【课堂新坐标，同步备课参考】2013-2014学年高中生物（人教版）选修1教师用书：专题3《植物的组织培养技术》

课题1菊花的组织培养
(教师用书独具)
●课标要求
　尝试植物的组织培养。用组织培养法培养花卉等幼苗，并进行露地栽培。
●课标解读
1．说明植物组织培养的基本原理。
2．学习植物组织培养的基本技术。
3．进行菊花或其他植物的组织培养。
●教学地位
　植物组织培养技术应用广泛，利用植物组织 ( http: / / www.21cnjy.com )培养技术可以实现优良品种的快速繁殖，培养出脱毒苗，实现花卉的连续生产，缩短育种周期等。本课题的内容与必修内容联系密切，其原理是建立在植物细胞的全能性的基础之上的，学习时应该重视必修内容的回顾、复习。
●教法指导
1．植物组织培养的基础知识部分，涉及细胞的 ( http: / / www.21cnjy.com )分化及细胞的全能性等知识，在课前应该指导学生做好复习。对于脱分化、愈伤组织等概念，学生初次接触，学生理解起来有一定的难度，教师可准备愈伤组织的材料或者图片，让学生观察，并理解愈伤组织的形成及特点，以增加学生的认识，帮助学生理解植物组织培养的基本原理。
2．对于影响植物组织培养的因素的教学，由于 ( http: / / www.21cnjy.com )影响因素较多，可分开进行。对于培养基，可利用教材旁栏思考题，将其与微生物培养基的配方进行比较，通过对比来认识用于植物组织培养的培养基的特点。关于植物激素的使用，可利用教材资料，并结合必修内容，回顾有关植物激素调节的内容，然后理解、记忆植物激素对植物组织培养的影响。
(教师用书独具)
●新课导入建议
　本专题开始介绍了植物组织 ( http: / / www.21cnjy.com )培养技术的发展历史，教师可由此引入新课，激发学生的学习兴趣。课题背景介绍了植物细胞的全能性，教师可由此与必修内容中有关细胞分化、全能性的内容相联系。
●教学流程设计
学生课前预习：阅读教材P31－36，填 ( http: / / www.21cnjy.com )写【课前自主导学】，完成“思考交流1、2、3”。了解本课题的基础知识。?步骤1：情景导课：以【新课导入建议】引出课题。通过学生阅读、提问进行基础知识部分的教学。?步骤2：通过【课堂互动探究】探究1，并联系必修1，明确植物细胞全能性表达所需要的条件，及脱分化、再分化等概念的教学。通过例1检测、巩固。?步骤3：教师利用【课堂互动探究】探究2总结影响植物组织培养的因素，并将植物组织培养技术与微生物培养相比较，强调无菌技术在植物组织培养技术中的作用，完成例2。?
课　标　解　读 重　点　难　点
1.说明植物组织培养的基本原理。
2.学习植物组织培养的基本技术。
3.进行菊花或其他植物的组织培养。 　植物组织培养过程中使用的无菌技术。(重难点)
植物组织培养的基本过程
1.植物组织培养
当植物细胞脱离了原来所在植物体的器 ( http: / / www.21cnjy.com )官或组织而处于离体状态时，在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，就可能表现出全能性，发育成完整的植株。
2．过程
→
1．马铃薯长期种植，会因感染病毒而导致产量降低，要想提高产量、培育无病毒的马铃薯应该如何处理？
【提示】　植物的茎尖、芽尖等由于刚刚分化而成，病毒含量极少，甚至无病毒。可以用这部分组织进行植物培养，可获得脱毒苗。
影响植物组织培养的因素
项目 说明 本质
材料选取 ①不同的植物组织，培养的难易程度差别很大；②同一种植物材料，材料的年龄、保存时间的长短等也会影响实验结果 内因
营养成分 常用的一种培养基是MS培养基，主要 ( http: / / www.21cnjy.com )成分包括：①大量元素，如N、P、K、Ca、Mg、S；②微量元素，如B、Mn等；③有机物，如甘氨酸、维生素、蔗糖等
植物激素 关键性激素：生长素和细胞分裂素，二者的浓度、使用的先后顺序及用量的比例等都会影响实验结果
其他因素 pH、温度、光照等 外因
2．植物组织培养中光照条件如何控制？
【提示】　组织培养过程中，若外植体无叶绿体( ( http: / / www.21cnjy.com )如根尖)，脱分化时不需要光照，再分化时需要光照，以利于叶绿素的形成；若外植体含叶绿体，则需要光照，以便自养，提高成活率。
实验操作
　制备MS固体培养基：配制各种母液、配制培养基和灭菌
　
外植体消毒：嫩枝―→流水冲 ( http: / / www.21cnjy.com )洗体积分数为70%的酒精中摇动2～3次，持续6～7s―→无菌水中清洗放入质量分数为0.1%的氯化汞溶液中1～2 min―→在无菌水中至少清洗3次
接种：都必须在酒精灯旁进行。将菊花茎段插入培养基时应注意方向，不要倒插
培养：最好在无菌箱中培养。培养期间应定期消毒。培养温度控制在18～22_℃，且每日用日光灯光照12 h
移栽与栽培：移栽前应先打 ( http: / / www.21cnjy.com )开培养瓶的封口膜，让试管苗在培养间生长几日，然后用流水清洗根部的培养基，将幼苗移植到消过毒的蛭石或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
3．MS培养基中各营养物质的作用是什么？
【提示】　微量元素和大量元素提供植物细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞生活所必需的无机盐；蔗糖提供碳源，同时维持细胞的渗透压；甘氨酸、维生素等物质，主要是满足离体植物细胞的特殊营养要求。
1．经离体培养形成的愈伤组织细胞排列紧密而规则，为高度液泡化的薄壁细胞。(×)
【提示】　愈伤组织细胞排列疏松而无规则。
2．植物组织培养一定要经过脱分化和再分化过程。(√)
3．植物组织培养的培养基中可添加的植物激素只有生长素和细胞分裂素。(×)
【提示】　植物组织培养中常用的植物激素有生长素、细胞分裂素和赤霉素等。
4．对外植体进行消毒时，药剂的消毒效果越好，植物组织培养越容易成功。(×)
【提示】　对外植体消毒时，既要考虑消毒效果，又要考虑植物的耐受能力。
植物组织培养的原理及过程
【问题导思】　
①植物细胞全能性表达需要哪些条件？
②什么是脱分化、再分化？
1．细胞体现全能性
(1)原因：所有体细胞均来自受精卵的有丝分裂，都具有和受精卵相同的一整套遗传基因。
(2)条件：脱离原来所在植物体(离体培养)、营养供给、激素控制、无菌条件、适宜的温度、pH和光照等外界条件。
(3)由离体的细胞、组织或器官发育成一个完整个体。
细胞全能性大小的比较
1．受精卵>生殖细胞>体细胞。
2．幼嫩组织细胞>成熟组织细胞。
3．分化程度低的细胞>分化程度高的细胞。
2．脱分化和再分化比较
名称 过程 特点 条件 原理
脱分化 由外植体形成愈伤组织 排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞团
再分化 由愈伤组织形成幼苗或胚状体结构 有根、芽或有生根发芽的能力 ①离体
②提供营养物质(有机物、无机物)
③提供激素
④提供其他适宜条件
营养生长
和生殖
生长 发育成完整的植物体 由根、茎、叶、花、果实、种子组成 栽培 植物细胞全能性
　(2013·西安高二检测)下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是(　　)
A．玉米种子萌发长成新植株
B．小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞
C．小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株
D．胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株
【审题导析】由题干中的关键信息“体细胞的全能性”可知以下两个突破点：
(1)体现细胞全能性的一个必要条件为离体培养。
(2)是体细胞的全能性而非生殖细胞。
【精讲精析】　玉米种子萌发长成新植株不 ( http: / / www.21cnjy.com )能体现细胞全能性。小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞，并没有发育成个体，所以不能体现细胞全能性。小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株体现的是植物生殖细胞的全能性。
【答案】　D
影响植物组织培养的因素
【问题导思】　
①植物组织培养过程中需哪些无菌操作？
②植物组织培养中如何合理应用植物激素？
1．材料因素的影响
(1)不同的植物组织，培养的难易程度差别很大，容易进行无性繁殖的植物也容易进行组织培养。
(2)同一种植物材料，材料的年龄、 ( http: / / www.21cnjy.com )保存时间的长短也有影响。幼龄、保存时间短的植物材料容易培养成功。菊花的组织培养，一般选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝。
2．严格的无菌条件
培养基上有细菌等微生物存在时，它们比植物 ( http: / / www.21cnjy.com )细胞生长、繁殖得更快，而且它们会产生毒素，使培养的植物细胞很快中毒死亡。因此在培养过程中要求进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作。
无菌包括培养基、器械和植物材料(外植体)的灭菌消毒。对培养材料进行表面消毒时，一方面要考虑药剂的消毒效果，另一方面要考虑植物材料的耐受性。
3．植物激素在植物组织培养中的重要作用
(1)在配制好的MS培养基中，常常需要添加植物激素。植物激素中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性激素。
(2)激素使用的先后顺序及其用量比例对细胞分裂和分化的影响。
①激素使用的先后顺序产生的影响：
使用顺序 实验结果
先使用生长素，后使用细胞分裂素 有利于细胞分裂，但细胞不分化
先使用细胞分裂素，后使用生长素 细胞既分裂也分化
同时使用 分化频率提高
②激素用量比例产生的影响：
生长素与细胞分裂素的比值 结果
比值高时 促根分化，抑芽形成
比值低时 促芽分化，抑根形成
比值适中 促进愈伤组织的形成
4.pH、温度、光照等条件的影响
不同的植物对各种条件的要求往往不同。 ( http: / / www.21cnjy.com )进行菊花的组织培养，一般将pH控制在5.8左右，温度控制在18～22 ℃，并且每日用日光灯照射12 h。
　植物组织培养的培养基中加有激素。下表是培养基中两种植物激素在不同比例时的实验结果。请分析完成下列问题。(其中6－BA是细胞分裂素，IAA是生长素)
实验组别 1 2 3 4
激素种类及激素浓度关系 6－BA 6－BA>IAA 6－BA＝IAA 6－BA结果 组织块产生愈伤组织 组织块分化
出芽 愈伤组织不断生长 愈伤组织有生根趋势
(1)促进愈伤组织产生的条件是____ ( http: / / www.21cnjy.com )______________，愈伤组织生长的条件是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)芽的分化条件是____________________________，根的分化条件是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)在植物组织培养中，脱分化可用的激素 ( http: / / www.21cnjy.com )组合是实验________和实验________中的激素浓度关系，再分化时可用的激素组合是实验________和实验________中的激素浓度关系。整个实验表明，植物的生根、发芽等生命活动是____________________的结果。
(4)植物组织培养的培养基中，除激素外，还必须含有________，它的成分至少应该含有________、______________等。
(5)判断愈伤组织是否产生的依据是看是否产生了
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________的细胞。
【审题导析】表中1、3组激素的使用利于愈伤组织的形成与生长，即为脱分化；2、4组激素的使用利于根或芽的分化，即为再分化。
【精讲精析】　表中的数据显示，细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )分裂素与生长素的含量会影响细胞脱分化及再分化的过程，只有两者的共同作用，才能使组织培养过程顺利完成。在组织培养中，需要植物激素、矿质元素、有机物等物质。愈伤组织是一种分化程度较低的细胞，是排列疏松而无规则、高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。
【答案】　(1)必须有细胞分裂素　细胞分裂素与生长素含量相等
(2)细胞分裂素的含量大于生长素的含量　生长素的含量大于细胞分裂素的含量
(3)1　3　2　4　多种激素共同作用
(4)营养物质　矿质元素　有机物
(5)排列疏松而无规则、高度液泡化的呈无定形状态
植物组织培养的实验操作与评价
【问题导思】　
①外植体消毒时用到哪两种试剂？
②接种操作中污染率较高的原因有哪些？
③生根苗移栽时的关键是什么？
1．实验操作
(1)操作流程
制备MS固体培养基→外植体消毒→接种→培养→移栽→栽培。
(2)接种的注意事项
①每接种一块外植体前，镊子需放入体积分数为70%的酒精中消毒一次，然后在酒精灯火焰上烧一遍，冷却后再接种。
②外植体在培养基中要分布均匀，放置外 ( http: / / www.21cnjy.com )植体的数量根据锥形瓶的大小确定，一般胡萝卜3～4块，菊花的茎6～8块，也不要太少，以充分利用培养基中的营养成分和光照条件。
③插入时应注意方向，不要倒插。茎段、茎尖基部插入培养基以利于吸收水分和养分。
④接种后及时盖好瓶盖，做好标记，写明材料名称、接种日期。
2．实验结果分析与评价
(1)选材是否恰当：要选取生长旺盛的嫩枝。
(2)无菌技术是否过关：如果出现了污染现象，说明某些操作步骤，如培养基灭菌、花蕾消毒或接种等有问题。
(3)接种是否成功：如果接种的外植体长 ( http: / / www.21cnjy.com )出愈伤组织或释放出胚状体，组织培养的第一步就成功了。要适时转换培养基，以便愈伤组织或胚状体进一步分化成再生植株。
(4)是否设置对照实验和重复组
①通过设置重复组和对照组可以 ( http: / / www.21cnjy.com )选出最佳的实验材料、最好的培养基配方、找出实验失败的原因。如设置对照实验可以取用一个经过灭菌的装有培养基的锥形瓶，与接种操作后的锥形瓶一同培养，用以说明培养基制作是否合格，有没有被杂菌污染。
②不同组的同学设置不同的激素浓度，相互比较植物生长的速度。
　
无菌操作的注意事项
1．培养材料的消毒
(1)消毒剂：一般可用体积分数为70%的酒精和质量分数为0.1%的氯化汞溶液。
(2)注意点：既要考虑消毒效果，也要考虑材料的耐受能力。
2．培养基、所用器械均应进行灭菌处理。培养基、所用器械常用高压蒸汽灭菌，所用器械也可采取干热灭菌或灼烧灭菌。
3．操作室、工作台要进行消毒，一般使用紫外线或消毒药品消毒。
4．所有接种、转瓶操作都应在酒精灯火焰旁进行。
5．操作人员要对手消毒、戴口罩、穿工作服等
　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，据图得出的初步结论错误的是(　　)
A．污染主要不是培养基灭菌时间短造成的
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．调节培养温度能有效解决污染问题
【思维导图】　→→
【精讲精析】　据题图可知， ( http: / / www.21cnjy.com )污染率与培养基灭菌的时间、培养基pH以及培养温度并没有规律性关系；而延长离体组织消毒时间，污染率降低，因此可得出污染的主要来源是离体组织。
【答案】　D
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．植物组织培养的理论基础是细胞的全能性。
2．植物组织培养的基本过程是：外植体愈伤组织胚状体―→新植物体。
3．影响植物组织培养的因素包括材料选择、培养基的成分及配比、pH、温度、光照等。
4．组织培养中，生长素的使用量大于细胞分裂素，有利于根的分化，抑制芽的形成；反之，则利于芽的分化，抑制根的形成。
1．植物组织培养是指(　　)
A．将离体的植物器官、组织或细胞培育成完整植物体
B．将愈伤组织培育成植株
C．将离体的植物器官、组织或细胞培育成愈伤组织
D．愈伤组织形成并液泡化
【解析】　植物组织培养是指在人工控制的条件下，将离体的植物组织、器官或细胞培育成完整植株的过程。
【答案】　A
2．用高度分化的植物器官、组织或细胞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疏松的薄壁细胞组成的
D．该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状体结构
【解析】　愈伤组织是由高度分化的器官、组织或细胞脱分化形成的，在发育上具有全能性。
【答案】　B
3．下列实例中能体现出细胞全能性的是(　　)
①用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成可育的植株　②用植物种子繁殖后代　③用烟草的单个组织培养出了可育的完整植株
A．①②　 B．①③
C．②③ D．①②③
【解析】　 细胞的全能性是指已分化的细胞仍 ( http: / / www.21cnjy.com )具有发育成完整个体的潜能。其中①和③都属于由分化的细胞经过培养形成可育的植株，体现了细胞的全能性。用植物种子繁殖后代，实际上就是一个受精卵通过细胞的增殖和分化发育成新个体，所以是由未分化的细胞(受精卵)发育成新个体的过程，不能体现出细胞的全能性。
【答案】　B
4．(2013·商丘高二测试)下列关于植物组织培养的说法中，哪一项是错误的(　　)
A．在进行植物组织培养时，需要适宜的温度、营养、氧气和pH
B．植物的组织培养过程中不需要光
C．不同植物进行组织培养时，所需的温度有所不同
D．由外植体形成幼苗的过程中，培养基中有机物的总量会减少
【解析】　植物组织培养需要一定的条件。 除需 ( http: / / www.21cnjy.com )要营养、适宜的温度、酸碱度和渗透压外，还需要光。光不仅仅是进行光合作用的重要条件，也对培养细胞的分裂和分化有重要影响。
【答案】　B
5．无菌技术是植物组织培养能否获得成功的关键，以下说法正确的是(　　)
①由于植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗 ( http: / / www.21cnjy.com )逆性差，对无菌操作的要求非常严格　②对培养基用高压蒸汽灭菌　③对培养材料进行表面消毒时，一方面要考虑药剂的消毒效果，另一方面还要考虑植物材料的耐受能力　④培养中不同药剂、不同植物材料，甚至不同器官要区别对待　⑤对培养材料可用高压蒸汽灭菌　⑥如果不小心引起污染，可能将造成培养工作前功尽弃
A．①②③④⑤ B．①②③④
C．①②③④⑥ D．①②③④⑤⑥
【解析】　培养材料是具有活性的生物材料，不能进行灭菌，只能消毒处理。
【答案】　C
6．MS培养基与微生物培养基相比，需要提供的(　　)
A．无机营养 B．有机营养
C．甘氨酸和维生素 D．植物激素
【解析】　MS培养基是用于植物组织培养的，往往需添加植物激素。
【答案】　D
7．(2012·贵阳高二检测 ( http: / / www.21cnjy.com ))如图为科学家将胡萝卜韧皮部的细胞培养形成胡萝卜植株的过程示意图(注：胚状体即等同于植物种子的胚的结构)。请据图完成下列问题。
(1)由细胞团形成胚状体要经过__________________过程。
(2)这种培养方法在生物技术中称为__________培养。
(3)培养基中除了需要水分和有机 ( http: / / www.21cnjy.com )营养物质外，还需要加入__________和______________。培养过程必要的外界条件是适宜的温度、__________和________等。
(4)由胡萝卜韧皮部细胞培养成完整的胡萝卜 ( http: / / www.21cnjy.com )植株证明了________________________________________________________________________。
【解析】　植物组织培养的理论基础是细胞 ( http: / / www.21cnjy.com )的全能性；由细胞团发育成植物幼苗需经细胞分裂和细胞分化两个过程；植物组织培养所用的培养基中应含有植物生长发育所需的各种营养物质，为诱导根或芽的分化还应加入生长素、细胞分裂素两种植物激素，并保证适宜的外界环境。
【答案】　 (1)细胞分裂和细胞分化
(2)植物组织
(3)矿质元素　生长调节类(激素)物质　pH　光照
(4)植物细胞具有全能性
一、选择题
1．植物组织培养的过程是(　　)
①离体的植物器官、组织或细胞　②愈伤组织　③形成根、芽　④脱分化　⑤再分化　⑥植物体
A．①②③④⑤⑥　　　　　　B．①④②⑤③⑥
C．①③④⑤②⑥ D．①④⑤②③⑥
【解析】　植物组织培养中，愈伤组织是经过脱分化形成的，形成根、芽则需经过再分化过程。
【答案】　B
2．(2012·衡阳高二检测)在下列选项中，需要采用植物组织培养技术的是(　　)
①利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，获得多倍体植株
②获取大量的脱毒苗
③利用基因工程培养抗棉铃虫的植株
④单倍体育种
⑤无子西瓜的快速大量繁殖
A．①②③ B．②③④⑤
C．①②④⑤ D．①③④⑤
【解析】　用秋水仙素处理萌发的种子 ( http: / / www.21cnjy.com )或幼苗，获得多倍体植株需要采用多倍体育种技术，用不到植物组织培养技术。除此之外的其他各项均需要采用植物组织培养技术。
【答案】　B
3．某生物兴趣小组用芦荟新鲜茎的 ( http: / / www.21cnjy.com )一部分作为材料进行组织培养，愈伤组织能正常形成且继续长大，正常根和芽却迟迟不能形成；你认为导致该情况出现的最可能的原因是(　　)
A．葡萄糖、氨基酸等有机营养供应不足
B．培养环境光照、温度、pH或氧气浓度不适宜
C．生长素和细胞分裂素比例不协调
D．无菌条件没有控制好
【解析】　因为“愈伤组织能正常形成且继 ( http: / / www.21cnjy.com )续长大”，说明培养基营养充足、环境条件适宜且没有受到杂菌污染；当生长素和细胞分裂素的比例达到一定值的时候，才能使愈伤组织分化出根和芽。
【答案】　C
4．下列现象属于植物细胞脱分化的是(　　)
A．将胡萝卜根薄片放在培养基上培养成愈伤组织
B．由愈伤组织形成植物芽的过程
C．受精卵形成种子的过程
D．由种子发育成植株
【解析】　脱分化是指高度分化的植物 ( http: / / www.21cnjy.com )组织或细胞产生愈伤组织的过程。由愈伤组织形成植物芽是再分化过程；受精卵形成种子和由种子发育成植株都是植物体内正常的发育过程，不属于脱分化。
【答案】　A
5．下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是(　　)
A．培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压
B．培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化
C．离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织
D．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相同
【解析】　绿色开花植物的花粉与体细胞基因型不同，因此经培养获得的愈伤组织基因型也不相同。
【答案】　D
6．用植物离体细胞进行组织培养，需要多种外界因素的作用，下列各项不是组织培养必需条件的是(　　)
A．外源基因和CO2
B．适宜的温度、pH和氧气
C．水和矿质元素
D．有机营养和激素
【解析】　组织培养是在实验室条件下进 ( http: / / www.21cnjy.com )行的，不需要提供CO2和外源基因，所以A是非必要的；而B是植物生命活动所必需的；C对植物的生长也不可缺少；未分化出叶绿体前，由于没有光合作用，组织培养过程还必须有有机营养以维持细胞的分裂和生长，组织培养过程中的脱分化和再分化还离不开有关的植物激素。
【答案】　A
7．(2013·南昌高二检测)科学工作 ( http: / / www.21cnjy.com )者把胡萝卜韧皮部的细胞分离出来，将离体细胞放在培养基上培养，获得了许多完整的植株，这些植株的特点是(　　)
A．彼此性状极相似 B．变异频率极高
C．单倍体 D．都是纯合体
【解析】　胡萝卜韧皮部细胞的基因型相同，但不一定为纯合体，因此由这些细胞经植物组织培养而来的植株彼此性状极相似。
【答案】　A
8．在菊花的组织培养操作 ( http: / / www.21cnjy.com )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
【解析】　在植物组织的培养过程中， ( http: / / www.21cnjy.com )所用培养基是经过同一种方法处理了的，接种后培养环境相同，故导致外植体接种后有的死亡，有的正常生长这一现象的原因不可能是培养条件。
【答案】　A
9．下列关于植物组织培养中植物激素使用的说法，不正确的是(　　)
A．植物组织培养中关键性激素是生长素和细胞分裂素
B．同时使用生长素和细胞分裂素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向
C．先使用细胞分裂素，后使用生长素，细胞既分裂也分化
D．先使用生长素，后使用细胞分裂素，有利于细胞分裂和分化
【解析】　先使用生长素，后使用细胞分裂素，有利于细胞分裂，但细胞不分化。
【答案】　D
10．植物组织培养过程中分化成的幼苗需要移栽，下列关于移栽的措施，说法错误的是(　　)
A．移栽时，应在打开培养瓶的封口膜后马上移植
B．移栽时，应先将培养瓶的封口膜打开一段时间，让试管苗在培养间生长几日
C．移栽时需用流水清洗根部的培养基
D．最后幼苗需移植到消过毒的新环境下生活一段时间，等幼苗长壮后再移栽到土壤中
【解析】　移栽时，应先打 ( http: / / www.21cnjy.com )开培养瓶的封口膜，让试管苗在培养间生长几日，然后用流水清洗根部的培养基，将幼苗移植到消过毒的蛭石或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。
【答案】　A
二、非选择题
11．乙醇等“绿色能源”的开发备受关注，利用玉米秸秆等生产燃料酒精已成为大势所趋。
(1)植物组织培养可实现玉米等大规 ( http: / / www.21cnjy.com )模快速繁殖，如上图，把外植体通过植物组织培养技术培育成完整植株，利用了________________原理。通过组织培养技术进行植物繁育，可以很好地保持亲本的优良性状，原因是
________________________________________________________________________。
A、B分别代表________和________，过程①、②分别表示________和________。
(2)在玉米组织培养过程中，有关说法不正确的是(　　)
A．培育出的玉米植株个体都是纯合子
B．A细胞的全能性最高
C．从外植体到A的过程不需要光照
D．从外植体到完整植株，细胞的分裂方式都是有丝分裂
【解析】　(1)由植物组织培养技术 ( http: / / www.21cnjy.com )图可知其原理是植物细胞的全能性，由于整个过程均为有丝分裂，故亲子代遗传物质相同，从而可保持亲代的优良性状。
(2)脱分化过程没有叶绿素的形成，故不需光照。玉米种子均为杂交种。
【答案】　(1)植物细胞的全能性　子代遗传物质与亲代相同，不会像有性生殖一样出现性状分离　愈伤组织　胚状体　脱分化　再分化　(2)A
12．(2012·新课标全 ( http: / / www.21cnjy.com )国卷)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。
培养基编号
浓度(mg·L－1)
6－BA IAA m(%) n(个)
1
2
3
4 0.5
0 76.7 3.1
0.1 77.4 6.1
0.2 66.7 5.3
0.5 60.0 5.0
回答下列问题：
(1)按照植物的需求量，培养基 ( http: / / www.21cnjy.com )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”)。
【解析】　按照植物的需求量，在培养基 ( http: / / www.21cnjy.com )中加入的无机盐的元素可分为大量元素和微量元素。6－BA是细胞分裂素类生长调节剂，由于该实验探究的是6－BA和IAA对菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响，而6－BA的浓度在各实验组中相同，因此实验的自变量是IAA浓度，取值范围是0～0.5 mg·L－1，因变量是再生丛芽外植体的比率及再生丛芽外植体上的丛芽平均数，即表中的m和n。再生外植体数乘以外植体上的丛芽平均数即为丛芽总数，计算可知诱导丛芽总数最少的是1号培养基。在植物组织培养中，生长素用于诱导细胞的分裂和根的分化，细胞分裂素主要促进细胞分裂和分化出不定芽，因此为了诱导生根，培养基中一般不加6－BA(细胞分裂素类生长调节剂)而加入IAA(生长素类生长调节剂)。
【答案】　(1)大量元素 ( http: / / www.21cnjy.com )　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)　0～0.5 mg·L－1
(3)1　(4)6－BA
课题2月季的花药培养
(教师用书独具)
●课标要求
　尝试植物的组织培养。用组织培养法培养花卉等幼苗，并进行露地栽培。
●课标解读
1．说出被子植物花粉发育的过程及花药培养产生花粉植株的两种途径。
2．说出影响花药培养的因素。
3．学习花药培养的基本技术，尝试用月季或其他植物的花药进行培养。
●教学地位
　本课题内容是上一课题的 ( http: / / www.21cnjy.com )延伸，花药是一种比较特殊的植物组织，因此本课题也属于植物组织培养技术。由于花药的特殊性，因此在具体操作上与一般的植物组织培养技术又有所不同。
●教法指导
1．对于“被子植物的花粉发育”的教学，可利用教材给出的插图，帮助学生了解花粉发育所经历的不同时期，目的是为后面实验材料的选取打下基础。
2．对于“产生花粉植株的两种途径”， ( http: / / www.21cnjy.com )由于体细胞胚、胚状体的概念是第一次出现，教师可先让学生阅读教材中的相关介绍，然后利用图片等方式加深学生对胚状体的理解，并结合教材中的流程图来认识花粉植株产生的两种不同途径。
3．“影响花药培养的因素”部分，由于在 ( http: / / www.21cnjy.com )上一课题中已经学习过影响植物组织培养的因素，因此在本课题，重点是强调花药离体培养中的特殊影响因素，如不同花期的花粉、花粉发育的不同时期等。
(教师用书独具)
●新课导入建议
　可直接利用本课题的课题背景，从花药离体 ( http: / / www.21cnjy.com )培养技术的发展历程进行新课的导入。也可以通过回顾必修教材中学习的单倍体育种，通过提问的方式：单倍体育种常用的方法是什么？这种方法具体如何操作，成功率如何？从而导入本节新课。
●教学流程设计
学生课前预习：阅读教材P37－40，填 ( http: / / www.21cnjy.com )写【课前自主导学】，完成“思考交流1、2”。了解本课题的基础知识。?步骤1：情景导课：以【新课导入建议】引出课题。通过学生阅读、提问进行基础知识部分的教学。?步骤2：通过【课堂互动探究】探究1，明确被子植物花粉发育经历的时期，及被子植物花粉形成过程中涉及的细胞增殖的方式。通过例1检测、巩固。?步骤3：教师利用【课堂互动探究】探究2总结、比较产生花粉植株的途径，并归纳花药离体培养的具体流程，通过完成例2巩固、提升。?
课　标　解　读 重　点　难　点
1.说出被子植物花粉发育的过程及花药培养产生花粉植株的两种途径。
2.说出影响花药培养的因素。
3.学习花药培养的基本技术，尝试用月季或其他植物的花药进行培养。 　选取适宜的培养材料和培养基。(重难点)
被子植物的花粉发育
1.花粉的概念
由花粉母细胞经过减数分裂形成的单倍体的生殖细胞。
2．花粉发育的基本过程
花粉母细胞(小孢子母细胞)小孢子四分体时期―→单核期双核期―→两个细胞
1．被子植物花粉发育过程中的四分体时期与减数分裂过程中的四分体时期是同一阶段吗？
【提示】　不是同一阶段。前者的四分体时期是指 ( http: / / www.21cnjy.com )4个单倍体细胞连在一起的时期；后者的四分体时期是指同源染色体配对后，一对同源染色体含有四条染色单体的阶段。
产生花粉植株的两种途径
1.两种途径
花药中的花粉脱分化　(分化)愈伤组织(再分化)　　
丛芽生根―→移栽
2．形成原因
主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。
3．花粉植株的特点
单倍体植株，植物弱小，高度不育。
影响花药培养的因素
1.主要因素
(1)材料的选择
①不同植物的诱导成功率很不相同。
②就同一种植物来说，花期早期时的花药比后期的更容易产生花粉植株。
③一般来说，在单核期，细胞核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养成功率最高。
(2)培养基的组成
2．其他因素
实验操作
1.取材
(1)花粉发育时期的确定：一般通过镜检来确定花粉是否处于适宜的发育期。
(2)镜检方法
2．消毒
常用消毒液为体积分数为70%的酒精和质量分数为0.1%的氯化汞溶液，消毒时间分别为30 s和2～4_min。
3．接种和培养
(1)接种要求：在无菌条件下除去萼片、花瓣和花药的花丝，立即将花药接种到培养基上。
(2)培养过程：温度在25_℃ ( http: / / www.21cnjy.com )左右且无需光照情况下培养20～30天，长出愈伤组织或释放出胚状体后及时将其转移到分化培养基上，幼苗形成后需要光照。
(3)鉴定和筛选：在花药培养中，特 ( http: / / www.21cnjy.com )别是通过愈伤组织形成的花粉植株，染色体组的数目常常会发生变化，因此还需要对培养出来的植株作进一步的鉴定和筛选。
2．花药长出愈伤组织或释放胚状体后，如何进一步处理？
【提示】　(1)花药长出愈伤组织后，要将愈伤组织及时转移到分化培养基上，以便进一步分化出再生植株。
(2)花药开裂释放出胚状体后，要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。
1．一个小孢子母细胞可以发育为一个花粉粒，并形成一个精子。(×)
【提示】　一个小孢子母细胞可以形成花粉粒，进而形成八个精子。
2．单倍体植株的形成必须经过愈伤组织阶段。(×)
【提示】　也可以经过胚状体阶段。
3．一般情况下，处于单核期的花粉培养成功率最高。(√)
4．对于细胞核不易着色的花粉通常采用醋酸洋红法。(×)
【提示】　应采用焙花青－铬矾法。
被子植物的花粉发育过程
【问题导思】　
①被子植物花粉发育要经历哪些时期？
②成熟生殖细胞形成过程涉及的细胞分裂方式有哪些？
1．被子植物的花粉发育
(1)发育场所：被子植物雄蕊的花药中。
(2)分裂方式：花粉是由花粉母细胞经过减数分裂而形成的，因此花粉是单倍体的生殖细胞。
(3)发育过程：被子植物花粉 ( http: / / www.21cnjy.com )的发育要经历小孢子四分体时期、单核期和双核期等阶段。在小孢子四分体时期，4个单倍体细胞连在一起，进入单核期时，四分体的4个单倍体细胞彼此分离，形成4个具有单细胞核的花粉粒。这时的细胞含浓厚的原生质，核位于细胞的中央(单核居中期)。随着细胞不断长大，细胞核由中央移向细胞一侧(单核靠边期)，并分裂成1个生殖细胞核和1个花粉管细胞核，进而形成两个细胞，一个是生殖细胞，一个是营养细胞。生殖细胞将再分裂一次，形成两个精子。
2．过程归纳
小孢子母细胞
　
成熟的花粉粒，有的只含花粉管细胞核(营养核) ( http: / / www.21cnjy.com )和生殖细胞核，这样的花粉粒称二核花粉粒。另一些植物的花粉，在成熟前生殖细胞进行一次有丝分裂，形成两个精子，这样的花粉在成熟时有一个营养核和两个精子，这样的花粉粒称三核花粉粒。
　(2013·日照高二测试)关于被子植物花粉的形成，下列说法正确的是(　　)
A．花粉粒是花粉母细胞经有丝分裂形成的
B．花粉的发育要经历四分体时期、单核期和双核期
C．花粉发育经历的四分体时期与减数第一次分裂的四分体时期含义相同
D．花粉母细胞形成花粉粒中精子的过程是一系列减数分裂的过程
【审题导析】解答此题应从以下两点突破：
(1)被子植物花粉的形成过程中涉及有丝分裂和减数分裂两种分裂方式。
(3)花粉发育经历的四分体时期是四个单倍体细胞在一起。
【精讲精析】　被子植物花粉的发育：花粉母细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞经减数分裂形成4个单核花粉粒，核位于细胞的中央。汲取营养，不断长大。随着细胞的扩大，细胞核由中央位置移至细胞一侧，然后每个花粉粒的细胞核进行一次有丝分裂形成一个花粉管细胞核和一个生殖细胞核。生殖细胞再进行一次有丝分裂生成两个精子。花药发育中的四分体时期指4个单倍体细胞连在一起，而减数分裂的四分体时期是指同源染色体配对后，1个四分体含4条染色单体的阶段。
【答案】　B
产生花粉植株的途径及培养过程
【问题导思】　
①花药培养产生花粉植株的途径是什么？
②花药培养的操作过程如何？
1．产生花粉植株的途径
通过花药培养产生花粉植株(即单倍体植株)一般 ( http: / / www.21cnjy.com )有两种途径，一种是花粉经过胚状体阶段发育为植株，另一种是花粉在诱导培养基上先形成愈伤组织，再将其诱导分化成植株(如图所示)。这两种途径之间并没有绝对的界限，主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。
―→
2．花药材料的选取与花药离体培养的过程
消毒：花蕾→体积分数为70%的酒精浸泡无菌水清洗质量分数为0.1%的氯化汞溶液无菌水冲洗3～5次
花药处理：不损伤花药且彻底去除花丝
　,无菌操作Ｆ
接种：每瓶接种花药7～10个
培养
移栽
　
栽培选育：鉴定和筛选染色体的倍性变化
3．植物组织培养与花药培养技术的比较
项目内容 菊花组织培养 月季的花药培养
理论依据 细胞的全能性 细胞的全能性
基本过程 脱分化→再分化 脱分化→再分化
外植体细胞类型 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 选材、营养、激素、pH、温度、阳光
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，染色体加倍后可育
　植物组织培养和花药离体培养都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中，错误的是(　　)
A．植物组织培养和花药离体培养的理论前提是细胞具有全能性
B．花药能诱导为单倍体植株的原因是花药细胞中含有本物种全部遗传信息，尽管遗传物质是体细胞的一半，但仍具有全能性
C．植物组织培养获得试管苗必须经过移栽炼苗后，才能移到大田栽培，而花药培养不需要
D．植物组织培养中若发生突变，则其后代可能表现出突变性状，但是花药培养中的突变，一定表现相应突变性状
【审题导析】本题解题关键是分清楚两个问题：一是植物组织培养及花药离体培养的结果；二是培养物的区别。
【精讲精析】　花药培养和组织培 ( http: / / www.21cnjy.com )养的理论依据都是细胞的全能性，尽管花药细胞中遗传物质是体细胞的一半，但仍含有本物种生长发育所需的全部基因(或遗传信息)，因此仍具有全能性。在组织培养过程中，若发生隐性的基因突变，由于基因成对存在，所以后代不一定表现其突变性状，仍能保持亲代的性状；而花药中基因单个存在，若有突变，性状就发生变化。两种方法所得到的试管苗都必须通过移栽炼苗后才可进行大田栽培。
【答案】　C
花药离体培养与单倍体育种
【问题导思】　
①花药离体培养获得的植株可育吗？
②花药离体培养与单倍体育种的过程是否相同？
1．花药离体培养的过程
(1)把幼小的花药(或花粉)分离出来，在无菌条件下放在人工培养基上进行离体培养。
(2)幼小花粉在培养基所提供的特定条件下可以发生多次细胞分裂，形成类似胚的构造(胚状体)或愈伤组织。
(3)诱导愈伤组织分化出芽和根，最后长成单倍体植株。
2．单倍体育种的过程
(1)在花药离体培养的基础上，用秋水仙素继续处理单倍体幼苗。
(2)染色体加倍，重新恢复为二倍体。因为此二倍体是由单倍体的染色体本身加倍而来的，所以是纯系，不会发生性状分离。详见下图：
3．尽管花药离体培养是单倍体育种的首要环节， ( http: / / www.21cnjy.com )但二者的步骤和结果是不同的。解题时一定注意看清楚是培养过程还是育种过程，花药离体培养只涉及到图解中的①②③④，而单倍体育种则包括①②③④⑤⑥。
　如图表示水稻(体细胞中有24条染色体)的花药通过无菌操作接入试管后，在一定条件下形成试管苗的培育过程，已知水稻的基因型为AaBb。
(1)要促进花粉细胞分裂和生长，培养基中应有____________和__________两类激素。
(2)试管苗的细胞中含有__________条脱氧核苷酸链。
(3)培育出的试管苗可能出 ( http: / / www.21cnjy.com )现的基因型有________________________________________________________________________。
(4)这种利用花药离体培养发育成的试管苗属于________体。要使它繁殖后代必须采取的措施是______________。
【思维导图】　花粉粒,(n))
单倍体幼苗,(n))正常植株(纯合子),(2n))
【精讲精析】　 植物 ( http: / / www.21cnjy.com )组织培养过程中，必须提供水、无机盐、小分子有机物等营养物质，还需要添加生长素和细胞分裂素等激素。由于体细胞中有24条染色体，而试管苗为12条染色体，也就是24条脱氧核苷酸链。水稻基因型为AaBb，经减数分裂形成的配子有AB、Ab、aB、ab四种。由花粉发育成的个体为单倍体，且高度不育，要使它繁殖后代需用秋水仙素处理。
【答案】　(1)生长素　细胞分裂素　(2)24　(3)AB、Ab、aB、ab　(4)单倍　用秋水仙素处理
本 课 知 识 小 结
网 络 构 建
结 论 语 句
1．被子植物花粉的发育要经历小孢子四分体时期、单核期(单核居中期、单核靠边期)、双核期等阶段。
2．小孢子母细胞4个小孢子
3．最合适的花粉发育时期为单核期，挑选花药时通常选择完全不开放的花蕾。
4．产生花粉植株的两种途径：一是花粉通过胚状体阶段发育为植株；另一途径为花粉在诱导培养基上先形成愈伤组织，再将其诱导分化成植株。
5．接种花药时，通常每瓶接种花药7～10个，培养温度控制在25 ℃左右，不需要光照。幼小植株形成后才需要光照。
1．一个小孢子母细胞经减数分裂产生4个小孢子，由一个小孢子到形成两个精子，其间经过的分裂次数及分裂方式为(　　)
A．一、有丝分裂　　　　　　B．二、减数分裂
C．二、有丝分裂 D．三、有丝分裂
【解析】　一个小孢子母细胞经减数分裂产生4个小孢子，每个小孢子再经过二次有丝分裂最终共形成8个精子。
【答案】　C
2．下列关于植物组织培养与花药培养的区别说法中，错误的是(　　)
A．前者接种后每日给光照12 h，后者幼小植株形成后才需光照
B．两者的培养基中都含植物激素，但种类及用量不同
C．后者需将愈伤组织及时转移到分化培养基上，前者不需转移便可再分化为植株
D．花药培养对培养基配方的要求更为严格
【解析】　在植物组织培养的过程中，当 ( http: / / www.21cnjy.com )愈伤组织转变为绿色后也需将愈伤组织更换到生芽培养基中，经三十到四十天后再将长出幼芽的组织置于生根培养基中进行培养。
【答案】　C
3．产生花粉植株的两种途径中，得到胚状体和愈伤组织都是通过哪个过程进行的(　　)
A．分化 B．脱分化
C．再分化 D．诱导
【解析】　花药离体培养形成单倍体植株的过程中，都是通过脱分化得到胚状体或愈伤组织。
【答案】　B
4．(2013·马鞍山检测)普通小麦(6N＝42)经花药离体培养成的植株，可能是(　　)
①三倍体　②单倍体　③六倍体　④一倍体
A．①② B．②③
C．①③ D．③④
【解析】　由花粉培养的植株为单倍体，但在 ( http: / / www.21cnjy.com )花粉培养过程中，单核花粉粒进行一次非均等的正常分裂，形成一个营养核和生殖核，两个核都参与愈伤组织或胚状体的形成。有时两个核融合而导致非单倍体的形成，即六倍体。
【答案】　B
5．在花药培养过程中，需要对培育出来的植株做进一步的鉴定和筛选，目的是看其(　　)
A．是否有染色体丢失
B．是否有基因突变
C．是否出现染色体倍性变化
D．是由哪种形式形成的
【解析】　在花药离体培养过程中，特 ( http: / / www.21cnjy.com )别是通过愈伤组织形成的花粉植株，常常会出现染色体倍性的变化，因此还需要对培养出来的植株做进一步的鉴定和筛选。
【答案】　C
6．(2012·太原高二检测)下列关于花药培养过程的叙述，正确的是(　　)
A．亲本的生理状况对诱导成功率没有影响
B．花药培养成幼苗后，一定不能分瓶培养
C．花药培养成幼苗的过程中需要光照
D．任何时期的花粉都可以经过培养产生愈伤组织或胚状体
【解析】　不同植物的诱导成功率不同 ( http: / / www.21cnjy.com )，同种植物不同的生理状态对诱导成功率也有直接影响。在花粉到愈伤组织阶段不需要光照，在无光条件下愈伤组织生长更快，但是在幼苗长出后则需光照，并且在获得愈伤组织或幼小植株时要及时分瓶，以便诱导愈伤组织分化或幼苗分开。在花药培养过程中要选择合适的花粉发育时期，并不是任何时期的花粉都可以形成愈伤组织。
【答案】　C
7．如图是被子植物花粉发育过程的简略表示，请据图回答问题。
小孢子母细胞→①→②→③→双核期
(1)①是指__________________时期，由小孢子母细胞经__________分裂形成。
(2)②和③分别是指________期和________期，该期细胞的特点是______________________。
(3)1个花粉母细胞经过分裂最多能形成________个花粉粒，________个细胞核。
(4)双核期的两个核分别叫________核和________________核。
(5)在进行花药组织培养时选择__________段的培养成功率最高。
【解析】　花粉是由小孢子母细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞先经减数分裂后经有丝分裂并依次经历了四分体时期、单核期和双核期等阶段后产生的。单核期的细胞含浓厚的原生质，核开始时位于细胞的中央，随着细胞不断长大，核由中央移向细胞一侧，此时是花药组织培养的最佳时期，并分裂成1个生殖细胞核和1个花粉管细胞核，进而形成两个细胞，生殖细胞将再分裂一次，形成两个精子。
【答案】　(1)小孢子四分体　减数
(2)单核居中　单核靠边　含浓厚的原生质
(3)4　12　(4)生殖细胞　花粉管细胞　(5)②→③
一、选择题
1．被子植物花粉的发育阶段顺序正确的是(　　)
A．四分体时期→双核期→单核居中期→单核靠边期→花粉粒
B．小孢子母细胞→单核靠边期→单核居中期→双核期→花粉粒
C．小孢子母细胞→小孢子四分体时期→单核居中期→单核靠边期→双核期→花粉粒
D．四分体时期→小孢子母细胞→双核期→单核期→花粉粒
【解析】　被子植物的花粉形成过程为：小孢子母细胞→小孢子→单核居中期→单核靠边期→双核期(花粉粒)。
【答案】　C
2．下列制备MS固体培养基操作过程中，有误的是(　　)
A．配制母液时，无机物中大量元素浓缩10倍，微量元素浓缩100倍
B．激素类、维生素类以及用量较小的有机物一般按1mg·mL－1质量浓度单独配成母液
C．制备1LMS培养基时，先将母液加入800mL蒸馏水中加热灭菌，再加琼脂凝固
D．分装好的培养基连同其他器械一起进行高压蒸汽灭菌
【解析】　制备1LMS培养基时，先将琼脂加入到800mL蒸馏水内熔化，再加营养液、蒸馏水定容至1000mL，最后一步是灭菌。
【答案】　C
3．(2013·烟台高二检测)由雄蕊原基形成花药的过程中，一定要发生的变化有(　　)
①有丝分裂　②减数分裂　③细胞分化　④脱分化
A．①②　 B．③④
C．①③ D．②④
【解析】　由雄蕊原基形成花药的过 ( http: / / www.21cnjy.com )程中，必须要经过细胞分裂(有丝分裂)和细胞的分化。花粉母细胞形成花粉时进行减数分裂，而脱分化是植物的组织细胞在离体的条件下才能进行的。
【答案】　C
4．下图中①②③④代表产生花粉植株的过程或中间结构，其中在两种途径中代表的内容不相同的是(　　)
A．①② B．①④
C．②③ D．③④
【解析】　通过花药培养产生花粉植株( ( http: / / www.21cnjy.com )即单倍体植株)一般有两种途径：一种是花粉脱分化形成胚状体，再由胚状体分化发育成为植株；另一种是花粉在诱导培养基上先经过脱分化形成愈伤组织，然后再将其诱导再分化成植株。图示①在两种途径中都代表脱分化；②在两种途径中分别代表胚状体和愈伤组织；③在两种途径中分别代表分化和再分化；④在两种途径中都代表从芽。
【答案】　C
5．下列有关影响花药培养因素的叙述中，不正确的是(　　)
A．材料的选择和培养基的组成是主要因素
B．处于单核期的花粉是最佳的选择材料
C．亲本植株的生长条件、材料的低温处理以及接种密度都影响着花药培养能否成功
D．实验的操作时间不会影响培养结果
【解析】　影响花药培养的主要因素是材 ( http: / / www.21cnjy.com )料的选择和培养基的组成。花粉发育过程中，只有单核期对离体刺激敏感，此时进行花药培养成功率最高。亲本植株的生长条件、材料的低温处理以及接种密度都对花药培养产生一定的影响。实验的操作时间越长，被污染的机会就越大，实验成功率就越低。
【答案】　D
6．(2013·上海高二检测)下面对月季花药离体培养产生花粉植株的叙述错误的是(　　)
A．花药经脱分化产生胚状体还是愈伤组织，主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比
B．一般来说选用单核期的花粉可提高诱导出花粉植株的成功率
C．选择花粉是否处于合适的发育期，常用醋酸洋红对花粉的细胞核进行染色
D．胚状体和愈伤组织都具有胚芽、胚轴和胚根等结构
【解析】　愈伤组织是脱分化形成的薄壁细胞，呈无定形状态，无胚芽、胚轴和胚根等结构。
【答案】　D
7．月季的花药培养过程的难点之一是材料的选择，下列有关材料选择的叙述中正确的是(　　)
A．从花药来看，应当选择盛花期的花药
B．从花粉来看，应当选择小孢子四分体期的花粉
C．从花蕾来看，应当选择略微开放的花蕾
D．从检测花粉的实验方法看，应当用显微镜观察已染色的花粉样品临时装片
【解析】　从花药来看，应当选择初花期的花药；从花粉来看，应当选择单核期的花粉；从花蕾来看，应当选择完全未开放的花蕾。
【答案】　D
8．下列有关花药离体培养，说法错误的是(　　)
A．材料的选择最常用的方法是焙花青－铬矾法，这种方法能将花粉细胞核染成蓝黑色
B．材料消毒时需先用酒精浸泡，然后用氯化汞或次氯酸钙溶液浸泡，最后用无菌水冲洗
C．接种花药后一段时间内不需要光照，但幼小植株形成后需要光照
D．若接种的花药长出愈伤组织或形成胚状体后，要适时转换培养基，以便进一步分化成再生植株
【解析】　确定花粉发育的时期最常用 ( http: / / www.21cnjy.com )的方法是醋酸洋红法，有些植物细胞核不易着色时，需采用焙花青－铬矾法。在形成愈伤组织或胚状体前，没有叶绿素的形成，不进行光合作用，不需要光照；幼小植株形成后开始进行光合作用，需要光照。花药离体培养的不同阶段，对主要营养的需求不一样，所以要适时转换培养基。
【答案】　A
9．接种和培养花药时应注意的事项全对的一组是(　　)
①不损伤花药　②彻底去除花丝　③幼小植株形成需要光照　④花药裂开释放出的胚状体会分别发育成单倍体，无需分开
A．①②③ B．①②④
C．②③④ D．①③④
【解析】　花药受损伤后，易从受损伤部 ( http: / / www.21cnjy.com )位产生愈伤组织；与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成；幼小植株形成需要阳光；花药裂开释放出的胚状体要尽快分开，分别移植到新培养基上，否则这些植株将难以分开。
【答案】　A
10．如图表示应用植物组织培养技术培育优质玉米的过程。对此过程的相关描述错误的是(　　)
A．B→E过程中细胞全能性的高低发生了改变
B．C试管中形成的是高度液泡化的薄壁细胞
C．A植株和F植株体细胞中的染色体组数相同
D．培养出的F植株一般不能直接应用于扩大种植
【解析】　F植株是由A植株经花药离体培养得到的单倍体植株，其体细胞中的染色体组数目是A植株的一半。
【答案】　C
二、非选择题
11．将基因型为AaBb的水稻(具 ( http: / / www.21cnjy.com )有24条染色体)的叶肉细胞通过无菌操作接入含有全部营养成分的培养基的试管中，在一定条件下形成试管幼苗，其过程如下图所示：
→
(1)图中的①叫____ ( http: / / www.21cnjy.com )____，图中的②叫________，②过程所需要的条件有________________________________________________________________________。
(2)在形成愈伤组织的过程中，必须不断地从培养基中获得________、________和小分子有机物等营养物质。
(3)如果④是无病毒植株，则水稻的细胞应选用________或________细胞。其培养成的植株的基因型为__________。
(4)如果某种细胞选用的是 ( http: / / www.21cnjy.com )水稻花粉细胞，则④称为__________。基因型可能是________________。植株特点为__________________，需用________处理，使其恢复正常体细胞染色体数，其基因型为__________________________。
【解析】　本题考查的知识有植物组 ( http: / / www.21cnjy.com )织培养的基本过程和条件以及相关的遗传学知识。花粉细胞是花粉母细胞经减数分裂产生的，其内遗传物质的含量是正常体细胞的一半。
【答案】　(1)脱分化　再分化　光照、温度、一定的营养物质和激素
(2)水分　无机盐
(3)茎尖　根尖　AaBb
(4)单倍体　aB、ab、Ab、AB　植株弱小，高度不育　秋水仙素　aaBB、aabb、AAbb、AABB
12．(2013·延安高二检测)下图是月季花药离体培养产生花粉植株的两种途径，请据图回答有关问题：
(1)选用的材料合适与否是成功诱导 ( http: / / www.21cnjy.com )出花粉植株的重要因素，一般来说选用________期的花粉可提高成功率。选择花粉时，一般要通过________来确定花粉是否处于合适的发育期，这时需要对花粉的细胞核进行染色，常用的染色剂是____________________。
(2)图中花药经脱分化产生胚状体还是愈伤组织，主要取决于培养基中 __________________。
(3)胚状体与愈伤组织在结构上的主要 ( http: / / www.21cnjy.com )区别在于愈伤组织的细胞排列疏松无规则，是一种高度__________的薄壁细胞；胚状体与________________发育形成的胚有类似的结构，即具有胚芽、胚轴和胚根。
(4)无菌技术也是成功诱导出花粉植 ( http: / / www.21cnjy.com )株的重要因素，请说明下列各项需要消毒，还是需要灭菌：①培养基；②培养皿；③接种环；④花蕾；⑤实验操作者的双手；⑥三角锥形瓶。需要灭菌的是________(填编号)，需要消毒的是________________(填编号)。
(5)试管苗移栽到土壤前，通常要进行壮 ( http: / / www.21cnjy.com )苗处理，应如何壮苗？________________________________________________________________________
【解析】　(1)选用单核期的花粉 ( http: / / www.21cnjy.com )可提高成功率。选择花粉时，一般要通过镜检(显微镜观察)来确定花粉是否处于合适的发育期，这时需要对花粉的细胞核进行染色，常用的染色剂是醋酸洋红，使得染色体着色。
(2)花药经脱分化产生胚状体还是愈伤组织，主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。
(3)愈伤组织的细胞排列疏松无规则，是一种高度液泡化的薄壁细胞；胚状体与正常受精卵发育形成的胚有类似的结构，即具有胚芽、胚轴和胚根。
(4)灭菌使用强烈的理化 ( http: / / www.21cnjy.com )因素杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子；需要灭菌的是①培养基；②培养皿；③接种环；⑥三角锥形瓶。消毒是指使用较温和的物理和化学方法仅杀死物体表面或者内部一部分对人体有害的微生物，不包括芽孢和孢子；需要消毒的是④花蕾；⑤实验操作者的双手。
(5)试管苗移栽到土壤前，通常要将试管苗移栽到经消毒过的培养基中生活一段时间，等幼苗长壮后再移栽到土壤中。
【答案】　(1)单核　镜检(显微镜观察)　醋酸洋红
(2)激素的种类及其浓度配比
(3)液泡化　正常受精卵(或受精卵)
(4)①②③⑥　④⑤
(5)将试管苗移栽到经消毒过的培养基中生活一段时间，等幼苗长壮后再移栽到土壤中
微生物培养技术、植物组织培养技术、
　　 无土栽培技术的比较
微生物培养技术 植物组织培养技术 无土栽培技术
营养要求 根据微生物营养需求配制培养基，一般含有机质，但不含植物激素 MS固体培养基，植物激素 根据生长发育要求配制培养液，含矿质元素，不含有机质
培养原理 —— 细胞全能性 溶液培养法
培养条件 不需光照 需光照 需光照
无菌操作 需要 需要 不需要
过程 配制培养基―→接种―→培养―→菌群体 外植体愈伤组织根、芽―→幼苗 配制培养液―→培养―→植物体
　(2013·黄冈高二期末)人参是一种名贵的中药材，其有效成分主要是人参皂苷。利用细胞培养技术生产人参皂苷的大致流程如下：
　　　　　　　　　　　　　　　　,Ｆ
　
(1)配制诱导愈伤组织的固体培养基，分装后要进行__________。接种前，要对人参根进行________。
(2)用于离体培养的根切块，叫做____ ( http: / / www.21cnjy.com )____。培养几天后发现少数培养基被污染，若要有颜色的绒毛状菌落，则属于__________污染；若是有光泽的黏液状菌落，则属于__________污染。
(3)用少量________酶处理愈伤组织，获取单细胞或小细胞团，在液体培养基中进行悬浮培养，可有效提高人参皂苷合成量。
【解析】　灭菌是对物体或生物表面 ( http: / / www.21cnjy.com )及内部的微生物进行彻底消灭，而消毒只是消灭表面的微生物。霉菌与细菌的菌落特点不同，要对此进行区分。果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，所以果胶酶可以专一性地分解果胶，达到分离植物组织细胞的目的。
【答案】　(1)灭菌　消毒　(2)外植体　真菌(霉菌)　细菌　(3)果胶
　阅读下列材料后请回答问题。
材料1　微繁殖技术又称快速繁殖技 ( http: / / www.21cnjy.com )术，就是将植物体的一部分组织小块进行培养，并诱导分化成大量的小植株，从而达到快速无性繁殖的目的。20 m2的培养室内最多可容纳100万件试管苗。这一技术已有几十年的历史，现已基本成熟，并形成诸如工厂化生产兰花这样的产值巨大的工业生产体系。
材料2　植物的去病毒技术 ( http: / / www.21cnjy.com )是微繁殖的一个分支，植物病毒严重地影响着农业生产，对于无性繁殖的植株来说，一旦感染上病毒就会代代相传，日趋严重。但在茎尖分生组织中，细胞繁殖十分迅速，病毒还来不及侵入，因此就成为植物体相对无病毒的特殊区域。
(1)利用微繁殖技术繁殖植物的 ( http: / / www.21cnjy.com )方法称为________________________________________________________________________。
(2)若要进行兰花无病毒植株的 ( http: / / www.21cnjy.com )培育，首先要选择外植体，选择对象为兰花的________________________________________________________________________。
(3)对外植体进行消毒，若消毒时间 ( http: / / www.21cnjy.com )太短导致消毒不彻底；若消毒时间过长，容易使外植体受损伤，克服外植体培养过程中的________是实验成败的关键。
(4)探索愈伤组织诱导分化的条件需要做大 ( http: / / www.21cnjy.com )量的工作。实践表明在MS培养基上添加激素的________、__________、________________、______________等都会影响实验结果。另外不同的植物对各种环境条件的要求往往不同，除上述因素外，________、________、________等也影响实验结果。
【解析】　本题主要考查植物组织培养的过程、选材、培养基的配制及影响因素。注意语言准确、简洁，运用生物学术语回答。
【答案】　(1)植物的组织培养　(2)茎尖分生组织
(3)污染问题　(4)种类　浓度　使用的先后顺序　用量的比例　pH　温度　光照
1．(2013·晋中高二检测)下列关于组织培养玉兰花所需营养的叙述，错误的是(　　)
A．MS培养基中既需硝态氮又需铵态氮
B．植物生长调节物质包括生长素、细胞分裂素及赤霉素等
C．植物组织培养过程中无需从外部供糖
D．维生素以辅酶的形式参与生物催化剂酶系活动
【解析】　本题应从植物组织培养所 ( http: / / www.21cnjy.com )需的营养物质及其作用等方面进行分析。通常植物本身能进行光合作用，产生糖类，不需从外部供给糖，但在植物组织培养进行异养的状况下，大多不能进行光合作用来合成糖类，因此必须在培养基中添加糖，作为碳素来源和能量来源。
【答案】　C
2．下列有关植物组织培养的叙述，正确的是(　　)
A．愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞
B．二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株
C．用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工种子
D．植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl的培养基培养筛选而获得
【解析】　愈伤组织不具有特定的结构和功 ( http: / / www.21cnjy.com )能；二倍体的花粉发育而成的植株体细胞中只有一个染色体组，高度不育；愈伤组织还未分化出胚芽等结构，不能用来制作人工种子；利用含适量NaCl的选择培养基可获得耐盐突变体。
【答案】　D
3．将无根的非洲菊幼苗转入无植物激素的培养基中，在适宜的温度和光照等条件下培养一段时间后，应出现的现象是(　　)
【解析】　培养基中无植物激素，但幼苗可产生生长素，细胞分裂素由根尖产生，该幼苗无根，无法产生，因此生长素多于细胞分裂素，幼苗将生根。
【答案】　B
4．关于花药培养产生花粉植株的途径，下列叙述错误的是(　　)
A．花粉通过愈伤组织发育成植株
B．花粉通过胚状体进一步分化为植株
C．主要由培养基中激素的种类及用量决定途径
D．产生胚状体是花药离体培养中特有的途径
【解析】　胚状体在体细胞进行组织培养及花药离体培养中均可能出现。
【答案】　D
5．下列关于消毒效果的叙述，正确的是(　　)
A．70%酒精对外植体消毒效果好，去除易，但用时长
B．0.1%氯化汞对外植体消毒效果最好，用时较短，去除易
C．10%过氧化氢对外植体消毒效果最好，去除最易，但易挥发、用时长
D．抗菌素对外植体消毒效果较好，消毒时间较长，去除难易程度适中
【解析】　70%酒精对外植体消毒效果好， ( http: / / www.21cnjy.com )外植体放入其中摇动2～3次，6～7 s，去除易；0.1%氯化汞有剧毒，消毒效果最好，时间较短，但消毒后难以去除残余的汞；10%的过氧化氢消毒效果好，且易分解成无毒化合物，用时5～15 min；抗菌素对外植体消毒较好，用时30～60 min，去除难易程度适中。
【答案】　D
6．如图表示菊花的嫩枝和月季的花药的离体培养过程，请回答：
菊花的组织培养
月季的花药培养
(1)对菊花来说，要选取生长 ( http: / / www.21cnjy.com )旺盛的嫩枝来进行组织培养，其原因是__________________________；对月季来说，花粉发育的过程中适宜花粉培养的时期是______期。为确定花粉是否处于该时期，最常用的镜检方法是__________________。
(2)在植物组织培养常用 ( http: / / www.21cnjy.com )的培养基名称为__________，从物理性质来分为________培养基。培养基中都要加入一定的植物激素，在培养过程中，使用激素的顺序和比例都影响细胞的发育，细胞分裂素/生长素的值__________(填“高”、“低”或“相当”)时有利于根的分化。
(3)两种植物组织培养都需要接种，接种前 ( http: / / www.21cnjy.com )为确定是培养基是否灭菌彻底，检测的方法是______________________植物组织培养无菌操作应注意________________________。
(4)月季的花药培养与菊花的嫩枝组织培 ( http: / / www.21cnjy.com )养不同，从植物产生的途径来说，花粉植株产生的途径除了图中所示外，还可以通过______________阶段发育而来，这两种发育途径的差别主要取决于__________________。
(5)图中的B过程都需要________________________，因为愈伤组织形成幼小植物后，植物需要叶绿素进行光合作用。
【解析】　生长旺盛的嫩枝条生理状况较好 ( http: / / www.21cnjy.com )，选取这些部分的组织或细胞进行植物组织培养，诱导脱分化和再分化比较容易；花药离体培养中，发育至单核期的花粉容易进行培养，为确定花粉发育的时期，可对细胞核进行染色，然后在显微镜下进行观察，最常用的染色方法是醋酸洋红法。检测培养基是否灭菌彻底，可将一个空白培养基同时进行培养；植物激素的浓度比例等因素会影响外植体发育的方向，花粉可能经胚状体发育为植株，也可能经过愈伤组织发育为植株，这与培养基中的植物激素有关。
【答案】　(1)生长旺盛的嫩枝生理状况好或容易诱导脱分化和再分化　单核　醋酸洋红法
(2)MS培养基　固体　低
(3)将未接种的培养基放在37 ( http: / / www.21cnjy.com )℃的恒温箱中培养24小时(或放在适宜温度下培养一段时间)后观察是否有菌落出现　外植体消毒、在酒精灯旁进行操作、操作者双手消毒等等
(4)胚状体　培养基中激素的种类及其浓度配比
(5)光照