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1、第 5 章 植物的组织培养 【学习导航学习导航】 利用植物的一块组织，甚至一个细胞，就能培养出完整的植株，靠的就是植物组织培养 技术。运用这种技术，可以实现优良品种的快速繁殖，保持遗传性状的一致；可以培育出大 量不含病毒的幼苗，提高作物产量；可以实现花卉的连续生产，不受开花季节的限制 在学习本专题的过程中应引导学生联系与微生物培养基的对比来认识植物组织培养的 MS 培养基的特点；学会正确配制 MS 培养基的方法；与有关植物激素的作用、原理等相联系， 来正确理解植物组织培养技术的原理、培养基的配制等具体操作过程。同时还可与单倍体育 种常用方法花药离体培养相联系，使植物组织培养技术应用到生产实践中
2、去。 植物的花药培养在育种上有特殊的意义。育种工作者可以采用花药培养的方法，使花粉 粒发育为单倍体植株，再经过人工诱导使染色体数目加倍，重新恢复到正常植株的染色体数 目。这样的植株不仅能够正常生殖，而且每对染色体上的成对的基因都是纯合的，自交产生 的后代不会产生性状分离。单倍体育种不仅缩短了育种周期，也为新品种的培育开辟了新途 径。 【导学诱思导学诱思】 1 被子植物的花粉发育 被子植物花粉的发育要经历 、 和 等阶段。花粉是由花粉母 细胞经过 而形成的，因此花粉是 。 2 产生花粉植物的两种途径 通过花药培养产生花粉植株的两种途径： 思考：（1）花药培养产生花粉植株的两种途径的差别主要取决于
3、什么？ （2）什么是体细胞胚？ （3）单倍体性细胞产生的花粉胚，也可发育成为单倍体植株，这和植物的体细胞克隆 有区别吗？ 3 影响花药培养的因素 诱导花粉植株能否成功及诱导成功率的高低，受多种因素影响，其中 与 是主要的影响因素； 也是提高诱导成功率的重要因素；另外亲本植 株的生长条件、 以及 等对诱导成功率都有一定影响。 思考：（1）为什么选择合适的花粉发育期是诱导花药培养成功率的重要因素？ （2）为什么花药的培养要选择完全未开放的花蕾？ 4 实验操作 （1）材料的选取 选择花药时，一般要通过 来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期。确定花粉 发育时期的方法有 和 。 （2）材料的消毒 材料消
4、毒过程中用的 0.1%的氯化汞溶液,实验完毕应如何处理? （3）接种和培养 剥离花药时，应注意哪些问题？花药培养过程中应注意哪些问题？ 花药中的花粉 花药中的花粉 丛芽 丛芽 诱导 生根移栽 脱分化 脱分化 【疑难点拨疑难点拨】 1为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难？为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难？ 花瓣松动后，微生物就可能侵入到花药，给材料的消毒带来困难。 2植物组织培养技术与花药培养技术有何区别？植物组织培养技术与花药培养技术有何区别？ 相同之处：培养基的配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同。 不同之处：花药培养的选材非常重要，需事先摸索时期适宜的花蕾；花药裂开后释放出 的愈伤组
5、织或胚状体也要及时更换培养基；花北培养对培养基配方的要求更为严格。这些都 使花药的培养难度加大。 【典例解析典例解析】 例例 1某名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。为了防止性状分离并快速繁殖，可以 利用该植物的一部分器官或组织进行离体培养，发育出完整植株。进行离体培养时不应采用 该植株的（ ） A茎尖 B子房壁 C叶片 D花粉粒 解析：本题主要考查无性生殖特点。涉及知识点有：组织培养、体细胞、生殖细胞等。 抓住无性生殖能够保持原物种特性这一特点。组织培养就是无性生殖的一种方式，它是由体 细胞培养而来的，含有原物种的全部基因，而花粉粒是生殖细胞。该题易陷入思维定势，联 想到花粉粒的离体培养。可见
6、，植物组织培养若取自体细胞则为无性生殖；若取自生殖细胞 则为有性生殖。 答案：D 例例 2 一个初级精母细胞在减数分裂的第一次分裂时，有一对同源染色体不发生分离， 所形成的次级精母细胞减数分裂的第二次分裂正常；另一个初级精母细胞减数分裂的第一次 分裂正常，减数第二次分裂时，在两个次级精母细胞中，有一个次级精母细胞的 1 条染色体 姐妹染色单体没有分开。以上两个初级精母细胞可产生染色体数目不正常的配子（以下简称 不正常的配子） 。上述两个初级精母细胞减数分裂的最终结果应当是 A两者产生的配子全部都不正常 B前者产生一半不正常的配子，后者产生的配子不正常 C两者都产生一半不正常的配子 D前者产生全
7、部不正常的配子，后者只产生一半不正常的配子 解析：初级精母细胞的减数第一次分裂过程，是同源染色体分开，进入两个次级精母细 胞。若此过程中同源染色体不发生分离，形成的两个次级精母细胞中，一个多了一条染 色体，另一个少了一条染色体。次级精母细胞进行的减数分裂的第二次分裂，是姐妹染 色单体分开，平均分配到两个精子细胞中。若此过程中姐妹染色单体不分开，形成的两 个精子细胞中的染色体数目均不正常。 答案：D 例例 3下图是被子植物的受精过程 （1）写出图中数字所代表的结构的名称： （2）草履虫进行 生殖；蘑菇进行 生殖，酵母菌和水螅常常进行 生殖。 （3）下列图解表示水稻（2n=24）胚珠中胚囊的发育过
8、程，试根据图回答： 薄壁细胞 直接发育 减数分裂 珠心 孢原细胞（2n） 三次有丝分裂 水稻种子的种皮遗传物质应为 n，其中遗传物质应与 相同。 水稻胚珠中的胚囊应共有染色体 条，其中卵细胞中含染色体 条；若水 稻授粉受精后发育成胚和胚乳，则胚细胞中含有染色体 条，胚乳细胞中含染色 体 条。 7 细胞或 8 核中的 7 细胞其中就包括了一个卵细胞和两个极核，若水稻的基因型为 AaBb，则胚囊母细胞基因型为 。 如果水稻卵细胞基因型应为 Ab，则极核的基因型为 ，其原因是 。 解析：图中给出一个被子植物子房结构示意图，首先要求学生能够正确识图，弄清各数 字代表的结构名称。胚囊中 7 个细胞，从图
9、解中我们可以看出是由一个胚囊母细胞发育而来 的，所以这几个细胞的基因型完全相同（卵细胞和极核的基因型完全相同） 。花粉粒落到雌 蕊柱头上萌发生出花粉管，花粉管通过珠孔进入胚囊，释放出两个精子，一个精子与卵细胞 结合，形成受精卵，受精卵发育成植物的胚；另一个精子与极核结合，形成受精极核，将来 发育成胚乳（双子叶植物胚乳发育过程中，胚乳被子叶吸收） 。 答案：（1）花粉管 子房壁 珠被 受精极核 受精卵 珠孔 （2）分裂 孢子 出芽 （3）2 母方 12 24 36 AaBb Ab 卵细胞和极核是由单核胚囊经三次有丝分 裂而来 【课堂演练课堂演练】 一、选择题 1 在月季花药培养成单倍体植株的过程
10、中，应选择哪个时期最易成活（ ） A单核期前的花药 B单核期后的花药 C单核期花药 D双核期 2 影响花药培养的主要因素是 A材料的选择与培养基的组成 B亲本植株的生理状况 C选择合适的花粉发育时期 D材料的低温处理与接种密度 3粗糙脉孢菌的单倍体细胞中具有 7 条染色体。两 个不同类型的粗糙脉孢菌 A 和 a 融 合后成为二倍体，随即发生典型的减数分裂，紧接着又进行一次有丝分裂。此过程最终 形成的子细胞数及每个子细胞中的染色体数分别为（ ） A8 个、7 条 B8 个、14 条 C4 个、7 条 D4 个、14 条 4某高等植物体细胞内假设有 6 条染色体，它们是 AaBbDd，那么，一个花
11、粉管中的两 个精子中的染色体是（ ） AABD 和 abd BAbD 和 abd CAaB 和 Bbd DAbd 和 Abd 5 用兰花茎尖细胞可快速培养兰花苗，这种生殖方式不能叫 （ ） A无性生殖 B组织培养 C植物克隆 D有性生殖 6 有同源染色体存在，但在光镜下一定看不到同源染色体之间两两配对联会的是（ ） 胚囊母细胞 （2n） 四分体 （n） 单核胚囊 （n） 成熟胚囊（7 细胞 8 核） A初级精母细胞 B次级精母细胞 C精细胞 D根尖分生区细胞 7玉米的体细胞含有 20 条染色体。在正常情况下，它的卵细胞、一个极核、胚细胞、 胚乳细胞、珠被细胞和子房壁细胞所含染色体数目依次应为（
12、 ） A10、10、20、20、20、20 B10、10、30、30、20、20 C10、10、20、30、20、20 D10、20、20、30、20、20 8如果某种植物的基因型为 AABb，这两对基因分别位于两对同源染色体上，去雄后授 以 aabb 植株的花粉，其胚乳可能的基因型是（ ） AAAaBBb、AAabbb、AAaBbb BAABB、AABb CAaaBBb、Aaabbb DAaaBbb、Aaabbb 9番茄的染色体数目是 24，一个番茄细胞发生减数分裂，形成的细胞中有三个退化消 失。剩下一个细胞迅速发生了三次有丝分裂，你会找到多少个细胞核？这些核含有多少 个染色体（ ） A4
13、个核，各有 12 个染色体 B4 个核，各有 24 个染色体 C8 个核，各有 24 个染色体 D8 个核，各有 12 个染色体 10一个豆荚中种子的数目，从理论上讲取决于（ ） A花中雌蕊的数目 B雌蕊中柱头的数目 C子房中受精胚珠的数目 D胚囊中胚的数目 二、非选择题2-4 个 11基因型为 AaBb 的水稻（24 条染色体）的花药通过无菌操作，接入试管后，在一定 条件下培养形成试管苗。 （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，愈伤组织形成中，必须 从培养基中获得 和小分子有机物等营养物质。 （2）要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有 和 两种激素。 （3）愈伤组织分化是指
14、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 。 （4）试管苗的细胞核中含有 条脱氧核苷酸链。 （5）培育成的试管苗可能出现的基因型有 。 12. 现有甲、乙两个烟草品种（2N=48） ，其基因型分别为 aaBB 和 Aabb，这两对基因位于非 同源染色体上，且在光照强度大于 800 勒克斯时，都不能生长，这是由于它们中的一对隐性 纯合基因（aa 或 bb）作用的结果。 取甲乙两品种的花粉分别培养成植株，将它们的叶肉细胞制成原生质体，并将二者相混，使 之融合，诱导产生细胞团。然后，放到大于 800 勒克斯光照下培养，结果有的细胞团不能分 化，有的能分化发育成植株。请
15、回答下列问题： （1）甲、乙两烟草品种的花粉的基因型分别为 和 。 （2）将叶肉细胞制成原生质体时，使用 破除细胞壁。 （3）在细胞融合技术中，常用的促融剂是 。 （4）细胞融合后诱导产生的细胞团叫 。 （5）在大于 800 勒克斯光照下培养，有 种细胞团不能分化；能分化的细胞团是 由 的原生质体融合来的（只考虑 2 个原生质体的相互融合） 。由该细胞团分化 发育成的植株，其染色体数是 ，基因型是 。该植株自交后代中，在 大于 800 勒克斯光照下，出现不能生长的植株的概率是 。 答案: 1.C 2.A 3.A 4.D 5.D 6.D 7.C 8.C 9.D 10.C !.（1）水、无机盐 （2）细胞分裂素 生长素 （3）叶绿素的形成需要光 试管 苗的生长发育所需营养来自叶绿体
