2012屆高考生物選修一專題復(fù)習(xí)(1)

1、生物技術(shù)實(shí)踐生物技術(shù)實(shí)踐第第 35 35 講講植物的組織培養(yǎng)技術(shù)植物的組織培養(yǎng)技術(shù)選修1 1菊花的組織培養(yǎng)。 2月季的花藥培養(yǎng)。 1.(2009山東)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(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)人參皂苷的大致流程如下： 請(qǐng)回答： (1)配制誘導(dǎo)愈傷組織的固體培養(yǎng)基，分裝后要進(jìn)行。接種前，要對(duì)人參根進(jìn)行。 (2)用于離體培養(yǎng)的根切塊，叫做。培養(yǎng)幾天后發(fā)現(xiàn)少數(shù)培養(yǎng)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。滅菌滅菌消毒消毒外植體外植體真菌真菌(霉菌霉菌)細(xì)菌細(xì)菌 (3)用少量酶處理愈傷組織，獲取單細(xì)胞或小細(xì)胞團(tuán)，在液體培養(yǎng)基中進(jìn)行懸浮培養(yǎng)，

2、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(jī)溶劑，從培養(yǎng)物干粉中提取人參皂苷宜選用方法，操作時(shí)應(yīng)采用加熱。果膠果膠萃取萃取(浸取浸取)水浴水浴 山東理綜生物試題的選修試題，歷年來，都是立足課本，主要考查課本的基礎(chǔ)知識(shí)，題目較簡(jiǎn)單。今年仍然立足課本，以植物組織培養(yǎng)為材料背景考查了植物組織培養(yǎng)過程中涉及的培養(yǎng)基及消毒滅菌的相關(guān)知識(shí)及污染后的菌落特征的比較。同時(shí)考查了選修1中關(guān)于物質(zhì)的提取和鑒定的專題，跨度較大，考查的知識(shí)面較廣。 (1)接種前，要對(duì)材料進(jìn)行消毒(不能填滅菌，滅菌時(shí)是采用強(qiáng)烈的因素殺菌)，配制培養(yǎng)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

3、色的絨毛狀菌落;細(xì)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(gè)的細(xì)胞。 (4)由題干知，人參皂苷易溶于親水性有機(jī)溶液，故而采用萃取的方法可以從培養(yǎng)物干粉中提取人參皂苷。 2(2010全國(guó)新課標(biāo))請(qǐng)回答： (1)植物微型繁殖技術(shù)屬于植物組織培養(yǎng)的范疇。該技術(shù)可以保持品種的 ，繁殖種苗的速度 。離體的葉肉細(xì)胞在適宜的條件下培養(yǎng)，最終能夠形成完整的植株，說明該葉肉細(xì)胞具有該植物的全部 。 (2)把試管苗轉(zhuǎn)接到新的培養(yǎng)基上時(shí)，需要在超凈工作臺(tái)上進(jìn)行，其原因是避免 的污染。遺傳特性遺傳特性快快遺傳信息遺傳信息微生物微生物 (3)微型繁殖過程中，適宜濃度的生長(zhǎng)素單獨(dú)使用可誘導(dǎo)試管

4、苗 ，而與 配比適宜時(shí)可促進(jìn)芽的增殖。若要抑制試管苗的生長(zhǎng)，促使愈傷組織產(chǎn)生和生長(zhǎng)，需要使用的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑是 (脫落酸、2,4D)。生根生根細(xì)胞分裂素細(xì)胞分裂素2,4D (4)將某植物試管苗培養(yǎng)在含不同濃度蔗糖的培養(yǎng)基上一段時(shí)間后，單株鮮重和光合作用強(qiáng)度的變化如圖。據(jù)圖分析，隨著培養(yǎng)基中蔗糖濃度的增加，光合作用強(qiáng)度的變化趨勢(shì)是 ，單株鮮重的變化趨勢(shì)是 。據(jù)圖判斷，培養(yǎng)基中不含蔗糖時(shí)，試管苗光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物的量 (能、不能)滿足自身最佳生長(zhǎng)的需要。逐漸減弱逐漸減弱 先增先增加后下降加后下降不能不能 (5)據(jù)圖推測(cè)，若要在誘導(dǎo)試管苗生根的過程中提高其光合作用能力，應(yīng) (降低、增加)培養(yǎng)基中蔗糖濃

5、度，以便提高試管苗的自養(yǎng)能力。降低降低 植物組織培養(yǎng)技術(shù)是利用植物細(xì)胞全能性的原理進(jìn)行的，是植物細(xì)胞工程的基礎(chǔ)。在操作過程中應(yīng)注意無菌操作，避免雜菌污染，因?yàn)榕囵B(yǎng)過程中使用的培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富。適宜濃度的生長(zhǎng)素可以誘導(dǎo)試管苗生根，而如果要促進(jìn)愈傷組織形成芽，則需要與細(xì)胞分裂素配比適宜。促進(jìn)愈傷組織產(chǎn)生和生長(zhǎng)應(yīng)該使用生長(zhǎng)素類似物(如2,4D)。理論依據(jù)理論依據(jù)細(xì)胞的全能性細(xì)胞的全能性過程簡(jiǎn)圖過程簡(jiǎn)圖離體的植物組織或器官離體的植物組織或器官(外植體外植體)脫分化脫分化愈傷組織愈傷組織再分化再分化試管苗試管苗(先長(zhǎng)出叢芽后生根先長(zhǎng)出叢芽后生根)移栽移栽完整的植物體完整的植物體 一、植物的組織培養(yǎng)理論

6、依據(jù)理論依據(jù)細(xì)胞的全能性細(xì)胞的全能性影響因素影響因素(1)外植體的選擇：材料本身的種類，同一外植體的選擇：材料本身的種類，同一植物材料的年齡、保存時(shí)間的長(zhǎng)短等植物材料的年齡、保存時(shí)間的長(zhǎng)短等(2)營(yíng)養(yǎng)條件：無機(jī)營(yíng)養(yǎng)營(yíng)養(yǎng)條件：無機(jī)營(yíng)養(yǎng)(大量元素、微量大量元素、微量元素元素)和有機(jī)營(yíng)養(yǎng)和有機(jī)營(yíng)養(yǎng)(維生素、甘氨酸、煙維生素、甘氨酸、煙酸、肌醇以及蔗糖等酸、肌醇以及蔗糖等)(3)植物激素植物激素常用激素：生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素常用激素：生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素使用這兩種激素順序不同，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不使用這兩種激素順序不同，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不同同(見教材表見教材表)這兩種激素比值不同，對(duì)細(xì)胞發(fā)育方向這兩種激素比值不同，對(duì)細(xì)胞發(fā)

7、育方向的影響不同的影響不同(見教材旁欄見教材旁欄)理論依據(jù)理論依據(jù)細(xì)胞的全能性細(xì)胞的全能性實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)操作 制備制備MS培養(yǎng)基培養(yǎng)基外植體消毒外植體消毒接種接種培養(yǎng)培養(yǎng)移栽移栽栽培栽培 二、月季的花藥培養(yǎng) 1.被子植物的花粉發(fā)育 2.產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑 這兩種途徑的區(qū)別主要取決于培養(yǎng)基中的配比。激素的種類及其濃度激素的種類及其濃度主主要要因因素素材料材料的的選選擇擇從花藥來看，應(yīng)當(dāng)選擇初花期的花藥從花藥來看，應(yīng)當(dāng)選擇初花期的花藥從花粉來看，應(yīng)當(dāng)從花粉來看，應(yīng)當(dāng)選擇的花粉選擇的花粉從花蕾來看，應(yīng)當(dāng)選擇完全未開放的花蕾?gòu)幕ɡ賮砜矗瑧?yīng)當(dāng)選擇完全未開放的花蕾培養(yǎng)培養(yǎng)基基的的組組成成培養(yǎng)基各成分中，

8、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的水平和培養(yǎng)基各成分中，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的水平和配比，常對(duì)誘導(dǎo)細(xì)胞的分裂、生長(zhǎng)和分化配比，常對(duì)誘導(dǎo)細(xì)胞的分裂、生長(zhǎng)和分化起決定作用。在誘導(dǎo)愈傷組織或胚狀體產(chǎn)起決定作用。在誘導(dǎo)愈傷組織或胚狀體產(chǎn)生的誘導(dǎo)培養(yǎng)基中，廣泛地使用生的誘導(dǎo)培養(yǎng)基中，廣泛地使用2，4D、NAA等等其他因其他因素素植物的種類、親本植株的生長(zhǎng)條件、材料的植物的種類、親本植株的生長(zhǎng)條件、材料的預(yù)處理、種密度、培養(yǎng)的環(huán)境條件等預(yù)處理、種密度、培養(yǎng)的環(huán)境條件等 3.影響花藥培養(yǎng)的因素低溫低溫單核期單核期項(xiàng)目項(xiàng)目花藥培養(yǎng)技術(shù)花藥培養(yǎng)技術(shù)植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)不不同同點(diǎn)點(diǎn)生殖生殖方方式式有性生殖有性生殖無性生殖無性生殖操作

9、操作流流程程制備制備MS培養(yǎng)基培養(yǎng)基外植體消外植體消毒毒接種接種培養(yǎng)培養(yǎng)移栽移栽栽培栽培材料的選取材料的選取材料的消毒材料的消毒接種和培接種和培養(yǎng)養(yǎng)鑒定和鑒定和篩選篩選 三、花藥培養(yǎng)技術(shù)和植物組織培養(yǎng)技術(shù)的比較項(xiàng)目項(xiàng)目花藥培養(yǎng)技術(shù)花藥培養(yǎng)技術(shù)植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)不不同同點(diǎn)點(diǎn)取材取材取材為花藥取材為花藥(需事先摸索時(shí)需事先摸索時(shí)期適宜的花蕾期適宜的花蕾)，培養(yǎng)的，培養(yǎng)的為單倍體幼苗，植株弱為單倍體幼苗，植株弱小，高度不育。必須用小，高度不育。必須用秋水仙素處理，使染色秋水仙素處理，使染色體加倍，恢復(fù)正常植株體加倍，恢復(fù)正常植株的染色體數(shù)，而且為純的染色體數(shù)，而且為純種種外植體為體細(xì)外植體為體

10、細(xì)胞，染色體胞，染色體數(shù)無需加倍數(shù)無需加倍項(xiàng)目項(xiàng)目花藥培養(yǎng)技術(shù)花藥培養(yǎng)技術(shù)植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)不不同同點(diǎn)點(diǎn)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移培培養(yǎng)養(yǎng)花藥裂開后釋放出的愈傷組花藥裂開后釋放出的愈傷組織或胚狀體要及時(shí)更換培織或胚狀體要及時(shí)更換培養(yǎng)基培養(yǎng)。花藥培養(yǎng)對(duì)培養(yǎng)基培養(yǎng)。花藥培養(yǎng)對(duì)培養(yǎng)基配方的要求更為嚴(yán)格養(yǎng)基配方的要求更為嚴(yán)格不需轉(zhuǎn)移便可不需轉(zhuǎn)移便可再分化為植再分化為植株株鑒定鑒定篩篩選選需要需要不需要不需要相同點(diǎn)相同點(diǎn)(1)原理：植物細(xì)胞的全能性原理：植物細(xì)胞的全能性(2)過程：脫分化、再分化過程：脫分化、再分化(3)操作：培養(yǎng)基配制方法、無菌技術(shù)及接操作：培養(yǎng)基配制方法、無菌技術(shù)及接種操作等基本相同種操作等基本

11、相同激素使用激素使用實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果使用順序使用順序先生長(zhǎng)素后先生長(zhǎng)素后細(xì)胞分裂細(xì)胞分裂素素有利于細(xì)胞分裂，但細(xì)胞不有利于細(xì)胞分裂，但細(xì)胞不分化分化先細(xì)胞分裂先細(xì)胞分裂素后生長(zhǎng)素后生長(zhǎng)素素細(xì)胞既分裂也分化細(xì)胞既分裂也分化生長(zhǎng)素與細(xì)生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素胞分裂素同時(shí)使用同時(shí)使用分化頻率提高分化頻率提高 四、植物激素在組織培養(yǎng)中的重要作用 生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素是啟動(dòng)細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵激素，其作用特點(diǎn)為：激素使用激素使用實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果生長(zhǎng)素用生長(zhǎng)素用量與細(xì)量與細(xì)胞分裂胞分裂素用量素用量的比例的比例該比值高時(shí)該比值高時(shí)利于根的分化，抑制芽的形利于根的分化，抑制芽的形成成該比值低時(shí)該比值低時(shí)利于

12、芽的分化，抑制根的形利于芽的分化，抑制根的形成成該比值適中該比值適中時(shí)時(shí)促進(jìn)愈傷組織的生長(zhǎng)促進(jìn)愈傷組織的生長(zhǎng) 1.植物細(xì)胞具全能性的原因是什么？不同細(xì)胞的全能性表達(dá)難易程度如何？ 植物細(xì)胞具有全能性的原因是因?yàn)橹参矬w的每一個(gè)具核的活細(xì)胞都包含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)。 不同細(xì)胞的全能性表達(dá)難易程度不同。最易表達(dá)的是受精卵；其次是生殖細(xì)胞(未受精的卵細(xì)胞和花粉細(xì)胞)；第三是各種分生組織等薄壁細(xì)胞；然后是其他已經(jīng)分化的組織。總之，分化程度越低的組織越易培養(yǎng)，分化程度越高的組織越難培養(yǎng)。 2.為什么生物體內(nèi)的細(xì)胞不表現(xiàn)全能性?植物細(xì)胞體現(xiàn)全能性的條件是什么？ 生物體內(nèi)的細(xì)胞不表現(xiàn)全能性的原因是：

13、在特定的時(shí)間和空間條件下，細(xì)胞中的基因會(huì)有選擇性的表達(dá)出各種蛋白質(zhì)，從而構(gòu)成生物體的不同組織和器官。 植物細(xì)胞體現(xiàn)全能性的條件有以下方面：離體狀態(tài)；一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；植物激素；其他適宜的外界條件(溫度、pH、氧氣、光照、無菌等)。 3.培養(yǎng)基中各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有什么作用？MS培養(yǎng)基的配方與微生物培養(yǎng)基的配方相比有哪些明顯的不同？ 培養(yǎng)基中各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的作用分別是：微量元素和大量元素提供植物細(xì)胞生活所必需的無機(jī)鹽；蔗糖提供碳源，同時(shí)能夠維持細(xì)胞的滲透壓；甘氨酸、維生素等物質(zhì)主要是為了滿足離體植物細(xì)胞在正常代謝途徑受到一定影響后所產(chǎn)生的特殊營(yíng)養(yǎng)需求。 微生物培養(yǎng)基以有機(jī)營(yíng)養(yǎng)為主。與微生物的培養(yǎng)不同，MS

14、培養(yǎng)基則需提供大量無機(jī)營(yíng)養(yǎng)，無機(jī)鹽混合物包括植物生長(zhǎng)必需的大量元素和微量元素兩大類。 4.為什么無菌技術(shù)是植物組織培養(yǎng)成功的關(guān)鍵？ 植物組織培養(yǎng)不同于扦插、分根、葉插等常規(guī)無性繁殖。由于植物組織培養(yǎng)所利用的植物材料體積小、抗性差，所以對(duì)培養(yǎng)條件的要求較高。用于植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基同樣適合于某些微生物的生長(zhǎng)，如一些細(xì)菌、真菌等的生長(zhǎng)。培養(yǎng)材料一旦被微生物(如細(xì)菌)污染，其分裂快、生長(zhǎng)迅速，會(huì)爭(zhēng)奪培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)，還會(huì)產(chǎn)生代謝廢物毒害培養(yǎng)材料，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。因此要進(jìn)行嚴(yán)格的無菌操作。 5.將花藥接種到MS培養(yǎng)基上之前，對(duì)消毒過的花蕾的處理應(yīng)注意哪些？ (1)在無菌條件下，除去萼片和花瓣。 (2)在剝

15、離花藥時(shí)，要盡量不損傷花藥，否則接種后容易在受傷部位產(chǎn)生愈傷組織。 (3)要徹底除去花絲，因?yàn)榕c花絲相連的花藥不利于愈傷組織或胚狀體的形成。 6.實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)注意哪些問題？ (1)材料的選?。壕栈ǖ慕M織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)選擇未開花植株的莖上部新萌生的側(cè)枝；月季花藥的離體培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)選擇花粉發(fā)育過程中的單核靠邊期的花粉進(jìn)行培養(yǎng)。 (2)外植體消毒：所用消毒劑為體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的氯化汞溶液，所使用的清洗液是無菌水。 (3)培養(yǎng)過程：在初期，菊花的組織培養(yǎng)需光照，月季花藥的培養(yǎng)不需要光照；而在后期均需要光照。 菊花的組織培養(yǎng) 植物組織培養(yǎng)所需營(yíng)養(yǎng)的敘述，不正確的是() A.M

16、S培養(yǎng)基既含硝態(tài)氮又含銨態(tài)氮 B.維生素以輔酶的形式參與生物催化劑酶系活動(dòng) C.植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)包括生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素及赤霉素等 D.植物組織培養(yǎng)過程中無需從外部供糖 D 通常植物本身能進(jìn)行光合作用，產(chǎn)生糖類，不需從外部供給糖。但植物組織培養(yǎng)過程中，離體組織或器官培養(yǎng)至愈傷組織的過程中，不能進(jìn)行光合作用合成糖類，因此必須在培養(yǎng)基中添加糖，作為碳素來源和能量來源。 下列關(guān)于影響植物組織培養(yǎng)因素，說法正確的是() A.不同植物組織培養(yǎng)的難易程度不同,同一種植物材料培養(yǎng)的難易程度相同 B.在植物的組織培養(yǎng)中,培養(yǎng)基中必須添加植物激素 C.植物激素中生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的作用是互相獨(dú)立的 D.pH、溫度

17、、光照條件等對(duì)植物組織培養(yǎng)也特別重要D 本題很易錯(cuò)選B項(xiàng)。在配制好的MS培養(yǎng)基中常常需要添加植物激素，而不是必須。比如菊花的莖段的組織培養(yǎng)比較容易，因此不必添加植物激素。 植物組織培養(yǎng)中，離體器官或組織的細(xì)胞都必須通過脫分化才能形成愈傷組織，愈傷組織可再分化形成根、芽等器官。相關(guān)概念歸納如下： (1)脫分化：讓已經(jīng)分化的細(xì)胞，經(jīng)過誘導(dǎo)后，失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化細(xì)胞的過程。即是由高度分化的植物器官、組織或細(xì)胞，產(chǎn)生愈傷組織的過程。 (2)愈傷組織：細(xì)胞排列疏松而無規(guī)則，是一種高度液泡化的呈無定形狀態(tài)的、具分生能力的薄壁細(xì)胞。愈傷組織的細(xì)胞中不含有葉綠體。 (3)再分化：脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)進(jìn)行培養(yǎng)，又可以重新分化成根或芽等器官的過程。 月季的花藥培養(yǎng) 進(jìn)行月季花粉培養(yǎng)時(shí)選擇花粉的最佳時(shí)期為() A.盛開期的月季花 B.略微開放的月季花 C.完全未開放的花蕾 D.近凋謝時(shí)期的月季花 C 選擇合適的花粉發(fā)育時(shí)期是提高誘導(dǎo)成功率的重要因素?；ǚ郯l(fā)育過程中，只有單核期核移向細(xì)胞一側(cè)的時(shí)期(單核靠邊期)，花粉培養(yǎng)成功率最高，因此，通常選擇完全未開放的花蕾。 關(guān)于花粉胚和愈傷組織的說法正確的是() A.花粉胚的細(xì)胞含有與體細(xì)胞相同的染色體 B.愈傷組織只能由體細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)生 C.花粉胚具有直接發(fā)育成植株的