【状元之路】2014-2015学年新课标生物选修1专题测评（三）植物的组织培养技术

专题测评(三)　植物的组织培养技术
(时间：90分钟　满分：100分)
一、选择题(每题2分，共50分)
1．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，将可能造成培养工作前功尽弃
A．①②③④⑤ B．①②③④
C．①②③④⑥ D．①②③④⑤⑥
解析　不同的材料或对象，所采用的灭菌方法不同，对培养物不能采用高压蒸汽灭菌，否则会导致培养物死亡，在操作过程中一定要严格遵守无菌操作，以免污染，前功尽弃。
答案　C
2．目前组织培养已经获得成功的植物，几乎包括了植物体的各个部位，下列植物组织细胞在提供了适宜条件时，最易表达的是(　　)
A．筛管细胞 B．薄壁细胞
C．茎尖分生区细胞 D．表皮细胞
解析　筛管细胞、薄壁细胞、表皮细胞均为成熟细胞，由分生组织衍生的细胞发展而成，脱分化比较难，不易表达；茎尖分生区细胞分裂能力强，脱分化比较容易，易表达。
答案　C
3．某同学在进行组织培养过程中，发现细胞只分裂而不分化出芽和根，可能的原因是(　　)
A．未见阳光
B．培养时间不到
C．培养基营养过多
D．细胞分裂素和生长素配比不对
解析　愈伤组织产生根或芽，取决于生长素和细胞分裂素的浓度比值，当细胞分裂素与生长素的比值低时，诱导根的分化；两者比值处于中间水平，愈伤组织只生长不分化；两者比值高时，诱导芽的形成。
答案　D
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．外植体来自衰老的植物组织，其中细胞活性低或结构不完整
B．接种时培养基灭菌不彻底，接种工具灼烧后未待冷却就接种外植体
C．培养过程中保持温度、pH的适宜，没有及时调整各种营养物质、激素的比例
D．愈伤组织形成初期没有给予充足的光照
解析　只有生命力活跃且结构完整的植物细胞在一定条件下才能表现出全能性。由于植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗性差，所以对培养条件的要求较高；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，如一些细菌、真菌等的生长；而培养物一旦受到微生物的污染，就会导致实验失败，因此要进行严格的无菌操作。培养的不同阶段，对主要营养物质和激素的需求不同，所以培养过程中要及时调整各种营养物质、激素的比例。愈伤组织形成过程中，细胞还没有开始再分化，没有叶绿素和叶绿体的形成，也不可能进行光合作用，所以愈伤组织形成初期不需要充足的光照。
答案　D
5．(双选)关于制备MS固体培养基的过程，有误的是(　　)
A．在使用提前配制的母液时，可直接用移液管从母液中取
B．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
C．配制培养基时，琼脂要及早加热熔化
D．MS培养基的pH要求不太严格，可控制在5～7之间
解析　在使用提前配制的母液时，应在量取各种母液之前轻轻摇动盛放的瓶子，如发现瓶中有沉淀、悬浮物或被微生物污染，立即淘汰，重新配制。MS培养基的pH直接影响到植物对离子的吸收，过酸或过碱都对植物材料生长影响很大，所以pH应严格控制在5.8。
答案　AD
6．植物组织培养，一般取植物的芽、茎尖或根尖的组织细胞进行培养。不属于取材理由的是(　　)
A．植物的芽、茎尖或根尖的组织细胞一般没有病毒积累
B．植物的芽、茎尖或根尖的组织细胞具有较强的分裂能力，全能性程度高
C．植物的芽、茎尖或根尖的组织细胞的分化程度相对较低，容易脱分化
D．植物的芽、茎尖或根尖的组织细胞进行分裂形成了愈伤组织
解析　植物的芽、茎尖或根尖的组织细胞是新生的；一般没有病毒积累，分化程度相对较低，具有较强的分裂能力，全能性程度高，很适宜作植物组织培养的材料。
答案　D
7．关于花药培养技术与植物组织培养技术的不同，下列说法不正确的是(　　)
A．花药培养需发育时期适宜的花蕾
B．花药培养对培养基配方的要求更为严格
C．培养基配制方法不同
D．花药裂开后释放出的愈伤组织或胚状体要及时更换培养基
解析　植物组织培养、花药离体培养所用的培养基都是固体培养基，同微生物的配制方法一样，都要经过计算、称量、溶化、调pH、分装、高压蒸汽灭菌等步骤来配制合格的培养基。
答案　C
8．下列关于被子植物花粉的形成，说法正确的是(　　)
A．花粉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
解析　花粉是由花粉母细胞经减数分裂形成的；其发育经历了四分体时期、单核期和双核期等阶段。这里的四分体时期指4个单倍体细胞连在一起，而减数分裂中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；花粉粒内的生殖细胞再经有丝分裂得到两个精子。
答案　B
9．基因型为AaBb的一个小孢子母细胞经分裂形成的一个花粉粒中的一个营养核和两个精子，其基因型分别是(　　)
A．AB、Ab、Ab B．AB、AB、AB
C．AB、aB、aB D．aB、ab、ab
解析　一个小孢子母细胞经减数分裂形成四个小孢子，每个小孢子中的细胞核经一次有丝分裂形成一个营养核和一个生殖细胞核，生殖细胞核再经一次有丝分裂形成两个精子。所以营养核和两个精子的遗传物质相同。
答案　B
10．某同学通过镜检选出了花粉处于单核居中期的花药，经过消毒后接种培养。一段时间后却发现并没有得到预期结果。可能的原因有(　　)
①培养基灭菌不彻底　②花蕾消毒不彻底　③接种时没有始终在酒精灯旁进行操作　④应选择单核靠边期的花药培养　⑤花蕾消毒时间太长
A．①②③④⑤ B．①②③④
C．②③④⑤ D．①②③⑤
解析　诱导花粉植株能否成功及成功率的高低受多种因素影响，其中材料的选择与培养基的组成是主要因素。
答案　A
11．用醋酸洋红法确定花粉发育时期的原理是(　　)
A．醋酸洋红可使细胞全部着色
B．醋酸洋红可使单核期的细胞着色
C．醋酸洋红可使花粉细胞核着色
D．醋酸洋红可进入细胞显示放射性标记
解析　花粉细胞核内有染色体，醋酸洋红为碱性染色剂，染色体易被碱性染料染色，通过染色，可以确定花粉的发育时期。
答案　C
12．选择花药时，一般要通过镜检来确定花粉的发育时期，以下说法正确的(　　)
A．确定花粉发育时期最常用的方法是焙花青－铬矾法
B．对某些植物的花粉细胞核不易着色时采用醋酸洋红法
C．焙花青－铬矾法能将细胞核染成蓝黑色
D．醋酸洋红法和焙花青－铬矾法染色过程完全一样
解析　在选择花药时，镜检确定花粉的发育时期，最常用的方法叫醋酸洋红法；对于某些植物的花粉细胞，因细胞核不易着色，可采用焙花青-铬矾法；焙花青-铬矾法可将花粉细胞核染成蓝黑色，醋酸洋红法与焙花青-铬矾法过程不同，前者需将用镊柄将花粉捣碎，后者在染色前需用卡诺氏固定液固定。
答案　C
13．人工种子又称合成种子或种子类似物，它是20世纪生物技术在农业上的应用之一。人工种子在培养过程中具有繁殖速度快、数量多并能保持母体优良性状的特点，它的关键一步是发育成具有完整个体结构的胚状体，此胚状体可通过下列哪项生物技术获得(　　)
A．组织培养 B．细胞融合
C．基因重组 D．杂交育种
解析　人工种子就是用组织培养的方法，诱导离体的植物器官、组织或细胞形成具有生根发芽能力的胚状体，然后包上人造种皮而制成的。
答案　A
14．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　在花药离体培养过程中，可能会形成两种植物体，一种是由花药壁细胞直接发育而来的与体细胞染色体数相同的植株，另一种是由花粉发育而来的，染色体数是原来体细胞染色体数一半的单倍体植株。
答案　B
15．下列对人工种子解释正确的是(　　)
A．人工种子是通过化学手段合成的种子
B．利用植物组织培养技术获得的种子
C．人工种子在制作过程中无需加种皮和胚乳
D．人工种子在本质上属有性生殖
解析　人工种子是由外植体通过组织培养而获得的胚状体，然后加上人造胚乳和人造种皮制成的；外植体进行的是有丝分裂，无有性生殖细胞的形成及结合，所以属于无性生殖。
答案　B
16．下列关于花药培养过程的说法，正确的是(　　)
A．花药中的花粉在培养基上发育成胚状体还是愈伤组织是随机的，不受环境的影响
B．接种后的花药需要每天用日光灯照射12 h
C．花药培养过程中，诱导形成愈伤组织时不需要光照，幼小植株的形成需要光照
D．如果花药开裂释放出胚状体，则一个花药将产生一个幼小植株
解析　在花药培养过程中，花药在培养基上的发育方向由培养基中生长素和细胞分裂素含量的比例决定；在脱分化形成愈伤组织的过程中，花药的同化作用为异养，即从培养基中获取营养物质，不需要光照；当幼小植株形成后，需光照，进行光合作用制造有机物；花药开裂后释放出的多个胚状体要尽快分开，分别移植到新培养基上，否则以后将难以分开。
答案　C
17．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的培养基培养筛选获得
解析　愈伤组织是一团无特定结构和功能的薄壁细胞，A错误。二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到的是单倍体植株，B错误。用人工薄膜包装愈伤组织得不到人工种子，C错误。
答案　D
18．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．由外植体形成愈伤组织的过程中不需要光，但由胚状体发育成植株的过程中却需要光
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，培养基中的总量会减少
解析　植物组织培养需要一定的条件。除需要营养、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
19．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相同
答案　D
20．月季组织培养选材部位最佳的是 (　　)
A．幼嫩的花瓣 B．枝条基部的芽
C．枝条中部的芽 D．幼嫩的叶
解析　月季芽在茎段上的位置对嫩茎的增殖、生根及移栽成活率有影响，接近枝条顶端的芽和紧挨着枝条基部的芽发育最慢，而枝条中部的芽发育比较快；幼嫩花瓣和幼嫩的叶具有分裂能力，但不如芽的强。
答案　C
21．月季花药培养时的花粉粒最好是(　　)
A．四分体时期 B．单核居中期
C．单核靠边期 D．二核或三核花粉粒
解析　花粉发育过程中，只有某一个时期对离体刺激敏感。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。
答案　C
22．利用植物的茎尖或叶片、茎段等，在无菌条件下，培养在玻璃器皿中人工配制的培养基上，使它发育成完整的植株，这种技术可以用来培育植物新品种，可以在较短的时间内大量繁殖植物，可以防止病毒的侵害。下列关于这种技术的叙述，正确的是(　　)
①这种技术利用了植物细胞的全能性　②这种技术叫做组织培养，可以克隆生物体　③这种技术属于细胞工程的应用领域之一　④这种技术是一种无性繁殖的方式
A．① B．①②③
C．①② D．①②③④
解析　将离体的组织在无菌条件下，培育成完整植株，这种技术叫植物组织培养，其原理是利用植物细胞的全能性，属于无性繁殖(即克隆)，这种技术属于细胞工程的应用领域之一。
答案　D
23．玉米是一种主要的农作物，为了提高玉米的产量，科学家在玉米育种和栽培中作了大量的研究。如图是关于玉米培养的过程，据图判断下列说法中错误的是(　　)
A．从繁殖原理上分析，A和D属于无性生殖
B．植株D和G中的染色体组数不同
C．E—G不能体现细胞的全能性
D．E—F过程中获得的植株一般没有直接的使用价值，即不能应用于大田生产
解析　E→G是植物组织培养过程，同属于无性繁殖，也体现了细胞的全能性。D植株由体细胞发育而成，为二倍体，其花药中花粉只含一个染色体组，由它通过无性繁殖发育成的G为单倍体，故两者染色体数不同；E→F过程中获得的植株不能产生有功能的配子，即无法形成种子繁殖下一代，故没有直接的使用价值。
答案　C
24．选择单核期以后的花药接种，花瓣已有些松动，会给材料的消毒带来困难。原因是(　　)
A．花瓣松动后，微生物就可能侵入到花药
B．花瓣松动后，体积变大
C．花瓣松动后，就会使花药消毒时接触酒精而被杀死
D．花瓣松动后，会使花药老化，不适宜做花药培养
解析　消毒是指杀灭有害的微生物，花瓣松动后，微生物有可能侵入到花药，不易被杀死。
答案　A
25．已知某小麦的基因型是AaBbCc，三对基因分别位于三对同源染色体上，利用其花药进行离体培养，获得N株小麦，其中基因型为aabbcc的个体占(　　)
A．N/4 B．N/8
C．N/16 D．0
解析　由于小麦的基因型为AaBbCc，因此其花药产生的花粉粒基因型为23＝8种，用花药离体培养获得单倍体植株，基因型为8种，但该单倍体未用秋水仙素处理，所以没有aabbcc个体。
答案　D
二、简答题(共50分)
26．(11分)(1)被子植物的雄蕊通常包含花丝、花药两部分，后者为囊状结构，内部含有许多花粉。一个成熟花粉粒可形成两个细胞即________、________。
(2)被子植物花粉的发育要经历________________、________________和________________等阶段。正常情况下，一个基因组成为AaBb(两对基因分别位于两对同源染色体上)的小孢子母细胞能形成________________个精子，精子的基因型有________________种。
(3)通过花药培养产生花粉植株，一般有两种途径即通过胚状体阶段发育为植株或愈伤组织发育为植株，这两种途径主要取决于培养基中________________________。
(4)月季的花药培养中，花药发育期的选择很重要，一般用________法染色，然后通过镜检确定花粉是否处于适宜的发育期。
(5)获取的花蕾需要消毒，常用的消毒剂有________________________________。(至少填两种)
(6)灭菌后的花蕾，在剥离花药时，要彻底去除花丝，这是因为 ________________________________。
答案　(1)生殖细胞　营养细胞
(2)小孢子四分体时期　单核期　双核期　8　2
(3)激素的种类及其浓度配比
(4)醋酸洋红
(5)70%的酒精、0.1%的氯化汞溶液(或1%的次氯酸钙溶液或饱和漂白粉溶液)(浓度不作要求)
(6)与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成
27．(10分)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，请分析回答：
(1)在途径1、2、3中①②过程所采用的生物学技术是________________________。
(2)由途径1形成的植物B的可能基因型为________________________，植株B成熟时不可育的原因是________________________。
(3)从?到?的培育过程，需要调控的植物激素至少有________________________。
(4)一般情况下，相同发育程度的植株C与植株E的性状________。(填“相同”、“不相同”或“不一定相同”)
解析　本题综合考查植物组织培养和花药离体培养。植物组织培养用的材料是植物体细胞，培养产生的新植株的遗传物质与原来个体相同；花粉里精子的遗传物质只有原来个体的一半。花药壁细胞的遗传物质和一般体细胞的相同。
答案　(1)植物组织培养
(2)AB、Ab、aB、ab　减数分裂时因无同源染色体，因而无法进行正常联会，故不能形成正常的生殖细胞
(3)细胞分裂素与生长素
(4)相同
28．(16分)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：
(1)对菊花来说，要选取生长旺盛的嫩枝来进行组织培养，其原因是________________________________；对月季来说，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)在培养嫩枝组织和花粉的培养基中都要加入一定的植物激素，常用的植物激素有____________________________________________。
(3)两种植物组织培养都需要接种，在进行接种时应注意(　　)
①接种室要消毒　②只要戴口罩，操作时便可说话
③外植体可预先用体积分数为70%的酒精浸泡，取出用无菌水冲洗后，再用0.1%的氯化汞溶液消毒，并用无菌水冲洗干净　④接种操作要在酒精灯火焰旁进行　⑤接种完毕应立即盖好瓶盖
A．①②③④⑤ B．①②③④
C．①③④⑤ D．②③④⑤
(4)月季的花药培养与菊花的嫩枝组织培养不同，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　本题综合考查两种植物的组织培养技术。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，主要因为其分裂分化能力强；被子植物花粉发育过程要经历四分体时期、单核期和双核期等阶段。其中单核期是绝大多数植物花药培养的适宜时期。花药培养中常用的镜检方法为醋酸洋红法和焙花青?铬矾法。在组织培养中常要加入一些植物激素如生长素和细胞分裂素，在培养的不同时期加入激素的比例不同，对于花药培养来说，还要加入赤霉素等激素。组织培养中要求进行严格的无菌操作，因为一旦出现细菌或真菌污染，就会导致实验失败，其要求除题目中提到的①③④⑤项外，还有工作人员即使戴上口罩，也不许说话、咳嗽等。花粉植株的产生也可以通过胚状体诱导而成。叶绿素的合成需要光照条件，所以当幼小植物形成后，需要光照。
答案　(1)生长旺盛的嫩枝生理状况好，容易诱导脱分化和再分化　单核　醋酸洋红法
(2)细胞分裂素和生长素
(3)C
(4)胚状体　培养基中激素的种类及其浓度配比
(5)光照
29．(13分)紫草素是紫草细胞的代谢产物，可作为生产治疗烫伤药物的原料。用组织培养技术可以在生物反应器中通过培养紫草细胞产生紫草素。如图记录了生物反应器中紫草细胞产量及紫草素产量随培养时间发生的变化。
(1)在生产前，需先加入紫草细胞作为反应器中的“种子”。这些“种子”是应用组织培养技术，将紫草叶肉细胞经过____________________而获得的。这项技术的理论基础是____________________。
(2)从图中可以看出：反应器中紫草细胞的生长呈现________________规律；影响紫草素产量的因素有________________、________________。
(3)在培养过程中，不断通入无菌空气并进行搅拌的目的是__________________________和____________________________。
解析　紫草素是从大量培养的紫草愈伤组织细胞中提取的，所以生产前必须要加入离体的紫草细胞进行脱分化培养，以获得大量的紫草愈伤组织细胞，这一过程中利用了植物细胞的全能性。从图中看出，反应器中紫草细胞的数量呈“S”型增长，原因是开始时生长较慢，要经过适应期，然后经过生长较快的对数期，随细胞数目的增多，营养、空间等生活条件成为限制因素，此时进入稳定期。在这个时期，紫草细胞要产生大量的次级代谢产物——紫草素，所以说紫草素产量的高低与紫草愈伤组织细胞的数目和生长期有关。从大量培养的紫草愈伤组织中提取的紫草素，是制造治疗烫伤和割伤的药物以及染料和化妆品的原料。培养过程中应注意保持无菌状态。
答案　(1)脱分化(或去分化或脱分化形成愈伤组织)　细胞的全能性
(2)“S”型增长　细胞数量　细胞所处的生长期
(3)保证氧气供应充足以满足紫草细胞代谢的需要　使细胞与培养液充分接触