2017-2018學(xué)年高中生物 植物的組織培養(yǎng)技術(shù)專(zhuān)題整合提升同步備課教學(xué)案 選修1

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精專(zhuān)題3 植物的組織培養(yǎng)技術(shù)知識(shí)系統(tǒng)構(gòu)建植物的組織培養(yǎng)技術(shù)必背要語(yǔ)1.植物組織培養(yǎng)的一般過(guò)程為：外植體愈傷組織根、芽完整植株.2。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)鍵性激素.3。影響植物組織培養(yǎng)的因素有：植物材料、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、植物激素及ph、溫度、光照等.4。花藥培養(yǎng)產(chǎn)生花粉植株有兩種途徑：一是胚狀體途徑，二是愈傷組織途徑,這兩種途徑主要取決于培養(yǎng)基中激素的種類(lèi)及其濃度配比。5.影響花藥培養(yǎng)的主要因素是材料的選擇與培養(yǎng)基的組成。6.選擇單核靠邊期的花藥培養(yǎng)成功率最高。7。確定花粉發(fā)育時(shí)期的方法有醋酸洋紅法（最常用）和焙花青鉻礬法（花粉細(xì)胞核不易著色時(shí)）.

2、8.對(duì)培養(yǎng)出來(lái)的植株作進(jìn)一步鑒定和篩選的原因是在花藥培養(yǎng)中，特別是通過(guò)愈傷組織形成的花粉植株，常常會(huì)出現(xiàn)染色體倍性的變化.規(guī)律方法整合整合一細(xì)胞的全能性1.概念細(xì)胞的全能性是指已經(jīng)分化的細(xì)胞仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。2.原因構(gòu)成生物體的所有體細(xì)胞都是由受精卵通過(guò)有絲分裂發(fā)育而來(lái)的，含有相同的遺傳物質(zhì)，都含有本物種的所有遺傳信息，因此每個(gè)體細(xì)胞都有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。生物的生殖細(xì)胞在一定條件下也具有全能性，是因?yàn)樯臣?xì)胞中含有本物種生長(zhǎng)發(fā)育的全部遺傳信息,盡管其遺傳物質(zhì)是體細(xì)胞的一半.3。表達(dá)的條件由于基因的選擇性表達(dá),細(xì)胞的全能性在植株上受到限制不能表達(dá)，只有在離體條件下，在營(yíng)養(yǎng)、激素和

3、其他條件適宜的情況下，細(xì)胞才能表達(dá)其全能性。動(dòng)物細(xì)胞難以表達(dá)其全能性,但是通過(guò)核移植后，細(xì)胞核仍可表達(dá)其全能性。4。表達(dá)的難易程度植物細(xì)胞全能性易表達(dá)，而動(dòng)物細(xì)胞的全能性不易表達(dá)，但動(dòng)物細(xì)胞核的全能性可以表達(dá).在所有細(xì)胞中,受精卵可直接發(fā)育為個(gè)體，有的生殖細(xì)胞也可在一定條件下表達(dá)其全能性。5.意義細(xì)胞全能性是植物組織培養(yǎng)和體細(xì)胞雜交的理論基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代動(dòng)物體細(xì)胞克隆技術(shù)的理論基礎(chǔ)。例1下列實(shí)例中能體現(xiàn)細(xì)胞全能性的是(）用懸浮培養(yǎng)的胡蘿卜單個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)成可育的植株植物用種子繁殖后代用煙草組織培養(yǎng)的單個(gè)細(xì)胞形成了可育的完整植株a. b。 c. d。答案b解析細(xì)胞的全能性是指已經(jīng)分化的細(xì)胞仍具有發(fā)育成

4、完整個(gè)體的潛能.其中和都屬于由已經(jīng)分化的細(xì)胞經(jīng)過(guò)培養(yǎng)形成可育的植株,體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性.用植物種子繁殖后代，實(shí)際上是個(gè)體發(fā)育的過(guò)程,不能體現(xiàn)出細(xì)胞的全能性。整合二菊花的組織培養(yǎng)和月季花藥離體培養(yǎng)的比較項(xiàng)目菊花的組織培養(yǎng)月季花藥離體培養(yǎng)理論依據(jù)植物細(xì)胞的全能性材料選取未開(kāi)花植株莖上部新萌生的側(cè)枝完全未開(kāi)放的花蕾光照狀況每日用日光燈照射12 h開(kāi)始不需要光照，幼小植株形成后需要光照操作流程制備ms固體培養(yǎng)基外植體消毒接種培養(yǎng)移栽栽培選材材料消毒接種和培養(yǎng)篩選和誘導(dǎo)移栽栽培、選育影響因素選材、營(yíng)養(yǎng)、激素、ph、溫度、光照等基本過(guò)程脫分化、再分化例2植物組織培養(yǎng)和花藥離體培養(yǎng)都是實(shí)驗(yàn)室條件下快速得到大

5、量幼苗的兩種方法。下列關(guān)于兩者的比較中,錯(cuò)誤的是(）a.植物組織培養(yǎng)和花藥離體培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)是細(xì)胞具有全能性b.花藥能誘導(dǎo)為單倍體植株的原因是花藥細(xì)胞中含有本物種生長(zhǎng)發(fā)育的全部遺傳信息,盡管遺傳物質(zhì)是體細(xì)胞的一半，但仍具有全能性。c.植物組織培養(yǎng)獲得的試管苗必須經(jīng)過(guò)移栽、煉苗后才能在大田栽培,而花藥培養(yǎng)不需要d.植物組織培養(yǎng)中若發(fā)生突變，則其后代不一定表現(xiàn)其突變性狀，但是花藥培養(yǎng)中的突變一定表現(xiàn)相應(yīng)突變性狀答案c解析花藥培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的理論依據(jù)都是細(xì)胞的全能性。盡管花藥細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)是體細(xì)胞的一半，但仍含有本物種生長(zhǎng)發(fā)育所需的全部基因(或遺傳信息），因此仍具有全能性。在組織培養(yǎng)過(guò)程中，若

6、發(fā)生隱性的基因突變，由于基因成對(duì)存在，所以不一定表現(xiàn)其突變性狀，仍能保持親代的性狀；而花藥中基因單個(gè)存在，若有突變，則性狀就發(fā)生變化。兩種方法所得到的試管苗，都必須通過(guò)移栽、煉苗后方可進(jìn)行大田栽培。整合三微生物的培養(yǎng)技術(shù)、植物組織培養(yǎng)技術(shù)、無(wú)土栽培技術(shù)在設(shè)計(jì)思路和具體操作上的異同1。無(wú)土栽培是利用溶液培養(yǎng)法的原理,把植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中所需的各種礦質(zhì)元素,按照一定比例配成營(yíng)養(yǎng)液,并利用這種營(yíng)養(yǎng)液栽培植物的技術(shù).在培養(yǎng)過(guò)程中，需用基質(zhì)墊底并固定幼苗，先放在陰涼處，再根據(jù)植物習(xí)性，放置在光照和溫度適宜的地方發(fā)育成完整的植株。培養(yǎng)液只含植物生長(zhǎng)發(fā)育所需要的必需礦質(zhì)元素,無(wú)有機(jī)質(zhì)。2.植物組織培養(yǎng),是在

7、無(wú)菌條件下，把植物體的器官或組織切下來(lái)，接種在適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)基上進(jìn)行離體培養(yǎng)，這些器官或組織的細(xì)胞就會(huì)經(jīng)脫分化和再分化過(guò)程，逐步產(chǎn)生出植物的各種組織和器官進(jìn)而發(fā)育成完整的植株，其過(guò)程包括培養(yǎng)基的配制、滅菌、接種(外植體)、培養(yǎng)。培養(yǎng)基中包括礦質(zhì)元素、蔗糖、維生素、植物激素和有機(jī)添加物，需滅菌。消毒包括接種室、接種箱、操作箱、外植體等的消毒。培養(yǎng)過(guò)程中更換培養(yǎng)基,調(diào)節(jié)細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素的比例，先誘導(dǎo)生芽，再誘導(dǎo)生根，最后移栽發(fā)育成植株。3。微生物培養(yǎng)也需要配制培養(yǎng)基,培養(yǎng)基含碳源、氮源、生長(zhǎng)因子、無(wú)機(jī)鹽和水，不含植物激素,培養(yǎng)基需滅菌、擱置斜面、接種、培養(yǎng).在整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程中無(wú)需更換培養(yǎng)基，接種過(guò)程中

8、需分離純化。例3用于植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基和無(wú)土栽培時(shí)所用的培養(yǎng)液相比，最大的差別是(）a。必須含植物必需的礦質(zhì)元素b。必須含有機(jī)物c。濃度必須小于細(xì)胞液濃度d.不一定含有植物激素答案b解析在植物組織培養(yǎng)初期，需經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的異養(yǎng)階段，所以必須在培養(yǎng)基中加入有機(jī)營(yíng)養(yǎng)；而無(wú)土栽培所用的培養(yǎng)液中主要成分為植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的各種礦質(zhì)元素，不需加入有機(jī)營(yíng)養(yǎng).熱點(diǎn)考題集訓(xùn)1。以下不能說(shuō)明植物細(xì)胞全能性的實(shí)驗(yàn)是()a.胡蘿卜韌皮部細(xì)胞培養(yǎng)出植株b.紫色糯性玉米種子培育出植株c。轉(zhuǎn)入抗蟲(chóng)基因的棉花細(xì)胞培育出植株d。小麥花藥離體培育出植株答案b解析種子發(fā)育成植株是個(gè)體發(fā)育的過(guò)程，因?yàn)榉N子不是一個(gè)細(xì)胞而是具有胚

9、芽、胚根等器官的幼體。2.下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)的敘述中，錯(cuò)誤的是(）a.培養(yǎng)基中添加蔗糖的目的是提供營(yíng)養(yǎng)和調(diào)節(jié)滲透壓b.培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素影響愈傷組織的生長(zhǎng)和分化c.離體的組織或細(xì)胞都必須通過(guò)脫分化才能形成愈傷組織d.同一株綠色開(kāi)花植物不同部位的細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)獲得的愈傷組織核基因數(shù)目相同答案d解析培養(yǎng)基中加入蔗糖的目的一方面可以提供營(yíng)養(yǎng)，另一方面可以調(diào)節(jié)滲透壓；在整個(gè)組織培養(yǎng)過(guò)程中影響再分化的關(guān)鍵因素是生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的使用比例和使用順序；組織培養(yǎng)過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是脫分化，從而形成愈傷組織；組織培養(yǎng)的對(duì)象既可以是體細(xì)胞也可以是生殖細(xì)胞，因此獲得的愈傷組織的基因數(shù)目不一定相同。3.植物組

10、織培養(yǎng)是依據(jù)細(xì)胞的全能性，在體外將植物組織細(xì)胞培養(yǎng)成一個(gè)完整植株的過(guò)程，如下圖所示.下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(）a.甲和丙分別是脫分化和再分化b.乙是愈傷組織，是通過(guò)離體的植物組織或細(xì)胞經(jīng)過(guò)細(xì)胞增殖與分化形成的c。離體的植物細(xì)胞之所以能培養(yǎng)成完整植株，因?yàn)橹参锛?xì)胞具有全能性d.丙過(guò)程的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)答案b解析植物組織培養(yǎng)的基本過(guò)程包括脫分化和再分化,分別是圖中的甲和丙，a正確；愈傷組織的形成過(guò)程是脫分化,脫分化過(guò)程只進(jìn)行細(xì)胞增殖不進(jìn)行細(xì)胞分化，b錯(cuò)誤；植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)是細(xì)胞的全能性,c正確;細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)，d正確。4。在菊花的組織培養(yǎng)操作完成了34天后，觀察同一溫室

11、中的外植體,發(fā)現(xiàn)有的瓶中外植體正常生長(zhǎng),有的瓶中外植體死亡,你認(rèn)為外植體死亡的原因不可能是（）a。接種時(shí)培養(yǎng)基滅菌不徹底b.接種工具灼燒后未待冷卻就接種外植體c。培養(yǎng)時(shí)每日用日光燈照12 hd。培養(yǎng)過(guò)程中保持溫度、ph的適宜，但沒(méi)有及時(shí)調(diào)整各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素的比例答案c解析菊花的組織培養(yǎng)過(guò)程中需每日用日光燈照12 h,這不會(huì)造成外植體死亡.5。菊花的組織培養(yǎng)需要嚴(yán)格的無(wú)菌操作，下列說(shuō)法不正確的是(）a。對(duì)培養(yǎng)基連同其他器械一起進(jìn)行高壓蒸汽滅菌b。幼苗要先移植到消過(guò)毒的蛭石或者珍珠巖等環(huán)境下生活一段時(shí)間c.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),一旦感染雜菌則前功盡棄d.將菊花莖段插

12、入時(shí)應(yīng)注意方向，不應(yīng)倒插，是為了防止雜菌污染答案d解析將菊花莖段插入時(shí)，要注意形態(tài)學(xué)上端朝上,而不應(yīng)倒插，是因?yàn)樯L(zhǎng)素的運(yùn)輸為極性運(yùn)輸，倒插的菊花莖段不能形成愈傷組織，而不是為了防止雜菌污染.6。選擇花藥時(shí),一般要通過(guò)鏡檢來(lái)確定花粉的發(fā)育時(shí)期，以下說(shuō)法正確的是（）a。確定花粉發(fā)育時(shí)期最常用的方法是焙花青鉻礬法b.對(duì)某些植物的花粉細(xì)胞核不易著色時(shí)采用醋酸洋紅法c。焙花青鉻礬法能將細(xì)胞核染成藍(lán)黑色d.醋酸洋紅法和焙花青鉻礬法染色過(guò)程完全一樣答案c解析在選擇花藥時(shí)，鏡檢確定花粉的發(fā)育時(shí)期，最常用的方法是醋酸洋紅法；對(duì)于某些植物的花粉細(xì)胞，因細(xì)胞核不易著色,可采用焙花青鉻礬法；焙花青鉻礬法可將花粉細(xì)胞

13、核染成藍(lán)黑色，醋酸洋紅法與焙花青鉻礬法過(guò)程不同，前者需用鑷柄將花粉搗碎，后者在染色前需用卡諾氏固定液固定。7.下列關(guān)于花藥培養(yǎng)過(guò)程中的注意事項(xiàng)的敘述，正確的是（）a.花藥培養(yǎng)成功與否與材料選擇無(wú)關(guān)b.花藥培養(yǎng)成幼苗后，一定不能分瓶培養(yǎng)c.花藥培養(yǎng)成幼苗的過(guò)程中，除了維持適宜的溫度、ph等，還要注意給予光照d.一般來(lái)說(shuō),選用單核期的花藥培養(yǎng)成功率較高答案d解析一般來(lái)說(shuō)，單核期的花藥離體培養(yǎng)的成功率最高.花藥培養(yǎng)初期要在黑暗中培養(yǎng)，幼小植株形成后再進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓庹张囵B(yǎng)。8。菊花的組織培養(yǎng)和月季的花藥培養(yǎng)都是利用組織培養(yǎng)技術(shù)，下列關(guān)于兩者的敘述中，正確的是()序號(hào)比較項(xiàng)目菊花的組織培養(yǎng)月季的花藥培養(yǎng)植

14、物激素不必添加需要添加染色體倍性的鑒定不需要需要光照每日日光燈照射12 h最初不需要,幼小植株形成后需要形成愈傷組織或胚狀體后不需更換培養(yǎng)基需要更換培養(yǎng)基a. b. c. d.答案d解析菊花的組織培養(yǎng)用莖段來(lái)培養(yǎng)，比較容易，不必添加植物激素；在菊花組織培養(yǎng)中不會(huì)發(fā)生染色體倍性的變化；需要每天日光燈照射12 h;形成愈傷組織或胚狀體后不必更換培養(yǎng)基.月季花藥的離體培養(yǎng)需要添加細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素等植物激素；在花藥培養(yǎng)中,通過(guò)愈傷組織形成的植株會(huì)出現(xiàn)染色體倍性的變化，所以需要染色體倍性的鑒定；最初不需要光照，幼小植株形成后需要光照;形成愈傷組織或胚狀體后需要轉(zhuǎn)移到分化培養(yǎng)基上進(jìn)一步分化培養(yǎng)。9.辣椒

15、素作為一種生物堿廣泛應(yīng)用于食品保健、醫(yī)藥工業(yè)等領(lǐng)域。辣椒素的獲得途徑如圖，據(jù)圖回答下列問(wèn)題:(1）圖中和分別表示辣椒組織培養(yǎng)中細(xì)胞的_和_過(guò)程。（2）圖中培養(yǎng)外植體的培養(yǎng)基中常用的凝固劑是_。培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)素用量和細(xì)胞分裂素用量的比值_（填“高”或“低）時(shí)，有利于芽的分化。對(duì)培養(yǎng)基徹底滅菌時(shí)，應(yīng)采取的滅菌方法是_。（3）圖中外植體的消毒所需酒精的體積分?jǐn)?shù)是_。答案（1)脫分化（或去分化）再分化（2)瓊脂低高壓蒸汽滅菌(3）70解析(1)由高度分化的植物組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過(guò)程，稱(chēng)為植物細(xì)胞的脫分化,或者叫作去分化.對(duì)脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)進(jìn)行培養(yǎng)，其又可重新分化成根或芽等器官，這個(gè)過(guò)程叫

16、作再分化.(2)培養(yǎng)基中常用的凝固劑是瓊脂。使用生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素時(shí)，兩者用量的比值影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向。生長(zhǎng)素用量和細(xì)胞分裂素用量的比值低時(shí)，有利于芽的分化；比值高時(shí)，有利于根的分化；比值適中時(shí),促進(jìn)愈傷組織的形成。培養(yǎng)基應(yīng)用高壓蒸汽滅菌法滅菌。(3）外植體消毒所用酒精的體積分?jǐn)?shù)是70%。10。將基因型為aabb的月季(14條染色體)的花粉細(xì)胞通過(guò)無(wú)菌操作接入對(duì)應(yīng)的培養(yǎng)基中,在一定條件下誘導(dǎo)形成幼苗。其過(guò)程如下：月季的花粉細(xì)胞愈傷組織叢芽植株(1）過(guò)程需要的條件有_（多選）.a.營(yíng)養(yǎng) b.激素 c。光照 d。ph(2)愈傷組織是花粉細(xì)胞不斷分裂后形成的不規(guī)則的細(xì)胞團(tuán),愈傷組織形成過(guò)程中，必

17、須從培養(yǎng)基中獲得_、_和小分子有機(jī)物等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。(3)形成花粉細(xì)胞的分裂方式是_,花粉發(fā)育成植物體細(xì)胞的分裂方式是_。(4)植株叫做_幼苗。若要得到可育植株,需要用_對(duì)_(填序號(hào))進(jìn)行處理，所得的植株基因型為_(kāi)，細(xì)胞核中含_條脫氧核苷酸鏈。(5)aabb的月季的花藥產(chǎn)生的植株的基因型有哪些?_。（6)過(guò)程為什么不需要光照?_.答案（1)a、b、d(2）水無(wú)機(jī)鹽(3）減數(shù)分裂有絲分裂(4）單倍體秋水仙素aabb或aabb或aabb或aabb28（5）aabb的月季能夠產(chǎn)生ab、ab、ab、ab四種花粉，經(jīng)組織培養(yǎng)能夠長(zhǎng)成ab、ab、ab、ab四種單倍體植株(6）因?yàn)樵撨^(guò)程還沒(méi)有分裂分化形成葉綠體，不需要光照進(jìn)行光合作用解析（1）圖中過(guò)程為脫分化過(guò)程，該過(guò)程不需要光照，但是需要一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素和適宜的ph。(2）在愈傷組織形成過(guò)程中,植物