生物 第四部分 淺嘗現(xiàn)代生物技術(shù) 第7課時 植物的組織培養(yǎng)同步備課 浙科版選修1

第7課時植物的組織培養(yǎng)第四部分淺嘗現(xiàn)代生物技術(shù)考試要求知識內(nèi)容考試屬性及要求考情解讀植物的組織培養(yǎng)加試1.進(jìn)行菊花的組織培養(yǎng)。2.嘗試植物激素的應(yīng)用。3.說明植物組織培養(yǎng)的原理。內(nèi)容索引一、植物的組織培養(yǎng)二、菊花的組織培養(yǎng)過程當(dāng)堂檢測一、植物的組織培養(yǎng)基礎(chǔ)梳理1.概念：概念：取一部分植物組織，如葉、芽、莖、根、花瓣或花粉等，在_的條件下接種在三角瓶中的瓊脂培養(yǎng)基上，給予一定的 和 ，使之產(chǎn)生 ，或進(jìn)而生根發(fā)芽。2.原理原理： 。3.過程：過程：外植體 愈傷組織 芽、根 植株無菌溫度光照愈傷組織植物細(xì)胞的全能性脫分化再分化4.實(shí)驗(yàn)中使用的激素實(shí)驗(yàn)中使用的激素(1) 代替生長素，代替細(xì)胞分裂素。(2)兩者的 決定組織是生根還是生芽。細(xì)胞分裂素與生長素的比例 時，誘導(dǎo)芽的生成；細(xì)胞分裂素與生長素的比例 時，愈傷組織繼續(xù)生長而不分化；細(xì)胞分裂素與生長素的比例 時，會趨于生根。人工合成的萘乙酸人工合成的芐基腺嘌呤摩爾濃度比高大致相等低問題探究閱讀教材，結(jié)合所學(xué)知識和提供的材料分析下面的內(nèi)容。煙草植株的組織培養(yǎng)過程如下圖所示：答案1.根據(jù)圖示植物組織培養(yǎng)的過程，回答相關(guān)問題。(1)B是 組織，其特點(diǎn)是：細(xì)胞排列 ，是一種高度_化的呈無定形狀態(tài)的 細(xì)胞。(2)A過程是 ，是指由高度分化的植物組織或細(xì)胞產(chǎn)生 的過程，又叫去分化。(3)C過程是 ，是指 重新分化成根或芽等器官的過程。愈傷疏松而無規(guī)則液泡薄壁脫分化愈傷組織再分化愈傷組織答案(4)植物體上的細(xì)胞沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化成了不同的組織器官，這說明植物細(xì)胞全能性表達(dá)需要在 的條件下進(jìn)行。(5)全能性表達(dá)的條件離體的植物組織或細(xì)胞，在一定的 、 和其他外界條件的作用下就可能表現(xiàn)出全能性，發(fā)育成完整植株。離體的植物組織或細(xì)胞叫做外植體。離體營養(yǎng)物質(zhì)激素2.激素在植物組織培養(yǎng)過程中的作用(1)培養(yǎng)基中加入的植物激素是 和 。(2)兩者的 決定組織是生根還是生芽。(3)在植物組織培養(yǎng)中，應(yīng)把握好生長素和細(xì)胞分裂素的濃度、用量比例及使用順序。下表為生長素和細(xì)胞分裂素使用先后順序?qū)χ参锛?xì)胞發(fā)育方向的影響。使用順序?qū)嶒?yàn)結(jié)果先使用生長素，后使用細(xì)胞分裂素有利于細(xì)胞 ，但_先使用細(xì)胞分裂素，后使用生長素細(xì)胞既分裂也分化_分化頻率提高答案生長素細(xì)胞分裂素摩爾濃度比同時使用分裂細(xì)胞不分化答案3.植物組織培養(yǎng)的關(guān)鍵條件有哪些？體內(nèi)細(xì)胞未表現(xiàn)全能性的原因是什么？答案答案條件之一：離體，一定的營養(yǎng)物質(zhì)，激素(生長素、細(xì)胞分裂素)等；條件之二：培養(yǎng)基狀態(tài)：固體培養(yǎng)基(需脫分化生根培養(yǎng)基及發(fā)芽培養(yǎng)基)。體內(nèi)細(xì)胞未表現(xiàn)全能性的原因是基因的表達(dá)具有選擇性。答案4.熱圖解讀：在植物組織培養(yǎng)再分化階段中，逐漸改變培養(yǎng)基中植物激素X和植物激素Y的濃度比，細(xì)胞群的變化情況如下圖所示：若培養(yǎng)基中植物激素X的濃度為a、植物激素Y的濃度為a0.2，則細(xì)胞群分化的結(jié)果最可能是 試管，分析圖可知，植物激素X的濃度小于植物激素Y的濃度時，有利于 的分化。C根活學(xué)活用1.下列關(guān)于影響植物組織培養(yǎng)的因素中，說法正確的是A.不同植物組織培養(yǎng)的難易程度不同，同一種植物材料培養(yǎng)的難易程度 相同B.在植物組織培養(yǎng)中，培養(yǎng)基中必須添加植物激素C.植物激素中生長素和細(xì)胞分裂素的作用是互相獨(dú)立的D.pH、溫度、光照條件等對植物組織培養(yǎng)特別重要答案解析解析解析不同植物組織培養(yǎng)的難易程度不同，同一種植物材料也會因年齡、保存時間的長短等導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不同；在植物組織培養(yǎng)中，培養(yǎng)基中常常要添加植物激素，但不是都必須添加植物激素，如菊花莖段組織培養(yǎng)不必添加植物激素；各種植物激素的作用是相互聯(lián)系的，而不是互相獨(dú)立的。2.下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)中植物激素的使用的說法中，不正確的是A.植物組織培養(yǎng)中的關(guān)鍵性激素是生長素和細(xì)胞分裂素B.先使用生長素，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，后使用生長素，細(xì)胞既分裂又分化D.同時使用生長素和細(xì)胞分裂素時，兩者用量的比例影響植物細(xì)胞的 發(fā)育方向答案解析解析解析用于植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中除營養(yǎng)成分外，還需添加植物激素，一般包括生長素和細(xì)胞分裂素；外植體脫分化、再分化的誘導(dǎo)方向取決于二者的比例。先使用生長素，后使用細(xì)胞分裂素，有利于細(xì)胞分裂，但細(xì)胞不分化；先使用細(xì)胞分裂素，后使用生長素，對細(xì)胞的分裂和分化均有利。答案一題多變一題多變判斷正誤：(1)植物組織培養(yǎng)就是將離體的細(xì)胞、組織、器官等培育成愈傷組織( )(2)植物組織培養(yǎng)的原理是植物細(xì)胞的全能性( )(3)培養(yǎng)基中生長素和細(xì)胞分裂素的比例會影響脫分化和再分化( )(4)植物組織培養(yǎng)過程需要嚴(yán)格的無菌操作( )二、菊花的組織培養(yǎng)過程基礎(chǔ)梳理1.發(fā)芽培養(yǎng)基和生根培養(yǎng)基的比較發(fā)芽培養(yǎng)基和生根培養(yǎng)基的比較(1)發(fā)芽培養(yǎng)基：細(xì)胞分裂素摩爾濃度 生長素摩爾濃度的培養(yǎng)基。(2)生根培養(yǎng)基：生長素摩爾濃度 細(xì)胞分裂素摩爾濃度的培養(yǎng)基。2.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以菊花為材料進(jìn)行組織培養(yǎng)，首先，用細(xì)胞分裂素相對較多和生長素相對較少的培養(yǎng)基( 培養(yǎng)基)進(jìn)行培養(yǎng)，使其長出較多的叢狀苗；然后，將叢壯苗分株培養(yǎng)。分株后，再移入含有較多生長素的培養(yǎng)基( 培養(yǎng)基)中，使其生根；將生根的苗從三角瓶中移至 中繼續(xù)生長，待苗健壯后再移至土中。大于大于發(fā)芽生根草炭土或蛭石3.菊花的組織培養(yǎng)操作流程菊花的組織培養(yǎng)操作流程配制_MS固體培養(yǎng)基(1)配制各種母液配制培養(yǎng)基滅菌(2)培養(yǎng)基由大量元素、微量元素、有機(jī)成分組成(3)在菊花組織培養(yǎng)中，可以不添加植物激素，因?yàn)槠淝o 段培養(yǎng)較容易外植體的消毒：用 和 溶液對外植體進(jìn)行消毒， 注意時間不能太長70%的乙醇5%的次氯酸鈉接種：接種過程中插入外植體時 朝上，每個錐形瓶接種23個 外植體。外植體接種與細(xì)菌接種相似，操作步驟相同，而且都要求 操作培養(yǎng)：應(yīng)該放在無菌箱中進(jìn)行， 并定期進(jìn)行消毒， 保持適宜的 和_移栽：將生根的苗從錐形瓶中移至草炭土或蛭石中繼續(xù)生長，苗健壯后再 移至土中栽培形態(tài)學(xué)上端無菌溫度光照問題探究1.MS培養(yǎng)基(植物組織培養(yǎng)用的培養(yǎng)基)的成分及各成分的作用答案成分作用微量元素和大量元素提供植物細(xì)胞生活所必需的_蔗糖提供碳源，維持_甘氨酸、維生素、煙酸、肌醇滿足離體植物細(xì)胞在正常代謝途徑受一定影響后所產(chǎn)生的特殊營養(yǎng)需求無機(jī)鹽細(xì)胞滲透壓2.與LB培養(yǎng)基相比，MS培養(yǎng)基有何特別之處？答案答案LB培養(yǎng)基以蛋白胨、酵母提取物等有機(jī)營養(yǎng)為主，MS培養(yǎng)基則需提供大量的無機(jī)營養(yǎng)，無機(jī)鹽混合物包括植物生長必需的大量元素和微量元素兩大類。此外進(jìn)行植物組織培養(yǎng)，培養(yǎng)基中需添加特定配比的生長素和細(xì)胞分裂素。3.進(jìn)行植物組織培養(yǎng)時為何必須保障“無菌”？為此需對外植體、培養(yǎng)基分別進(jìn)行何種處理？答案答案若有雜菌污染，一方面可爭奪營養(yǎng)，更重要的是可以產(chǎn)生毒素，從而使外植體受毒害而死亡，故必須保障無菌操作。為保障無菌，外植體需消毒，培養(yǎng)基則必須予以高壓蒸汽滅菌。答案4.在選取菊花莖段時，為何要選取生長旺盛的嫩枝？答案答案外植體的生理狀態(tài)是成功進(jìn)行組織培養(yǎng)的重要條件之一，生長旺盛的嫩枝生理狀況好，容易誘導(dǎo)脫分化和再分化。5.不同植物、不同組織的生根和生芽是否都可使用與本實(shí)驗(yàn)相同的生長素和細(xì)胞分裂素濃度？答案答案不可以。6.本實(shí)驗(yàn)用人工合成的激素，而不用植物中存在的天然激素，為什么？答案答案天然激素都有相應(yīng)的使之分解的酶，所以作用時間短，而人工合成的激素，植物體內(nèi)沒有分解酶，作用時間長，效果顯著。答案小貼士小貼士 影響植物組織培養(yǎng)的因素及成功的關(guān)鍵(1)影響因素內(nèi)部因素：材料的選取。外部因素：營養(yǎng)成分的種類及配比；植物激素的用量及使用順序；pH、溫度、光照等。(2)獲得成功的關(guān)鍵植物組織培養(yǎng)所利用的植物材料體積小、抗逆性差、對培養(yǎng)條件要求較高。培養(yǎng)材料一旦被微生物污染，就會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。原因是微生物增殖快，生長迅速，消耗養(yǎng)分多，并產(chǎn)生代謝廢物毒害培養(yǎng)材料。無菌技術(shù)主要包括對操作空間、實(shí)驗(yàn)用具、實(shí)驗(yàn)材料以及操作者的消毒或滅菌。活學(xué)活用3.下列關(guān)于MS培養(yǎng)基與微生物培養(yǎng)基的配方的不同之處，說法錯誤的是A.MS培養(yǎng)基中常常添加植物激素，微生物培養(yǎng)基中不需要B.MS培養(yǎng)基中的碳源和能源是蔗糖，微生物培養(yǎng)基中的碳源和能源主要 是葡萄糖C.MS培養(yǎng)基中需提供植物生長必需的大量元素和微量元素D.MS培養(yǎng)基中不需加維生素，微生物培養(yǎng)基中要加維生素作生長因子解析解析MS培養(yǎng)基中需要加入甘氨酸、維生素等物質(zhì)，主要是為了滿足離體植物細(xì)胞在正常代謝途徑受到一定影響后所產(chǎn)生的特殊營養(yǎng)需求。答案答案解析答案4.以野生菊花為材料進(jìn)行的組織培養(yǎng)步驟如下圖所示：請回答：(1)按照菊花的需求量，MS培養(yǎng)基由大量元素、微量元素和 組成。MS培養(yǎng)基含有十幾種化合物，配制不方便也難以稱量準(zhǔn)確，可將培養(yǎng)基中的各種成分?jǐn)U大510倍分別稱量，配成 ，用于稀釋。有機(jī)成分母液(2)步驟X中的野生菊花一般選擇A.開過花的老枝B.未開花植株的莖上部新萌生的側(cè)枝C.正在開花的枝條D.任何枝條均可答案(3)野生菊花外植體在接種前要用70%的 和5%的 溶液進(jìn)行表面消毒。(4)過程A在無菌的條件下把消毒后的野生菊花外植體接種在三角瓶的瓊脂培養(yǎng)基上，給予適宜條件，使之產(chǎn)生愈傷組織。過程B要在_ 培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)，使之長出較多的叢狀苗。植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)用人工合成的植物生長調(diào)節(jié)劑，而不用植物中存在的天然激素的原因是_ 。答案乙醇次氯酸鈉發(fā)芽(或細(xì)胞分裂素多于生長素)人工合成的植物生長調(diào)節(jié)劑在植物中沒有相應(yīng)分解的酶，作用時間長，作用效果明顯(意思合理即可)(5)步驟Y表示 ，再移植到土中培養(yǎng)(定植)，即可長成植株并開花。答案移栽鍛煉一題多變一題多變判斷正誤：(1)二倍體植株的花粉經(jīng)脫分化與再分化后可得到穩(wěn)定遺傳的植株( )(2)培育草莓脫毒苗所采用的主要技術(shù)是植物組織培養(yǎng)( )(3)脫分化過程不需要植物激素，植物激素只有在再分化過程中發(fā)揮作用( )(4)由于植物細(xì)胞都具有全能性，所以菊花的組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中選材不會影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)果( )答案課堂小結(jié)植物的組織培養(yǎng)全能性脫分化再分化MS固體植物激素培養(yǎng)成叢狀苗當(dāng)堂檢測1.影響植物組織培養(yǎng)的因素包括培養(yǎng)基的配制 外植體的選取 激素的使用消毒 溫度、pH、光照A. B.C. D.解析解析植物組織培養(yǎng)過程受多種外界因素的影響，其中包括溫度、光照、pH等，而培養(yǎng)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養(yǎng)。2341答案解析2.下列對植物組織培養(yǎng)過程中脫分化的敘述，正確的是A.植物體的分生組織通過細(xì)胞分裂產(chǎn)生新細(xì)胞的過程B.體內(nèi)分化的細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生改變的過程C.高度分化的植物器官、組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過程D.愈傷組織分裂產(chǎn)生大量相同細(xì)胞的過程答案23413.在植物組織培養(yǎng)過程中，生長素用量與細(xì)胞分裂素用量的比值高時，下列描述正確的是A.有利于根的分化和芽的形成B.不利于根的分化和芽的形成C.有利于芽的形成，抑制根的分化D.有利于根的分化，抑制芽的形成答案解析2341解析解析生長素用量與細(xì)胞分裂素用量的比值高時，有利于根的分化，抑制芽的形成；比值低時，有利于芽的分化，抑制根的形成；比值適中時，促進(jìn)愈傷組織的形成。23414.下圖為植物(菊花)組織培養(yǎng)過程示意圖，請回答下列問題：(1)培養(yǎng)基和培養(yǎng)基分別為 和 ，兩者最主要的區(qū)別是_。解析2341答案發(fā)芽培養(yǎng)基生根培養(yǎng)基 發(fā)芽培養(yǎng)基中細(xì)胞分裂素的含量大于生長素的含量，而生根培養(yǎng)基中生長素的含量大于細(xì)胞分裂素的含量2341解析解析菊花組織在培養(yǎng)基中形成愈傷組織后長出叢芽，在培養(yǎng)基中生根后形成試管苗，所以是發(fā)芽培養(yǎng)基，是生根培養(yǎng)基，兩者最主要的區(qū)別是發(fā)芽培養(yǎng)基中細(xì)胞分裂素的含量大于生長素的含量，而生根培養(yǎng)基中生長素的含量大于細(xì)胞分裂素的含量。(2)若該培養(yǎng)基是MS固體培養(yǎng)基，則其基本組成是 、 、有機(jī)成分、激素和瓊脂。解析解析MS固體培養(yǎng)基由大量元素、 微量元素和有機(jī)成分、 激素、 瓊脂組成。解析2341答案大量元素微量元素(3)愈傷組織發(fā)芽的根本原因是 。解析解析愈傷組織發(fā)芽是再分化的過程，其根本原因是基因的選擇性表達(dá)。解析2341答案基因的選擇性表達(dá)(4)菊花組織在接種到培養(yǎng)基之前需進(jìn)行 處理，整個組織培養(yǎng)過程需在 條件下進(jìn)行。解析解析菊花組織在接種到培養(yǎng)基之前必須先進(jìn)行消毒處理，整個組織培養(yǎng)過程必須在無菌條件下進(jìn)行。解析2341答案消毒無菌(5)本實(shí)驗(yàn)用人工合成的激素，而不是植物中存在的天然激素的原因是 。解析解析人工合成的植物激素具有容易合成、原料廣泛、效果穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，因此在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。解析2341答案人工合成的激素易合成、原料廣泛、效果穩(wěn)定