人教版生物选修1课时作业：3.2 月季的花药培养

一、 选择题(每小题5分，共40分)
1．如图为某二倍体植株花药中未成熟的花粉在适宜培养基上形成完整植株的过程。下列有关叙述正确的是(　　)
A．过程①②表示脱分化，过程③表示再分化
B．过程①②需要照光
C．过程①②③说明花粉细胞具有全能性
D．通过过程③获得的完整植株自交后代不会发生性状分离
【解析】　1是形成愈伤组织的脱分化，2是愈伤组织的再分化3是丛芽的细胞分裂和分化，故A错误。一般脱分化不需要光照，故B错误。整个过程说明了高度分化的细胞可以发育成完整个体，说明花粉细胞具有全能性，故C正确。通过过程3获得的是单倍体植株一般是高度不育的，需要进行染色体数目加倍后才是可育的纯合子，故D错误。
【答案】　C
2.下列关于植物组织培养与花药培养的区别，下列说法错误的是(　　)
A．前者接种后每日光照12 h，后者幼小植株形成后才需光照
B．两者的培养基中植物激素的种类及用量不同
C．前者需将愈伤组织及时转移到分化培养基上，后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】　植物组织培养中接种后应每日光照12 h，花药培养中幼小植株形成后才需光照，A正确；两者的培养基中植物激素的种类及用量不同，导致分化的方向不同，B正确；两者均需将愈伤组织及时转移到分化培养基上，C错误；花药培养对培养基配方的要求更为严格，D正确。
【答案】　C
3．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．花药经脱分化后有利于根的分化还是芽的分化，主要取决于培养基中激素的使用顺序及浓度配比
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．确定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】　月季花药离体培养时，花药经脱分化后有利于根的分化还是芽的分化，主要取决于培养基中激素的使用顺序及浓度配比，A正确；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，B正确；确定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，C正确；胚状体具有胚芽、胚轴和胚根等结构，愈伤组织是一团高度液泡化的薄壁细胞，D错误。
【答案】　D
4.关于被子植物花粉的说法错误的是(　　)
A．花粉发育的过程中，单核期时花药培养成功率最高
B．花粉的发育要经历小孢子四分体时期、单核期和双核期等阶段
C．花粉发育经历双核期时，两个细胞核中的遗传物质相同
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】　花粉发育的过程中，单核期时花药培养成功率最高，A正确；花粉的发育要经历小孢子四分体时期、单核期和双核期等阶段，B正确；花粉发育经历双核期时，两个细胞核中的遗传物质相同，C正确；花粉母细胞形成花粉粒中精子的过程是先进行减数分裂后进行一系列有丝分裂的过程，D错误。
【答案】　D
5.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，应该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，故A错误；从花粉来看，应当选择单核期的花粉，故B错误；从花蕾来看，应当选择完全未开放的花蕾，故C错误；用已染色的花粉样品作临时装片，才能观察到细胞核的位置，以确定花粉发育的时期，故D正确。
【答案】　D
6．下列有关月季花药培养的叙述，错误的是(　　)
①月季花粉是由花粉母细胞经过减数分裂直接形成的单倍体生殖细胞
②被子植物花粉形成过程中的四分体与高等动物精子形成过程中的四分体概念不同
③被子植物一个小孢子母细胞经过减数分裂最终共形成了8个精子
④任何时期的花粉都可以经过培养产生愈伤组织或胚状体
⑤在花药培养中，特别是通过胚状体形成的花粉植株，染色体组的数目常常会发生变化
A．①③⑤ B．①④⑤　
C．①②③ D．③④⑤
【解析】　月季花粉是由花粉母细胞经过减数分裂和有丝分裂形成的单倍体生殖细胞，故①错误。被子植物花粉形成的四分体是指四个小孢子细胞，而高等动物精子形成的过程中四分体是指配对的一对同源染色体含有4条染色单体，故②正确。被子植物的一个小孢子细胞最终形成2个精子，而一个小孢子母细胞可以形成4个小孢子细胞共8个精子，故③正确。通常选用单核靠边期的花粉进行培养成功率高，故④错误。在花药培养中，特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，故⑤错误，因此选B。
【答案】　B
7．有关花粉植株的形成，叙述错误的是(　　)
A．花粉可脱分化形成胚状体阶段，再发育成花粉植株
B．花粉可脱分化形成愈伤组织，再诱导分化成花粉植株
C．花期早期的花药比后期的更容易产生花粉植株
D．花期后期的花药比早期的更容易产生花粉植株
【解析】　亲本植株的生理状况对诱导成功率也有直接影响，早期的花药比后期的花药更容易产生花粉植株，D错误。
【答案】　D
8．下图是某组织培养过程的简图。下列有关说法中，正确的是(　　)
花粉粒愈伤组织胚状体植株
A．花药离体培养的条件与种子萌发的条件完全相同
B．若花粉粒核中有两个或多个染色体组，则所得植株为二倍体或多倍体
C．②③过程都是细胞分化过程，因此起作用的激素只有生长素
D．该过程体现了植物细胞的全能性
【解析】　花药离体培养的条件更高，需要MS培养基，另外还需要适宜的pH、温度和光照，而种子萌发需要适宜的温度、水分等，所以A错误；花粉培养形成的植株称为单倍体，所以B错误；在细胞分化过程中多种激素起作用，其中起主要作用的是细胞分裂素和生长素，所以C错误；在该过程中，单个细胞最终培养成了植株，体现了植物细胞的全能性。所以D正确。
【答案】　D
二、非选择题
9.(15分)下图表示菊花的嫩枝和月季的花药的离体培养过程，请据图回答下面的问题。
(1)对菊花来说，要选取生长旺盛的嫩枝一般是________________________。对月季来说，适宜花粉培养的时期是花粉应处于________期。为确定该花粉是否处于该时期，最常用的方法是：________。
(2)在培养花粉的培养基中要加入一定的植物激素，常用的植物激素有________。
(3)某同学在培养过程中发现培养基上感染了几种细菌。若在以尿素为唯一碳源的培养基中加入________指示剂培养几种细菌后，指示剂变红就可以鉴定其中含有能够分解尿素的细菌。为避免其他微生物对培养基造成的影响，所以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】　(1)要选取生长旺盛的嫩枝来进行组织培养，因为生长旺盛的嫩枝生理状况良好，容易进行脱分化。在单核期，细胞核由中央移向细胞一侧的时期，花药离体培养成功率高。为确定该花粉是否处于该时期，最常用的方法是醋酸洋红法。(2)在培养花粉的培养基中要加入一定的植物激素，常用的植物激素有细胞分裂素和生长素。(3)若在以尿素为唯一碳源的培养基中加入酚红指示剂培养，指示剂变红就可以鉴定其中含有能够分解尿素的细菌。接种要注意：消毒，无菌，防止杂菌污染，故接种室要消毒；操作时不可说话；外植体和接种时要严格灭菌，接种完后要防止再次污染，盖好瓶盖，故C正确。(4)花药离体培养可以有两条产生植株的途径，除了题中的途径外，还可以通过胚状体进一步分化产生植株。两种发育途径主要取决于激素的种类及浓度比。(5)图中的B过程为愈伤组织再分化形成幼苗或植株，每天都需要12 h光照形成叶绿体进行光合作用。
【答案】　(1)未开花植株的茎上部新萌生的侧枝　单核靠边　醋酸洋红法　(2)细胞分裂素和生长素
(3)酚红　C　(4)胚状体　培养基中激素的种类及其浓度配比　(5)每天12小时光照
10.(15分)将基因型为AaBb的小麦的花粉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，在一定条件下诱导形成试管幼苗，其过程如下图：
小麦的花粉细胞①―→愈伤组织②―→丛芽③―→植株④
(1)发育成的植株④称为________。
(2)小麦形成花粉的细胞分裂方式是减数分裂，即由小孢子母细胞分裂为4个小孢子，此时期也称为四分体时期，依次又经历________、________最终发育成花粉粒(双核期)。
(3)若得到可育的植株，需要用________对③进行处理。
(4)在利用花药进行培养时需要确定花粉发育时期，最常用的方法是________。
【解析】　(1)题干中得到试管苗的方法为花药离体培养，得到的植株为单倍体。
(2)花粉的形成过程为小孢子母细胞→四分体时期→单核居中期→单核靠边期→花粉粒(双核期)。
(3)单倍体是高度不育的，要想可育，需要用一定浓度的秋水仙素溶液进行处理。
(4)确定花粉的发育时期时需要染色，最常用的染色方法是醋酸洋红法。
【答案】　(1)单倍体
(2)单核居中期　单核靠边期
(3)秋水仙素(或低温)
(4)醋酸洋红法
11.(15分)植物的花药培养在育种上有特殊的意义。植物组织培养可用于无病毒植株及细胞产物的工厂化生产等方面。请回答相关问题：
(1)利用月季的花药离体培养产生单倍体时，选材非常重要。一般来说，在________期花药培养的成功率最高。确定花粉发育时期最常用的方法有________法，但是对于花粉细胞核不易着色的植物，需采用________法，该法能将花粉细胞核染成________色。
(2)若要进行兰花无病毒植株的培育，首先选择兰花的________________________作为外植体。从外植体到无病毒植株试管苗，要人为控制细胞的________和________过程。
(3)进行组织培养需配制MS培养基，在该培养基中常需要添加________、________等植物激素。欲有利于根的分化，植物激素的用量比例应为________________________。
(4)无菌技术也是成功诱导出花粉植株的重要因素，下列各项中使用化学药剂进行消毒的是________，采用灼烧方法进行灭菌的是________。(填序号)
①培养皿　②培养基　③实验操作的双手　④三角锥形瓶　⑤接种环　⑥花蕾
【解析】　 (1)在花药离体培养中，一般选择单核靠边期的花粉成功率比较高。确定花粉发育时期最常用的方法是醋酸洋红法，对于不易着色的植物则采用焙花青—铬矾法，该方法将花粉染成蓝黑色，通过镜检就可进行判断。
(2)植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少，甚至无病毒。所以，培养无病毒植株时需要选择茎尖分生组织作为外植体。在植物组织培养过程中，外植体通过脱分化形成愈伤组织，再经过再分化形成脱毒苗。
(3)配制MS培养基时一般需要添加生长素和细胞分裂素；当生长素多于细胞分裂素时，有利于根的分化。
(4)在无菌技术中，③实验操作者的双手和⑥花蕾，需使用化学药剂消毒；⑤接种环需要灼烧灭菌。
【答案】　(1)单核靠边　醋酸洋红　焙花青—铬矾　蓝黑
(2)茎尖分生组织　脱分化(或去分化)　再分化
(3)生长素　细胞分裂素(两空顺序可以颠倒)　 生长素多于细胞分裂素
(4)③⑥　⑤
12．(15分)人参是一种名贵中药材，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：
请回答：
(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____________。培养几天后发现少数培养基被污染，若是有颜色的绒毛状菌落，属于____________污染；若是有光泽的黏液状菌落，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。
(4)人参皂苷易溶于水溶性(亲水性)有机溶剂，从培养物干粉中提取人参皂苷宜选用________________方法，操作时应采用____________加热。
【解析】　(1)配制培养基并分装后要用灭菌锅灭菌，接种前，要对材料进行消毒(不能填灭菌，灭菌时是采用强烈的理化因素杀菌)。
(2)比较菌落特征。真菌污染：有颜色的绒毛状菌落。细菌污染：有光泽的黏液状菌落。
(3)利用果胶酶处理愈伤组织可以获得单个的细胞。
(4)由题干，人参皂苷易溶于亲水性有机溶剂，故而采用萃取的方法可以从培养物干粉中提取人参皂苷。
【答案】　(1)灭菌　消毒　(2)外植体　真菌(霉菌)　细菌　(3)果胶　(4)萃取(浸取)　水浴