2024-2025學(xué)年高中生物第1章無(wú)菌操作技術(shù)實(shí)踐第3節(jié)植物組織培養(yǎng)技術(shù)學(xué)案蘇教版選修1

PAGE8-第三節(jié)植物組織培育技術(shù)[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.簡(jiǎn)述植物組織培育的原理和過(guò)程。(重難點(diǎn))2.了解MS基本培育基貯備液的配制方法。(重點(diǎn))3.舉例說(shuō)出訪用的激素及其對(duì)脫分化、再分化的作用。(難點(diǎn))學(xué)問(wèn)點(diǎn)一|植物組織培育及過(guò)程1．植物組織培育(1)概念：在無(wú)菌和人工限制的條件下，誘導(dǎo)離體的植物器官、組織等在相宜的培育條件下發(fā)育成完整植株的技術(shù)。(2)原理：植物細(xì)胞的全能性，是指植物體的每個(gè)體細(xì)胞都攜帶來(lái)自受精卵的完整基因組，并具有發(fā)育成完整植株的潛在實(shí)力。2．植物組織培育的過(guò)程(1)脫分化：由已經(jīng)分化的植物細(xì)胞或組織產(chǎn)生愈傷組織的過(guò)程。(2)再分化：在肯定條件下接著培育脫分化的愈傷組織可以重新誘導(dǎo)根、芽等器官的分化。eq\o([合作探討])探討eq\o(1)：同一株植物不同部位的細(xì)胞經(jīng)培育獲得的愈傷組織基因組成肯定相同嗎？提示：不肯定相同，如取的是花粉，是通過(guò)減數(shù)分裂形成的，獲得的愈傷組織染色體數(shù)是體細(xì)胞的一半，所以與體細(xì)胞形成的愈傷組織基因組成不同。探討eq\o(2)：同微生物培育基的配方相比，MS培育基的配方有哪些明顯的不同？提示：微生物培育基以有機(jī)養(yǎng)分為主。而MS培育基則需供應(yīng)大量無(wú)機(jī)養(yǎng)分，主要包括植物生長(zhǎng)必需的大量元素和微量元素兩大類。探討eq\O(3)：馬鈴薯長(zhǎng)期種植，產(chǎn)量會(huì)降低而且易感染病毒，要想提高馬鈴薯的產(chǎn)量，應(yīng)當(dāng)怎樣培育無(wú)病毒的馬鈴薯？提示：長(zhǎng)期進(jìn)行無(wú)性繁殖的植物，只有根尖和莖尖中幾乎無(wú)病毒，因此可利用馬鈴薯的莖尖或根尖進(jìn)行植物組織培育獲得無(wú)病毒的馬鈴薯植株。eq\o([思維升華])1．植物組織培育的過(guò)程離體的植物組織、器官或細(xì)胞(外植體)eq\o(→,\s\up15(脫分化))愈傷組織eq\o(→,\s\up15(再分化))根、芽或胚狀體→新個(gè)體。(1)愈傷組織與根尖分生組織的異同組織類型細(xì)胞來(lái)源細(xì)胞形態(tài)細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)胞排列細(xì)胞去向根尖分生組織受精卵正方形無(wú)液泡緊密分化成多種細(xì)胞組織愈傷組織高度分化細(xì)胞無(wú)定形高度液泡化疏松再分化成新個(gè)體相同點(diǎn)都通過(guò)有絲分裂進(jìn)行細(xì)胞增殖(2)植物組織培育過(guò)程中脫分化與再分化的比較過(guò)程特點(diǎn)條件脫分化外植體成為愈傷組織排列疏松、高度液泡化的薄壁細(xì)胞團(tuán)離體、養(yǎng)分物質(zhì)、植物激素、其他相宜條件再分化由愈傷組織成為幼苗或胚狀體結(jié)構(gòu)有根、芽或有生根發(fā)芽的實(shí)力2.生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素運(yùn)用依次和比例的比較(1)運(yùn)用依次的比較運(yùn)用依次試驗(yàn)結(jié)果先運(yùn)用生長(zhǎng)素，后運(yùn)用細(xì)胞分裂素有利于細(xì)胞分裂，但細(xì)胞不分化先運(yùn)用細(xì)胞分裂素，后運(yùn)用生長(zhǎng)素細(xì)胞既分裂也分化同時(shí)運(yùn)用分化頻率提高(2)運(yùn)用比例的比較運(yùn)用的量及比例試驗(yàn)結(jié)果比例適中促進(jìn)愈傷組織的生長(zhǎng)生長(zhǎng)素>細(xì)胞分裂素有利于根的形成生長(zhǎng)素<細(xì)胞分裂素有利于芽的形成1．某同學(xué)在進(jìn)行組織培育過(guò)程中，發(fā)覺只分裂而不分化出芽和根，可能緣由是()A．細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素配比不對(duì)B．培育基養(yǎng)分過(guò)多C．培育時(shí)間不到D．光照不足A[植物組織培育過(guò)程中，植物激素的運(yùn)用依次及比例都會(huì)影響根和芽的分化。由以上分析可知，植物組織培育過(guò)程中，若只分裂而不分化出芽和根，其可能緣由是細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素配比不對(duì)。]2．下列關(guān)于植物組織培育的敘述中，錯(cuò)誤的是()A．培育基中添加蔗糖的目的是供應(yīng)養(yǎng)分和調(diào)整滲透壓B．培育基中的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素影響愈傷組織的生長(zhǎng)和分化C．離體器官或組織的細(xì)胞都必需通過(guò)脫分化才能形成愈傷組織D．同一株綠色開花植物不同部位的細(xì)胞經(jīng)培育獲得的愈傷組織基因組成相同D[同一株綠色開花植物的不同部位的細(xì)胞，其基因組成不肯定相同，如花藥中的配子，是通過(guò)減數(shù)分裂形成的，染色體數(shù)量減半、基因重組等因素都導(dǎo)致與一般的體細(xì)胞中的基因組成不同。]3．植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是()A．賜予相宜的養(yǎng)分和外界條件B．導(dǎo)入其他植物細(xì)胞的基因C．脫離母體后，賜予相宜的養(yǎng)分和外界條件D．將成熟葉肉細(xì)胞的細(xì)胞核移植到去核卵細(xì)胞內(nèi)C[植物細(xì)胞只有脫離母體才能不受母體的影響，而自身又無(wú)法制造養(yǎng)分，所以還須要賜予相宜的養(yǎng)分以及外界條件，這樣植物細(xì)胞才能表現(xiàn)出全能性。]學(xué)問(wèn)點(diǎn)二|天竺葵的組織培育一、組織培育1．打算試驗(yàn)器材和藥品。2．配制配制MS培育基。分別向MS基本培育基中添加所需的植物激素，配制誘導(dǎo)愈傷組織形成的培育基、誘導(dǎo)分化芽的培育基、誘導(dǎo)生根的培育基。將添加植物激素后的培育基攪拌勻稱，再次定容并調(diào)整pH。3．滅菌將培育基于121℃溫度下濕熱滅菌20min。滅菌徹底的培育基用于天竺葵的組織培育。4．取材與接種(1)植物組織培育的各項(xiàng)操作均需在無(wú)菌室中或超凈工作臺(tái)上進(jìn)行。(2)取天竺葵幼嫩的葉，流水沖凈后，消毒并切成約0.5cm2的小塊。(3)接種于已經(jīng)配制好的誘導(dǎo)愈傷組織形成的培育基上，做好標(biāo)記放在相宜條件下培育。5．視察與記錄每天視察外植體的生長(zhǎng)狀況，并記錄其改變狀況。6．轉(zhuǎn)接培育將增長(zhǎng)至肯定體積的愈傷組織轉(zhuǎn)接到誘導(dǎo)分化芽的培育基上，在15～25℃、光照強(qiáng)度為1_000～2000_lx的光照培育箱內(nèi)接著培育。分化出幼芽后，再轉(zhuǎn)接至誘導(dǎo)生根的培育基上接著培育。生根后，將試管苗先煉苗，再移栽于大田中。二、露地栽培1．一般要經(jīng)過(guò)煉苗馴化的緣由組織培育得到的試管苗植株特點(diǎn)是特別嫩弱，所處的環(huán)境是恒溫、高濕、弱光、無(wú)菌和有完全養(yǎng)分的條件，植株表面沒(méi)有蠟質(zhì)和角質(zhì)層等愛護(hù)組織，氣孔沒(méi)有關(guān)閉功能，有葉綠體但光合實(shí)力差。2．煉苗馴化的步驟培育壯苗→洗凈瓊脂培育基→選用合適的移植基質(zhì)→移栽試管苗→移栽后的條件限制→栽培。eq\o([合作探討])探討eq\o(1)：外植體為什么要經(jīng)過(guò)消毒才能接種？提示：外植體上殘留的雜菌會(huì)和外植體爭(zhēng)奪培育基中的養(yǎng)分物質(zhì)，并且產(chǎn)生大量對(duì)外植體有害的物質(zhì)，導(dǎo)致外植體死亡，所以要先消毒再接種。探討eq\o(2)：在進(jìn)行天竺葵培育時(shí)，需更換培育基嗎？若須要，需更換幾次？提示：須要，三次。eq\o([思維升華])1．影響植物組織培育的因素(1)內(nèi)因：外植體的選取。①不同植物的組織培育難度不同。②對(duì)于同一種植物材料，材料的年齡、保存時(shí)間的長(zhǎng)短等也會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果。生長(zhǎng)旺盛的嫩枝生理狀況好，簡(jiǎn)單誘導(dǎo)脫分化和再分化。(2)外因eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(養(yǎng)分：礦質(zhì)元素和有機(jī)物,植物激素：主要是生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素,環(huán)境條件：溫度、pH、光照等))2．無(wú)菌技術(shù)是植物組織培育獲得勝利的關(guān)鍵(1)嚴(yán)格的無(wú)菌操作：由于植物組織培育所利用的植物材料體積小、抗性差，所以對(duì)培育條件的要求高。用于植物組織培育的培育基同樣適合于某些微生物的生長(zhǎng)，如一些細(xì)菌、真菌的生長(zhǎng)。而培育物一旦受到微生物的污染，就會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)前功盡棄，因此要進(jìn)行嚴(yán)格的無(wú)菌操作。(2)無(wú)菌技術(shù)包括對(duì)培育基、器械和植物材料(外植體)的滅菌消毒。對(duì)培育材料進(jìn)行表面消毒時(shí)，一方面要考慮藥劑的消毒效果，另一方面要考慮植物材料的耐受性。(3)妥當(dāng)處理被污染的培育物：一旦發(fā)覺培育材料被污染，特殊是真菌污染，肯定要先滅菌然后再打開清洗。(4)有毒物質(zhì)用后要妥當(dāng)處理，以免造成環(huán)境污染?！咎厥馓崾尽繉?duì)所培育的植物材料也可用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精進(jìn)行消毒。3．造成培育物污染的緣由與處理污染種類細(xì)菌污染真菌污染污染緣由可能是由操作人員造成的，如未戴口罩、接種時(shí)說(shuō)話、手未消毒或器械滅菌不徹底等可能是由植物材料消毒不當(dāng)引起的處理措施將被污染的培育瓶統(tǒng)一放在高壓蒸汽滅菌鍋內(nèi)進(jìn)行高壓蒸汽滅菌，然后再打開培育瓶進(jìn)行清洗1．下列哪組符合天竺葵組織培育的基本步驟()A．制備MS培育基→外植體消毒→接種→培育→移栽→栽培B．制備MS培育基→外植體消毒→接種→培育→栽培→移栽C．制備MS培育基→外植體消毒→接種→栽培→培育→移栽D．制備MS培育基→外植體消毒→接種→移栽→培育→栽培A[移栽是指將培育基上培育的幼苗長(zhǎng)壯后移栽到土壤中，栽培是對(duì)移栽后的幼苗進(jìn)行精細(xì)管理培育的過(guò)程，應(yīng)先移栽后栽培。]2．下圖是胡蘿卜的韌皮部細(xì)胞通過(guò)無(wú)菌操作，接入試管內(nèi)的培育基后，在肯定的條件下形成試管苗的培育過(guò)程。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)要促進(jìn)植物細(xì)胞分裂生長(zhǎng)，培育基中應(yīng)含有養(yǎng)分物質(zhì)和植物激素，養(yǎng)分物質(zhì)包括________和小分子有機(jī)物；植物激素包括細(xì)胞分裂素和________兩類。(2)此過(guò)程依據(jù)的原理是___________________________________________。A階段和B階段細(xì)胞進(jìn)行的分裂方式主要是______，B階段除了細(xì)胞分裂外，還進(jìn)行細(xì)胞________。(3)此過(guò)程要無(wú)菌操作，主要是指對(duì)________進(jìn)行滅菌。B階段須要光照，緣由是__________________________________________________________________________________________________________________________。(4)試管苗的根細(xì)胞中沒(méi)有葉綠素，而葉的葉肉細(xì)胞中具有葉綠素，這是________________的結(jié)果。(5)將胡蘿卜韌皮部組織塊接種到培育基上時(shí)，為防止雜菌污染，應(yīng)如何操作？________________________________________________________________。[解析](1)植物組織培育運(yùn)用的培育基中應(yīng)含有供植物組織細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育所須要的無(wú)機(jī)物和小分子有機(jī)物，還需有調(diào)整細(xì)胞發(fā)育方向的細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素等植物激素。(2)植物細(xì)胞的全能性是植物組織培育的理論基礎(chǔ)，脫分化和再分化階段中細(xì)胞的增殖方式均為有絲分裂，再分化階段愈傷組織經(jīng)細(xì)胞有絲分裂和分化形成試管苗。(3)植物組織培育過(guò)程肯定要做到無(wú)菌操作，包括外植體、培育基、容器、接種工具等均應(yīng)消毒滅菌，其中培育基的滅菌最為重要；再分化階段須要光照，因?yàn)橛兹~中葉綠素的合成須要光照條件。(4)同一植株的全部體細(xì)胞所含有的遺傳信息相同，但表達(dá)不同，故形態(tài)、功能存在差異。(5)酒精燈火焰旁溫度較高，可有效殺死空氣中的細(xì)菌。[答案](1)無(wú)機(jī)物生長(zhǎng)素(2)植物細(xì)胞的全能性有絲分裂分化(3)培育基芽發(fā)育成葉，葉肉細(xì)胞中葉綠素的形成須要光照條件(4)基因選擇性表達(dá)(5)接種要在酒精燈火焰旁進(jìn)行[課堂小結(jié)]學(xué)問(wèn)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心語(yǔ)句歸納1.植物組織培育的理論基礎(chǔ)是植物細(xì)胞的全能性。2.植物組織培育的一般過(guò)程：離體的植物器官、組織或細(xì)胞eq\o(→,\s\up15(脫分化))愈傷組織eq\o(→,\s\up15(再分化))根、芽→植物體。(外植體)3.影響植物組織培育的因素有植物材料、養(yǎng)分物質(zhì)、植物激素及pH、溫度、光照等。4.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。5.植物組織培育的試驗(yàn)操作流程：打算→配制MS培育基→滅菌→取材與接種→視察與記錄→轉(zhuǎn)接培育→煉苗→移栽。6.進(jìn)行組織培育時(shí)要配備三種培育基，分別是誘導(dǎo)愈傷組織形成的培育基、誘導(dǎo)生根的培育基和誘導(dǎo)分化芽培育基，期間進(jìn)行兩次轉(zhuǎn)接。1．下列關(guān)于植物組織培育中植物激素運(yùn)用的說(shuō)法，不正確的是()A．植物組織培育中關(guān)鍵性激素是生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素B．先運(yùn)用生長(zhǎng)素，后運(yùn)用細(xì)胞分裂素，有利于細(xì)胞分裂和分化C．先運(yùn)用細(xì)胞分裂素，后運(yùn)用生長(zhǎng)素，細(xì)胞既分裂也分化D．同時(shí)運(yùn)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B[在植物組織培育中，先運(yùn)用生長(zhǎng)素，后運(yùn)用細(xì)胞分裂素，有利于細(xì)胞分裂，但細(xì)胞不分化；先運(yùn)用細(xì)胞分裂素后運(yùn)用生長(zhǎng)素，對(duì)細(xì)胞的分裂和分化均有利。]2．影響植物組織培育的因素包括()①培育基的配制②外植體的選?、奂に氐倪\(yùn)用④消毒⑤溫度、pH、光照A．①②③④⑤ B．①②③C．①②③④ D．①②③⑤A[植物組織培育過(guò)程受多種外界因素的影響，其中包括溫度、光照、pH等，而培育基的成分、外植體的選取和消毒是否嚴(yán)格等也影響植物組織培育。]3．無(wú)菌技術(shù)是植物組織培育能否獲得勝利的關(guān)鍵，以下說(shuō)法正確的是()①由于植物組織培育所利用的植物材料體積小、抗逆性差，對(duì)無(wú)菌操作的要求特別嚴(yán)格②對(duì)培育基用高壓蒸汽滅菌③對(duì)培育材料進(jìn)行表面消毒時(shí)，一方面要考慮藥劑的消毒效果，另一方面還要考慮植物材料的耐受實(shí)力④培育中不同藥劑、不同植物材料，甚至不同器官要區(qū)分對(duì)待⑤對(duì)培育材料可用高壓蒸汽滅菌⑥假如不當(dāng)心引起污染，可能將造成培育工作前功盡棄A．①②③④⑤ B．①②③④C．①②③④⑥ D．①②③④⑤⑥C[不同的材料或?qū)ο螅杉{的滅菌或消毒方法不同；對(duì)培育材料不能采納高壓蒸汽滅菌，否則會(huì)導(dǎo)致培育材料死亡；在操作過(guò)程中肯定要嚴(yán)格遵守?zé)o菌操作，以免污染，造成培育工作前功盡棄。]4．如圖表示花藥培育及單倍體育種的大致過(guò)程，據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)過(guò)程①是把幼小的花藥分別出來(lái)，在無(wú)菌條件下放在MS培育基上進(jìn)行培育，配制該培育基時(shí)，須要的物質(zhì)應(yīng)當(dāng)有___________________________________________________________________________________________________________________