第2章 第1节 第2课时 植物组织培养的应用、菊花的组织培养及幼苗的移栽-（课件PPT+Word教案）【步步高】2024-2025学年高二生物学选择性必修第三册教师用书（浙科版2019）

第2课时　植物组织培养的应用、菊花的组织培养及幼苗的移栽 [学习目标]　1.举例说明植物组织培养有效地提高了生产效率。2.尝试进行菊花的组织培养。 一、植物组织培养通过多种途径有效地提高生产效率 1．快速繁殖植物 (1)根据培养过程，植物组织培养可以分为初代培养和继代培养。 ①初代培养：指从植物体上分离下来的外植体的第一次培养。初代培养获得的芽、胚状体等数量都不多，需要进一步增殖培养。 ②继代培养：将初代培养获得的培养物转移到新的培养基上继续进行扩大培养。继代培养物可以不断继代培养，所以离体繁殖速度比常规方法通常要快数万倍。 (2)离体繁殖主要以营养器官为外植体，再生个体的遗传性与母体一致，因此快速繁殖的过程就是植物克隆的过程，因此其本质是无性繁殖。 (3)意义：可以很好地保持品种的优良性状；可全年连续实验和生产，节约人力、物力。 2．植物脱毒 (1)选材部位和原因：植物生长点附近的病毒浓度很低甚至无病毒。 (2)方法：利用组织培养方法，取一定大小的茎尖进行培养，再生的植株有可能不带病毒，从而获得脱病毒苗，再用脱病毒苗进行繁殖，则种植的作物就不会或极少发生病毒。 3．生产人工种子 (1)将植物离体培养产生的体细胞胚、芽等包埋在含有营养成分和保护功能的物质中制成。 (2)人工种子结构 (3)优点：生产过程不受季节限制；可大量、快速繁殖优良品种；对于生育周期长、育性不良且难于有性繁殖的植物有重要意义。 4．细胞代谢产物的工业化生产 (1)原理：通过植物细胞、组织的培养来提取有价值的天然产物。 (2)实例：生产药物、食品、调料、香料、颜料等。 5．作物新品种的培育 (1)细胞突变体的筛选 在组织培养过程中，培养物的细胞处于不断分裂状态，易受培养条件和外界压力的影响而发生变异。 (2)单倍体育种 离体培养花药或花粉可获得单倍体，用秋水仙素处理单倍体植株，使染色体加倍，可获得纯合可育植株，大大缩短育种周期。 (3)转基因植物的克隆 将植物组织培养与基因工程技术相结合，可培育出抗逆、高产及优质的转基因植株。 (4)植物体细胞杂交 判断正误 (1)离体繁殖不仅繁殖速度快，而且还可以保持品种的优良特性(　　) (2)脱病毒苗种植后不会再感染病毒(　　) (3)单倍体育种就是花药或花粉离体培养(　　) 答案　(1)√　(2)×　(3)× 任务一：快速繁殖、植物脱毒 1．快速繁殖得到的产品会不会出现性状分离？为什么？ 提示　不会；因为快速繁殖利用了植物组织培养技术，属于无性繁殖，可以保持亲本的优良性状。 2．经植物组织培养技术培育出的脱病毒苗抗病毒吗？为什么？ 提示　不抗病毒；因为“脱毒”与“抗毒”不同，前者指的是本身病毒极少，甚至无病毒，受病毒感染的机会少，而后者指的是能抵抗病毒的感染。 任务二：突变体的筛选和利用 如图表示突变体的利用过程，请据图分析回答下列问题： (1)突变体育种的原理是什么？ 提示　基因突变和植物细胞的全能性。 (2)在培养至愈伤组织时进行诱变处理的原因是什么？ 提示　愈伤组织细胞分裂旺盛，一直处于不断增殖的状态，此时易发生基因突变。 (3)诱导分化得到的突变体都可以利用吗？为什么？ 提示　大多数都不可以利用；因为基因突变具有多方向性，得到的突变体不一定符合人类的需要。 　组织培养技术繁育作物的四种途径的比较 育种方法 原理 过程 优点 快速繁殖 植物细胞的全能性 脱分化、再分化 保持优良品种的遗传特性 突变体的利用 基因突变、植物细胞的全能性 对愈伤组织进行诱变处理后再筛选 提高突变率，获得优良性状 单倍体育种 植物细胞的全能性、染色体畸变 花药离体培养、秋水仙素诱导染色体数目加倍 明显缩短育种周期 转基因植物育种 基因重组、植物细胞的全能性 将外源基因导入离体植物细胞 定向改造植株的特性 1．某课外活动小组获得了一株性状优良的结球生菜，并利用植物组织培养技术对其进行快速繁殖。下列有关叙述正确的是(　　) A．使用体积分数为95%的酒精对外植体进行消毒 B．为保持结球生菜的优良遗传性状，应选用花粉进行培养 C．在诱导生根时，培养基中应提高细胞分裂素的比例和用量 D．经再分化产生的不定芽可经人工薄膜包装制成人工种子 答案　D 解析　使用体积分数为75%的酒精对外植体进行消毒，A错误；由于产生花粉过程中会发生基因重组，故为保持结球生菜的优良遗传性状，应选用体细胞进行培养，B错误；在诱导生根时，培养基中应提高生长素的比例和用量，C错误。 2．(2024·浙江1月选考，8)山药在生长过程中易受病毒侵害导致品质和产量下降。采用组织培养技术得到脱毒苗，可恢复其原有的优质高产特性，流程如图。下列操作不可行的是(　　) 外植体→愈伤组织→丛生芽→试管苗 A．选择芽尖作为外植体可减少病毒感染 B．培养基中加入抗生素可降低杂菌的污染 C．将丛生芽切割后进行继代培养可实现快速繁殖 D．提高生长素和细胞分裂素的比值可促进愈伤组织形成丛生芽 答案　D 解析　芽尖等分生组织分裂旺盛，且病毒浓度很低甚至无病毒，取材时常选用其作为外植体，A正确；培养基中有大量的营养物质容易被细菌污染，加入抗生素可降低杂菌的污染，B正确；将丛生芽切割后转移到新的培养基上继续进行扩大培养称为继代培养，因为培养物可以不断继代培养，所以离体繁殖速度比常规方法通常要快数万倍，可实现快速繁殖，C正确；提高生长素和细胞分裂素的比值可促进愈伤组织形成根而不是芽，D错误。 二、活动：菊花的组织培养及幼苗的移栽 1．实验原理 (1)首先用发芽培养基(含细胞分裂素相对较多和生长素相对较少)培养菊花茎段，使其长出较多的丛状苗。 (2)然后用含有一定浓度生长素的培养基将丛状苗分株培养，使其生根。 (3)再将生根的试管植株移至草炭土或蛭石中继续生长，苗健壮后可移栽定植。 2．方法步骤 判断正误 (1)外植体用化学试剂消毒后需经自来水多次冲洗才可用于接种(　　) (2)解剖刀在火焰上灼烧后需冷却才能用于切割外植体(　　) (3)接种操作需在超净工作台的酒精灯火焰旁进行(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)√ 3．菊花的组织培养需要进行严格的无菌操作，下列说法不正确的是(　　) A．培养基连同其他器械一起进行高压蒸汽灭菌 B．幼苗要先移植到消过毒的蛭石和珍珠岩等环境下生活一段时间 C．菊花茎段在洗涤灵稀释液中浸泡2 min，用流水冲洗干净后，在75%酒精中消毒30 s，再用流水冲洗后置于10%次氯酸钠溶液中消毒10 min，然后用自来水多次冲洗 D．接种时用镊子夹取菊花茎段，注意茎段的形态学上下端，再插入培养基 答案　C 解析　幼苗要先移植到消过毒的蛭石和珍珠岩等环境下生活一段时间，以逐步适应外界的环境，B正确；菊花茎段在洗涤灵稀释液中浸泡2 min，用流水冲洗干净后，在75%酒精中消毒30 s，再用流水冲洗后置于10%次氯酸钠溶液中消毒10 min，然后用无菌水多次冲洗，C错误；由于生长素的极性运输，接种时用镊子夹取菊花茎段，注意茎段的形态学上下端，再插入培养基中，不能倒插，D正确。 4．(2023·绍兴高二月考)水竹易管理和培植，干净而雅致。如图为通过植物组织培养大量获得水竹幼苗的过程。下列相关叙述正确的是(　　) A．水竹外植体插入培养基前要用无水乙醇进行消毒处理 B．生长素与细胞分裂素用量的比值大时，有利于芽的分化 C．应将水竹外植体的形态学上端插入诱导愈伤组织的培养基中 D．②过程为再分化，实质是基因的选择性表达 答案　D 解析　水竹外植体插入培养基前要用75%酒精和10%次氯酸钠溶液进行消毒处理，A错误；生长素与细胞分裂素用量的比值大时，有利于根的分化，B错误；应将水竹外植体的形态学下端插入诱导愈伤组织的培养基中，C错误；由图分析可知，②过程为再分化，再分化过程的实质是基因的选择性表达，D正确。 课时对点练　[分值：100分] 第1～8题，每题5分；第9～12题，每题6分，共64分。 题组一　植物组织培养的应用 1．植物克隆的基本操作技术是(　　) A．植物细胞的全能性 B．植物组织培养 C．发酵工程 D．消毒灭菌 答案　B 2．科研人员研究了草莓茎尖长度对分化苗的形成及脱毒效果的影响，结果如表所示。下列相关叙述错误的是(　　) 处理 外植体数/个 分化苗数/株 脱毒苗数/株 小于0.3 mm 20 1 1 0.3～0.5 mm 20 10 7 大于0.6 mm 20 13 4 A.茎尖越短，分化苗的形成越困难 B．茎尖越长，脱毒苗所占比例越低 C．选取0.3～0.5 mm的茎尖有利于培养脱毒草莓苗 D．0.4 mm的茎尖比0.6 mm的茎尖中的分生区细胞多 答案　D 解析　根据表格中数据不能确定0.4 mm的茎尖和0.6 mm的茎尖中的分生区细胞数目的多少，D错误。 3．(2024·温州高二期中)通过组织培养技术，可把植物组织细胞培养成胚状体，再通过人工种皮包装得到人工种子(如图所示)，人工种子在适宜条件下可萌发生长，这属于植物微型繁殖。下列叙述错误的是(　　) A．该微型繁殖技术能保持植物原有的遗传特性 B．人工种皮需具备透气性以保持胚状体的活力 C．人工胚乳中需要添加有机营养成分及植物激素，不需要添加无机盐 D．人工种子的生产过程不受季节限制，可以大量、快速繁殖优良品种 答案　C 解析　人工种皮具备透气性，可以保证胚状体进行需氧呼吸时对氧气的需求，以保持胚状体的活力，B正确；人工胚乳应该含有植物激素、矿质元素和糖类等物质，以保证胚状体的正常生长，C错误。 4．(2024·宁波高二期末)为解决中药藿香种质退化、易感染病虫害等问题，研究者对组织培养不同阶段的藿香进行辐射处理，以期获得性状优良的突变株。据图分析，下列相关叙述正确的是(　　) A．过程①对外植体消毒可用酒精和次氯酸钠，过程②应持续照光以诱导外植体的脱分化 B．与辐射处理愈伤组织相比，辐射处理芽或根能提高获得优良突变株的概率 C．过程②中的细胞代谢类型为自养需氧型 D．诱导愈伤组织、诱导生芽和诱导生根不是在同一个锥形瓶内完成的 答案　D 解析　过程①是获取植物组织得到外植体，外植体需要消毒，过程②为脱分化，该过程中的细胞代谢类型为异养需氧型，不需要持续照光，A、C错误；愈伤组织细胞分裂旺盛，与辐射处理愈伤组织相比，辐射处理芽或根获得优良突变株的概率降低，B错误；诱导愈伤组织、诱导生芽和诱导生根需要不同配比的植物激素诱导实现，因此不是在同一个锥形瓶内完成的，D正确。 5．紫草宁是紫草细胞的代谢产物，可作为生产治疗烫伤药物的原料。研究人员欲通过植物组织培养技术培养紫草细胞进而生产紫草宁，下列相关操作错误的是(　　) A．对作为外植体的紫草叶片进行消毒处理，既可保证细胞活性也可减轻污染 B．培养基中要加入植物激素，保证已分化的植物细胞脱分化形成愈伤组织 C．调节植物激素的种类和比例，以保证愈伤组织再分化并得到完整的植株 D．在培养细胞的过程中要不断通入无菌空气，以保证氧气的充足供应 答案　C 解析　本题植物组织培养的目的是获得细胞代谢产物，而不是完整植株，培养到愈伤组织阶段就可以，C错误。 题组二　菊花的组织培养 6．(2023·舟山高二检测)外植体经消毒后，需要用无菌水多次冲洗，其目的是(　　) A．洗去外植体表面的泥土、灰尘颗粒 B．增加次氯酸钠等消毒剂的消毒效果 C．避免消毒剂长时间作用对外植体产生毒害 D．保证培养基能够彻底灭菌 答案　C 7．(2022·浙江6月选考，23)下列关于菊花组织培养的叙述，正确的是(　　) A．用自然生长的茎进行组培须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒 B．培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换 C．组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌量低且营养丰富 D．不带叶片的菊花幼茎切段可以通过器官发生的途径形成完整的菊花植株 答案　D 解析　自然生长茎段的消毒属于外植体消毒，先用75%酒精消毒处理，用流水冲洗，再用10%次氯酸钠溶液消毒处理，最后用无菌水多次冲洗，A错误；培养瓶用专用封口膜封口的目的是防止杂菌污染，并不影响气体交换，B错误；组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石比较松软，持水性也较好、透气，有利于幼苗的生根和叶片的生长，C错误。 8．下列有关菊花组织培养的叙述，错误的是(　　) A．外植体一般选自未开花植株的茎上部新萌生的嫩枝 B．为充分利用培养条件，每个培养瓶中可接种1～3个外植体 C．培养形成的愈伤组织可继续在原培养基中分化形成植株 D．外植体接种前常进行流水冲洗、酒精处理、消毒液处理等消毒措施 答案　C 解析　在以快速繁殖为主要目的时，菊花未开花植株的茎上部新萌生的侧枝是最为常用的外植体，因为该处细胞分裂能力强、分化程度低，全能性容易表达，A正确；培养形成的愈伤组织需要转移到分化培养基中才能再分化形成植株，C错误；外植体接种前常进行流水冲洗、酒精处理、消毒液处理等消毒措施，最后为了避免消毒液的危害，需要用无菌水多次冲洗，D正确。 9．“烟薯－25”是一种甜度大、抗病力强、产量高的红薯。它是进行无性繁殖的作物，多代繁殖后病毒会在体内积累，导致含糖量不足，产量下降。大面积栽培时，一般都用脱病毒苗。下列有关脱病毒苗培育过程的叙述，错误的是(　　) A．脱病毒苗培育过程的原理是植物细胞具有全能性 B．脱病毒苗培育过程一般需经历脱分化和再分化两个阶段 C．脱分化和再分化的培养基成分是相同的，但两个阶段光照条件不同 D．培育脱病毒苗应选用分生组织，因为分生组织所含的病毒少或不含病毒 答案　C 解析　脱病毒苗的培育采用了植物组织培养技术，而该技术的原理是植物细胞具有全能性，A正确；除了光照条件不同外，植物组织培养过程中脱分化和再分化的培养基中植物激素的含量和比例也不同，C错误；由于植物生长点附近(如分生组织)的病毒浓度很低甚至无病毒，可利用分生组织(如芽尖)对植物进行脱毒培养，获得脱病毒苗，D正确。 10．束顶病毒是香蕉的严重病害之一，常用易感病植株的茎尖作外植体以获得脱病毒苗。科研人员进行相关实验的结果如表所示，下列相关叙述错误的是(　　) 茎尖预处理 茎尖数量 成活茎尖数 成活率/% 脱病毒茎尖数 脱毒率/% 未低温保存 32 30 93.75 8 26.67 超低温保存 60 33 55.00 20 60.61 A.获得脱病毒苗利用了植物细胞具有全能性的原理 B．培养基中常添加生长素、细胞分裂素等植物激素 C．结果显示超低温保存茎尖可以提高脱毒率 D．可用光学显微镜观察病毒颗粒检测茎尖脱毒率 答案　D 解析　光学显微镜无法观察到病毒，D错误。 11．(2024·浙大附中丁兰校区高二期中)辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域，辣椒素的获得途径如图所示。下列有关叙述正确的是(　　) A．外植体进行植物组织培养时，都必须经历①和②两个阶段 B．外植体消毒时，用0.1%氯化汞处理后再用清水多次冲洗 C．培养基中细胞分裂素与生长素用量的比值低时，有利于芽的分化 D．可利用发酵罐对高产细胞系进行液体悬浮培养，从而获得大量辣椒素 答案　D 解析　外植体进行植物组织培养时，不都必须经历①(脱分化)和②(再分化)两个阶段，可直接培养外植体获得完整植株，A错误；外植体消毒时，用0.1%氯化汞处理后再用无菌水多次冲洗，B错误；培养基中细胞分裂素与生长素用量的比值低时，有利于根的分化，比值高时有利于芽的分化，C错误。 12．花药离体培养是重要的育种手段。如图是某二倍体植物花药育种过程的示意图，下列叙述正确的是(　　) A．过程③逐步分化的植株中可筛选获得纯合的二倍体 B．过程②的培养基中需要添加较高浓度的细胞分裂素以利于芽的分化 C．过程④应将炼苗后的植株移栽到含有蔗糖和多种植物激素的基质上 D．为了防止微生物污染，过程①所用的花药需在75%酒精中浸泡30 min 答案　A 解析　二倍体植物的花药细胞核中只含有1个染色体组，通过花药离体培养形成愈伤组织后，再经过秋水仙素处理，可以通过筛选获得纯合的二倍体，A正确；过程②是脱分化，培养基中生长素和细胞分裂素比例应适中，B错误；过程④应将炼苗后的植株移栽到灭菌的蛭石和珍珠岩中，C错误；过程①所用的花药不能在75%酒精中浸泡30 min，长时间浸泡会杀死花药细胞，D错误。 13．(16分)(2023·丽水高二调研)回答下列关于植物组织培养的问题： (1)在进行菊花组织培养之前，要打开接种室和超净工作台的________，照射20～30 min；打开工作台的________，5～10 min后进入接种室操作。 (2)利用MS培养基配制成发芽培养基时，要在MS培养基中加入相应量的______溶液和_____溶液，经高压蒸汽灭菌后备用。影响高压蒸汽灭菌效果的因素有温度、压力、______等。 (3)将带芽的菊花枝条剪成一定大小，在__________稀释液中浸泡2 min，用流水冲洗干净后，再用75%酒精和__________________溶液对茎段进行消毒；发芽培养时________(填“需要”或“不需要”)光照。 答案　(1)紫外灯　风机　(2)6-BA　NAA　时间(其他合理答案也可)　(3)洗涤灵　10%次氯酸钠(或0.1%氯化汞)　需要 14．(20分)(2024·浙江四校高二联考)紫草是一种重要的药用植物，其根部富含红色的萘醌类次生代谢产物——紫草宁及其衍生物。它们具有抗菌、消炎、活血、诱导癌细胞凋亡等功效，同时也是一种天然染料。科研人员利用紫草新生的营养芽为外植体获得愈伤组织，然后在液体培养基中进行悬浮培养，以获得更多的紫草宁。回答下列问题： (1)若要通过植物组织培养获得脱毒紫草植株，应优先选择紫草植株的__________部位作为外植体，原因是__________________________________________________________________(答两点)。 (2)外植体需经____________处理，常用的试剂有________________________(答出两种即可)，最后再用____________多次冲洗。 (3)(6分)在设计紫草植物组织培养的培养基时，可以目前使用最广泛的________培养基为基础，改动某些成分使之适宜紫草组培不同阶段的需求。培养基中需要加入蔗糖，作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出两点)。 (4)(4分)研究人员将培养的愈伤组织分别接种到含有不同比例NAA(生长素类似物)和KT(细胞分裂素类似物)的培养基中培养。实验处理与结果如表。 编号 含量/(mg·L－1) 分化情况 NAA KT 1 0 0 不分化 2 0 2 分化芽 3 2 0 分化根 4 0.2 2 分化芽 5 2 0.2 不分化 6 0.02 2 分化芽 7 2 0.02 分化根 依据实验结果，可以得出的结论：植物生长调节物质(NAA和KT)的比例会影响愈伤组织的分化，具体表现为____________________________________________________________。 答案　(1)茎尖　茎尖细胞分化程度低，容易诱导形成愈伤组织；该部位病毒浓度很低甚至无病毒 (2)消毒　75%酒精、10%次氯酸钠、0.1%氯化汞　无菌水　(3)MS　作为碳源，作为能源物质提供能量，参与维持培养基渗透压　(4)相对较高的NAA/KT比值有利于根形成，相对较低的NAA/KT比值有利于芽形成 解析　(4)分析题表可知：分化成根的3号和7号培养基中NAA/KT的比值高，分化成芽的2号、4号、6号培养基中NAA/KT的比值低，故可得出相对高的NAA(生长素类似物)/KT(细胞分裂素类似物)比值有利于根形成，反之有利于芽形成。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第二章 植物细胞工程 <<< 第2课时 植物组织培养的应用、菊花的组织培养及幼苗的移栽 学习目标 1.举例说明植物组织培养有效地提高了生产效率。 2.尝试进行菊花的组织培养。 内容索引 一、植物组织培养通过多种途径有效地提高生产效率 课时对点练 二、活动：菊花的组织培养及幼苗的移栽 植物组织培养通过多种途径有效地提高生产效率 一 4 梳理　教材新知 1.快速繁殖植物 (1)根据培养过程，植物组织培养可以分为初代培养和继代培养。 ①初代培养：指从植物体上分离下来的外植体的　　　　培养。初代培养获得的芽、胚状体等数量都不多，需要进一步增殖培养。 ②继代培养：将初代培养获得的培养物转移到新的培养基上继续进行_________。继代培养物可以不断 　　培养，所以离体繁殖速度比常规方法通常要快数万倍。 第一次 扩大培养 继代 (2)离体繁殖主要以　　　　　为外植体，再生个体的遗传性与母体一致，因此快速繁殖的过程就是植物克隆的过程，因此其本质是无性繁殖。 (3)意义：可以很好地　　　　　　　　　　；可全年连续实验和生产，节约人力、物力。 营养器官 保持品种的优良性状 2.植物脱毒 (1)选材部位和原因：植物　　　　附近的病毒浓度很低甚至无病毒。 (2)方法：利用组织培养方法，取一定大小的　　　进行培养，再生的植株有可能不带病毒，从而获得脱病毒苗，再用脱病毒苗进行繁殖，则种植的作物就不会或极少发生病毒。 生长点 茎尖 3.生产人工种子 (1)将植物离体培养产生的　　　　　、芽等包埋在含有　　　成分和保护功能的物质中制成。 (2)人工种子结构 体细胞胚 营养 人工种皮 人工胚乳 (3)优点：生产过程不受　　　限制；可　　　、快速繁殖优良品种；对于生育周期长、　　　　　且难于有性繁殖的植物有重要意义。 季节 大量 育性不良 4.细胞代谢产物的工业化生产 (1)原理：通过　　　　　　　　的培养来提取有价值的天然产物。 (2)实例：生产药物、食品、调料、香料、颜料等。 5.作物新品种的培育 (1)细胞突变体的筛选 在组织培养过程中，培养物的细胞处于　　　　　状态，易受培养条件和外界压力的影响而发生　　　。 (2)单倍体育种 离体培养　　　　　　可获得单倍体，用　　　　　处理单倍体植株，使染色体加倍，可获得纯合可育植株，大大　　　育种周期。 植物细胞、组织 不断分裂 变异 花药或花粉 秋水仙素 缩短 (3)转基因植物的克隆 将植物组织培养与基因工程技术相结合，可培育出抗逆、高产及优质的转基因植株。 (4)植物体细胞杂交 (1)离体繁殖不仅繁殖速度快，而且还可以保持品种的优良特性(　　) (2)脱病毒苗种植后不会再感染病毒(　　) (3)单倍体育种就是花药或花粉离体培养(　　) √ × × 判断正误 11 任务一：快速繁殖、植物脱毒 1.快速繁殖得到的产品会不会出现性状分离？为什么？ 探究　核心知识 提示　不会；因为快速繁殖利用了植物组织培养技术，属于无性繁殖，可以保持亲本的优良性状。 2.经植物组织培养技术培育出的脱病毒苗抗病毒吗？为什么？ 提示　不抗病毒；因为“脱毒”与“抗毒”不同，前者指的是本身病毒极少，甚至无病毒，受病毒感染的机会少，而后者指的是能抵抗病毒的感染。 任务二：突变体的筛选和利用 如图表示突变体的利用过程，请据图分析回答下列问题： 提示　基因突变和植物细胞的全能性。 (1)突变体育种的原理是什么？ 提示　愈伤组织细胞分裂旺盛，一直处于不断增殖的状态，此时易发生基因突变。 (2)在培养至愈伤组织时进行诱变处理的原因是什么？ (3)诱导分化得到的突变体都可以利用吗？为什么？ 提示　大多数都不可以利用；因为基因突变具有多方向性，得到的突变体不一定符合人类的需要。 核心归纳 组织培养技术繁育作物的四种途径的比较 育种方法 原理 过程 优点 快速繁殖 植物细胞的全能性 脱分化、再分化 保持优良品种的遗传特性 突变体的利用 基因突变、植物细胞的全能性 对愈伤组织进行诱变处理后再筛选 提高突变率，获得优良性状 单倍体 育种 植物细胞的全能性、染色体畸变 花药离体培养、秋水仙素诱导染色体数目加倍 明显缩短育种周期 转基因植物育种 基因重组、植物细胞的全能性 将外源基因导入离体植物细胞 定向改造植株的特性 1.某课外活动小组获得了一株性状优良的结球生菜，并利用植物组织培养技术对其进行快速繁殖。下列有关叙述正确的是 A.使用体积分数为95%的酒精对外植体进行消毒 B.为保持结球生菜的优良遗传性状，应选用花粉进行培养 C.在诱导生根时，培养基中应提高细胞分裂素的比例和用量 D.经再分化产生的不定芽可经人工薄膜包装制成人工种子 √ 落实　思维方法 使用体积分数为75%的酒精对外植体进行消毒，A错误； 由于产生花粉过程中会发生基因重组，故为保持结球生菜的优良遗传性状，应选用体细胞进行培养，B错误； 在诱导生根时，培养基中应提高生长素的比例和用量，C错误。 2.(2024·浙江1月选考，8)山药在生长过程中易受病毒侵害导致品质和产量下降。采用组织培养技术得到脱毒苗，可恢复其原有的优质高产特性，流程如图。下列操作不可行的是 外植体→愈伤组织→丛生芽→试管苗 A.选择芽尖作为外植体可减少病毒感染 B.培养基中加入抗生素可降低杂菌的污染 C.将丛生芽切割后进行继代培养可实现快速繁殖 D.提高生长素和细胞分裂素的比值可促进愈伤组织形成丛生芽 √ 芽尖等分生组织分裂旺盛，且病毒浓度很低甚至无病毒，取材时常选用其作为外植体，A正确； 培养基中有大量的营养物质容易被细菌污染，加入抗生素可降低杂菌的污染，B正确； 将丛生芽切割后转移到新的培养基上继续进行扩大培养称为继代培养，因为培养物可以不断继代培养，所以离体繁殖速度比常规方法通常要快数万倍，可实现快速繁殖，C正确； 提高生长素和细胞分裂素的比值可促进愈伤组织形成根而不是芽，D错误。 活动：菊花的组织培养及幼苗的移栽 二 20 1.实验原理 (1)首先用发芽培养基(含细胞分裂素相对　　　和生长素相对　　　)培养菊花茎段，使其长出较多的　　　　。 (2)然后用含有一定浓度　　　 的培养基将　　 　分株培养，使其 　 。 (3)再将 　　的试管植株移至草炭土或蛭石中继续生长，苗健壮后可移栽定植。 梳理　教材新知 较多 较少 丛状苗 生长素 丛状苗 生根 生根 2.方法步骤 紫外 灯 75%酒精 洗涤 灵 75%酒精 10%次氯酸钠 无菌水 1 cm 一个芽 火焰 火焰 封口膜 10~12 h 火焰 生根 炼苗 培养及管理 (1)外植体用化学试剂消毒后需经自来水多次冲洗才可用于接种(　　) (2)解剖刀在火焰上灼烧后需冷却才能用于切割外植体(　　) (3)接种操作需在超净工作台的酒精灯火焰旁进行(　　) × √ √ 判断正误 24 落实　思维方法 3.菊花的组织培养需要进行严格的无菌操作，下列说法不正确的是 A.培养基连同其他器械一起进行高压蒸汽灭菌 B.幼苗要先移植到消过毒的蛭石和珍珠岩等环境下生活一段时间 C.菊花茎段在洗涤灵稀释液中浸泡2 min，用流水冲洗干净后，在75%酒 　精中消毒30 s，再用流水冲洗后置于10%次氯酸钠溶液中消毒10 min， 　然后用自来水多次冲洗 D.接种时用镊子夹取菊花茎段，注意茎段的形态学上下端，再插入培养基 √ 幼苗要先移植到消过毒的蛭石和珍珠岩等环境下生活一段时间，以逐步适应外界的环境，B正确； 菊花茎段在洗涤灵稀释液中浸泡2 min，用流水冲洗干净后，在75%酒精中消毒30 s，再用流水冲洗后置于10%次氯酸钠溶液中消毒10 min，然后用无菌水多次冲洗，C错误； 由于生长素的极性运输，接种时用镊子夹取菊花茎段，注意茎段的形态学上下端，再插入培养基中，不能倒插，D正确。 4.(2023·绍兴高二月考)水竹易管理和培植，干净而雅致。如图为通过植物组织培养大量获得水竹幼苗的过程。下列相关叙述正确的是 A.水竹外植体插入培养基前要用无水乙醇进行消毒处理 B.生长素与细胞分裂素用量的比值大时，有利于芽的分化 C.应将水竹外植体的形态学上端插入诱导愈伤组织的培养基中 D.②过程为再分化，实质是基因的选择性表达 √ 水竹外植体插入培养基前要用75%酒精和10%次氯酸钠溶液进行消毒处理，A错误； 生长素与细胞分裂素用量的比值大时，有利于根的分化，B错误； 应将水竹外植体的形态学下端插入诱导愈伤组织的培养基中，C错误； 由图分析可知，②过程为再分化，再分化过程的实质是基因的选择性表达，D正确。 网络构建 课时对点练 三 30 题组一　植物组织培养的应用 1.植物克隆的基本操作技术是 A.植物细胞的全能性 B.植物组织培养 C.发酵工程 D.消毒灭菌 √ 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2.科研人员研究了草莓茎尖长度对分化苗的形成及脱毒效果的影响，结果如表所示。下列相关叙述错误的是 √ 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 A.茎尖越短，分化苗的形成越困难 B.茎尖越长，脱毒苗所占比例越低 C.选取0.3～0.5 mm的茎尖有利于培养脱毒草莓苗 D.0.4 mm的茎尖比0.6 mm的茎尖中的分生区细胞多 处理 外植体数/个 分化苗数/株 脱毒苗数/株 小于0.3 mm 20 1 1 0.3～0.5 mm 20 10 7 大于0.6 mm 20 13 4 对点训练 根据表格中数据不能确定0.4 mm的茎尖和0.6 mm的茎尖中的分生区细胞数目的多少，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 处理 外植体数/个 分化苗数/株 脱毒苗数/株 小于0.3 mm 20 1 1 0.3～0.5 mm 20 10 7 大于0.6 mm 20 13 4 3.(2024·温州高二期中)通过组织培养技术，可把植物组织细胞培养成胚状体，再通过人工种皮包装得到人工种子(如图所示)，人工种子在适宜条件下可萌发生长，这属于植物微型繁殖。下列叙述错误的是 A.该微型繁殖技术能保持植物原有的遗传特性 B.人工种皮需具备透气性以保持胚状体的活力 C.人工胚乳中需要添加有机营养成分及植物激 　素，不需要添加无机盐 D.人工种子的生产过程不受季节限制，可以大量、快速繁殖优良品种 对点训练 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 人工种皮具备透气性，可以保证胚状体进行需氧呼吸时对氧气的需求，以保持胚状体的活力，B正确； 人工胚乳应该含有植物激素、矿质元素和糖类等物质，以保证胚状体的正常生长，C错误。 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 4.(2024·宁波高二期末)为解决中药藿香种质退化、易感染病虫害等问题，研究者对组织培养不同阶段的藿香进行辐射处理，以期获得性状优良的突变株。据图分析，下列相关叙述正确的是 A.过程①对外植体消毒可用酒精和次氯 　酸钠，过程②应持续照光以诱导外植 　体的脱分化 B.与辐射处理愈伤组织相比，辐射处理芽或根能提高获得优良突变株的概率 C.过程②中的细胞代谢类型为自养需氧型 D.诱导愈伤组织、诱导生芽和诱导生根不是在同一个锥形瓶内完成的 对点训练 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 过程①是获取植物组织得到外植体，外植体需要消毒，过程②为脱分化，该过程中的细胞代谢类 型为异养需氧型，不需要持续照光，A、C错误； 愈伤组织细胞分裂旺盛，与辐射处理愈伤组织相比，辐射处理芽或根获得优良突变株的概率降低，B错误； 诱导愈伤组织、诱导生芽和诱导生根需要不同配比的植物激素诱导实现，因此不是在同一个锥形瓶内完成的，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 5.紫草宁是紫草细胞的代谢产物，可作为生产治疗烫伤药物的原料。研究人员欲通过植物组织培养技术培养紫草细胞进而生产紫草宁，下列相关操作错误的是 A.对作为外植体的紫草叶片进行消毒处理，既可保证细胞活性也可减轻 　污染 B.培养基中要加入植物激素，保证已分化的植物细胞脱分化形成愈伤组织 C.调节植物激素的种类和比例，以保证愈伤组织再分化并得到完整的植株 D.在培养细胞的过程中要不断通入无菌空气，以保证氧气的充足供应 √ 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 本题植物组织培养的目的是获得细胞代谢产物，而不是完整植株，培养到愈伤组织阶段就可以，C错误。 题组二　菊花的组织培养 6.(2023·舟山高二检测)外植体经消毒后，需要用无菌水多次冲洗，其目的是 A.洗去外植体表面的泥土、灰尘颗粒 B.增加次氯酸钠等消毒剂的消毒效果 C.避免消毒剂长时间作用对外植体产生毒害 D.保证培养基能够彻底灭菌 √ 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 7.(2022·浙江6月选考，23)下列关于菊花组织培养的叙述，正确的是 A.用自然生长的茎进行组培须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒 B.培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换 C.组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌量低且营养丰富 D.不带叶片的菊花幼茎切段可以通过器官发生的途径形成完整的菊花植株 对点训练 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 自然生长茎段的消毒属于外植体消毒，先用75%酒精消毒处理，用流水冲洗，再用10%次氯酸钠溶液消毒处理，最后用无菌水多次冲洗，A错误； 培养瓶用专用封口膜封口的目的是防止杂菌污染，并不影响气体交换，B错误； 组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石比较松软，持水性也较好、透气，有利于幼苗的生根和叶片的生长，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 8.下列有关菊花组织培养的叙述，错误的是 A.外植体一般选自未开花植株的茎上部新萌生的嫩枝 B.为充分利用培养条件，每个培养瓶中可接种1～3个外植体 C.培养形成的愈伤组织可继续在原培养基中分化形成植株 D.外植体接种前常进行流水冲洗、酒精处理、消毒液处理等消毒措施 √ 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 对点训练 在以快速繁殖为主要目的时，菊花未开花植株的茎上部新萌生的侧枝是最为常用的外植体，因为该处细胞分裂能力强、分化程度低，全能性容易表达，A正确； 培养形成的愈伤组织需要转移到分化培养基中才能再分化形成植株，C错误； 外植体接种前常进行流水冲洗、酒精处理、消毒液处理等消毒措施，最后为了避免消毒液的危害，需要用无菌水多次冲洗，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 9.“烟薯－25”是一种甜度大、抗病力强、产量高的红薯。它是进行无性繁殖的作物，多代繁殖后病毒会在体内积累，导致含糖量不足，产量下降。大面积栽培时，一般都用脱病毒苗。下列有关脱病毒苗培育过程的叙述，错误的是 A.脱病毒苗培育过程的原理是植物细胞具有全能性 B.脱病毒苗培育过程一般需经历脱分化和再分化两个阶段 C.脱分化和再分化的培养基成分是相同的，但两个阶段光照条件不同 D.培育脱病毒苗应选用分生组织，因为分生组织所含的病毒少或不含病毒 √ 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 综合强化 脱病毒苗的培育采用了植物组织培养技术，而该技术的原理是植物细胞具有全能性，A正确； 除了光照条件不同外，植物组织培养过程中脱分化和再分化的培养基中植物激素的含量和比例也不同，C错误； 由于植物生长点附近(如分生组织)的病毒浓度很低甚至无病毒，可利用分生组织(如芽尖)对植物进行脱毒培养，获得脱病毒苗，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 A.获得脱病毒苗利用了植物细胞具有全能性的原理 B.培养基中常添加生长素、细胞分裂素等植物激素 C.结果显示超低温保存茎尖可以提高脱毒率 D.可用光学显微镜观察病毒颗粒检测茎尖脱毒率 10.束顶病毒是香蕉的严重病害之一，常用易感病植株的茎尖作外植体以获得脱病毒苗。科研人员进行相关实验的结果如表所示，下列相关叙述错误的是 √ 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 茎尖预处理 茎尖数量 成活茎尖数 成活率/% 脱病毒茎尖数 脱毒率/% 未低温保存 32 30 93.75 8 26.67 超低温保存 60 33 55.00 20 60.61 光学显微镜无法观察到病毒，D错误。 11.(2024·浙大附中丁兰校区高二期中)辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域，辣椒素的获得途径如图所示。下列有关叙述正确的是 A.外植体进行植物组织 　培养时，都必须经历 　①和②两个阶段 B.外植体消毒时，用0.1%氯化汞处理后再用清水多次冲洗 C.培养基中细胞分裂素与生长素用量的比值低时，有利于芽的分化 D.可利用发酵罐对高产细胞系进行液体悬浮培养，从而获得大量辣椒素 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 综合强化 外植体进行植物组织培养时，不都必须经历①(脱分化)和②(再分化)两个阶段，可直接培养外植体获得完整植株，A错误； 外植体消毒时，用0.1%氯化汞处理后再用无菌水多次冲洗，B错误； 培养基中细胞分裂素与生长素用量的比值低时，有利于根的分化，比值高时有利于芽的分化，C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 12.花药离体培养是重要的育种手段。如图是某二倍体植物花药育种过程的示意图，下列叙述正确的是 A.过程③逐步分化的植株中可筛选获得纯合的二倍体 B.过程②的培养基中需要添加较高浓度的细胞分裂素以利于芽的分化 C.过程④应将炼苗后的植株移栽到含有蔗糖和多种植物激素的基质上 D.为了防止微生物污染，过程①所用的花药需在75%酒精中浸泡30 min √ 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 二倍体植物的花药细胞核中只含有1个染色体组，通过花药离体培养形成愈伤组织后，再经过秋水仙素处理，可以通过筛选获得纯合的二倍体，A正确； 过程②是脱分化，培养基中生长素和细胞分裂素比例应适中，B错误； 过程④应将炼苗后的植株移栽到灭菌的蛭石和珍珠岩中，C错误； 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 过程①所用的花药不能在75%酒精中浸泡30 min，长时间浸泡会杀死花药细胞，D错误。 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 13.(2023·丽水高二调研)回答下列关于植物组织培养的问题： (1)在进行菊花组织培养之前，要打开接种室和超净工作台的________，照射20～30 min；打开工作台的______，5～10 min后进入接种室操作。 (2)利用MS培养基配制成发芽培养基时，要在MS培养基中加入相应量的______溶液和_____溶液，经高压蒸汽灭菌后备用。影响高压蒸汽灭菌效果的因素有温度、压力、________________________等。 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 紫外灯 风机 6-BA NAA 时间(其他合理答案也可) (3)将带芽的菊花枝条剪成一定大小，在________稀释液中浸泡2 min，用流水冲洗干净后，再用75%酒精和____________________________溶液对茎段进行消毒；发芽培养时______(填“需要”或“不需要”)光照。 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 洗涤灵 10%次氯酸钠(或0.1%氯化汞) 需要 综合强化 14.(2024·浙江四校高二联考)紫草是一种重要的药用植物，其根部富含红色的萘醌类次生代谢产物——紫草宁及其衍生物。它们具有抗菌、消炎、活血、诱导癌细胞凋亡等功效，同时也是一种天然染料。科研人员利用紫草新生的营养芽为外植体获得愈伤组织，然后在液体培养基中进行悬浮培养，以获得更多的紫草宁。回答下列问题： (1)若要通过植物组织培养获得脱毒紫草植株，应优先选择紫草植株的______部位作为外植体，原因是___________________________________ ________________________________________(答两点)。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 茎尖 茎尖细胞分化程度低，容易诱导形成愈伤组织；该部位病毒浓度很低甚至无病毒 (2)外植体需经______处理，常用的试剂有_________________________ ____________(答出两种即可)，最后再用________多次冲洗。 (3)在设计紫草植物组织培养的培养基时，可以目前使用最广泛的______培养基为基础，改动某些成分使之适宜紫草组培不同阶段的需求。培养基中需要加入蔗糖，作用是_______________________________________ __________________(答出两点)。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 消毒 75%酒精、10%次氯酸钠、 0.1%氯化汞 无菌水 MS 作为碳源，作为能源物质提供能量，参与维持培养基渗透压 综合强化 综合强化 (4)研究人员将培养的愈伤组织分别接种到含有不同比例NAA(生长素类似物)和KT(细胞分裂素类似物)的培养基中培养。实验处理与结果如表。 依据实验结果，可以得出的结论：植物生长调节物质(NAA和KT)的比例会影响愈伤组织的分化，具体表现为________ ____________________________________________________________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 编号 含量/(mg·L－1) 分化情况 NAA KT 1 0 0 不分化 2 0 2 分化芽 3 2 0 分化根 4 0.2 2 分化芽 5 2 0.2 不分化 6 0.02 2 分化芽 7 2 0.02 分化根 相对较高的NAA/KT比值有利于根形成，相对较低的NAA/KT比值有利于芽形成 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 分析题表可知：分化成根的3号和7号培养基中NAA/KT的比值高，分化成芽的2号、4号、6号培养基中NAA/KT的比值低，故可得出相对高的NAA(生长素类似物)/KT(细胞分裂素类似物)比值有利于根形成，反之有利于芽形成。 编号 含量/(mg·L－1) 分化情况 NAA KT 1 0 0 不分化 2 0 2 分化芽 3 2 0 分化根 4 0.2 2 分化芽 5 2 0.2 不分化 6 0.02 2 分化芽 7 2 0.02 分化根 第二章 植物细胞工程 <<< $$