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课题1 菊花的组织培养
学习目标
1.说明植物组织培养的基本原理。
2.学习植物组织培养的基本技术。
3.进行菊花或其他植物的组织培养。
学习重点与难点
重点：1.植物组织培养的相关概念和过程
2.影响植物组织培养的因素
3.植物组织培养过程中使用的无菌技术。
难点：1.影响植物组织培养的因素。
2.植物组织培养过程中使用的无菌技术。
自主探究
1． 植物组织培养的相关概念和基本过程
1. 植物组织培养的相关概念
（1）细胞分化：植物的个体发育过程中，细胞在__________、__________和__________上都会出现稳定性的差异，形成这些差异的过程就叫做细胞分化。细胞分化是基因__________的结果。
（2）细胞的全能性：__________的植物细胞仍然具有发育成为__________的潜能。细胞全能性是组织培养的基本原理。
（3）愈伤组织：由离体的植物器官、组织或细胞在一定的培养条件下经过__________过程形成的组织，就叫愈伤组织，愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一种__________的呈无定形状态的__________。
（4）脱分化：由__________的植物组织或细胞产生__________的过程，称为脱分化，又叫去分化。
（5）再分化：脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成__________，这个过程叫做再分化。
（6）外植体：用于离体培养的植物器官或组织片段。
2. 植物组织培养的基本过程
移植
——→试管苗———→完整的植物体
2． 影响植物组织培养的因素
1.内部因素：不同的植物组织，培养的难易程度差别很大。同种植物材料，__________ ，__________ 等也会影响实验结果。菊花的组织培养，一般选择 __________的茎上部新萌生的侧枝。
2.外部因素：（1）营养条件 常用的是__________ 培养基，其主要成分包括： __________，如_____________________________；__________ ，如______________________________ ；__________ 等。
（2）植物激素 植物激素中__________ 和__________ 是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性因素。____________________、____________________ 以及__________ 等，都会影响实验结果。
（3）环境因素 __________ 、__________ 、 __________等条件也能影响植物组织培养。菊花组织培养，一般PH控制在 __________ ；温度控制在 __________ ；每天用日光灯照射__________小时。
【思考】(1)MS培养基中，各种营养成分各有什么作用？与微生物培养基的配方相比，有什么不同
(2)生长素使用的先后顺序、用量比例不同分别会造成哪些影响？
三、实验操作过程
1.制备MS固体培养基
实验室一般使用4℃保存的配制好的培养基母液来制备
（1）配制各种母液。
配制母液时，大量元素浓缩__________ ，微量元素浓缩__________ 。常温保存。激素类、维生素类以及用量比较小的有机物可以按照1mg/ml的质量浓度单独配制母液。用母液配制培养基时，需要根据各种母液的浓缩倍数，计算用量。
（2）配制培养基。
配制1LMS培养基时，将称量好的琼脂加入800mL蒸馏水，加热熔化，然后加入蔗糖30g,依次加入母液，定容至1000mL。__________，然后分装到锥形瓶中，每瓶分装__________。
（3）灭菌。高压蒸汽灭菌
2、外植体消毒
选取菊花茎段时，要取 ____________________。
无菌技术包括培养基消毒灭菌和植物材料（外植体）的消毒灭菌。对培养材料进行表面灭菌时，一方面要考虑_______________；另一方面还要考虑植物材料的__________。不同药剂、不同植物材料，甚至不同器官要区别对待。一般情况下，细菌污染可能是由接种人员造成的，真菌污染可能是_________灭菌不当。
过程：流水冲洗→软刷刷洗→流水冲洗①过程
流水冲洗→软刷刷洗→流水冲洗__________→无菌吸水纸吸干外植体表面→体积分数为__________的酒精中摇动2～3次，持续__________→无菌水清洗→无菌吸水纸吸干外植体表面→质量分数为0.1﹪的__________溶液中1～2min→无菌水中至少清洗3次
3、接种
接种前，用体积分数70%的酒精将工作台擦拭，然后点燃酒精灯。所有的接种操作必须在酒精灯旁进行，并且每次使用器械后，都要用火焰灼烧灭菌
4、培养
接种后的锥形瓶最好放在__________中培养。培养期间定期消毒，温度控制在18-22℃，并且每天用日光灯光照12h
5、移栽
6、栽培
附：一般来说，容易进行__________的植物，也容易进行组织培养。
【思考】：（1）实验操作过程中为什么要进行一系列的消毒、灭菌，实验中是如何做到无菌操作的？
（2）你打算做几组重复？你打算设置对照实验吗？
【知识补充】
1. 无菌技术是植物组织培养能否获得成功的关键
植物组织培养不同于扦插、分根、叶插等常规无性繁殖。由于植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗性差，所以对培养条件的要求较高，对无菌操作的要求非常严格。
无菌技术包括培养基消毒灭菌和植物材料（外植体）的消毒灭菌。对培养材料进行表面灭菌时，一方面要考虑药剂的消毒效果；另一方面还要考虑植物材料的耐受能力。不同药剂、不同植物材料，甚至不同器官要区别对待。
2.妥善处理被污染的培养物
即使对于有经验的操作人员，操作后出现培养物被污染的情况也常有。一般情况下，细菌污染可能是由接种人员造成的，如未戴口罩，接种时说话，或手及器械消毒不严等。真菌污染可能是植物材料灭菌不当。
3.你能说出各种营养物质的作用吗？同专题2中微生物培养基的配方相比，MS培养基的配方有哪些明显的不同？
微量元素和大量元素提供植物细胞生活所必需的无机盐；蔗糖提供碳源，同时能够维持细胞的渗透压；甘氨酸、维生素等物质主要是为了满足离体植物细胞在正常代谢途径受到一定影响后所产生的特殊营养需求。微生物培养基以有机营养为主。与微生物的培养不同，MS培养基则需提供大量无机营养，无机盐混合物包括植物生长必须的大量元素和微量元素两大类。
3. 植物组织培养技术的应用
植物组织培养技术的应用范围是很广的，除了快速繁殖、培育无病毒植物外，还可以通过大规模的植物细胞培养来生产药物、食品添加剂、香料、色素和杀虫剂等。例如，从大量培养的紫草愈伤组织中提取的紫草素，是制造治疗烫伤和割伤的药物以及染料和化妆品的原料。用植物组织培养的方法，诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状结构，包裹上人造种皮，制成人工种子，可以解决有些作物品种繁殖能力差，结子困难或发芽率低等问题。此外，转基因植物的培育，也要用到植物组织培养的方法。
巩固提高
1、把胡萝卜的单个韧皮部的细胞放入配制的培养基上培养，获得了许多完整的植株。这种繁殖方式和细胞工程技术分别属于（ ）
A.孢子生殖和细胞杂交技术 B.无性生殖和植物组织培养
C.配子生殖和细胞拆合技术 D.卵式生殖和细胞培养
2、下面有关细胞分化的叙述不正确的是（ ）
A、细胞分化发生在生物体的整个生命过程中
B、细胞分化仅发生在胚胎时期
C、经过细胞分化会形成各种步同的细胞和组织
D、细胞分化是一种持久的变化。
3、关于细胞分化的叙述，下列哪一项是错误的（ ）
A、细胞分化是一种持久的变化，它发生在生物体的整个生命过程
B、细胞分化在胚胎时期达到最大限度
C、随着分化的进行，细胞中的遗传物质的种类会发生变化
D、高度分化的动物细胞的细胞核保持着全能性
4、用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，下列说法错误的是
A．该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的
B．该愈伤组织的细胞没有全能性
C．该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成
D．该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构
5、在外植体脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪个条件是不需要的（ ）
A、消毒灭菌 B、适宜的温度
C、充足的光照 D、 适宜的养料和激素
6、植物组织培养中涉及到的细胞分裂方式是（ ）
A、有丝分裂 B、减数分裂
C、有丝分裂 D、既有有丝分裂又有减数分裂
7、再植物组织培养过程中，愈伤组织的形成和形态发生是十分关键的一步。而这除需要必备的营养和一些刺激因素外，还需要起诱导作用的物质，其中包括 （ ）
A.铜、锌等微量元素 B细胞分裂素和生长素
C．蔗糖和葡萄糖 D.维生素和氨基酸
8、MS培养基与微生物培养基相比不同的是（ ）
A． MS培养基不含有机物
B．微生物培养基以有机物为主
C．MS培养基不含微量元素
D．MS培养基需提供大量无机营养
9、当先使用细胞分裂素，后使用生长素时，实验结果：（ ）
A．有利于细胞分裂，但细胞不分化
B．细胞既分裂又分化
C．分化频率高
D．有利分化，但不分裂
10、某同学在做菊花组织培养时，操作完成后三天观察，有的瓶内外植体已经死亡，你认为死亡的原因不可能的是（ ）
A、培养条件比如PH、温度等不适宜
B、接种时外植体未灭菌
C、接种工具消毒后未冷却就接种外植体
D、将菊花茎段倒插入培养基中
11.下列那组符合菊花组织培养的基本步骤（ ）
A．制备MS培养基→ 外植体消毒→ 接种→ 培养→ 移栽→ 栽培
B．制备MS培养基→ 外植体消毒→ 接种→ 培养→ 栽培→ 移栽
C．制备MS培养基→ 外植体消毒→ 接种→ 栽培→ 培养→ 移栽
D．制备MS培养基→ 外植体消毒→ 接种→ 移栽→ 培养→ 栽培
12.植物组织培养技术的理论基础之一是：
A.植物细胞的完整性 B.植物细胞的多样性 C.植物细胞的全能性 D.植物细胞杂交
13. 细胞具有全能性的原因是
A.生物体细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能
B.生物体的每一个细胞都具有全能性
C.生物体的每一个细胞都含有个体发育的全部基因
D.生物体的每一个细胞都是由受精卵发育来的
14. 下列植物细胞全能性最高的是
A.形成层细胞 B.韧皮部细胞 C.木质部细胞 D.叶肉细胞
15. 某园艺场经过长期精心选育，培养出一株形态优美的兰花，如果要保持母本的优良性状，并尽快大规模繁殖，最适合的繁殖方式是 （ ）
A．分裂生殖 B．有性生殖 C．孢子生殖 D．组织培养
16. 某株名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。为了防止性状分离并快速繁殖，可以利用该植株的一部分器官或组织进行离体培养，发育出完整的植株。进行离体培养时不应采用该株的 （ ）
A．茎尖 B．子房壁 C．叶片 D．花粉粒
17. 胡萝卜的韧皮部细胞通过组织培养，能发育成新的植株。下列有关的叙述中，不正确的是
A．说明高度分化的植物细胞具有全能性 B．植物细胞的全能性得以表达要离开母体
C．新植株的形成是细胞分裂和分化的结果 D．高度分化的动物细胞也具有全能
18.如图示植物组织培养的简略表示。请据图回答：
脱分化 再分化
① ——→ ②——→ ③——→ ④
(1) ①表示__________ ，它能被培养成为④的根本原因是__________。
(2) ②表示__________，它的细胞特点是______________________________，与①相比，其分化程度__________。
(3) 若想制作人工种子，应选用__________。
(4) 若利用此线技术执照治疗烫伤的药物紫草素，培养将进行到__________（填编号）。
(5) ①若是胡萝卜根细胞，则培养成的④的叶片的颜色是__________，说明根尖细胞____________________。
离体的植物组织、器官或细胞
组织培养
脱分化
愈伤组织
组织培养
再分化
根、芽等器官
人为使用植物激素控制
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