生物學(xué)案：專題課題菊花的組織培養(yǎng)

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精課題1菊花的組織培養(yǎng)問(wèn)題導(dǎo)學(xué)一、植物組織培養(yǎng)的基本過(guò)程活動(dòng)與探究11．在生物體內(nèi),細(xì)胞并不表現(xiàn)出全能性,而是分化為不同的組織、器官的原因是什么？2．愈傷組織有何特點(diǎn)?什么叫脫分化？3．什么叫再分化？你能用流程圖表示植物組織培養(yǎng)的生物學(xué)過(guò)程嗎？遷移與應(yīng)用1云南山茶花是我國(guó)著名的傳統(tǒng)名花，利用其外植體經(jīng)脫分化等過(guò)程可培育出山茶花幼苗，這里的脫分化是指(）。A．山茶花的分生組織通過(guò)細(xì)胞分裂產(chǎn)生新細(xì)胞B．將山茶花的幼枝嫁接到砧木上培育出幼苗的過(guò)程C．山茶花的器官、組織或細(xì)胞通過(guò)離體培養(yǎng)產(chǎn)生愈傷組織的過(guò)程D．山茶花的幼芽發(fā)育成枝條的過(guò)程1．植物組織培養(yǎng)過(guò)程的生物學(xué)分析（1)細(xì)胞分裂類型:主要為有絲分裂.（2）遺傳物質(zhì)的行為：不考慮基因突變時(shí)，遺傳物質(zhì)不發(fā)生改變,但會(huì)表現(xiàn)為選擇性地表達(dá)。2．植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用(1）可以快速繁殖、培育無(wú)病毒植物。（2）可以通過(guò)大規(guī)模的植物細(xì)胞培養(yǎng)來(lái)生產(chǎn)藥物、食品添加劑、香料、色素和殺蟲劑等。例如，從大量培養(yǎng)的紫草愈傷組織中提取的紫草素，是治療燙傷和割傷的藥物以及染料和化妝品的原料.(3）用植物組織培養(yǎng)的方法,誘導(dǎo)離體的植物組織形成具有生根發(fā)芽能力的胚狀結(jié)構(gòu),包裹上人造種皮和提供發(fā)育所需營(yíng)養(yǎng)的人工胚乳組成胚狀體，可以解決有些作物品種繁殖能力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問(wèn)題，可以工業(yè)化生產(chǎn)，提高農(nóng)業(yè)的自動(dòng)化。人造胚乳除加胚狀體所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外，還可添加固氮細(xì)菌、農(nóng)藥、除草劑和植物激素，此外人工種子可以節(jié)約糧食.（4）轉(zhuǎn)基因植物的培養(yǎng)，也要用到植物組織培養(yǎng)的方法.二、影響植物組織培養(yǎng)的因素活動(dòng)與探究21．閱讀教材第33頁(yè)“(二)影響植物組織培養(yǎng)的因素"部分,總結(jié)出這些因素.2．菊花進(jìn)行莖段組織培養(yǎng)時(shí),培養(yǎng)基中為什么要添加有機(jī)物？3．植物組織培養(yǎng)常用的植物激素有哪些？對(duì)它們使用時(shí)應(yīng)考慮到哪幾個(gè)方面的問(wèn)題?遷移與應(yīng)用2影響植物組織培養(yǎng)的因素包括（）。①培養(yǎng)基的配制②外植體的選?、奂に氐倪\(yùn)用④消毒⑤溫度、pH、光照A．①②③④⑤B．①②③C．①②③④D．①②③⑤1．菊花組織培養(yǎng)時(shí)選擇的材料菊花的組織培養(yǎng)，一般選擇未開(kāi)花植株的莖上部新萌發(fā)的側(cè)枝。2．MS培養(yǎng)基的配方同專題2中微生物培養(yǎng)基的配方的不同微生物的培養(yǎng)基以有機(jī)營(yíng)養(yǎng)為主。與微生物的培養(yǎng)不同,MS培養(yǎng)基則需提供大量無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)，無(wú)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。3．植物組織培養(yǎng)營(yíng)養(yǎng)條件中的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)（1）維生素類：植物組織培養(yǎng)中經(jīng)常使用維生素C、維生素B1（鹽酸硫胺素）、維生素B6（鹽酸吡哆素）、維生素H（生物素）、葉酸和煙酸等，一般使用濃度為0。1～10mg/L。(2）氨基酸類：有甘氨酸、絲氨酸、酪氨酸、谷氨酰胺、天冬酰胺、水解酪蛋白（CH）和水解乳蛋白（LH）等，是重要的有機(jī)氮源。（3）有機(jī)添加物:是一些成分比較復(fù)雜，大多含氨基酸、激素、酶等的復(fù)雜化合物，它們對(duì)細(xì)胞和組織的增殖與分化有明顯的促進(jìn)作用。4．當(dāng)同時(shí)使用生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素時(shí)，兩者用量的比例影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向eq\f(生長(zhǎng)素用量,細(xì)胞分裂素用量)植物細(xì)胞的發(fā)育方向比值高時(shí)有利于根的分化、抑制芽的形成比值低時(shí)有利于芽的分化、抑制根的形成比值適中時(shí)促進(jìn)愈傷組織的形成三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和注意事項(xiàng)活動(dòng)與探究31．寫出菊花組織培養(yǎng)的操作流程。2．什么叫外植體？外植體在培養(yǎng)過(guò)程中可能會(huì)被污染,你認(rèn)為造成污染的原因有哪些？3．用流程圖表示外植體消毒的過(guò)程。4．對(duì)外植體進(jìn)行消毒的消毒劑是什么？消毒強(qiáng)度是否越大越好？為什么？5．外植體消毒后的接種要做幾個(gè)重復(fù)組？如何設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)？6．在整個(gè)組織培養(yǎng)過(guò)程中，是如何來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)菌操作的?遷移與應(yīng)用3下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)中滅菌操作的敘述,錯(cuò)誤的是（）.A．外植體可以用酒精消毒B．鑷子等器械需用酒精滅菌C．操作者的手需用酒精消毒D．培養(yǎng)基需用高壓蒸汽滅菌1．外植體的選擇考慮的因素說(shuō)明外植體的年齡一般情況，外植體的年齡越小，分化的程度越低,組織培養(yǎng)的成功率就越高.因此，盡量選擇幼嫩的植物組織或器官作為外植體外植體的大小外植體過(guò)小和過(guò)大都不合適，過(guò)小的外植體極容易死亡,過(guò)大的外植體不容易消毒，因此，要選擇大小適中的外植體。例如，如果用菊花的芽進(jìn)行組織培養(yǎng)，選取的芽可為3mm左右外植體所在的部位一般選擇植物的芽尖、根尖或幼嫩的莖作為外植體，這些部位的細(xì)胞分裂能力強(qiáng)，容易形成愈傷組織外植體的外觀形態(tài)由于外植體的消毒工作非常重要，因此，選擇那些表面相對(duì)光滑容易消毒的外植體較好2．植物組織培養(yǎng)中,要進(jìn)行消毒、滅菌及無(wú)菌操作的原因植物組織培養(yǎng)利用的植物材料體積小、抗性差，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).而培養(yǎng)物一旦受到微生物的污染，就會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)前功盡棄,因此要進(jìn)行嚴(yán)格的無(wú)菌操作。3．試管苗的培養(yǎng)過(guò)程中應(yīng)該注意的問(wèn)題（1）培養(yǎng)一株完整的試管苗，必須先進(jìn)行生芽培養(yǎng)，然后進(jìn)行生根培養(yǎng),如果順序顛倒，先誘導(dǎo)生根，就不易誘導(dǎo)生芽.(2)試管苗應(yīng)該進(jìn)行見(jiàn)光培養(yǎng)。(3）試管苗一般在高濕、弱光、恒溫等條件下培養(yǎng)生長(zhǎng)，出瓶后一定要注意保溫、保濕。（4）試管苗光合作用能力低，在移栽前應(yīng)給予較強(qiáng)光照閉瓶煉苗，以促進(jìn)小苗向自養(yǎng)轉(zhuǎn)化。答案：課前·預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)【預(yù)習(xí)導(dǎo)引】一、1．植物細(xì)胞的全能性離體狀態(tài)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)激素2．形態(tài)結(jié)構(gòu)生理功能3．離體外植體脫分化再分化試管苗（1）脫分化排列疏松液泡化(2）高度分化愈傷組織（3）根或芽預(yù)習(xí)交流1：（1）提示：幾乎所有的細(xì)胞（個(gè)別細(xì)胞例如哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞除外)都含有本物種生長(zhǎng)發(fā)育所需的全套遺傳物質(zhì)，儲(chǔ)存的遺傳信息在一定的條件下可以表達(dá)出來(lái)。（2)提示:不能表達(dá)。因?yàn)榧?xì)胞分化具有不可逆轉(zhuǎn)性.（3）提示:具有細(xì)胞核的細(xì)胞.因?yàn)檎婧思?xì)胞的DNA主要儲(chǔ)存在細(xì)胞核里。（4）提示:①受精卵＞生殖細(xì)胞＞體細(xì)胞;②植物細(xì)胞＞動(dòng)物細(xì)胞;③分裂能力強(qiáng)的細(xì)胞＞分裂能力弱的細(xì)胞;④全能性最高的細(xì)胞是受精卵。二、1．差別很大年齡長(zhǎng)短2．（1)MS大量元素微量元素有機(jī)物（2）生長(zhǎng)素細(xì)胞分裂使用濃度先后順序比例（3）pH、溫度、光照三、1．配制各種母液配制培養(yǎng)基滅菌2．洗衣粉體積分?jǐn)?shù)為70％的酒精質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．1％的氯化汞3．無(wú)菌6～84．無(wú)菌箱18～22125．培養(yǎng)間消過(guò)毒的蛭石或珍珠巖長(zhǎng)壯6．幼苗生長(zhǎng)預(yù)習(xí)交流2：微量元素和大量元素提供植物細(xì)胞生活所必需的無(wú)機(jī)鹽；蔗糖提供碳源，同時(shí)維持細(xì)胞的滲透壓；甘氨酸、維生素等物質(zhì)，主要是滿足離體植物細(xì)胞的特殊營(yíng)養(yǎng)要求.課堂·合作探究【問(wèn)題導(dǎo)學(xué)】活動(dòng)與探究1：1．提示：細(xì)胞全能性表達(dá)的基本條件之一是離體狀態(tài)。例如，植株上的分生組織細(xì)胞在體內(nèi)只能進(jìn)行分裂分化,形成不同的組織，但不能表達(dá)出全能性，這是生物體內(nèi)基因程序性表達(dá)的結(jié)果。2．提示:愈傷組織具有細(xì)胞排列疏松而無(wú)規(guī)則、細(xì)胞壁薄、高度液泡化而呈無(wú)定形狀態(tài)等幾個(gè)特點(diǎn)。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,稱為植物細(xì)胞的脫分化，或者叫做去分化。3．提示:脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)培養(yǎng)，重新分化成根或芽等器官的過(guò)程叫做再分化。植物組織培養(yǎng)的生物學(xué)過(guò)程可表示為:遷移與應(yīng)用1：C解析:脫分化是指由已經(jīng)分化的植物組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過(guò)程?；顒?dòng)與探究2：1．提示：（1）內(nèi)因:植物的種類，同一種植物材料的年齡、保存時(shí)間的長(zhǎng)短、部位等。（2）外因：營(yíng)養(yǎng)、調(diào)節(jié)劑、環(huán)境因素等。2．提示：因?yàn)橥庵搀w此時(shí)不能進(jìn)行光合作用合成有機(jī)物，為維持其生命活動(dòng)的進(jìn)行，必須在其培養(yǎng)基中添加一些利于外植體吸收和利用的有機(jī)成分。3．提示:常用的植物激素有生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素、赤霉素等。對(duì)它們使用時(shí)要考慮到:按照培養(yǎng)目的確定它們的使用順序、濃度、用量的比例等。遷移與應(yīng)用2：A解析：材料的選擇，環(huán)境、營(yíng)養(yǎng)條件，培養(yǎng)基的配制，激素的比例等都影響植物組織培養(yǎng).活動(dòng)與探究3：1．提示：制備MS固體培養(yǎng)基→外植體消毒→接種→培養(yǎng)→移栽→栽培.2．提示:用于離體培養(yǎng)的植物器官或組織片段，叫做外植體。外植體被污染的原因：外植體消毒不徹底;培養(yǎng)基滅菌不徹底；接種過(guò)程中被雜菌污染;錐形瓶密封性差等.3．提示：流水沖洗→軟刷刷洗→流水沖洗→無(wú)菌吸水紙吸干表面水分→用體積分?jǐn)?shù)為70％的酒精消毒→無(wú)菌水沖洗→無(wú)菌吸水紙吸干表面水分→用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1％的氯化汞溶液消毒→無(wú)菌水清洗。4．提示：消毒劑是體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的氯化汞溶液。消毒強(qiáng)度并非越大越好，因?yàn)橹参飳?duì)消毒劑的耐受力是一定的。5．提示：至少要做一組以上的重復(fù)。設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)可以取用一個(gè)經(jīng)過(guò)滅菌的裝有培養(yǎng)基的錐形瓶，與接種操作后的錐形瓶一同培養(yǎng)，用以說(shuō)明培養(yǎng)基制作合格沒(méi)有被雜菌污染。6．提示：(1)培養(yǎng)基的滅菌(高壓蒸汽滅菌）；（2）外植體的消毒(酒精、氯化汞）;（3)接種的無(wú)菌操作（酒精、酒精燈-—灼燒)；（4）無(wú)菌箱中的培養(yǎng);（5)移栽到消過(guò)毒的環(huán)境中生存一段時(shí)間等。遷移與應(yīng)用3：B解析：植物組織培養(yǎng)需要嚴(yán)格的無(wú)菌操作，包括：培養(yǎng)基需要用高壓蒸汽滅菌;操作者的手需用酒精消毒；外植體應(yīng)浸泡在酒精中消毒;對(duì)鑷子等器械應(yīng)進(jìn)行灼燒滅菌；同時(shí)整個(gè)操作過(guò)程在酒精燈火焰旁或超凈工作臺(tái)上進(jìn)行。當(dāng)堂檢測(cè)1．科學(xué)家將胡蘿卜的韌皮部細(xì)胞分離出來(lái)，將單個(gè)細(xì)胞放入特定的培養(yǎng)基中培養(yǎng),獲得了許多完整的植株，此過(guò)程依據(jù)的原理和技術(shù)是(）.A．細(xì)胞的分裂和組織培養(yǎng)B．細(xì)胞的分化和基因工程C．細(xì)胞的全能性和組織培養(yǎng)D．花藥離體和單倍體培養(yǎng)答案：C解析：由單個(gè)細(xì)胞發(fā)育成許多完整個(gè)體，盡管涉及細(xì)胞的分裂、細(xì)胞的脫分化和再分化等，但其原理仍然是細(xì)胞的全能性.要完成植物外植體的脫分化、再分化等,必須進(jìn)行植物組織培養(yǎng).2．在離體的植物器官、組織或細(xì)胞脫分化形成愈傷組織的過(guò)程中，下列哪一項(xiàng)條件是不需要的？（）A．消毒滅菌B．適宜的溫度C．充足的光照D．適宜的養(yǎng)料和激素答案：C解析:離體的植物器官、組織或細(xì)胞脫分化的過(guò)程是在無(wú)菌條件下進(jìn)行的，在愈傷組織形成過(guò)程中，需要適宜的溫度、一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和植物激素的誘導(dǎo)，但不需要光照，愈傷組織再分化時(shí)才需要光照。3．下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)中植物激素使用的說(shuō)法，不正確的是(）。A．植物組織培養(yǎng)中的關(guān)鍵性激素是生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素B．先使用生長(zhǎng)素，后使用細(xì)胞分裂素，有利于細(xì)胞分裂和分化C．先使用細(xì)胞分裂素,后使用生長(zhǎng)素，細(xì)胞既分裂也分化D．同時(shí)使用生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素時(shí),兩者用量的比例影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向答案：B解析:考查植物激素對(duì)植物組織培養(yǎng)的影響。先用生長(zhǎng)素，后用細(xì)胞分裂素，有利于細(xì)胞分裂,但細(xì)胞不分化.4．下列哪項(xiàng)是植物組織培養(yǎng)和微生物培養(yǎng)的共同點(diǎn)？（）。A．培養(yǎng)材料用酒精消毒B．操作者的手用酒精消毒C．培養(yǎng)基需加入植物激素D．誘導(dǎo)愈傷組織再分化答案：B解析：A項(xiàng)：植物組織培養(yǎng)的材料外植體需要用酒精消毒，微生物培養(yǎng)的材料菌種不能用酒精消毒，因?yàn)榫凭珪?huì)使菌體變性死亡.C項(xiàng)：微生物培養(yǎng)基不需加入植物激素。D項(xiàng):微生物培養(yǎng)沒(méi)有脫分化和再分化過(guò)程.5．