内容正文:
微专题突破
植物组织培养技术比较及应用
1.菊花茎段组织培养与月季花药培养比较
项目
内容
菊花组织培养
月季的花药培养
理论依据
植物细胞的全能性
基本过程
脱分化→再分化
外植体的
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、阳光等
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,使染色体加倍后可育
2.植物组织培养技术的应用
(1)微型繁殖,微型繁殖就是用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,也叫快速繁殖技术。繁殖过程中的分裂方式是有丝分裂,亲、子代细胞内DNA不变,所以能够保证亲、子代遗传特性不变。
(2)作物脱毒:作物脱毒是利用茎尖、根尖等无毒组织,进行微型繁殖,由于微型繁殖操作过程必须在无菌条件下,所以所获幼苗是无毒的。
(3)人工种子
①制作方法:人工种子又称为人造种子、合成种子或无性种子,就是将组织培养所产生的体细胞胚、不定芽、顶芽、腋芽或小鳞茎等繁殖体,包裹在能够提供养分的胶囊(人工胚乳)里,再在腔囊外面包上一层具有保护功能和防止机械损伤的外膜(人工种皮),造成一种类似于种子的结构。如图人工种子能在一定条件下萌发生长,形成完整植株。
②优点:可使在自然条件下不结实或种子昂贵的植物得以繁殖;保持亲本的优良性状,因该过程为无性繁殖;节约粮食,减少种子的使用;可以控制添加一些物质,如除草剂、农药、促进生长的激素、有益菌等。
(4)细胞产物的工厂化生产:用人工培养的愈伤组织提取细胞中的某种成分,如紫草素、香料等。
1.菊花的组织培养和月季的花药培养都是利用组织培养技术,下列关于两者的叙述中,正确的是( )
序号
比较项目
菊花的
组织培养
月季的
花药培养
①
植物激素
不必添加
需要添加
②
染色体倍
性的鉴定
不需要
需要
③
光照
每日日光灯照射12 h
最初不需要,幼小植
株形成后需要
④
形成愈伤组织
或胚状体后
不需更换培养基
需要更换培养基
A.①②③
B.②③④
C.①②④
D.①②③④
【解析】 菊花的组织培养用茎段来培养,比较容易,不必添加植物激素;在菊花组织培养中不会发生染色体倍性的变化;需要每天日光灯照射12 h;形成愈伤组织或胚状体后不必更换培养基。月季花药的离体培养需要添加细胞分裂素和生长素等植物激素;在花药培养中,通过愈伤组织形成的植株会出现染色体倍性的变化,所以需要染色体倍性的鉴定;最初不需要光照,幼小植株形成后需要光照;形成愈伤组织或胚状体后需要转移到分化培养基上进一步分化培养。
【答案】 D
2.用菊花的茎尖进行植物组织培养可培育出试管苗。下面关于这一过程的说法正确的是( )
A.进行培养时,一次性加足营养物质以防止污染
B.整个培养过程应在光下进行,有利于长叶
C.要根据培养过程的实际情况,更换培养基
D.整个培养过程都应在密闭条件下进行,以免杂菌的污染
【解析】 进行植物组织培养时,外植体不能进行光合作用,因此培养基中要加入有机物。一般来说,从接种外植体到出现愈伤组织,需要经过2周时间。2周以后,由于培养基中的营养成分已接近耗尽,必须更换培养基,进行继代培养。首次培养愈伤组织时,恒温箱的门应该关闭,不必见光,因为在无光条件下愈伤组织长得更快。在愈伤组织进行继代培养期间,可将恒温箱的门打开,让愈伤组织见光。愈伤组织见光后,颜色可以转为绿色。试管苗应该进行见光培养。
【答案】 C
3.对人工种子正确的解释是( )
A.通过科学手段人工合成的种子
B.利用植物组织培养技术获得的种子
C.种皮能自我生成的种子
D.人工种子发芽率低
【解析】 人工种子是利用植物组织培养获得胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等,然后包上人工种皮就形成了人工种子。
【答案】 B
4.生物工程的研究成果已经广泛应用于各个领域,目前科学家利用植物的茎尖和叶片、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,使之发育成完整的植株。下图是运用该技术培养兰花植株的示意图。下列关于这种生物工程技术的叙述,错误的是( )
A.这种技术叫做组织培养,可以克隆生物体
B.④过程的单细胞细胞质丰富,液泡小而细胞核大
C.用此方法克隆植物要尽量选择优良、细胞全能性表达不充分的材料
D.这种技术可与基因工程、航天工程结合培育高产、优质的作物品种
【解析】 ④过程的单细胞细胞质丰富,液泡小而细胞核大,这是胚性细胞(类似胚胎细胞)的特征,在适宜的培养基中,这种单细胞可发育成胚状体。要获得植物克隆的成功,要尽量选择优良、细胞全能性