面积大;添加GSK组,组蛋白去甲基化酶抑制剂使组蛋白甲基化增多→愈伤组织面积小。根据以上分析可知,DNA去甲基化(DNA甲基化减少)可促进愈伤组织的形成,组蛋白甲基化可抑制愈伤组织形成;分析可知,加入DNA甲基转移酶抑制剂Aza或组蛋白去甲基化酶抑制剂GSK均会影响愈伤组织的形成,而愈伤组织的形成是脱分化的结果,因此可推测表观遗传影响激素的信号转导过程进而影响脱分化过程。
15.马铃薯是我国地位仅次于水稻、小麦和玉米的粮食作物,它的产量高、用途广、适应性强。但是,马铃薯在种植过程中会被病毒感染,导致产量降低,品种退化。植物组织培养技术在马铃薯的脱毒方面有重要应用,可以分为四个阶段:
①建立无菌体系:外植体消毒及培养基的灭菌、接种,获得愈伤组织;②增殖和分化:诱导愈伤组织产生不定芽、胚状体;③生根培养:将植株转入生根培养基,也可以直接切取进行扦插生根;④试管苗过渡:即试管苗出瓶后进行一定时间对外界环境的适应过程。
(1)利用植物组织培养对马铃薯脱毒,宜选用马铃薯的　　　　(填“茎尖”或“叶片”)部位进行组织培养,不选另外一个部位的理由是　 　。
其培育成功所依据的原理是　　　　　　　　。
(2)建立无菌体系时,通常使用 对外植体进行消毒,处理后要用　　　　清洗。
(3)以增殖和分化阶段产生的不定芽、胚状体为材料,通过人工种皮和人工胚乳包装得到人工种子,在适宜条件下同样能够萌发长成幼苗。人工胚乳的成分中,除了有机碳源、无机盐外,还可添加 　　　　　　　　　　　　等物质,以促进人工种子的生长发育和提高抗病菌的能力。与天然种子相比,人工种子的显著优点有　 　(至少答出2点)。
解析:(1)利用植物组织培养对马铃薯脱毒,宜选用马铃薯的茎尖部位进行组织培养,不选叶片的理由是叶细胞带病毒且细胞的全能性低,而茎尖细胞一般病毒浓度很低甚至无病毒,具有较强的分裂能力。其培育成功所依据的原理是植物细胞的全能性。
(2)建立无菌体系时,将外植体放入75%的酒精中消毒30 s,再用流水冲洗后置于0.1%的氯化汞溶液中消毒5～7 min(或10%次氯酸钠溶液中消毒10 min),然后用无菌水多次冲洗。
(3)人工胚乳中的成分有无机盐、有机碳源,还可添加植物激素和农药(或抗生素)等,以促进人工种子的生长发育和提高抗病菌的能力。与天然种子相比,人工种子的显著优点有不受季节、气候和地域的限制;一般不会出现性状分离;能保持优良品种的遗传特性;方便贮存和运输等。
答案:(1)茎尖　叶细胞带病毒(病毒载量大),细胞的全能性低　植物细胞的全能性
(2)75%的酒精和0.1%的氯化汞(或10%次氯酸钠)　无菌水
(3)植物激素和农药(或抗生素)　不受季节、气候和地域的限制;一般不会出现性状分离;能保持优良品种的遗传特性;方便贮存和运输
16.如图是菊花组织培养的简略表示,请据图回答下列问题。
①②③④(植物体)
(1)①称为　　　　　,该种材料在培养前应进行　　　　(填“消毒”或“灭菌”)。由①培养成为④的过程体现　 。
(2)②是　　　　　　,它的细胞特点是　 　。
(3)某课外小组同学用愈伤组织同时进行了两组实验,甲组培养基中含3%的蔗糖,经灭菌后接种,每组实验再分成两个小组,分别在光下和暗处培养。乙组除培养基中不含蔗糖外其他处理与甲组相同。1个月后,观察植物生长、分化情况,结果如表:
培养条件 甲组 乙组
光下 正常生长,分化 不生长,死亡
暗处 正常生长,不分化 不生长,死亡
由此得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
解析:(1)①称为外植体,在培养前应进行消毒,不能灭菌,灭菌时外植体会失去活性。由①培养成为④,体现植物细胞的全能性。
(2)②是脱分化形成的愈伤组织,细胞特点是无组织结构、松散的薄壁细胞。
(3)培养基中含有蔗糖时,细胞能生长和分化,而培养基中没有蔗糖时,细胞不生长,死亡,说明愈伤组织生长、分化过程需要蔗糖;在光下培养时,细胞能分化,而在暗处培养时,细胞不能分化,说明光能够促进细胞分化。
答案:(1)外植体　消毒　植物细胞的全能性
(2)愈伤组织　无组织结构、松散的薄壁细胞
(3)愈伤组织生长、分化过程需要蔗糖　光能促进细胞的分化(共63张PPT)
第一节　通过植物组织培养
可获得完整植株
第二章　植物细胞工程
[学习目标]
1.说明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.举例说明离体植物器官、组织和细胞在适宜条件下方可发育成完整的植株。
3.简述植物组织培养通过多种途径有效地提高生产效率。
知识梳理
一、细胞工程
1.定义
按照一定的设计方案,借助工程学的方法或技术,以生物
为对象进行操作,在 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。
组织、细胞和细胞器
细胞
2.分类
(1)按技术类型:细胞和组织培养、 、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.基础技术
动物 和植物 分别是动、植物细胞工程的基础技术。
细胞融合
细胞培养
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.植物细胞的全能性
(1)定义。
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 ,因而具有发育成完整植株的潜能。
(2)全能性的实现。
离体培养条件下,植物细胞全能性的表达是通过细胞的 和
实现的。
遗传信息
脱分化
再分化
(3)脱分化与再分化。
项目 脱分化 再分化
对象 的细胞 组织
结果 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 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 等,再生出新的植株
已分化
愈伤
获得分裂能力
芽或根
2.植物组织培养
(1)定义。
指在 和人工控制条件下,将离体的 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,也称为 。
(2)外植体:指用于培养的植物的 器官、组织等。
(3)植物组织培养的类型。
根据外植体的不同,植物组织培养分为 、组织培养、细胞培养、
等。
无菌
植物体器官、组织或细胞
离体培养
离体
器官培养
原生质体培养
(4)愈伤组织再分化为完整植株的途径。
①途径1为 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。
②途径2为 途径:由愈伤组织表面形成类似种子 的结构,进而发育成完整植株。
愈伤
组织
胚状体
器官发生
体细胞胚发生
胚
【易错判断】
(1)胡萝卜韧皮部组织在培养基中培养,可以发育成开花的胡萝卜植株,根本原因是植物细胞具有细胞壁。(　 　)
×
提示:植物细胞具有全能性,每个细胞中都具有该植物所包含的全部遗传信息。
(2)愈伤组织是外植体经脱分化和再分化后形成的。(　 　)
×
提示:愈伤组织是脱分化形成的。
(3)脱分化过程主要进行有丝分裂,仅有极少量细胞进行减数分裂。(　 　)
×
提示:脱分化过程只有有丝分裂,没有减数分裂发生。
(4)将各种外植体进行组织培养时,需经愈伤组织阶段后才可发育成植株。
(　 　)
×
提示:某些外植体,如腋芽或顶芽含有分生组织,可以不经愈伤组织阶段,直接萌生成一株幼苗。
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.离体处理与适宜温度
对外植体(离体的器官或组织等)进行消毒后在适宜温度下培养。
2.无菌条件
项目 处理方式
外植体 一定浓度的 (如 、氯化汞和酒精等)处理外植体
↓
多次冲洗外植体,避免 长时间作用产生毒害作用
接种器具和培养基 一般用 灭菌
接种室和操作台 利用 照射杀菌
消毒剂
次氯酸钠
无菌水
消毒剂
高压蒸汽
紫外灯
3.选择适宜培养基
大量元素
微量元素
碳源
渗透压
蔗糖
辅酶
氨基酸
(3)其他成分:琼脂、 等。
4.植物激素调控
(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)用量与器官分化。
生长素类与 类物质的比值大时,有利于 的形成;比值小时,则促进 的形成。
植物激素
细胞分裂素
根
芽
四、植物组织培养通过多种途径有效地提高生产效率
脱毒
组织培养技 术的应用 优点或应用领域
快速繁殖植物 繁殖速度比常规方法通常要快数万倍;能够全年连续实验和生产,节约人力、物力;可以很好地保持品种的优良性状
植物 利用茎尖培养获得脱病毒苗
生产 将植物离体培养产生的体细胞胚、芽等包埋在含有营养成分和保护功能的物质中,其生产过程不受季节限制,可以大量、快速繁殖优良品种,对于生育周期长、育性不良且难于有性繁殖的植物,具有更重要的意义
的 工业化生产 通过植物细胞、组织的培养来提取有价值的天然产物
的培育 细胞突变体的筛选、单倍体育种、转基因植物的克隆、植物体细胞杂交等
人工种子
细胞代谢产物
作物新品种
【易错判断】
(1)植物组织培养的外植体、培养基以及接种工具都要进行严格的灭菌处理。
(　 　)
×
提示:植物组织培养的外植体进行消毒处理,不能进行灭菌处理。
(2)运用植物组织培养技术,可以培育或生产出细胞代谢产物——生物碱、无病毒植物、人工种子。(　 　)
×
提示:无病毒植物、人工种子不属于细胞代谢产物。
(3)在培养过程中,愈伤组织在培养基中未形成根,但形成了芽,可能的原因是培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量的比值偏高。(　 　)
×
提示:愈伤组织在培养基中形成了芽,可能是因为培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量的比值偏低。
(4)植物组织培养的快速繁殖技术能保持优良品种的遗传特性,原因是植物组织培养为无性繁殖,可以保持优良品种的遗传特性。(　 　)
√
(5)植物组织培养技术可用于细胞突变体筛选,这是由于植物组织培养过程中,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。(　 　)
√
五、菊花的组织培养及幼苗的移栽
1.实验原理
通过调节 的浓度和配比可控制菊花外植体的生长发育。首先用含
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。然后将丛状苗用含有一定浓度 的培养基分株培养,使其生根,再将生根的试管植株移至珍珠岩和蛭石中继续生长,苗健壮后可移栽定植。
激素
细胞分裂素
生长素
2.培养基配方
(1) 培养基参考配方:MS+ 1.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L。
(2) 培养基参考配方:MS+ 0.1 mg/L。
发芽
6-BA
生根
NAA
3.方法步骤
超净工作台
75％酒精
洗涤灵
75％酒精
置于无菌纸或
灭菌培养皿中
10％次氯酸钠
灭菌
1
芽
1~3
18~25
10~12
瓶口
生根
20~28
10～12
外部环境
高压灭菌锅
1:1
褐化
琼脂
水饱和
保鲜膜
【易错判断】
(1)菊花组织培养中选取生长旺盛的嫩枝,其原因是生长旺盛的嫩枝容易诱导脱分化和再分化。(　 　)
(2)菊花组织培养中接种若干天后,发现外植体周围出现杂菌污染,培养基其他部位没有杂菌,最可能的原因是外植体灭菌不彻底。(　 　)
√
×
提示:只在外植体周围出现杂菌,最可能是外植体消毒不彻底。
(3)菊花组织培养的操作程序中,移栽前要将试管苗移植到蛭石和珍珠岩中生活一段时间,等苗健壮后再移栽定植的目的是使试管苗适应自然环境、提高抵抗力和生活力。(　 )
√
(4)培养形成的丛状苗可继续在原培养基中分化形成根。(　 　)
×
提示:生根和生芽的激素浓度和配比不同,需要更换培养基。
(5)利用菊花茎段培育形成的试管苗可直接移栽入土进一步培养。(　 　)
×
提示:菊花茎段在生根培养基中生根后,应将试管苗移至珍珠岩和蛭石中培养锻炼,然后再转移至土中定植。
任务突破
任务1　归纳与概括细胞全能性
阅读教材相关内容,分析植物细胞的全能性。
项目 说明
原理 植物体的每个生活细胞都具有该植物所包含的 ,都有发育成为完整个体所需的 ,从理论上讲,植物体的每一个生活细胞都应该具有全能性
全部的遗传信息
全部基因
全能性和 分化程度 的关系 (1)体细胞的全能性:分化程度低的>分化程度高的;细胞分裂能力强的>细胞分裂能力弱的;
(2)不同细胞的全能性:受精卵>生殖细胞>体细胞;
(3)不同生物的全能性:植物细胞>动物细胞
全能性表 达的条件 (1) 状态(必要),无菌操作(防止杂菌的污染);
(2)有一定的 ,如蔗糖;
(3) 物质;
(4)一定的外界环境条件(温度、酸碱度、光照的控制等)
离体
营养物质
植物生长调节
生物体内的 细胞不能表 现出全能性 的原因 基因在特定的时间和空间条件下选择性表达,使生物体内的细胞只能分化成不同的组织器官
[迁移应用]
1.如图表示取胡萝卜韧皮部细胞进行组织培养的部分实验过程。下列相关叙述正确的是(　 　)
A.该过程中涉及多种细胞分裂方式和细胞分化
B.该实验说明未分化的植物细胞具有发育成完整植株的能力
C.该过程体现了植物细胞的全能性
D.离体的动物细胞中含有的遗传物质不完整,失去了细胞的全能性
C
解析:该实验体现了胡萝卜韧皮部细胞具有全能性,只涉及一种细胞分裂方式——有丝分裂;该实验说明高度分化的植物细胞具有全能性;该实验体现了植物细胞的全能性;高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性,离体的动物细胞含有全套遗传物质。
任务2　对比分析植物组织培养中器官发生途径
和体细胞胚发生途径的异同
阅读下列材料,结合教材相关内容,分析相关问题。
马铃薯是同源四倍体,是由正常二倍体通过染色体加倍形成的,通常通过无性繁殖产生后代。长期种植会使病毒积累在体内,使其产量降低,品质变差。如图是利用马铃薯外植体(即离体的器官、组织等)经植物组织培养技术培育脱毒马铃薯的过程。
(1)图中①②分别表示 过程。影响①②过程的激素主要是 。
(2)在植物组织培养过程中,要进行一系列的消毒、灭菌,并且要求无菌操作的原因是
。
(3)由愈伤组织再分化形成完整植株,一般具有 途径和
发生途径,培育脱毒马铃薯的过程属于 发生途径。
脱分化和再分化
生长素类和细胞分裂素类
避免杂菌在培养基上迅速生长消耗营养,且有些杂菌会危害培养
物的生长
器官发生
体细胞胚
体细胞胚
[素养提升]
1.分化、脱分化及再分化的比较
项目 形成的结构 条件
分化 形成不同组织或器官 生物体生长发育中
脱分化 形成无组织结构、松散的薄壁细胞团,即愈伤组织 ①离体;②适宜的营养;③生长素类与细胞分裂素类物质的比例适中
再分化 形成具根、芽的胚状体(幼苗) ①离体;②适宜的营养;③生长素类与细胞分裂素类物质的比例高(低)诱导生根(生芽);④需光照
2.因植物种类和培养方法不同,再生分化成苗的过程也不尽相同
[迁移应用]
2.下列关于植物组织培养过程中脱分化的叙述,正确的是(　 　)
A.植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞的过程
B.植物体内分化的细胞形态、结构和功能发生改变的过程
C.高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程
D.愈伤组织分裂产生大量相同细胞的过程
C
解析:植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞,增殖方式是有丝分裂,属于正常的个体发育,不属于脱分化过程;植物体内分化的细胞将一直保持分化状态,直到死亡;已经分化的植物器官、组织或细胞,通过离体培养产生愈伤组织的过程称为脱分化,愈伤组织是无组织结构、松散的薄壁细胞团,分化程度低;愈伤组织分裂产生大量相同细胞的过程不属于脱分化过程。
3.(培优联盟高二联考)取某种植物茎的一块组织进行培养,过程如图,其中①～④代表4个不同的培养过程。下列叙述正确的是(　 　)
A.过程①是脱分化过程,细胞只生长不分裂
B.由过程②到过程③不一定需要更换培养基
C.过程④幼苗在移入土壤前,需降低湿度、温度进行锻炼
D.图示形成新植株的培养过程属于体细胞胚发生途径
C
解析:过程①是脱分化过程,是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,该过程涉及细胞的分裂;过程②是愈伤组织到生芽的过程,过程③是形成根的过程,过程②和③的培养基中激素的配比不同,故需要更换培养基;过程④幼苗在移入土壤前,需降低湿度、温度进行锻炼,可在蛭石和珍珠岩等介质上锻炼;植物的器官发生是指离体培养的组织或细胞团(愈伤组织)分化形成不定根、不定芽等器官的过程,图示形成新植株的培养过程属于器官发生途径。
任务3　分析植物组织培养在生产实践中的多途径应用
结合培育柑橘耐盐植株的实验流程,联系教材知识,分析下列相关问题。
(1)此项技术叫 ,其优点是
。
植物组织培养
可以防止植物病毒的危害、保持
亲本的优良性状、短时间内大量快速进行繁殖等
(2)由茎段到愈伤组织这一过程叫 ,由挑选生长的愈伤组织到耐盐植株这一过程叫 。
(3)对愈伤组织进行了两次处理,处理1中γ射线照射的目的是 ,用γ射线不直接处理茎段而是处理愈伤组织,原因是
;处理2中添加的物质X为 ,其目的是 。
脱分化
再分化
诱导基因突变
愈伤组织细胞处于不断
地分裂状态,易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变
氯化钠
挑选出耐盐的愈伤组织
[素养提升]
1.离体的植物器官、组织和细胞发育成完整植株的流程
2.植物组织培养与植物细胞培养的比较
项目 植物组织培养 植物细胞培养
目的 获得植物体 获得细胞次
生代谢产物
培养基 通常是固体培养基 液体培养基
过程
实例 各种组培植物、脱病毒苗 人参皂苷的生产
[迁移应用]
4.(嘉兴八校高二期中)铁皮石斛是非常好的药材,其次生代谢产物之一石斛多糖属于活性多糖的一种,具有抗炎、抗病毒、修复自身、提高免疫力的功效。但因为铁皮石斛自然繁殖力极弱,生长缓慢,再加上人们掠夺式采挖,资源已接近枯竭,植物组织培养技术为铁皮石斛的繁殖提供了新思路。下列相关叙述正确的是(　 　)
A.接种前需要对铁皮石斛的外植体进行严格的灭菌操作
B.铁皮石斛体细胞进行脱分化的过程中能观察到四分体
C.愈伤组织进行再分化培养时需要调整培养基中的植物激素配比
D.若愈伤组织的周围有菌落生长,原因是培养基灭菌不彻底
C
解析:需要对外植体进行消毒,不能进行灭菌处理,以保持外植体的活性;四分体是减数第一次分裂时期出现的结构,铁皮石斛体细胞进行脱分化的过程中没有减数分裂;植物组织培养过程中生长素和细胞分裂素的浓度和比例等会影响植物细胞的发育方向,故愈伤组织进行再分化培养时需要调整培养基中的植物激素配比;若几天后在愈伤组织的周围观察到有菌落生长,最可能是外植体消毒不彻底。
5.植物组织培养技术被广泛应用于育种、人工种子的培育及获得植物次生代谢产物等生产生活实践中。下列叙述正确的是(　 　)
A.植物组织培养得到试管苗的过程中需要更换培养基
B.该技术生产的体细胞胚人工种子长成的植株一定可育
C.植物组织培养所用的培养基只需要提供植物生长发育所需的无机营养
D.外植体脱分化形成愈伤组织过程不需要添加植物激素
A
解析:在植物组织培养过程中需要在不同时期,根据培养对象的需求添加或减少一些物质,尤其是植物激素的比例,故植物组织培养得到试管苗的过程中需要更换培养基;用于植物组织培养的接种材料可以是植物根、茎、叶的任何部位,也可以是植物的花药,若所选外植体为花药,则经花药离体培养获得人工种子长成的植株为单倍体,一般不可育;植物组织培养过程中所用培养基含有糖类等物质,除提供植物生长发育所需的无机营养外,还需要提供有机物质;外植体脱分化形成愈伤组织过程中需要添加植物激素,如生长素和细胞分裂素。
任务4　通过对植物组织培养的实验操作,提升实验探究能力
草莓常用匍匐茎进行营养繁殖,植株若感染病毒易传播给后代,病毒在作物体内积累,会导致产量降低,品质变差。科研人员通过一系列的方法、步骤,建立草莓脱毒快速繁殖体系。结合教材实验活动,回答下列问题:
(1)培育脱毒组培苗,通常选取植物生长点附近(如植株茎尖或根尖)作为外植体的主要原因是 。
生长点附近的病毒极少,甚至无病毒
(2)在超净工作台上,先后用75%酒精和0.1%的氯化汞对草莓匍匐茎尖进行
,每次处理后均需用无菌水冲洗3～5次,然后接种到经 处理的培养基上。
消毒
灭菌
(3)如图是两种植物激素不同浓度与形成芽、根、愈伤组织的关系,其中植物激素X属于 (填“生长素类”或“细胞分裂素类”)激素。
细胞分裂素类
(4)科研人员进一步用不同浓度和比例的植物激素处理外植体,一段时间后观察结果如下表(6-BA是细胞分裂素类激素,IBA是生长素类激素):
分组 6-BA/ (mg·L-1) IBA/ (mg·L-1) 接种 数/个 萌芽 率/% 增殖
系数
1 0.5 0 12 33.3 5.4
2 0.5 0.1 12 83.3 6.6
3 0.5 0.2 12 58.3 4.3
4 1.0 0 12 50.0 3.9
5 1.0 0.1 12 41.0 3.8
6 1.0 0.2 12 33.3 3.0
萌芽率(%)=草莓外植体萌芽数/草莓外植体总接种数×100%
增殖系数=草莓组培苗增殖腋芽数/草莓组培苗总接种数
从表中可以看出, 组草莓的萌芽率和增殖系数显著高于其他组,该组激素配比可用于草莓的快速繁殖。若将组培苗移植到大田中种植,还需要诱导 。结合图表分析,此时IBA与6-BA比值应 (填“大于1”
“等于1”或“小于1”)。
2
生根
大于1
[素养提升]
植物组织培养过程中的注意事项
(1)无菌技术。
①实验中使用的培养基和所有器械都要灭菌,接种操作必须在酒精灯火焰旁进行,并且每次使用后的器械都要灭菌。
②对外植体进行消毒时,既要考虑药剂的消毒效果,又要兼顾植物材料对药剂的耐受性。
(2)接种时注意外植体的方向(形态学上下端),不要倒插。
(3)在菊花组织培养过程中,发芽培养基和生根培养基的作用不同:
①发芽培养基中含有的细胞分裂素相对较多、生长素相对较少,用来培养菊花茎段,使其长出较多的丛状苗;
②生根培养基中只含有一定浓度的生长素,用来诱导丛状苗生根。
(4)植物组织培养中植物激素的使用。
①实验中常添加的不是植物激素而是植物生长调节物质,因为植物生长调节物质更容易制备且稳定。
②培养基中加入的生长素类似物是萘乙酸(NAA),细胞分裂素类似物是6-苄氨基腺嘌呤(6-BA)。
[迁移应用]
6.(培优联盟高二联考)向MS培养基中加入不同配比的植物激素后,可用于不同目的的植物组织培养。下列哪项培养基的激素配比最适合用于菊花丛状苗生根(　 　)
A.仅有生长素
B.仅有细胞分裂素
C.生长素较多,细胞分裂素较少
D.细胞分裂素较多,生长素较少
A
解析:在植物的组织培养过程中,植物激素中的生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素,它们的浓度、比例都会影响植物细胞的发育方向,在器官水平上生长素会促进侧根和不定根的发生,细胞分裂素主要促进芽的分化、侧枝的发育,所以最适合用于菊花丛状苗生根的仅为生长素。
7.下列关于菊花组织培养的叙述,正确的是(　 　)
A.用自然生长的茎进行组培须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒
B.培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换
C.组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌量低且营养丰富
D.不带叶片的菊花茎切段可以通过器官发生的途径形成完整的菊花植株
D
解析:用自然生长的茎进行组培,先用75%酒精消毒,用流水冲洗后再用10%的次氯酸钠溶液处理,最后用无菌水冲洗;培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入,并可以让瓶内外的气体交换;组培苗生存能力较弱,需要进行锻炼,采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石保水透气,蛭石不含营养;不带叶片的菊花茎切段经过脱分化培养形成愈伤组织,继续进行再分化培养,可以通过器官发生的途径形成完整的菊花植株。
课堂小结第一节　通过植物组织培养可获得完整植株
学习目标
1.说明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.举例说明离体植物器官、组织和细胞在适宜条件下方可发育成完整的植株。
3.简述植物组织培养通过多种途径有效地提高生产效率。
一、细胞工程
1.定义
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.分类
(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.基础技术
动物细胞培养和植物组织培养分别是动、植物细胞工程的基础技术。
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.植物细胞的全能性
(1)定义。
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。
(2)全能性的实现。
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。
(3)脱分化与再分化。
项目 脱分化 再分化
对象 已分化的细胞 愈伤组织
结果 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 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
2.植物组织培养
(1)定义。
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,也称为离体培养。
(2)外植体:指用于培养的植物的离体器官、组织等。
(3)植物组织培养的类型。
根据外植体的不同,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。
(4)愈伤组织再分化为完整植株的途径。
①途径1为器官发生途径: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。
②途径2为体细胞胚发生途径:由愈伤组织表面形成类似种子胚的结构,进而发育成完整植株。
【易错判断】
(1)胡萝卜韧皮部组织在培养基中培养,可以发育成开花的胡萝卜植株,根本原因是植物细胞具有细胞壁。(　×　)
提示:植物细胞具有全能性,每个细胞中都具有该植物所包含的全部遗传信息。
(2)愈伤组织是外植体经脱分化和再分化后形成的。(　×　)
提示:愈伤组织是脱分化形成的。
(3)脱分化过程主要进行有丝分裂,仅有极少量细胞进行减数分裂。(　×　)
提示:脱分化过程只有有丝分裂,没有减数分裂发生。
(4)将各种外植体进行组织培养时,需经愈伤组织阶段后才可发育成植株。(　×　)
提示:某些外植体,如腋芽或顶芽含有分生组织,可以不经愈伤组织阶段,直接萌生成一株
幼苗。
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.离体处理与适宜温度
对外植体(离体的器官或组织等)进行消毒后在适宜温度下培养。
2.无菌条件
项目 处理方式
外植体 一定浓度的消毒剂(如次氯酸钠、氯化汞和酒精等)处理外植体 ↓ 无菌水多次冲洗外植体,避免消毒剂长时间作用产生毒害作用
接种器具 和培养基 一般用高压蒸汽灭菌
接种室 和操作台 利用紫外灯照射杀菌
3.选择适宜培养基
(3)其他成分:琼脂、植物激素等。
4.植物激素调控
(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)用量与器官分化。
生长素类与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。
四、植物组织培养通过多种途径有效地提高生产效率
组织培养技 术的应用 优点或应用领域
快速繁殖植物 繁殖速度比常规方法通常要快数万倍;能够全年连续实验和生产,节约人力、物力;可以很好地保持品种的优良性状
植物脱毒 利用茎尖培养获得脱病毒苗
生产人工种子 将植物离体培养产生的体细胞胚、芽等包埋在含有营养成分和保护功能的物质中,其生产过程不受季节限制,可以大量、快速繁殖优良品种,对于生育周期长、育性不良且难于有性繁殖的植物,具有更重要的意义
细胞代谢产物的 工业化生产 通过植物细胞、组织的培养来提取有价值的天然产物
作物新品种 的培育 细胞突变体的筛选、单倍体育种、转基因植物的克隆、植物体细胞杂交等
【易错判断】
(1)植物组织培养的外植体、培养基以及接种工具都要进行严格的灭菌处理。(　×　)
提示:植物组织培养的外植体进行消毒处理,不能进行灭菌处理。
(2)运用植物组织培养技术,可以培育或生产出细胞代谢产物——生物碱、无病毒植物、人工种子。(　×　)
提示:无病毒植物、人工种子不属于细胞代谢产物。
(3)在培养过程中,愈伤组织在培养基中未形成根,但形成了芽,可能的原因是培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量的比值偏高。(　×　)
提示:愈伤组织在培养基中形成了芽,可能是因为培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量的比值偏低。
(4)植物组织培养的快速繁殖技术能保持优良品种的遗传特性,原因是植物组织培养为无性繁殖,可以保持优良品种的遗传特性。(　√　)
(5)植物组织培养技术可用于细胞突变体筛选,这是由于植物组织培养过程中,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。(　√　)
五、菊花的组织培养及幼苗的移栽
1.实验原理
通过调节激素的浓度和配比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。然后将丛状苗用含有一定浓度生长素的培养基分株培养,使其生根,再将生根的试管植株移至珍珠岩和蛭石中继续生长,苗健壮后可移栽定植。
2.培养基配方
(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。
3.方法步骤
【易错判断】
(1)菊花组织培养中选取生长旺盛的嫩枝,其原因是生长旺盛的嫩枝容易诱导脱分化和再分化。(　√　)
(2)菊花组织培养中接种若干天后,发现外植体周围出现杂菌污染,培养基其他部位没有杂菌,最可能的原因是外植体灭菌不彻底。(　×　)
提示:只在外植体周围出现杂菌,最可能是外植体消毒不彻底。
(3)菊花组织培养的操作程序中,移栽前要将试管苗移植到蛭石和珍珠岩中生活一段时间,等苗健壮后再移栽定植的目的是使试管苗适应自然环境、提高抵抗力和生活力。(　√　)
(4)培养形成的丛状苗可继续在原培养基中分化形成根。(　×　)
提示:生根和生芽的激素浓度和配比不同,需要更换培养基。
(5)利用菊花茎段培育形成的试管苗可直接移栽入土进一步培养。(　×　)
提示:菊花茎段在生根培养基中生根后,应将试管苗移至珍珠岩和蛭石中培养锻炼,然后再转移至土中定植。
任务1　归纳与概括细胞全能性
阅读教材相关内容,分析植物细胞的全能性。
项目 说明
原理 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,都有发育成为完整个体所需的全部基因,从理论上讲,植物体的每一个生活细胞都应该具有全能性
全能性和 分化程度 的关系 (1)体细胞的全能性:分化程度低的>分化程度高的;细胞分裂能力强的>细胞分裂能力弱的; (2)不同细胞的全能性:受精卵>生殖细胞>体细胞; (3)不同生物的全能性:植物细胞>动物细胞
全能性表 达的条件 (1)离体状态(必要),无菌操作(防止杂菌的污染); (2)有一定的营养物质,如蔗糖; (3)植物生长调节物质; (4)一定的外界环境条件(温度、酸碱度、光照的控制等)
续　表
项目 说明
生物体内的 细胞不能表 现出全能性 的原因 基因在特定的时间和空间条件下选择性表达,使生物体内的细胞只能分化成不同的组织器官
迁移应用
1.如图表示取胡萝卜韧皮部细胞进行组织培养的部分实验过程。下列相关叙述正确的是(　C　)
A.该过程中涉及多种细胞分裂方式和细胞分化
B.该实验说明未分化的植物细胞具有发育成完整植株的能力
C.该过程体现了植物细胞的全能性
D.离体的动物细胞中含有的遗传物质不完整,失去了细胞的全能性
解析:该实验体现了胡萝卜韧皮部细胞具有全能性,只涉及一种细胞分裂方式——有丝分裂;该实验说明高度分化的植物细胞具有全能性;该实验体现了植物细胞的全能性;高度分化的动物细胞的细胞核具有全能性,离体的动物细胞含有全套遗传物质。
任务2　对比分析植物组织培养中器官发生途径
和体细胞胚发生途径的异同
阅读下列材料,结合教材相关内容,分析相关问题。
马铃薯是同源四倍体,是由正常二倍体通过染色体加倍形成的,通常通过无性繁殖产生后代。长期种植会使病毒积累在体内,使其产量降低,品质变差。如图是利用马铃薯外植体(即离体的器官、组织等)经植物组织培养技术培育脱毒马铃薯的过程。
外植体愈伤组织胚状体→脱病毒苗→马铃薯
(1)图中①②分别表示脱分化和再分化过程。影响①②过程的激素主要是生长素类和细胞分裂素类。
(2)在植物组织培养过程中,要进行一系列的消毒、灭菌,并且要求无菌操作的原因是避免杂菌在培养基上迅速生长消耗营养,且有些杂菌会危害培养物的生长。
(3)由愈伤组织再分化形成完整植株,一般具有器官发生途径和体细胞胚发生途径,培育脱毒马铃薯的过程属于体细胞胚发生途径。
素养提升
1.分化、脱分化及再分化的比较
项目 形成的结构 条件
分化 形成不同组织或器官 生物体生长发育中
脱分化 形成无组织结构、松散的薄壁细胞团,即愈伤组织 ①离体;②适宜的营养;③生长素类与细胞分裂素类物质的比例适中
再分化 形成具根、芽的胚状体(幼苗) ①离体;②适宜的营养;③生长素类与细胞分裂素类物质的比例高(低)诱导生根(生芽);④需光照
2.因植物种类和培养方法不同,再生分化成苗的过程也不尽相同
迁移应用
2.下列关于植物组织培养过程中脱分化的叙述,正确的是(　C　)
A.植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞的过程
B.植物体内分化的细胞形态、结构和功能发生改变的过程
C.高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程
D.愈伤组织分裂产生大量相同细胞的过程
解析:植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞,增殖方式是有丝分裂,属于正常的个体发育,不属于脱分化过程;植物体内分化的细胞将一直保持分化状态,直到死亡;已经分化的植物器官、组织或细胞,通过离体培养产生愈伤组织的过程称为脱分化,愈伤组织是无组织结构、松散的薄壁细胞团,分化程度低;愈伤组织分裂产生大量相同细胞的过程不属于脱分化过程。
3.(培优联盟高二联考)取某种植物茎的一块组织进行培养,过程如图,其中①～④代表4个不同的培养过程。下列叙述正确的是(　C　)
A.过程①是脱分化过程,细胞只生长不分裂
B.由过程②到过程③不一定需要更换培养基
C.过程④幼苗在移入土壤前,需降低湿度、温度进行锻炼
D.图示形成新植株的培养过程属于体细胞胚发生途径
解析:过程①是脱分化过程,是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,该过程涉及细胞的分裂;过程②是愈伤组织到生芽的过程,过程③是形成根的过程,过程②和③的培养基中激素的配比不同,故需要更换培养基;过程④幼苗在移入土壤前,需降低湿度、温度进行锻炼,可在蛭石和珍珠岩等介质上锻炼;植物的器官发生是指离体培养的组织或细胞团(愈伤组织)分化形成不定根、不定芽等器官的过程,图示形成新植株的培养过程属于器官发生途径。
任务3　分析植物组织培养在生产实践中的多途径应用
结合培育柑橘耐盐植株的实验流程,联系教材知识,分析下列相关问题。
(1)此项技术叫植物组织培养,其优点是可以防止植物病毒的危害、保持亲本的优良性状、短时间内大量快速进行繁殖等。
(2)由茎段到愈伤组织这一过程叫脱分化,由挑选生长的愈伤组织到耐盐植株这一过程叫再分化。
(3)对愈伤组织进行了两次处理,处理1中γ射线照射的目的是诱导基因突变,用γ射线不直接处理茎段而是处理愈伤组织,原因是愈伤组织细胞处于不断地分裂状态,易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变;处理2中添加的物质X为氯化钠,其目的是挑选出耐盐的愈伤组织。
素养提升
1.离体的植物器官、组织和细胞发育成完整植株的流程
2.植物组织培养与植物细胞培养的比较
项目 植物组织培养 植物细胞培养
目的 获得植物体 获得细胞次 生代谢产物
培养基 通常是固体培养基 液体培养基
过程
实例 各种组培 植物、脱病毒苗 人参皂苷的生产
迁移应用
4.(嘉兴八校高二期中)铁皮石斛是非常好的药材,其次生代谢产物之一石斛多糖属于活性多糖的一种,具有抗炎、抗病毒、修复自身、提高免疫力的功效。但因为铁皮石斛自然繁殖力极弱,生长缓慢,再加上人们掠夺式采挖,资源已接近枯竭,植物组织培养技术为铁皮石斛的繁殖提供了新思路。下列相关叙述正确的是(　C　)
A.接种前需要对铁皮石斛的外植体进行严格的灭菌操作
B.铁皮石斛体细胞进行脱分化的过程中能观察到四分体
C.愈伤组织进行再分化培养时需要调整培养基中的植物激素配比
D.若愈伤组织的周围有菌落生长,原因是培养基灭菌不彻底
解析:需要对外植体进行消毒,不能进行灭菌处理,以保持外植体的活性;四分体是减数第一次分裂时期出现的结构,铁皮石斛体细胞进行脱分化的过程中没有减数分裂;植物组织培养过程中生长素和细胞分裂素的浓度和比例等会影响植物细胞的发育方向,故愈伤组织进行再分化培养时需要调整培养基中的植物激素配比;若几天后在愈伤组织的周围观察到有菌落生长,最可能是外植体消毒不彻底。
5.植物组织培养技术被广泛应用于育种、人工种子的培育及获得植物次生代谢产物等生产生活实践中。下列叙述正确的是(　A　)
A.植物组织培养得到试管苗的过程中需要更换培养基
B.该技术生产的体细胞胚人工种子长成的植株一定可育
C.植物组织培养所用的培养基只需要提供植物生长发育所需的无机营养
D.外植体脱分化形成愈伤组织过程不需要添加植物激素
解析:在植物组织培养过程中需要在不同时期,根据培养对象的需求添加或减少一些物质,尤其是植物激素的比例,故植物组织培养得到试管苗的过程中需要更换培养基;用于植物组织培养的接种材料可以是植物根、茎、叶的任何部位,也可以是植物的花药,若所选外植体为花药,则经花药离体培养获得人工种子长成的植株为单倍体,一般不可育;植物组织培养过程中所用培养基含有糖类等物质,除提供植物生长发育所需的无机营养外,还需要提供有机物质;外植体脱分化形成愈伤组织过程中需要添加植物激素,如生长素和细胞分
裂素。
任务4　通过对植物组织培养的实验操作,提升实验探究能力
草莓常用匍匐茎进行营养繁殖,植株若感染病毒易传播给后代,病毒在作物体内积累,会导致产量降低,品质变差。科研人员通过一系列的方法、步骤,建立草莓脱毒快速繁殖体系。结合教材实验活动,回答下列问题:
(1)培育脱毒组培苗,通常选取植物生长点附近(如植株茎尖或根尖)作为外植体的主要原因是生长点附近的病毒极少,甚至无病毒。
(2)在超净工作台上,先后用75%酒精和0.1%的氯化汞对草莓匍匐茎尖进行消毒,每次处理后均需用无菌水冲洗3～5次,然后接种到经灭菌处理的培养基上。
(3)如图是两种植物激素不同浓度与形成芽、根、愈伤组织的关系,其中植物激素X属于细胞分裂素类(填“生长素类”或“细胞分裂素类”)激素。
(4)科研人员进一步用不同浓度和比例的植物激素处理外植体,一段时间后观察结果如下表(6-BA是细胞分裂素类激素,IBA是生长素类激素):
分 组 6-BA/ (mg·L-1) IBA/ (mg·L-1) 接种 数/个 萌芽 率/% 增殖 系数
1 0.5 0 12 33.3 5.4
2 0.5 0.1 12 83.3 6.6
3 0.5 0.2 12 58.3 4.3
4 1.0 0 12 50.0 3.9
5 1.0 0.1 12 41.0 3.8
6 1.0 0.2 12 33.3 3.0
萌芽率(%)=草莓外植体萌芽数/草莓外植体总接种数×100%
增殖系数=草莓组培苗增殖腋芽数/草莓组培苗总接种数
从表中可以看出,2组草莓的萌芽率和增殖系数显著高于其他组,该组激素配比可用于草莓的快速繁殖。若将组培苗移植到大田中种植,还需要诱导生根。结合图表分析,此时IBA与6-BA比值应大于1(填“大于1”“等于1”或“小于1”)。
素养提升
植物组织培养过程中的注意事项
(1)无菌技术。
①实验中使用的培养基和所有器械都要灭菌,接种操作必须在酒精灯火焰旁进行,并且每次使用后的器械都要灭菌。
②对外植体进行消毒时,既要考虑药剂的消毒效果,又要兼顾植物材料对药剂的耐受性。
(2)接种时注意外植体的方向(形态学上下端),不要倒插。
(3)在菊花组织培养过程中,发芽培养基和生根培养基的作用不同:
①发芽培养基中含有的细胞分裂素相对较多、生长素相对较少,用来培养菊花茎段,使其长出较多的丛状苗;
②生根培养基中只含有一定浓度的生长素,用来诱导丛状苗生根。
(4)植物组织培养中植物激素的使用。
①实验中常添加的不是植物激素而是植物生长调节物质,因为植物生长调节物质更容易制备且稳定。
②培养基中加入的生长素类似物是萘乙酸(NAA),细胞分裂素类似物是6-苄氨基腺嘌呤(6-BA)。
迁移应用
6.(培优联盟高二联考)向MS培养基中加入不同配比的植物激素后,可用于不同目的的植物组织培养。下列哪项培养基的激素配比最适合用于菊花丛状苗生根(　A　)
A.仅有生长素
B.仅有细胞分裂素
C.生长素较多,细胞分裂素较少
D.细胞分裂素较多,生长素较少
解析:在植物的组织培养过程中,植物激素中的生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素,它们的浓度、比例都会影响植物细胞的发育方向,在器官水平上生长素会促进侧根和不定根的发生,细胞分裂素主要促进芽的分化、侧枝的发育,所以最适合用于菊花丛状苗生根的仅为生长素。
7.下列关于菊花组织培养的叙述,正确的是(　D　)
A.用自然生长的茎进行组培须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒
B.培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换
C.组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌量低且营养丰富
D.不带叶片的菊花茎切段可以通过器官发生的途径形成完整的菊花植株
解析:用自然生长的茎进行组培,先用75%酒精消毒,用流水冲洗后再用10%的次氯酸钠溶液处理,最后用无菌水冲洗;培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入,并可以让瓶内外的气体交换;组培苗生存能力较弱,需要进行锻炼,采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石保水透气,蛭石不含营养;不带叶片的菊花茎切段经过脱分化培养形成愈伤组织,继续进行再分化培养,可以通过器官发生的途径形成完整的菊花植株。
课堂小结
素养测练
对点达标练
题组一　植物组织培养的原理和过程
1.下列有关植物细胞全能性的叙述,正确的是(　C　)
A.只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全部基因
B.高度分化的细胞只要处于离体状态就会表现出全能性
C.植物细胞的全能性是植物组织培养技术的理论基础
D.从一粒玉米种子长成一棵植株体现了植物细胞具有全能性
解析:体细胞和生殖细胞都含有发育成完整个体所必需的全部基因;细胞表现全能性的条件:细胞离体和适宜的外界条件(如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等),一定的营养(无机、有机成分)和植物激素(生长素和细胞分裂素等);植物组织培养技术的理论基础是植物细胞具有全能性;从一粒玉米种子长成一棵植株是自然生长的过程,不能体现植物细胞的全能性。
2.在名贵花卉培养与繁殖过程中,常采用植物组织培养技术获得大量幼苗,该技术的基本流程为“取材→对外植体进行消毒→愈伤组织的培养→试管苗的形成→移栽”。下列相关叙述,错误的是(　C　)
A.同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因型可能不同
B.愈伤组织形成试管苗可通过器官发生途径或体细胞胚发生途径
C.由愈伤组织形成试管苗的过程称作脱分化,受基因选择性表达的调控
D.由外植体形成试管苗的过程表明离体的植物细胞具有全能性
解析:同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织的基因型不一定相同,如花粉细胞和体细胞脱分化形成的愈伤组织的基因型不同;由愈伤组织形成试管苗的过程称作再分化,该过程受基因选择性表达的调控。
3.如图是将四倍体兰花的叶片通过植物组织培养形成植株的流程示意图,下列叙述正确的是(　A　)
A.①②阶段依次经过了脱分化和再分化过程
B.②阶段会发生减数分裂过程
C.①阶段需要激素,②阶段不需要
D.以此兰花的花药进行离体培养所得到的植株为二倍体
解析:图中①阶段为脱分化,②阶段为再分化;②阶段为再分化过程,该过程中发生的是有丝分裂过程;①阶段需要激素,②阶段也需要激素,只是这两个过程的激素比例不同;此兰花的花药经离体培养所得植株为单倍体。
题组二　植物组织培养的条件
4.(台金七校联盟高二期中)植物组织培养需要提供适宜的条件才能使外植体发育成完整的植株。下列关于植物组织培养的叙述,正确的是(　D　)
A.培养不同植物材料所需的植物激素配比不同,营养物质配比相同
B.外植体经消毒后需用清水冲洗,以避免消毒剂长时间作用产生毒害
C.将丛状苗接种到生根培养基上进行培养时,升高培养基细胞分裂素浓度有利于丛状苗长根
D.生根后的试管苗移栽到特定培养基质中进行炼苗,需逐步降低培养环境的湿度
解析:培养不同植物材料所需的植物激素配比不同,营养物质配比也不相同;外植体经消毒后需用无菌水冲洗,不能用清水冲洗;与发芽培养基相比,诱导根分化需要较低的细胞分裂素浓度;生根后的试管苗移栽到特定培养基质中进行炼苗,需逐步降低培养环境的湿度。
5.下列关于植物细胞工程技术的叙述正确的是(　D　)
A.接种前需要对外植体、接种器具等进行灭菌
B.接种时不需要在酒精灯火焰旁进行
C.培养过程中不需要更换培养基
D.诱导愈伤组织期间需要适宜的温度
解析:为避免杂菌污染,接种前需要对外植体进行消毒而非灭菌,接种器具和培养基一般用高压蒸汽灭菌;接种操作要在酒精灯火焰旁进行,以避免杂菌污染;植物组织培养涉及脱分化和再分化过程,它们所需的营养物质、植物激素配比均不同,故培养过程中需要更换培
养基。
题组三　植物组织培养的应用
6.(嘉兴二模)取被病毒感染植物的茎尖进行组培,再生植株有可能不带病毒,原因是(　A　)
A.茎尖几乎没有病毒
B.对茎尖进行了消毒
C.茎尖发生了脱分化
D.病毒无法在培养基上复制
解析:植物生长点附近的病毒浓度很低甚至无病毒。
7.(宁波三锋联盟高二期中)植物组织培养在植物生产领域有着广泛的应用。下列叙述错误的是(　C　)
A.初代培养物培养至一定时间可进行继代培养
B.从植物生长点取外植体进行组培可获得脱毒植株
C.生产人工种子的体细胞胚一定是由愈伤组织分化而来
D.对人参皂苷干粉工业化生产用到了植物细胞培养技术
解析:试管苗在初代培养一段时间后营养物质消耗殆尽,代谢废物积累,因而需要继代培养;植物生长点附近病毒浓度很低甚至无病毒,从植物生长点取外植体进行组培可获得脱毒植株;生产人工种子的体细胞胚不一定都是由愈伤组织分化而来,外植体上可直接分化出胚状体;植物细胞培养技术可用于人参皂苷干粉的生产。
8.为解决中药藿香种质退化、易感染病虫害等问题,研究者对组织培养不同阶段的藿香进行辐射处理,以期获得性状优良的突变株。据图分析,相关叙述正确的是(　D　)
A.①对外植体消毒可用酒精和次氯酸钠,②应持续照光以诱导外植体的脱分化
B.与辐射处理愈伤组织相比,辐射处理芽或根能提高获得优良变异株的概率
C.②过程中的细胞代谢类型为自养需氧型
D.诱导愈伤组织、诱导生芽和诱导生根,不是在同一个锥形瓶内完成的
解析:①是获取植物组织得到外植体过程,外植体需要经过消毒,②为脱分化过程,脱分化过程不需要持续光照;愈伤组织细胞分裂旺盛,与辐射处理愈伤组织相比,辐射处理芽或根获得优良变异株的概率降低;②过程为脱分化过程,该过程中的细胞代谢类型为异养需氧型;诱导愈伤组织、诱导生芽和诱导生根,需要不同比例的激素诱导实现,因此不是在同一个锥形瓶内完成的。
9.(五校联盟高二期中)植物组织培养技术广泛应用于工业化生产,下列有关植物细胞工程的叙述,正确的是(　D　)
A.植物组织培养的条件是外植体细胞发生了基因突变
B.外植体培养到植株的过程只受外源激素调控,不受内源激素调控
C.获得脱毒苗常用的外植体是成熟的根和茎,脱毒苗具有更强的抗病毒能力
D.通过植物组织培养获得次生代谢产物紫杉醇的过程不需要表达细胞的全能性
解析:植物组织培养的条件:①细胞离体和适宜的外界条件(如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等),②一定的营养(无机、有机成分)和植物激素(生长素和细胞分裂素);外植体培养到植株的过程既受外源激素调控,又受内源激素调控;获得脱毒苗常用的外植体是幼嫩的根和茎,脱毒苗不具有抗病毒能力;获得紫杉醇的过程只要培养到愈伤组织,不需要形成完整植株,没有体现植物细胞的全能性。
题组四　菊花的组织培养及幼苗的移栽
10.在“菊花的组织培养及幼苗的移栽”活动中,下列有关操作错误的是(　C　)
A.对外植体进行表面消毒时,多试剂混合使用效果较好
B.接种后的菊花茎段应置于18～25 ℃的条件下培养,每天光照10～12 h
C.培养过程中从外植体的分割到试管苗的移栽都需要在无菌条件下进行
D.试管苗移栽至温室中的育苗盘后应覆盖保鲜膜保湿,并定期打开保鲜膜透气
解析:对外植体进行表面消毒时,多试剂混合使用效果较好,如常用一定浓度的次氯酸钠和75%的酒精混合使用对外植体进行消毒;接种后的菊花茎段放在18～25 ℃条件下培养,并且每天光照10～12 h;外植体的分割需要在无菌条件下进行;将试管苗移栽至温室中的育苗盘后要定期打开保鲜膜透气。
11.(嘉兴八校高二期中)组织培养可快速繁殖植物,得到的试管苗常先移至珍珠岩和蛭石中炼苗,苗健壮后可移栽定植。关于菊花的组织培养及幼苗的移栽,下列说法错误的是 (　D　)
A.MS培养基的碳源一般用蔗糖而不用葡萄糖,以减少微生物污染
B.MS培养基、NAA溶液、6BA溶液均可配制成母液,以减少称量的误差
C.接种时用镊子夹取菊花茎段,注意茎段的形态学上下端,避免倒插
D.定植前可先将试管苗移栽到装有蛭石的育苗盘中,因为蛭石含丰富的有机质
解析:微生物一般以葡萄糖作为能源物质,蔗糖不是微生物利用的直接能源,所以MS培养基使用蔗糖可以有效减少微生物的污染;将培养基中的成分配成母液可以减少微量药品在每次称量时造成的误差;由于生长素的极性运输,接种时用镊子夹取菊花茎段,注意茎段的形态学上下端,再插入培养基,不能倒插;蛭石不含有机质。
综合提升练
12.SOD是一种广泛分布于各种细胞中的抗氧化酶,它能催化超氧阴离子自由基形成H2O2,增强植物的抗逆性。如图为培育能够产生SOD农作物新品种的一种方式,有关叙述正确的是(　D　)
A.③表示再分化过程,无需严格的无菌操作
B.过程②和③的培养基中植物激素的种类和配比相同
C.图中愈伤组织和胚状体的细胞中蛋白质的种类相同
D.②过程中一般不需要光照,③过程中需要给予适宜时间和强度的光照
解析:②、③分别表示脱分化、再分化过程,均需要在严格的无菌条件下完成;②、③分别表示脱分化、再分化过程,培养基中植物激素配比不相同;愈伤组织再分化形成胚状体,由于基因的选择性表达,两者细胞中蛋白质的种类不同;②表示脱分化过程,不需要在光照条件下进行,③过程表示再分化过程,需要给予适宜时间和强度的光照。
13.(2025·浙江1月选考)某研究小组进行微型月季的快速繁殖研究,结果如表所示。
流程 最佳措施或最适培养基
①外植体腋芽消毒 75%乙醇浸泡30 s+5% NaClO浸泡6 min
②诱导出丛生苗 MS+3.0 mg· L-1 6BA+0.05 mg· L-1 NAA
③丛生苗的扩增 MS+2.0 mg· L-1 6BA+0.1 mg· L-1 NAA
④丛生苗的生根 1/2MS+0.25 mg· L-1 IBA+0.25 mg· L-1 NAA
注:丛生苗为丛状生长的幼苗,IBA(吲哚丁酸)为生长素类物质。
下列叙述正确的是(　B　)
A.流程①的效果取决于消毒剂浓度
B.流程②不需要经过脱分化形成愈伤组织的阶段
C.与流程②相比,流程③培养基中细胞分裂素类与生长素类物质的比值更大
D.与流程③相比,提高流程④培养基的盐浓度有利于丛生苗的生根
解析:消毒的效果取决于消毒剂的种类、浓度和处理时间等,A错误;腋芽中含有分生组织,可不经过脱分化形成愈伤组织,B正确;流程③比流程②中细胞分裂素类与生长素类物质的比值更小,C错误;与流程③相比,提高流程④培养基的NAA浓度、降低其他营养物质浓度有利于丛生苗生根,D错误。
14.愈伤组织形成过程中,生长素和细胞分裂素信号通路相关基因存在DNA和组蛋白去甲基化现象。研究者利用桃叶片诱导愈伤组织,在培养基中添加DNA甲基转移酶抑制剂 Aza或组蛋白去甲基化酶抑制剂GSK,检测形成愈伤组织的面积,结果如图。据此分析正确的是(　D　)
A.实验器材、培养基和桃叶片等需经高压蒸汽灭菌处理后使用
B.具有特定形态、排列疏松、有大液泡的结构即桃愈伤组织
C.DNA去甲基化和组蛋白甲基化分别抑制、促进愈伤组织形成
D.推测表观遗传影响激素的信号转导过程进而影响脱分化过程
解析:桃叶片属于外植体,不能用高压蒸汽灭菌处理;愈伤组织细胞没有特定形态;分析题图, 添加Aza 组,DNA甲基转移酶抑制剂使DNA甲基化减少→愈伤组织面积大;添加GSK组,组蛋白去甲基化酶抑制剂使组蛋白甲基化增多→愈伤组织面积小。根据以上分析可知,DNA去甲基化(DNA甲基化减少)可促进愈伤组织的形成,组蛋白甲基化可抑制愈伤组织形成;分析可知,加入DNA甲基转移酶抑制剂Aza或组蛋白去甲基化酶抑制剂GSK均会影响愈伤组织的形成,而愈伤组织的形成是脱分化的结果,因此可推测表观遗传影响激素的信号转导过程进而影响脱分化过程。
15.马铃薯是我国地位仅次于水稻、小麦和玉米的粮食作物,它的产量高、用途广、适应性强。但是,马铃薯在种植过程中会被病毒感染,导致产量降低,品种退化。植物组织培养技术在马铃薯的脱毒方面有重要应用,可以分为四个阶段:
①建立无菌体系:外植体消毒及培养基的灭菌、接种,获得愈伤组织;②增殖和分化:诱导愈伤组织产生不定芽、胚状体;③生根培养:将植株转入生根培养基,也可以直接切取进行扦插生根;④试管苗过渡:即试管苗出瓶后进行一定时间对外界环境的适应过程。
(1)利用植物组织培养对马铃薯脱毒,宜选用马铃薯的　　　　(填“茎尖”或“叶片”)部位进行组织培养,不选另外一个部位的理由是　 　。
其培育成功所依据的原理是　　　　　　　　。
(2)建立无菌体系时,通常使用 对外植体进行消毒,处理后要用　　　　清洗。
(3)以增殖和分化阶段产生的不定芽、胚状体为材料,通过人工种皮和人工胚乳包装得到人工种子,在适宜条件下同样能够萌发长成幼苗。人工胚乳的成分中,除了有机碳源、无机盐外,还可添加 　　　　　　　　　　　　等物质,以促进人工种子的生长发育和提高抗病菌的能力。与天然种子相比,人工种子的显著优点有　 　(至少答出2点)。
解析:(1)利用植物组织培养对马铃薯脱毒,宜选用马铃薯的茎尖部位进行组织培养,不选叶片的理由是叶细胞带病毒且细胞的全能性低,而茎尖细胞一般病毒浓度很低甚至无病毒,具有较强的分裂能力。其培育成功所依据的原理是植物细胞的全能性。
(2)建立无菌体系时,将外植体放入75%的酒精中消毒30 s,再用流水冲洗后置于0.1%的氯化汞溶液中消毒5～7 min(或10%次氯酸钠溶液中消毒10 min),然后用无菌水多次冲洗。
(3)人工胚乳中的成分有无机盐、有机碳源,还可添加植物激素和农药(或抗生素)等,以促进人工种子的生长发育和提高抗病菌的能力。与天然种子相比,人工种子的显著优点有不受季节、气候和地域的限制;一般不会出现性状分离;能保持优良品种的遗传特性;方便贮存和运输等。
答案:(1)茎尖　叶细胞带病毒(病毒载量大),细胞的全能性低　植物细胞的全能性
(2)75%的酒精和0.1%的氯化汞(或10%次氯酸钠)　无菌水
(3)植物激素和农药(或抗生素)　不受季节、气候和地域的限制;一般不会出现性状分离;能保持优良品种的遗传特性;方便贮存和运输
16.如图是菊花组织培养的简略表示,请据图回答下列问题。
①②③④(植物体)
(1)①称为　　　　　,该种材料在培养前应进行　　　　(填“消毒”或“灭菌”)。由①培养成为④的过程体现　 。
(2)②是　　　　　　,它的细胞特点是　 　。
(3)某课外小组同学用愈伤组织同时进行了两组实验,甲组培养基中含3%的蔗糖,经灭菌后接种,每组实验再分成两个小组,分别在光下和暗处培养。乙组除培养基中不含蔗糖外其他处理与甲组相同。1个月后,观察植物生长、分化情况,结果如表:
培养条件 甲组 乙组
光下 正常生长,分化 不生长,死亡
暗处 正常生长,不分化 不生长,死亡
由此得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
解析:(1)①称为外植体,在培养前应进行消毒,不能灭菌,灭菌时外植体会失去活性。由①培养成为④,体现植物细胞的全能性。
(2)②是脱分化形成的愈伤组织,细胞特点是无组织结构、松散的薄壁细胞。
(3)培养基中含有蔗糖时,细胞能生长和分化,而培养基中没有蔗糖时,细胞不生长,死亡,说明愈伤组织生长、分化过程需要蔗糖;在光下培养时,细胞能分化,而在暗处培养时,细胞不能分化,说明光能够促进细胞分化。
答案:(1)外植体　消毒　植物细胞的全能性
(2)愈伤组织　无组织结构、松散的薄壁细胞
(3)愈伤组织生长、分化过程需要蔗糖　光能促进细胞的分化

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