2019-2020学年名师同步人教版生物选修一课下提能：专题3　课题2　月季的花药培养 9页

专题 3 课题 2 月季的花药培养 课下提能 一、选择题 1．(2019·长沙检测)选择月季花粉的最佳时期为( ) A．盛开期的月季花 B．略微开放的月季花 C．完全未开放的花蕾 D．花近败时期的月季花 解析：选 C 选择合适的花粉发育时期是提高诱导成功率的重要因素。花粉 发育过程中，在单核期，细胞核移向细胞一侧的时期(单核靠边期)，花药培养成 功率高。为了挑选到单核期的花药，通常选择完全未开放的花蕾。 2．(2019·启东检测)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，微生物就可能侵入花药 B．花瓣松动后，花药体积变大 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，不适宜花药培养 解析：选 A 花瓣松动后，微生物就可能侵入花药，给材料消毒带来困难， 而单核期花蕾未开放时，花药是没有被微生物感染的。 3．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：选 C 花粉细胞核内有染色质，醋酸洋红是碱性染料，可以使染色质 着色，从而据此确定花粉发育时期。 4．关于影响花药离体培养的因素，下列叙述错误的是( ) A．一般来说，花粉发育过程中，单核期花粉对离体刺激最敏感，培养成功 率最高 B．刺激单核期花粉发育为完整植株所用的培养基都是 MS 培养基，其中所 用的激素等的诱导成分相同 C．供体植株的年龄对花药培养也有影响，应选择早期花药进行培养，并可 利用低温进行预处理，以提高诱导成功率 D．不同种的植物花药诱导分化成功率不同 解析：选 B 花药在发育的不同时期，离体后培养的成功率不同，一般在花 药发育到单核期时，容易培养成功；供体的年龄，对材料的低温处理以及接种密 度都会影响花药的离体培养。用 MS 培养基培养花药时，在诱导生根和生芽时， 培养基中添加的激素不同。 5．下图为培育甘蔗脱毒苗的两条途径，研究发现经②过程获得的幼苗脱毒 效果更好。下列叙述不正确的是( ) A．带叶原基的芽与植物体其他组织中的病毒含量相同 B．②过程的作用是使组织中的病毒在图中处理温度下部分或全部失活 C．过程③、④所用培养基中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同 D．上图中脱毒苗的培育过程体现了植物细胞的全能性 解析：选 A 带叶原基的芽与植物体其他组织中的病毒含量不同，A 错误； ②过程的作用是使组织中的病毒在图中处理温度下部分或全部失活，B 正确；过 程③、④所用培养基中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同，C 正确；上图中 脱毒苗的培育过程采用了植物组织培养技术，其体现了植物细胞的全能性，D 正 确。 6．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．花药经脱分化产生胚状体还是愈伤组织，主要取决于培养基中激素的种 类及其浓度配比 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．检测选择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：选 D 愈伤组织是花药或者离体组织经过脱分化后分裂形成的薄壁组 织细胞，呈无定形状态。这些细胞如果经过适宜激素的诱导分化，可以分化形成 类似种子内的胚的结构，成为胚状体，才有胚根、胚芽和胚轴等结构；一般用于 组织培养的花药选择单核期，而要检测是否处于该时期，就要用醋酸洋红染色的 方法，通过显微镜观察确定细胞核的类型。 7．(2018·思明区月考)超氧化物歧化酶(SOD)是一种源于生命体的活性物质， 在生活实践中有非常重要的应用价值。下图为人工培育含 SOD 植物新品种的过 程，相关叙述正确的是( ) 植物细胞(二倍体) ――→SOD 基因 ① 新细胞――→② 愈伤组织――→③ 胚状体―→新品种 A．①过程中最常用的方法是采用显微注射技术将 SOD 基因导入植物细胞 B．该育种方式利用了细胞工程和基因工程技术，能体现细胞的全能性 C．过程①属于植物的组织培养，在此过程中要使用一定量的植物激素 D．②、③分别表示脱分化、再分化过程，均无需严格的无菌操作就可以完 成 解析：选 B ①过程中最常用的方法是采用农杆菌转化法将 SOD 基因导入 植物细胞，A 错误；该育种方式利用了细胞工程和基因工程。将离体细胞发育成 完整的植株，体现了细胞具有全能性，B 正确；过程②、③属于植物的组织培养， 在此过程中要使用一定量的植物激素，C 错误；②、③分别表示脱分化、再分化 过程，需要严格的无菌操作才可以完成，D 错误。 8．下图中①②③④代表产生花粉植株的过程或中间结构，其中在两种途径 中代表的内容不相同的是( ) A．①② B．①④ C．②③ D．③④ 解析：选 C 通过花药培养产生花粉植株(即单倍体植株)一般有两种途径： 一种是花粉脱分化形成胚状体，再由胚状体分化发育成为植株；另一种是花粉在 诱导培养基上先经过脱分化形成愈伤组织，然后再将其诱导再分化成植株。图示 ①在两种途径中都代表脱分化；②在两种途径中分别代表胚状体和愈伤组织；③ 在两种途径中分别代表分化和再分化；④在两种途径中都代表丛芽。 9．茎的组织培养和花药培养是在实验室条件下快速得到大量幼苗的两种方 法。下列关于二者的比较中错误的是( ) A．茎的组织培养和花药培养的理论依据是植物细胞的全能性 B．花药能被诱导为单倍体植株的原因是花药细胞中含有本物种全套的遗传 信息，尽管遗传物质是体细胞的一半，但仍具有全能性 C．茎的组织培养中获得的试管苗必须经过移栽炼苗后才能进行大田栽培， 而花药培养不需要 D．茎的组织培养与花药培养的生殖方式不同，前者为无性生殖，后者为有 性生殖 解析：选 C 花药培养和茎的组织培养的理论依据都是细胞的全能性，尽管 花药细胞中的遗传物质是体细胞的一半，但仍含有本物种生长发育所需的全部基 因(或遗传信息)，因此仍具有全能性。茎细胞为体细胞，花粉细胞为生殖细胞， 二者的组织培养过程分别为无性生殖和有性生殖。两种方法所得到的试管苗，都 必须通过移栽炼苗后方可进行大田栽培。 10．(2018·福州期中)科研人员研究了马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率 和脱毒率的影响，结果如下图。相关叙述错误的是( ) A．培育脱毒苗的过程中涉及脱分化和再分化两个阶段 B．实验结果表明茎尖越小脱毒率越高，成苗率越低 C．培育脱毒苗所依据的原理有基因突变和细胞全能性 D．根据本实验，培养脱毒苗时茎尖的适宜大小为 0.27 mm 解析：选 C 培育脱毒苗的过程中涉及脱分化和再分化两个阶段，A 正确； 由图可知，茎尖越小，脱毒率越高，成苗率越低，B 正确；马铃薯茎尖病毒极少 甚至无病毒，因此可利用马铃薯茎尖进行组织培养形成脱毒苗，所依据的原理是 植物细胞的全能性，C 错误；在茎尖外植体大小为 0.27 mm 时，脱毒率和成苗率 均较高，因此马铃薯脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为 0.27 mm，D 正确。 二、非选择题 11．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，其过程如图所示，请据 图回答下列问题： 小麦的花粉细胞 ――→① 愈伤组织――→② ③ → ④植株 (1)该小麦花粉的基因型理论上有四种，分别是____________。若这些花粉 都能长成植物体，基因型分别是____________，这些植物体称为________。小麦 在形成花粉过程中的细胞分裂方式是____________，在花粉发育成植物体过程中 的细胞分裂方式是____________。 (2)若要获得可育的植株，需要用____________进行处理，所获得植株的基 因型可能为_________________________________________________________。 (3)请依据图示简述花粉细胞发育成植株的过程。 解析：(1)该小麦花粉的基因型理论上有四种：AB、Ab、aB、ab，若这些花 粉都能长成植物体，基因型分别是 AB、Ab、aB、ab，这些植物体称为单倍体。 小麦在形成花粉过程中的细胞分裂方式是减数分裂，在花粉发育成植物体过程中 的细胞分裂方式是有丝分裂。(2)若要获得可育植株，需要用秋水仙素进行处理， 所获得植株的基因型可能为 AABB、AAbb、aaBB、aabb。(3)图中所示是花粉培 养产生花粉植株的一种途径，花粉在诱导培养基上脱分化先形成愈伤组织，再将 其诱导即再分化形成丛芽，最后发育成植株。 答案：(1)AB、Ab、aB、ab AB、Ab、aB、ab 单倍体 减数分裂 有丝分裂 (2)秋水仙素 AABB、AAbb、aaBB、aabb (3)花粉 在诱导培养基上脱分化先形成愈伤组织，再将其诱导即再分化形成丛芽，最后发 育成植株。 12．基因型为 AaBb 的水稻(含 24 条染色体)的花药通过无菌操作接种到试管 后，在一定条件下形成试管苗，如图所示，请回答下列问题： (1)愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规则的细胞团，愈伤组织形成 过程中，必须从培养基中获得________________等营养物质。 (2)要促进花粉细胞的分裂和生长，培养基中应有________和________两类 激素。 (3)愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再由芽发育成叶和茎。这一过 程必须给予光照，其原因是________________能利用光能制造有机物，供试管苗 生长发育。 (4)试管苗的细胞核中含________条脱氧核糖核苷酸链。 解析：(1)愈伤组织在形成过程中，自身不能制造有机物，因此需不断地从 培养基中吸取无机物(水、无机盐)、有机物(糖类、维生素)等营养物质。(2)植物 激素的种类很多，要促进花粉细胞的分裂和生长，培养基中应有细胞分裂素和生 长素两类激素。(3)试管苗属于单倍体植株，属于自养型生物，需要通过光照进 行光合作用。(4)水稻的基因型为 AaBb(二倍体)，其体细胞中含有 24 条染色体， 则单倍体细胞中含有 12 条染色体，12 个 DNA 分子。每个 DNA 分子由两条平行 的脱氧核糖核苷酸链盘旋而成，所以试管苗的细胞核中含有 24 条脱氧核糖核苷 酸链。 答案：(1)水、无机盐、有机物 (2)细胞分裂素 生长素 (3)叶绿体 (4)24 13．某二倍体植物是杂合体，下图为其花药中未成熟的花粉在适宜的培养基 上培养产生完整植株的过程。据图回答下列问题： (1)图中①表示的是该花粉培养过程中的________过程，②表示的是 ________过程，X 代表的是________，③表示的是________过程，④表示的是诱 导________过程。 (2)图中从花药中未成熟的花粉到形成完整植株的途径有两条，具体通过哪 一条途径主要取决于培养基成分中________的种类及其浓度配比，最后获得的来 源于未成熟花粉的完整植株都称为________植株(甲)。未成熟花粉经培养能形成 完整植株，说明未成熟花粉具有________________。 (3)对植株甲进行________________，可形成染色体数正常的植株(乙)，否则 植株甲只有通过______________的方式才能产生后代(丙)。植株乙和植株丙中， 能产生可育花粉的是植株____，该植株群体中每一植株产生可育花粉的基因组成 种类数为______种，该群体植株产生可育花粉的基因组成种类数为______种。花 药培养在育种上的特殊意义是____________________，开辟育种新途径。 解析：花药离体培养产生花粉植株一般有两种途径：一种是花粉通过胚状体 阶段发育为植株，另一种是花粉在诱导培养基上先形成愈伤组织，再将其诱导分 化成植株。具体通过哪一条途径主要取决于培养基成分中激素的种类及其浓度配 比。因此图中①表示脱分化过程，②表示再分化过程，③表示分化过程，④表示 诱导生根过程，X 表示胚状体。花药离体培养而成的植株甲为单倍体植株，是高 度不育的，只能通过无性繁殖产生后代。若要使植株甲可育，则需要对其幼苗进 行处理使其染色体加倍。经染色体加倍形成的后代乙是纯合子，只能产生一种配 子，但对于一个群体而言，有不同基因型的纯合子，因此能产生多种可育花粉。 答案：(1)脱分化 再分化 胚状体 分化(或发育) 生根 (2)激素 单倍体 细胞的全能性 (3)染色体加倍 无性繁殖 乙 一 多 缩短育种周期 14．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。请回答下列相关问题： (1) 诱 导 花 粉 植 株 能 否 成 功 及 诱 导 成 功 率 的 高 低 的 主 要 影 响 因 素 是 ________________ 和 培 养 基 的 组 成 。 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，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)在花药培养中，特别是通过愈伤组织形成的花粉植株，______________ 的数目常常会发生变化，因此还需要对培养出来的植株进行________________。 解析：(1)因为植物的种类不同、花药发育的时期不同直接影响花药离体培 养的难易，所以材料的选择和培养基的组成是影响诱导成功率高低的主要因素。 一般用醋酸洋红法或焙花青—铬矾法将细胞核着色，以便观察细胞核的位置，确 定花粉发育时期。其中焙花青—铬矾法可以将细胞核染成蓝黑色。(2)植物组织 培养的两个关键过程是脱分化和再分化，需要人为控制细胞的脱分化和再分化过 程。(3)在花药离体培养时常会发生染色体倍性的变化，因此需要对培养出来的 植株进行鉴定和筛选。 答案：(1)材料的选择 醋酸洋红 焙花青—铬矾 蓝黑 (2)脱分化(去分化) 再分化 (3)染色体组(染色体) 鉴定和筛选 15．下图表示花药离体培养及单倍体育种的大致过程，据图回答下列问题： (1)过程①是把幼小的花药分离出来，在无菌条件下放在 MS 培养基上进行 离 体 培 养 ， 配 制 该 培 养 基 时 ， 需 要 的 物 质 应 该 有 _________________________________________________________ _________________________________________________________( 至 少 答 三种)。 (2)过程②是花药在 MS 培养基所提供的特定条件下的脱分化，发生多次细 胞 分 裂 ， 形 成 ______________________ ， 此 过 程 进 行 细 胞 分 裂 的 方 式 是 _________________________________________________________。 (3)过程③是诱导再分化出芽和根，最后长成植株，长成的植株(不考虑核与 核之间融合)是________植株，其特点是植株弱小，高度不育，生产上无推广应 用的价值，若要使其结子结果，可在移栽后在幼苗的________滴加适宜浓度的 B 物质，通常用到的 B 物质是________________________________________。 解析：(1)植物组织培养需要营养物质，主要包括大量元素、微量元素、有 机物等，有机物如甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等。(2)脱分化是由高度 分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程，此过程细胞进行有丝分裂。(3)经 过花药离体培养得到的植株为单倍体，表现为高度不育，对茎尖用秋水仙素处理， 染色体加倍后，则恢复可育性。 答案：(1)水、大量元素、微量元素、琼脂、植物激素、有机物等(任答三种 都可) (2)愈伤组织或胚状体 有丝分裂 (3)单倍体 茎尖 秋水仙素