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专题3植物的组织培养技术素能提升课植物组织培养类型的比较[核心精要]1．菊花茎段组织培养与月季花药培养比较项目内容菊花组织培养月季的花药培养理论依据植物细胞的全能性基本过程脱分化→再分化外植体的细胞类型体细胞生殖细胞操作流程制备培养基→外植体消毒→接种→培养→移栽→栽培选材→消毒→接种→培养→筛选和诱导→移栽→栽培→选育影响因素选材、营养、激素、pH、温度、阳光等培养结果正常植株单倍体植株生殖方式无性生殖有性生殖可育性可育高度不育，秋水仙素处理，使染色体加倍后可育2.植物组织培养技术与花药培养技术的异同点相同点：培养基配制方法、无菌技术及接种操作要求相同，原理相同，基本过程相同。不同点：植物组织培养形成的一般是正常植株；花药培养形成的植株是单倍体，高度不育，必须用秋水仙素处理，使其染色体加倍成为正常植株。花药培养的选材非常重要，要通过镜检确定花药中的花粉是否处于适宜的发育期；花药裂开后长出愈伤组织或形成胚状体后，要及时更换培养基；花药培养对培养基配方的要求更为严格。[对点训练]1．某优良品种水稻的基因型为AaBb，其花药通过培养形成了试管苗，下列对这一培养过程的叙述，错误的是()A．花粉形成试管苗需要经过脱分化过程B．试管苗有四种基因型，其体细胞含有一个染色体组C．通过该过程培养出的试管苗还不能直接用于生产D．这些试管苗自交，后代不发生性状分离D[花粉形成试管苗需要采用花药培养技术，该技术包括脱分化过程，A正确；水稻(基因型为AaBb)的花药经培养形成的是单倍体，其体细胞中含有一个染色体组，故得到的试管苗有四种基因型，即AB、Ab、aB、ab，B正确；通过该过程培养出的试管苗是单倍体，高度不育，不能直接用于生产，C正确、D错误。]2．比较月季花药培养技术与菊花组织培养技术，它们的相同点是()①理论依据②培养基配制方法③无菌技术④接种操作⑤外植体⑥光照要求A．①②③④B．①②③⑤C．②③④⑤D．②③⑤⑥A[菊花组织培养技术和月季花药培养技术的相同点是理论依据、培养基配制方法、无菌技术及接种操作等。前者所需要的外植体是离体的植物组织或器官(体细胞)，接种后每天需用日光灯照射12h；后者所需要的外植体是花药，接种后培养初期不需要光照，幼小植株形成后需要光照。]3．下列关于马铃薯种苗脱毒的说法，不正确的是()A．马铃薯种苗脱毒时，切取的茎尖越小越有利于成活B．种苗脱毒时要经过脱分化和再分化两个过程C．种苗脱毒时需要使用生长素和细胞分裂素D．种苗脱毒是否成功可用脱毒苗快速检测试剂盒进行检测A[种苗脱毒时，切取的茎尖越小脱毒效果越好，但茎尖越小，培养速度越慢，不易成活。]4．植物组织培养和花药培养是在实验室条件下快速得到大量幼苗的两种方法。下列关于二者的比较，错误的是()A．植物组织培养和花药培养的理论前提均是植物细胞具有全能性B．花粉能被诱导为单倍体植株的原因是花粉中含有本物种全套的遗传信息，尽管遗传物质是体细胞的一半，但仍具有全能性C．植物组织培养获得的试管苗必须经过移栽炼苗后，才能进行大田栽培，而花药培养不需要D．植物组织培养和花药培养的生殖方式不同，前者为无性生殖，后者为有性生殖C[植物组织培养和花药培养的理论前提均是植物细胞具有全能性，A正确。花药中的花粉是被子植物的生殖细胞，通过减数分裂形成，其遗传物质是体细胞的一半，由于含有本物种全套的遗传信息，具有全能性，因此可经过诱导形成单倍体植株，B正确。植物组织培养和花药培养获得的试管苗都需要经过移栽炼苗后，才能转入大田栽培，C错误。植物组织培养属于无性生殖，而花药培养属于有性生殖，D正确。]5．如图是利用基因型为AaBb的某二倍体植物作为实验材料所做的一些实验示意图。下列相关叙述，错误的是()A．植株C和D都是二倍体，植株B是单倍体B．过程①是脱分化，过程②是再分化C．植株B和植株D的基因型不同，植株D和植株C的基因型不同D．用秋水仙素处理植株B的幼苗，可以使之获得可育性C[由于植株C和植株D是培养体细胞获得的，而植株B是通过培养花粉获得的，所以植株C和植株D是二倍体，植株B是单倍体，A正确。图中过程①表示脱分化，过程②表示再分化，B正确。由于植株C和植株D是二倍体，植株B是单倍体，所以植株B和植株D的基因型不同，但植株D和植株C的基因型相同，C错误。植株B为单倍体，高度不育，通过秋水仙素处理单倍体幼苗可以使之获得可育性，D正确。]6．菊花的组织培养和月季的花药培养都是利用组织培养技术，下列关于两者的叙述中，正确的是()序号比较项目菊花的组织培养月季的花药培养①植物激素不必添加需要添加②染色体倍性的鉴定不需要需要③光照每日日光灯照射12h最初不需要，幼小植株形成后需要④形成愈伤组织或胚状体后不需更换培养基需要更换培养基A．①②③B．②③④C．①②④D．①②③④D[菊花的组织培养用茎段来培养，比较容易，不必添加植物激素；在菊花组织培养中不会发生染色体倍性的变化；需要每天日光灯照射12h；形成愈伤组织或胚状体后不必更换培养基。月季花药的离体培养需要添加细胞分裂素和生长素等植物激素；在花药培养中，通过愈伤组织形成的植株会出现染色体倍性的变化，所以需要染色体倍性的鉴定；最初不需要光照，幼小植株形成后需要光照；形成愈伤组织或胚状体后需要转移到分化培养基上进一步分化培养。]7．如图表示植物分化、脱分化和再分化过程及其关系。请回答相关问题：(1)离体的高度分化的细胞(如二倍体体细胞、花粉细胞)要形成愈伤组织，需要顺利进行[①④]________过程。在此过程中除了需要各种无机营养物质外，还需要在培养基中加入各种有机营养物质如氨基酸、维生素、__________(某种糖类)等，以及________和________两种植物激素。(2)愈伤组织通过②过程形成的胚状体除了有体细胞胚外，还有________胚。在培养过程中，如果花药开裂释放出胚状体，则必须尽快将幼小植株________。(3)图中“单倍体性细胞”是正常植物体经________形成的。从小孢子母细胞到成熟花粉的发育过程中一共经历了________次有丝分裂，一般来说应该选择有丝分裂________(填“前”或“后”)的小孢子进行花粉离体培养。(4)诱导愈伤组织形成胚状体后，可通过包裹人工种皮制成人工种子。与杂交育种获得的种子相比，其优点是______________。[解析](1)高度分化的细胞要经过脱分化才能形成愈伤组织，在植物组织培养过程中需要添加蔗糖、氨基酸、生长素和细胞分裂素等。(2)愈伤组织可由生殖细胞和体细胞形成，因此形成的胚有体细胞胚和花粉胚。如果花药开裂释放出胚状体，则一个花药内就会产生大量幼小植株，必须在花药开裂后尽快将幼小植株分开，分别移植到新的培养基上，否则这些植株将很难分开。(3)“单倍体性细胞”中只含有正常体细胞中的一半染色体，所以该细胞是经减数分裂过程形成的；一个小孢子母细胞经减数分裂形成四个小孢子，每个小孢子经一次有丝分裂形成一个营养细胞和一个生殖细胞，生殖细胞再经一次有丝分裂形成两个精子。一般来说应该选择有丝分裂前的小孢子进行花粉离体培养。(4)与杂交育种获得的种子相比，人工种子的优点是可以解决作物繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。[答案](1)脱分化蔗糖生长素细胞分裂素(2)花粉分开(3)减数分裂2前(4)可以解决作物繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题