1、1课时训练 34 浅尝现代生物技术1.下面是有关“植物的组织培养”的实验。请回答下列相关问题。(1)植物组织培养就是取离体植物组织,在 条件下接种到三角瓶中的琼脂培养基上,给予一定的 条件,使之产生 ,再进而生根发芽。 (2)若使用自然生长的茎进行组织培养,需先对茎进行消毒,然后在超净台中用 清洗,再将茎的切段培养在生芽培养基中。(填选项) A.蒸馏水 B.无菌水C.自来水 D.生理盐水(3)植物组织培养时必须在培养基中加入生长素和细胞分裂素,两者的摩尔浓度比决定组织分化的方向。当细胞分裂素与生长素的比例 时,诱导芽的生成。 (4)茎的切段插入生芽培养基后,在每天不少于 14.5 h 的 下保
2、持 1825 的温度培养,待长出健壮的 ,然后再分株转入含有较多 的生根培养基中继续培养使其生根。(5)生根后,要对幼苗进行锻炼,方法是逐渐降低幼苗生长空间的 ,直到与自然环境的相似为止。 答案 (1)无菌 温度和光照 愈伤组织 (2)B (3)高 (4)光照 丛状苗 生长素 (5)湿度2.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。据图甲、表乙回答下列问题。离体的植物器官、组织或细胞 愈伤组织 胚状体 植物体图甲 植物组织培养过程表乙:植物的花芽分别在含有不同比例的吲哚乙酸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 组吲哚乙酸 ppm0 3 3 0
3、.030续 表A 组 B 组 C 组 D 组 E 组细胞分裂素 ppm0 0.2 0.002 1.0 0.2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,若包裹上人造种皮,制成人工种子,可以解决有些作物品种繁殖能力差、结籽困难或发芽率低等问题。胚状体来2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 和 过程,在此过程中被培养的细胞始终受 的调节。( 内填序号) (3)应用植物组织培养技术培养茎尖或根尖
4、组织可获得无病毒植株,其原因是 。 (4)从表乙的实验结果可看出:吲哚乙酸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 ;而在培养形成完整新个体的过程中,调控关键是 。 答案 (1)植物细胞的全能性 (2) 脱分化 再分化 植物激素 (3)植物的茎尖或根尖很少被病毒感染,甚至无病毒(4)细胞分裂素的浓度大于吲哚乙酸的浓度 适当调控好不同培养期的培养基中细胞分裂素与吲哚乙酸的浓度和它们的比例解析 植物组织培养利用的原理是植物细胞的全能性,一般要经过脱分化、再分化的生理过程,整个过程依靠植物激素的调节;由于植物的茎尖或根尖很少被病毒感染,甚至无病毒,所以可以通过对茎尖或根尖进行植
5、物组织培养得到无病毒植株;分析表乙可知,细胞分裂素的浓度大于吲哚乙酸的浓度是新芽形成必需的条件,在培养形成完整新个体过程中,对它们的调控关键是适当调控好不同培养期的培养基中细胞分裂素与吲哚乙酸的浓度和它们的比例。3.为了探究 6-BA 和 IAA 对某菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响,某研究小组在 MS 培养基中加入6-BA 和 IAA,配制成四种培养基(见下表),灭菌后分别接种数量相同、生长状态一致、消毒后的茎尖外植体,在适宜条件下培养一段时间后,统计再生丛芽外植体的比率(m),以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n),结果如下表。浓度/(mg)L-1培养基编号6-BA IAAm/% n/个1
6、 0 76.73.12 0.1 77.46.13 0.2 66.75.340.50.5 60.05.0请回答下列问题。(1)按照植物的需求量,培养基中无机盐的元素可分为 和 两类。上述培养基中,6-BA 属于 类生长调节剂。 (2)在该实验中,自变量是 ,因变量是 , 自变量的取值范围是 。 (3)从实验结果可知,诱导丛芽总数最少的培养基是 号培养基。 (4)为了诱导该菊花试管苗生根,培养基中一般不加入 (填“6-BA”或“IAA”)。 答案 (1)大量元素 微量元素 细胞分裂素 (2)IAA 浓度 再生丛芽外植体的比率(m )和再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n )00.5 mg/L (3)1
7、 (4)6-BA3解析 植物组织培养所用培养基的主要成分有无机盐(大量元素和微量元素)、有机物,常常还需要添加植物激素。根据实验结果可知,本实验所用培养基中加入的 6-BA 属于细胞分裂素类生长调节剂。根据表中所列数据及实验结果可知,本实验自变量是 IAA 浓度,其取值范围是 00.5 mg/L,因变量是再生丛芽外植体的比率(m )和再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n )。当生长素用量与细胞分裂素用量的比值高时,有利于根的分化,所以为了诱导菊花试管苗生根,培养基中一般不加入 6-BA。4.铁皮石斛是一味名贵的中草药,请回答关于铁皮石斛组织培养的有关问题。(1)生长调节剂母液的配制:将适量的 NA
8、A 和 BA 分别溶解于质量分数为 0.1 mol/L 的氢氧化钠和 溶液中,配制生长调节剂母液,并置于冰箱中保存。 (2)培养基的配制和灭菌:取适量的 BA 溶液、NAA 溶液、蔗糖、琼脂和 ,加热至琼脂熔化后,通过 分装至三角瓶中,加上封口膜后在 压力的灭菌锅中灭菌 15 min。 (3)外植体消毒与接种:取野生铁皮石斛茎切段,在 70%乙醇中浸泡 10 min,再放入 溶液中浸泡 5 min,重复一次,最后在超净台中用 清洗,将茎切段培养在生芽培养基中,待形成 后转入生根培养基中继续培养。 答案 (1)盐酸(2)MS 培养基 三角漏斗 1 kg/cm 2(3)5%次氯酸钠 无菌水 丛状苗
9、5.某同学欲用组织培养方法快速繁殖百合,其流程如下。请回答下列问题。(1)配好的培养基需经 灭菌后才能使用。用乙醇和次氯酸钠对百合鳞茎进行 。 (2)诱导生根时,发现不同种类百合的生根能力差异很大,这是因为它们的 不同。将生根后的百合直接定植于土壤中,死亡率很高。改进的措施是将其移至蛭石中,用塑料布罩 23 天后,逐步加大塑料布开口,使其生长环境中的 逐步降低,这一过程即为上述图中的 。 (3)培养过程中,发现培养基上长有多种细菌,若要从中分离出某种细菌,可用接种环挑取少量细菌,在 LB 培养基上 ,形成 后,再进一步观察确认。 答案 (1)高压蒸汽 消毒(2)基因型 湿度 锻炼(3)划线分离
10、 单菌落解析 (1)培养基需要经过高压蒸汽灭菌后才能使用。将自然生长的外植体(百合鳞茎)进行组织培养时要进行消毒处理,先在 70%乙醇中浸泡 10 min,再放入 5%次氯酸钠溶液中浸泡 5 min,然后用另一5%次氯酸钠溶液浸泡 5 min,最后在超净台中用无菌水清洗。(2)诱导生根时,由于不同种类百合的基因型不同,所以生根能力差异很大。将生根后的百合直接定植于土壤中,死亡率很高,适宜的做法是待其生根后,将其移至蛭石中,用玻璃罩或塑料布保持 80%以上的湿度,23 天后打开玻璃罩或塑料布逐渐减低湿度进行锻炼,直到将罩全部打开处于自然湿度下为止。(3)菌种分离的常用方法是用接种环进行划线分离或
11、者用玻璃刮刀进行涂布分离,待形成单菌落后,再进一步观察确认。46.甲、乙两名同学分别以某种植物的绿色叶片和白色花瓣为材料,利用植物组织培养技术繁殖该植物。回答下列问题。(1)以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体,在一定条件下进行组织培养,均能获得试管苗,其原理是 。 (2)甲、乙同学在诱导愈伤组织所用的培养基中,均加入一定量的蔗糖,蔗糖水解后可得到 。若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗,该细胞应具备的条件是 (填“具有完整的细胞核”“具有叶绿体”或“已转入抗性基因”)。 (3)图中 A、B、C 所示的是不同的培养结果,该不同结果的出现主要是由于培养基中两种激素用量的不同造成的,这两种激素是
12、。A 中的愈伤组织是叶肉细胞经 形成的。 (4)若该种植物是一种杂合子的名贵花卉,要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉,可用组织培养方法繁殖,在培养时, (填“能”或“不能”)采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体,原因是 。 答案 (1)绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性,在一定条件下能发育成完整的植株(2)葡萄糖、果糖 具有完整的细胞核(3)细胞分裂素、生长素 脱分化(4)不能 对杂合子的植株来说,其体细胞的基因型相同,而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同。用花粉粒进行组织培养得到花卉基因型不同于原植株解析 (1)高度分化的活的植物细胞含有完成发育所需的全套基因,这是细胞全能性的
13、理论基础,而植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性。(2)蔗糖水解可得到葡萄糖、果糖。从细胞全能性的理论基础可知,用细胞作为材料进行培养获得幼苗,该细胞应具备的条件是具有完整的细胞核,即要含有完成发育所需的全部遗传信息。(3)植物组织培养的再分化过程受生长素和细胞分裂素的影响,两者含量的比例会影响分化的结果。愈伤组织是高度分化细胞经脱分化形成的。(4)一般情况下,植物组织培养属于无性繁殖,可使后代保持亲本的遗传性状。但花药离体培养与用植物正常体细胞培养不同,因为花粉粒是通过减数分裂产生,分裂过程使其基因型与体细胞的基因型不同,培养得到的花卉的基因型不同于原植株,导致不能保持亲本性状。故要保持亲
14、本性状,组织培养不能用花粉粒作外植体。7.当今能源紧缺,污染严重,酒精成为备受关注的“绿色能源”。利用玉米等植物秸秆生产燃料酒精已成为大势所趋。请回答下列问题。5(1)利用植物组织培养可实现玉米的大规模快速繁殖,图解如下。由外植体通过植物组织培养技术培育成完整植株,这项技术利用了 的原理。图中 A、B 代表 、 ;过程、分别表示 和 。 离体幼茎 A B 植株(2)在植物组织培养中关于消毒和灭菌操作的叙述,正确的是 。 A.只要不碰外植体,操作者的双手可以不消毒B.离体幼茎可以用酒精消毒C.镊子等器械需用酒精灭菌D.接种后培养基需用高压蒸汽灭菌(3)具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精发酵
15、菌种,对野生酵母菌进行诱变后通过筛选可以得到具有这些特性的突变菌,诱变及筛选过程如下。第一步:野生菌液体培养一段时间后接受紫外线照射诱变处理。第二步:制备选择培养基。在基本培养基的基础上,还需 ,加琼脂后灭菌,制成固体平板。 第三步:将紫外线照射后的菌液稀释涂布平板。第四步:根据 筛选出突变菌。 (4)随着生物技术的发展,生物学家可以“创造”出某些特定的、以前从未自然存在过的生物体。有科学家将其他生物组织的基因植入细菌,设计并造出一种独特的大肠杆菌,能够将蔗糖转化为石油燃料,这种可遗传变异来源于 。 答案 (1)植物细胞全能性 愈伤组织 胚状体 脱分化 再分化 (2)B (3)添加高浓度蔗糖(或葡萄糖)、调低 pH(加酸) 是否能在该培养基上生长 (4)基因重组
