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j.Co M
專題3 植物的組織培養技術
【高考目標定位】
植物的組織培養

【考綱知識梳理】
一、植物組織培養的原理與基本過程
1、原理：細胞全能性。
2、基本過程：外植體 愈傷組織 胚狀體 新植物體
二、影響植物組織培養的因素
1、外植體的選取：生長旺盛的嫩枝生理狀況好，容易誘導脫分化和再分化。
2、培養基：
（1）配制：要嚴格的進行滅菌；
（2）營養：礦質元素和有機物；
（3）調節劑：生長素、細胞分裂素及其比例。
3、環境條件：溫度、PH、光照等。
三、植物激素在組織培養過程中的重要作用
生長素和細胞分裂素是啟動細胞分裂、脫分化和再分化的關鍵性激素，其作用及特點為：
激素使用實驗結果
使用順序先生長素后細胞分裂素有利于細胞分裂
先細胞分裂素后生長素細胞即分裂也分化
生長素與細胞分裂素同時使用分化頻率較高
生長素用量與細胞分裂素用量的比例該比值高時利于根的分化，抑制芽的形成
該比值低時利于芽的分化，抑制根的形成
該比值適中時促進愈傷組織的生長

【要點名師精解】
植物組織培養過程
1、菊花組織培養過程

2、月季花的花藥培養

3、植物組織培養技術與花藥培養技術有何區別？
相同之處：培養基的配制方法、無菌技術及接種操作等基本相同。
不同之處：花藥培養的選材非常重要，需事先摸索時期適宜的花蕾；花藥裂開后釋放出的愈傷組織或胚狀體也要及時更換培養基；花北培養對培養基配方的要求更為嚴格。這些都使花藥的培養難度加大。
【例1】下面為植物組織培養過程流程圖解，以下相關敘述中不正確的是


A. 上述過程中脫分化發生在b步驟，形成愈傷組織，此過程中植物發激素揮了重要作用
B. 再分化發生在d步驟，是愈傷組織重新分化成根或芽等器官的過程
C. 從葉組織塊到種苗形成的過程說明番茄葉片細胞具有全能性
D. 人工種子可以解決有些作物品種繁殖能力差、結子困難或發芽率低等問題
【解析】本題考查植物的組織培養技術。植物組織培養的原理是植物細胞具有全能性。其過程為：外植體經脫分化形成愈傷組織然后經再分化形成胚狀體進而培養發育成新植株。植物激素在啟動細胞分裂、脫分化和再分化中發揮重要作用。通過植物組織培養可以實現快速繁殖。人工種子是將得到的胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽等材料，經過人工薄膜包裝得到的種子，因此繁殖能力強，發芽率較高。
【答案】B
【例2】用高度分化的植物細胞、組織或器官進行組織培養可以形成愈傷組織，下列敘述錯誤的是( )
A．該愈傷組織是細胞經過脫分化和分裂形成的
B．該愈傷組織的細胞沒有全能性
C．該愈傷組織是由排列疏松的薄壁細胞組成的
D．該愈傷組織可以形成具有生根發芽能力的胚狀結構
【解析】植物組織培養過程：離體的植物細胞、組織或器官→愈傷組織→根、芽→植物體。離體的植物細胞、組織或器官分裂形成愈傷組織，這一過程叫脫分化，脫分化離不開細胞分裂。愈傷組織的細胞排列疏松而無規則，是一種高度液泡化的無定形狀態的薄壁細胞。愈傷組織經過再分化形成具有生根發芽能力的胚狀結構，最后可培養成完整的植物體，這反映了愈傷組織的細胞具有全能性。從離體的植物細胞、組織或器官形成愈傷組織，雖然新個體還沒有長出來，但是全能性依然存在。
【答案】B

【感悟高考真題】
（2010?新課標高考）38．[生物??選修模塊3：現代生物科技專題](15分)
請回答：
（1）植物微型繁殖技術屬于植物組織培養的范疇。該技術可以保持品種的 ，繁殖種苗的速度 。離體的葉肉細胞在適宜的條件下培養，最終能夠形成完整的植株，說明該葉肉細胞具有該植物的全部 。
(2)把試管苗轉接到新的培養基上時，需要在超凈工作臺上進行，其原因是避免 的污染。
（3）微型繁殖過程中，適宜濃度的生長素單獨使用可誘導試管苗 ，而與 配比適宜時可促進芽的增殖。若要抑制試管苗的生長，促使愈傷組織產生和生長，需尊使用的生長調節劑是 (脫落酸、2，4-D)。
（4）將某植物試管苗培養在含不同濃度蔗糖的培養基上一段時間后，單株鮮重和光合作用強度的變化如圖。據圖分析，隨著培養基中蔗糖濃度的增加，光合作用強度的變化趨勢是 ，單株鮮重的變化趨勢是 。據圖判斷，培養基中不含蔗糖時，試管苗光合作用產生的有機物的量 (能、不能)滿足自身最佳生長的需要。

(5)據圖推測，若要在誘導試管苗生根的過程中提高其光合作用能力，應 (降低，增加)培養基中蔗糖濃度，以便提高試管苗的自養能力。
【解析】植物組織培養技術是利用植物細胞全能性的原理進行的，是植物細胞工程的基礎。在操作過程應注意無菌操作，避免雜菌污染，因為培養過程中使用的培養基營養物質豐富，適宜濃度的生長素可以誘導試管苗生根，而如果要促進愈傷組織形成芽，則需要與細胞分裂素配比，促進愈傷組織產生和生長，應使用2,4-D。
【評析】本題考查了組織培養的技術。需要學生對選修的內容有一定的了解和和熟悉。
【答案】⑴遺傳性、快、遺傳信息 ；（2）微生物；（3）下生根、細胞分裂素、2,4-D；（4）逐漸減小 先增加后下降、不能；（5）降低
（2010?重慶高考）24．明黨參是我國珍稀藥用植物，對其進行保護性開發利用的方法有
A．設計細胞培養反應器，實現藥用成分的工廠化生產
B．大量培養愈傷組織，直接提取藥用成分
C．大規模栽培組織培養苗，獲取藥用成分
D利用組織培養獲得胚狀體，制成人工種子
【解析】本題考查了植物組織培養技術的應用。對明黨參進行保護性開發可采用設計細胞培養反應器的方法，也可通過大量培養愈傷組織，直接提取，還可通過大量培育培養苗而獲取藥用成份，還可獲取人工種子進行大面積種植，正確選項為ABCD。
【答案】ABCD
（2010?江蘇高考）19根據下列相關實驗操作．預期結果合理的是

A．實驗① 8．實驗② C．實驗③ D．實驗④
【解析】本題考查了考生對教材實驗的理解能力和分析能力。實驗（1）中結果應是0.3%溶液中質壁分離明顯，實驗（2）中毛霉應在20℃環境中生長最好，實驗（4）中，如果此時2，4-D濃度低于最適濃度，則濃度再低的話促進生根效果則較差了，所以預期最合理的應是實驗（3）即C項正確。
【答案】C
（2009?山東高考）34.（8分）（生物一生物技術實）
人參是一種名貴中藥材，其有效成分主要是人參皂苷。利用細胞培養技術生產人參皂苷的大致流程如下：

請回答：
（1）配制誘導愈傷組織的固體培養基，分裝后要進行 。
接種前，要對人參根進行 。
（2）用于離體培養的根切塊，叫做 。培養幾天后發現少數培養基被污染，若是有顏色的絨毛狀菌落，屬于 污染；若是有光澤的黏液狀菌落，屬于 污染。
（3）用少量 酶處理愈傷組織，獲取單細胞或小細胞團，在液體培養基中進行懸浮培養，可有效提高人參皂苷合成量。
（4）人參皂苷易溶于水溶性（親水性）有機溶液，從培養物干粉中提取人參皂苷宜選用
方法，操作時應采用 加熱。
【解析】山東理綜生物試題選修一試題歷年來，立足課本，主要考察課本的基礎知識，題目較簡單。今年仍然立足課本，以植物組織培養為材料背景考察了植物組織培養過程中涉及到的培養基及消毒滅菌的相關的知識，及污染后的菌落特征的比較。同時考查了選修一中關于物質的提取和鑒定的專題，跨度較大，考查的知識面較廣。
（1）接種前，要對材料進行消毒（不能填滅菌，滅菌時是采用強烈的因素殺菌），配制培養基并分裝后要用滅菌鍋滅菌。
（2）比較菌落特征：真菌污染：有顏色的絨毛狀菌落
細菌污染：有光澤的黏液狀菌落
（3）利用果膠酶處理愈傷組織可以獲得單個的細胞
（4由題干，人參皂苷易溶于親水性有機溶液，故而采用萃取的方法可以從培養物干粉中提取人參皂苷宜。
【答案】（1）滅菌 消毒
（2）外植體 真菌（霉菌） 細菌
（3）果膠
（4）萃取 水浴
（2009?上海高考）36.（8分）回答下列有關植物組織培養的問題。
（1）用于植物組織培養的植物材料稱為________。
（2）組織培養中的細胞，從分化狀態轉變為未分化狀態的過程稱為________。
（3）在再分化階段所用的培養基中，含有植物激素X和植物激素Y，逐漸改變培養基中這兩種植物激素的濃度比，未分化細胞群的變化情況如下圖所示，據圖指出兩種激素的不同濃度比與形成芽、根、愈傷組織的關系：
1）當植物激素X與植物激素Y的濃度比等于1時，______________________________；
2）________________________________________________________；
3）________________________________________________________；

（4）若植物激素Y是生長素，在植物組織培養中其主要作用是________；則植物激素X的名稱是________________。
（5）生產上用試管苗保留植物的優良性狀，其原因是________________________________。
【解析】本題主要考查植物組織培養相關知識。
（1）植物組織培養的材料叫外植體；
（2）植物組織培養的核心過程是脫分化與再分化，脫分化指由分化狀態變為未分化狀態，再分化指由未分化狀態變為分化狀態；
（3）仔細分析所給示意圖，可知植物激素X與植物激素Y濃度比為1時，利于愈傷組織的形成，大于1時利于細胞群分化出芽，小于1時利于細胞群分化出根；
（4）生長素在植物組織培養中主要作用是促進細胞生長、分裂和分化，植物組織培養過程中除需要生長素外還必需細胞分裂素，二者共同起作用；
（5）植物組織培養是一種無性繁殖技術，利于保持親本的優良性狀。
【答案】（1）外植體
（2）去分化（脫分化）
（3）1）未分化細胞群經分裂形成愈傷組織；
2）當植物激素X與植物激素Y的濃度比大于1時，未分化細胞群分化形成芽；
3）當植物激素X與植物激素Y的濃度比小于1時，未分化細胞群分化形成根。
（4）促進細胞的生長（伸長）、分裂和分化 細胞分裂素
（5）組織培養形成試管苗的過程屬于無性生殖，后代不發生性狀分離。
（2008?江蘇高考）下列關于植物組織培養的敘述中，錯誤的是
A．培養基中添加蔗糖的目的是提供營養和調節滲透壓
B．培養基中的生長素和細胞分裂素影響愈傷組織的生長和分化
C．離體器官或組織的細胞都必須通過脫分化才能形成愈傷組織
D．同一株綠色開花植物不同部分的細胞經培養獲得的愈傷組織基因相同
【解析】同一株綠色開花植物的細胞分體細胞和生殖細胞兩類，自然這兩類細胞經培養獲得的愈傷組織細胞的遺傳物質（基因）亦不相同。
【答案】D
（2008?江蘇高考）某組織培養實驗室的愈傷組織被真菌嚴重污染，為查找污染原因設計了4個實驗，實驗條件除圖示外共他均相同。下列各圖表示實驗結果，據圖可得出的初步結論是

A．污染主要不是培養基滅菌時間短造成的
B．污染主要來源于組織培養所用的離體組織
C．調節培養基pH不能解決污染問題
D．調節培養溫度不能解決污染問題
【解析】讀圖可以看出，ACD圖解所示的信息說明污染源不是這三方面的原因；B中的曲線變化明顯，是污染的主要因素。
【點評】本題主要考查解讀表格圖的能力。
【答案】ABCD。

【考點精題精練】
1.甘薯種植多年后易積累病毒而導致品種退化。目前生產上采用莖尖分生組織離體培養的方法快速繁殖脫毒的種苗，以保證該品種的品質和產量水平。這種通過分生組織離體培養獲得種苗的過程不涉及細胞的( C )
A．有絲分裂 B．分化
C．減數分裂 D．全能性
2.要將胡蘿卜韌皮部細胞培養成完整植株，需要( ABD )
A．具有完整的細胞核的細胞
B．離體狀態
C．導入外源基因
D．一定的營養物質和激素
3.植物細胞表現出全能性的必要條件是（ C ）
A.給與適宜的營養和外界條件。
B.導入其他植物細胞的基因。
C.脫離母體后，給與適宜的營養和外界條件。
D.將成熟篩管的細胞核移植到去核的卵細胞內。
4.利用植物的莖、葉片等，在無菌條件下，培養在玻璃器皿中人工配制的培養基上，使它發育成完整的植株。這種技術可以用來培育植物新品種，也可以在較短時間內大量繁殖植物，還可以防止植物病毒的危害。下列關于這種技術的敘述，正確的是( D )
①這種技術利用了植物細胞的全能性 ②這種技術叫做組織培養，可以克隆生物體 ③這種技術是一種無性繁殖的方式 ④這種技術屬于細胞工程的應用領域之一
A．① B．①②③
C．①② D．①②③④
5.（2010?北京東城區高三一模）下圖為將胡蘿卜的離體組織在一定條件下培育形成試管苗的過程示意圖。有關敘述正確的是A

A．利用此過程獲得的試管苗可能為雜合子
B：①②過程中都會發生細胞的增殖和分化
C．多倍體植株的培育需經過如圖所示過程
D．此過程依據的生物學原理是細胞膜具有流動性
6.下面為番茄植物組織培養過程的流程圖解，以下相關敘述不正確的是 B

A．脫分化發生在b步驟，形成愈傷組織，在此過程中植物激素發揮了重要作用
B．再分化發生在d步驟，是愈傷組織重新分化成根或芽等器官的過程
C．從葉組織塊到種苗形成的過程說明番茄葉片細胞具有全能性
D．人工種子可以解決有些作物品種繁殖能力差、結子困難或發芽率低等問題
7.在離體的植物器官、組織或細胞脫分化形成愈傷組織的過程中，下列哪一項條件是不需要的 C
A.消毒滅菌B.適宜的溫度
C.充足的光照 D.適宜的養料和激素
8.MS培養基和培養微生物所配制的培養基的主要區別為( A )
A．MS培養基一般含植物激素，微生物培養基不含植物激素
B．MS培養基不需要氨基酸，微生物培養基含各種氨基酸
C．MS培養基不需碳源，微生物培養基含碳源
D．MS培養基含維生素B1和維生素B6，微生物培養基不含有
9.下列關于植物組織培養中滅菌操作的敘述，錯誤的是( B )
A．外植體可以用酒精滅菌
B．鑷子等器械需酒精滅菌
C．操作前手需酒精消毒
D．培養基需高壓蒸汽滅菌
10.植物組織培養所需營養的敘述，不正確的是( )
A．MS培養基既含硝態氮又含銨態氮
B．維生素以輔酶的形式參與生物催化劑酶系活動
C．植物生長調節物質包括生長素、細胞分裂素及赤霉素等
D．植物組織培養過程中無需從外部供糖
11.下列關于消毒效果的論述，不正確的是( ABC )
A．70％酒精對外植體消毒效果好，但用時長，去除易
B．O．1％氯化汞對外植體消毒效果最好，用時較短，去除也易
C．10％過氧化氫對外植體消毒效果最好，但易揮發、用時長，去除最易
D．抗菌素對外植體消毒效果較好，消毒時間較長，去除難易程度適中
12.下列關于花藥培養過程中注意事項的敘述，正確的是( D )
A．花藥培養成功與否與材料選擇無關
B．花藥培養成幼苗后，一定不能分瓶培養
C．花藥培養成愈傷組織的過程中，除了適宜的溫度、pH等，還要注意照光
D．一般地講，材料選在單核期時花藥培養成功率較高
13.接種和培養花藥時應注意的事項全對的一組是（ A ）
①不損傷花藥 ②徹底去除花絲 ③ 幼小植株形成后需要光照 ④花藥開裂釋放出的幼小植株會分別發育成單倍體植株
A. ①②③ B. ①②④ C. ②③④ D. ①③④
14.在植物組織培養過程中，生長素和細胞分裂素的使用會影響實驗結果。下列說法不正確的是（ D ）
A.兩種激素用量的比例影響實驗結果 。
B.兩種激素使用的先后順序影響實驗結果。
C.兩種激素使用時的濃度影響實驗結果。
D.以上說法都不正確。
15.（2010?北京順義區高三一模）下列各項培育植物新品種的過程中，不經過愈傷組織階段的是B
A．通過植物體細胞雜交培育白菜??甘藍雜種植株 B
B．通過多倍體育種培育無子西瓜
C．通過單倍體育種培育優質小麥
D．通過基因工程培育
16.（2010?北京西城區高三一模）紫杉醇是從紅豆杉屬植物中提取的最有效的抗癌制劑之。目前，生產紫杉醇的主要原料是天然生長的紅豆杉樹皮，而大量剝取樹皮會造成樹木的死亡和資源的破壞。請回答下列問題。
（1）為了合理開發和利用紅豆杉，保護野生植物資源，科研人員取生長狀況相似的野生南方紅豆杉和人工栽培的南方紅豆杉，分別測量其不同部位完全烘干的樣品中紫杉醇的含量（占干重的百分比），測定結果見表1。
表1 南方紅豆杉樹木各部位紫杉醇含量（％，w/w）

從實驗結果看，紅豆杉中紫杉醇含量最高的部位是________，不同部位紫杉醇含量不同的根本原因是_________。為保護紅豆杉資源，應以其________為原料，提取、分離紫杉醇。
（2）科研人員為尋找更多紫杉醇來源，嘗試利用植物組織培養技術，從紅豆杉的愈傷組織中提取紫杉醇。實驗結果如表2所示。
表2 不同外植體形成的愈傷組織中紫杉醇含量（％，w/w）

①該實驗的目的是研究________________________________________。
②上述實驗結果說明________最適合做外植體，經過________過程形成愈傷組織。
（3）2，4-D作為植物生長調節劑，在生產實踐中還可以應用在________等方面（寫出兩點即可）。
答案：（1）樹皮 基因的選擇性表達 樹葉（枝條、種子）
（2）①研究植物不同部位做外植體所形成的愈傷組織中紫杉醇的含量
研究不同生長調節劑的組合與水平對愈傷組織中紫杉醇含量的影響
②樹葉 脫分化
（3）除草劑，促進生長、促進扦插生根，培育無子果實或促進果實發育等（寫出兩點即可）。
17.（2010?山東省臨沂市高三一模）如圖為通過花藥培養月季花粉植株的一種途徑。請回答下列相關問題。


（1）選擇花藥時，一般要通過 來確定其中的花粉是否處于適宜的發育期，一般來說，在 期，細胞核由中央移向細胞一側的時期，通常選擇 的花蕾，花藥培養成功率最高。
（2）上述途徑是通過胚狀體階段發育成植株，還可以將花粉在誘導培養基上先形成 ，再將其誘
導分化成植株。
（3）某同學在培養過程中發現培養基上感染了幾種細菌。若在以尿素為唯一氮源的培養基中加入
指示劑培養幾種菌后，指示劑變紅就可以鑒定其中含有能夠分解尿素的菌；若在以纖維素為唯
一碳源的培養基中加入 染料，培養幾種菌后，培養基中出現現透明圈，就可以鑒定其中含有纖
維素分解菌。在培養過程中為了檢驗制備的培養基是否合各，采取措施是 ，觀察結
果，如果 ，說明培養基制備成功，否則需要重新制備。
（4）若欲獲取大量抗性基因導入愈傷組織細胞，可以采用PCR技術。PCR利用了
原理，通過控制溫度來控制DNA雙鏈的解聚與結合。為了避免外源DNA等因素的污染，PCR實驗
中使用的微量離心管等在使用前必須進行 。
答案：（每空1分，共10分）
（1）鏡檢 單核期 完全未開放
（2）愈傷組織
（3）酚紅 剛果紅 將接種后的培養基和一個未接種的培養基則時在適宜條件下培養未接種的培養基無菌落生長
（4）DNA的熱變性（DNA的變性和復性） 高壓滅菌
18.（2010?上海市奉賢區高三二模）如下圖所示，為植株繁殖示意圖，請據圖回答：

（1）上世紀50年代，斯蒂瓦特利用胡蘿卜根切片培育胡蘿卜，首次證實了細胞的 ，是植物組織培養的理論基礎。該過程需在 條件下進行，并需控制溫度、PH值和光照條件。
（2）若培養過程中，為誘導愈傷組織形成根時，培養基中植物激素的特點是
。
（3）假設A試管內是基因型為AaBB的某植物的花粉，則培育出的B植株稱為 植株，可能的基因型為 。由于這些植株高度不育，所以必須用 處理才能獲得理想的植株。
（4）若在離體細胞內導入含有抗蟲基因的重組質粒，則培養出的植物具有抗蟲性，該項科技成果在環境保護上的重要作用是______ ____。質粒和抗蟲基因的重組需要 酶，同時所用的質粒最好含有 基因，便于檢測。
答案：（9分）
（1）全能性 無菌（2）細胞分裂素與生長素的比值小于1（3）單倍體 AB、aB 秋水仙素
（4）減輕農藥對環境的污染 限制酶和DNA連接酶 遺傳標記
19.（2010?江蘇省南通、揚州、泰州三市高三二模）在植物組織培養過程中，愈傷組織的成功誘導是至關重要的步驟。科學家以食用稗的成熟胚作為外植體，在基本培養基上研究植物生長調節劑對食用稗愈傷組織誘導的影響。實驗結果如下表。請回答相關問題：

注：愈傷組織誘導率（%）＝產生愈傷組織的外植體數/接種外植體總數×100%
（1）從上表可以知道，在基本培養基中添加較高濃度的 有利于食用稗胚形成愈傷組織，而添加 則不利于食用稗胚愈傷組織的形成。
（3）影響愈傷組織成功誘導的因素除植物生長調節劑外，培養的環境條件也是重要的因素。現給你提供200個已經消毒過的食用稗的成熟胚，在上述研究的基礎上，探究光照對愈傷組織形成的影響。
實驗步驟：
①將200個已經消毒過的食用稗的成熟胚平均分為甲、乙兩組，分別接種到 培養基上；
② ；
③ 。
預期實驗結果和結論： 。
答案：（8分）
（1）2，4－D 6－BA
（2）①L3 ②甲組置于光照條件下培養，乙組置于黑暗條件下培養，其它條件相同且適宜；③培養一段時間后，分別計數甲、乙兩組中形成愈傷組織的個數并計算愈傷組織誘導率。
預期實驗結果和結論：①如甲組的愈傷組織誘導率大于乙組的愈傷組織誘導率，則光照有利于愈傷組織的形成；②如甲組的愈傷組織誘導率小于乙組的愈傷組織誘導率，則黑暗有利于愈傷組織的形成；③如甲組的愈傷組織誘導率和乙組的愈傷組織誘導率相當，則光照、黑暗對愈傷組織的形成沒有影響
20.（2010?北京宣武區高三一模）植物組織培養是克隆植物的一種方法，過程如下圖所示，回答相應的問題：

（1）為了獲得脫毒植株，外植體往往取自植物的花芽、葉芽等處的分生組織，其原因是______________________________。
（2）培養皿中的培養基除添加營養物質外，還需要添加植物激素，其目的是誘導外植體__________________________________。
（3）在生產實踐中為獲得大量的細胞產物如：紫杉醇，可將①__________放入液體培養基中的經機械作用分散成單個細胞，制備成細胞浮液，再經過_________即可獲得大量細胞。
（4）組織培養過程需要植物生長和繁殖的最適條件，否則在光學顯微鏡下可能觀察到發生_________________異常，進而使植物出現遺傳不穩定甚至不育。
（5）植物組織培養技術不僅應用于花卉、果樹的快速、大量繁殖以及脫毒植株的獲取，還廣泛用于____________、__________、__________等育種過程中。
答案：（1）這些部位很少受到病毒等病原體的侵害
（2）脫分化和再分化
（3）愈傷組織 細胞分裂
（4）染色體結構與數目
（5）植物體細胞雜交育種 基因工程育種 單倍體育種

本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.lg566.com/gaosan/71182.html

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