专题整合提升

　1．植物组织培养的一般过程为：

　外植体――→脱分化愈伤组织――→再分化根或芽――――→生长发育完整植株。

　2．生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。

　3．影响植物组织培养的因素有：植物材料、营养物质、植物激素及 pH、温度、光照等。

　4．花药培养产生花粉植株有两种途径：一是胚状体途径，二是愈伤组织途径，这两种途径主要取决于培养基中激素的种类及其浓度配比。

　5．影响花药培养的主要因素是材料的选择与培养基的组成。

　6．选择单核靠边期的花药培养成功率最高。

　7．确定花粉发育时期的方法有醋酸洋红法(最常用)和焙花青－铬矾法(花粉细胞核不易着色时)。

　8．对培养出来的植株作进一步鉴定和筛选的原因是在花药培养中，特别是通过愈伤组织形成的花粉植株，染色体组的数目常常会发生变化。

　 一、植物组织培养的基本过程分析 过程名称 过程 形成体特点 条件 脱分化 由外植体形成愈伤组织 排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞 ①离体 ②提供营养物质(有机物、无机物) ③提供激素 ④提供其他适宜条件 再分化 由愈伤组织形成幼苗或胚状体结构 有根、芽或有生根发芽的能力

　注意 ①培养一株完整的试管苗，必须先进行生芽培养，然后再进行生根培养，如果顺序颠倒，先诱导生根，就不好诱导生芽了。

　②试管苗应该进行见光培养。

　例 1 (2017·海南，31)甲、乙两名同学分别以某种植物的绿色叶片和白色花瓣为材料，利用植物组织培养技术繁殖该植物。回答下列问题：

　(1)以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体，在一定条件下进行组织培养，均能获得试管苗，其原理是_________________________________________________________。

　(2)甲、乙同学在诱导愈伤组织所用的培养基中，均加入一定量的蔗糖，蔗糖水解后可得到__________。若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗，该细胞应具备的条件是__________(填“具有完整的细胞核”“具有叶绿体”或“已转入抗性基因”)。

　(3)图中 A、B、C 所示的是不同的培养结果，该不同结果的出现主要是由于培养基中两种激素用量的不同造成的，这两种激素是________________________。A 中的愈伤组织是叶肉细胞经________形成的。

　(4)若该种植物是一种杂合体的名贵花卉，要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉，可用组织培养方法繁殖，在培养时，________(填“能”或“不能”)采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体，原因是__________________________________________。

　[答案] (1)植物细胞的全能性 (2)葡萄糖、果糖 具有完整的细胞核 (3)细胞分裂素、生长素 脱分化 (4)不能 对杂合体的植株来说，其体细胞的基因型相同，而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同，故用花粉粒进行组织培养得到的花卉基因型不同于原植株 [解析] (1)植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性。

　(2)蔗糖水解后可得到葡萄糖、果糖。用细胞作为材料进行培养获得幼苗，细胞必须具有完整细胞核，才具有发育为个体的一整套完整遗传信息。

　(3)影响植物组织培养的两种主要激素是细胞分裂素和生长素。愈伤组织是叶肉细胞经脱分化形成的。

　(4)由于花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同，组织培养得到的花卉基因型不同于原植株，导致不能保留亲本性状。

　二、菊花的组织培养和月季花药离体培养的比较 项目 菊花的组织培养 月季花药离体培养 理论依据 植物细胞的全能性 基本过程 脱分化、再分化 影响因素 选材、营养、激素、pH、温度、光照等 材料选取 未开花植株茎上部新萌生的侧枝 完全未开放的花蕾 光照状况 每日用日光灯照射 12 h 开始不需要光照，幼小植株形成后才需要光照 操作流程 制备 MS 固体培养基→外植体消毒→接种→培养→移栽→栽培 选材→材料消毒→接种和培养→筛选和诱导→移栽→栽培、选育

　例 2 (2019·天津南开中学模拟)关于菊花组织培养与月季花药培养的异同，下列说法不正确的是(

　) A．前者接种后每日用日光灯照射 12 h，后者幼小植株形成后才需光照 B．前者的培养基中不必添加植物激素，而后者需要添加 C．两者都利用了植物细胞的全能性，都能产生可育的正常植株 D．花药培养对培养基配方的要求更为严格 [答案] C [解析] 由于菊花茎段的组织培养比较容易，因此不必添加植物激素。菊花组织培养和月季花药培养的原理都是植物细胞的全能性，前者培育出的是可育的正常植株，而后者培育出的是高度不育的单倍体植株。

　三、单倍体育种和花药培养的异同 项目 单倍体育种 花药培养 基本过程 花粉――→离体培养 单倍体幼苗―――――→ 人工诱导染色体加倍正常植株 花粉――→离体培养 单倍体植株 结果 得到染色体数目正常的植株 得到高度不育的单倍体植株

　例 3 下列关于单倍体育种和花药培养的说法，错误的是(

　)

　A．单倍体育种得到的是单倍体 B．花药培养是单倍体育种的重要环节 C．花药培养得到的一般是单倍体 D．单倍体育种是通过花药培养得到单倍体植株，再用人工诱导使染色体数目加倍获得染色体数目正常的植株 [答案] A [解析] 单倍体育种得到的是可育的植株，其染色体数目正常，包括花药培养和人工诱导染色体加倍两个过程。只进行花药培养得到的是单倍体植株。

　1．下图表示在体外将植物组织细胞培养成一个完整植株的过程，下列相关叙述错误的是(

　)

　A．甲和丙分别是脱分化和再分化 B．乙是愈伤组织，是通过离体的植物组织或细胞经过细胞增殖与分化形成的 C．离体的植物细胞之所以能培养成完整植株，是因为植物细胞具有全能性 D．丙过程的实质是基因的选择性表达 [答案] B [解析] 植物组织培养的基本过程包括脱分化和再分化，分别是图中的甲和丙，A 正确；愈伤组织的形成过程是脱分化，脱分化过程只进行细胞增殖，不进行细胞分化，B 错误；植物组织培养的理论基础是植物细胞的全能性，C 正确；细胞分化的实质是基因的选择性表达，D 正确。

　2．(2019·重庆一中月考)某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉，其技术路线为“取材→消毒→愈伤组织培养→出芽→生根→移栽”。下列有关叙述错误的是(

　) A．消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害 B．愈伤组织的细胞排列紧密，呈正方形 C．出芽是细胞再分化的结果，受基因的调控 D．生根时，培养基通常应含 α­萘乙酸等生长素类调节剂 [答案] B [解析] 消毒剂的使用既要杀死材料表面的微生物，又要减少对组织细胞的伤害，以免影响组织培养，A 项正确；愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞，B 项错误；出芽和生根都是细胞再分化的结果，其实质是基因的选择性表达，C 项正确；α­萘乙酸为生长素类调节剂，生长素与细胞分裂素用量的比值高时，有利于根的

　分化、抑制芽的形成，D 项正确。

　3．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 染色体组数目的鉴定 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 不需要更换培养基 需要更换培养基

　A．①②③

　 B．②③④ C．①②④

　 D．①②③④ [答案] D [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常常会发生染色体组数目的变化，所以需要染色体组数目的鉴定；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。

　4．(2018·江苏，8)花药离体培养是重要的育种手段。下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．为了防止微生物污染，过程①所用的花药需在 70%乙醇中浸泡 30 min B．过程②的培养基中需添加较高浓度的细胞分裂素以利于根的分化 C．过程③逐步分化的植株中可筛选获得纯合的二倍体 D．过程④应将炼苗后的植株移栽到含有蔗糖的多种植物激素的基质上 [答案] C [解析] 为了防止微生物污染，花药通常需在体积分数为 70%的乙醇中浸泡大约 30 s，A 错误；过程②应添加比例适中的生长素和细胞分裂素以促进愈伤组织形成，而且要促进根的分化，需添加较高浓度的生长素，而不是细胞分裂素，B 错误；经秋水仙素处理后，细胞中染色体数加倍，会形成纯合的二倍体，C 正确；植物能利用基质中的无机盐合成有机物，不能

　直接吸收利用蔗糖，D 错误。

　5．(2018·四川雅安中学月考)某地是全国最适宜生产水果的生态区之一，该地生产的苹果浓缩果汁酸度优于其他地区，深受欧美市场欢迎。发展无病毒苗木是建立高产优质商品苹果基地的重要措施之一。

　(1)下面是某地农林科学院进行苹果试管苗培养的一般过程：

　离体的植物组织或细胞 ――→ab ――→c胚状体或丛芽 ―→ 完整的小植株 请填写 a～c 所表示的内容：a.________，b.________，c.________。

　(2)实验室一般使用保存的培养基母液来制备 MS 固体培养基，配制母液时，无机物中__________浓缩 10 倍，________浓缩 100 倍。

　(3)试管苗培养过程中 a、c 的启动关键在于培养基中所加生长素和细胞分裂素的浓度、________________以及____________________________________________________。

　(4)通过植物组织培养的方法，除了可以快速繁殖优良植物，还可以和________工程结合培育________作物。

　(5)离体的植物细胞能发育成完整植株的根本原因是___________________________。

　[答案] (1)脱分化 愈伤组织 再分化 (2)大量元素 微量元素 (3)使用的先后顺序 用量的比例 (4)基因 转基因 (5)植物细胞具有本物种的全套遗传信息 [解析] (1)植物组织培养过程为：外植体(离体的植物组织或器官)――→脱分化愈伤组织――→再分化丛芽或胚状体―→新植株。因此，图中 a 表示脱分化，b 表示愈伤组织，c 表示再分化。(2)制备MS 固体培养基母液时，无机物中大量元素浓缩 10 倍，微量元素浓缩 100 倍。(3)植物组织培养过程中启动脱分化和再分化的关键是培养基中所加生长素和细胞分裂素的浓度、使用的先后顺序和用量的比例。(4)通过植物组织培养的方法，可以快速繁殖优良植物，还可以和基因工程结合培育转基因作物。(5)植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性，植物细胞具有全能性的根本原因是其具有本物种的全套遗传信息。