资源简介

专题3
植物的组织培养技术
课题1
菊花的组织培养
【课标要求】
尝试植物的组织培养。
【考纲要求】
植物的组织培养。
【学习目标】
1.熟记植物组织培养的基本原理，菊花组织培养过程中使用的无菌操作技术。
2.大胆质疑，小组合作，熟悉植物组织培养的基本过程，归纳总结影响植物组织培养的因素。
3.激情投入，全力以赴，了解植物组织培养技术在生产中的应用。
【使用说明与学法指导】
1.先认真观看实验视频，再参考教材P32—36的内容，明确回答预习案和探究案设定的问题。
2.问题回答时间：20—30分钟；预习自测时间：10—15分钟。
3.课下和早早读期间，背诵“记忆一箩筐”。
预习案（25分钟内完成）
1、植物组织培养的理论基础？植物体细胞发育成完整植株的条件？
2、细胞分化的概念？为什么已经分化了的细胞要在离体的条件下发育成完整的植株不容易？
3、愈伤组织的结构特点？脱分化和再分化的概念？
4、植物组织培养的基本过程包括哪几个步骤？
5、不同使用顺序对实验结果的影响
不同用量比例对发育方向的影响
6、实验室一般使用什么来制备MS培养基？具体操作步骤包括？
7、将菊花茎段插入培养基时应注意什么？为什么？
8、在接种时，你打算做几个重复组？你打算设置对照实验吗？
9、在移栽生根的菊花试管苗之前，应进行的操作是？
探究案（20分钟内完成）
探究点一：离体的植物组织和细胞培养常用的MS培养基，常常需要添加什么物质？你能说出MS培养基中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？
探究点二：归纳总结影响植物组织培养的因素。
探究点三：总结组织培养过程中的无菌操作技术。
探究点四：在植物组织培养的过程中，为什么要进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作？
预习自测（8分钟内完成）
植物组织培养是指?
A．离体的植物器官或细胞培育成愈伤组织?
B．愈伤组织培育成植株?
C．离体的植物器官、组织或细胞培养成完整植物体?D．愈伤组织形成高度液泡化组织
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?
3、植物细胞表现出全能性的必要条件是?
A.导入其他植物细胞的基因?
B.将成熟的细胞核移植到去核的卵细胞中
C.用适当浓度的秋水仙素处理?
D.脱离母体后，给予适宜的营养和适宜的温度等外界条件?
4、下列关于愈伤组织的说法中不正确的是
A.愈伤组织的细胞能够进行细胞分裂?
B.用叶培养形成的愈伤组织细胞能够进行光合作用
C.培养愈伤组织的培养基中应含有有机养料?D.人们可以从愈伤组织中提取所需物质?
5、植物组织培养过程中的脱分化是指
A.植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞?
B.未成熟的种子经过处理培育出幼苗的过程?
C.植物的器官、组织或细胞，通过离体培养产生愈伤组织的过程?D.取植物的枝芽培育成一株新植物的过程
6、在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的?
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?
7、甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的?
有丝分裂??B.分化???C.减数分裂???D.全能性
8、下图表示水稻的花药通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下形成试管苗的培育过程。已知该水稻是二倍体(24条染色体)，基因型为AaBb。
（1）要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有
和
两类植物激素。
（2）愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规则的细胞团，愈伤组织形成中，必须从培养基中获得
以及小分子有机物等营养物质。
愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再由芽发育成茎和叶，这一过程必须给予光照，其原因
是
利用光能制造有机物，供试管苗生长发育。
（4）试管苗的细胞核中含有
条脱氧核苷酸长链。
（5）培育成的试管苗，可能出现的基因型有
。
记忆一箩筐：
知识点一
基础知识
1.植物组织培养的基本过程
⑴植物组织培养的概念：在无菌和人工控制的营养及环境条件下，将外植体（离体的植物器官、组织片段或细胞）培育成完整植物的技术。
⑵植物组织培养的理论基础：全能性。
①全能性的概念：高度分化的细胞仍具有形成完整个体的潜能。
②植物细胞全能性表达的条件：a.植物细胞处于离体状态；b.无菌环境c.种类齐全、比例适宜的营养物质；
d.适宜的温度、pH、光照等环境条件；e.适宜的植物激素（如生长素和细胞分裂素）。
⑶植物组织培养的基本过程
①细胞分化：在个体发育过程中，相同细胞的后代在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。
②脱分化：由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程，也叫去分化。③愈伤组织：离体的植物组织通过细胞分裂形成的排列疏松而无规则、高度液泡化的、呈无定形状态的薄壁细胞。
④再分化：愈伤组织经培养，重新分化成根或芽等器官的过程。
2.影响植物组织培养的因素
⑴外植体的选取
①不同植物的组织培养难度不同；
②对于同一种植物，材料的年龄、保存时间的长短等也会影响实验结果。
⑵培养基的配制
①MS培养基主要成分为大量元素、微量元素、有机物、植物激素。
②各种成分的作用
a.大量元素和微量元素提供植物细胞生活所必需的无机盐；b.蔗糖为植物提供碳源，同时维持植物细胞的渗透压；c.甘氨酸、维生素等物质满足离体植物细胞的特殊营养需求。
⑶植物激素的影响
①作用：启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。在生长素存在的情况下，细胞分裂素的作用呈现加强的趋势。
②不同使用顺序对实验结果的影响
③不同用量比例对发育方向的影响
用量比例
发育方向
生长素＞细胞分裂素
有利于根的分化，抑制芽的形成
生长素＜细胞分裂素
有利于芽的分化，抑制根的形成
比例适中
促进愈伤组织的生长
使用顺序
实验结果
先使用生长素，后使用细胞分裂素
有利于细胞分裂，但细胞不分化
先使用细胞分裂素，后使用生长素
细胞既分裂也分化
同时使用
分化频率提高
⑷其他因素（以菊花组培为例）：
①pH：5.8②温度：18～22℃
③光照：日光灯照射12h/天
知识点二
实验操作
知识点三
结果分析与评价
1.外植体被污染的原因
⑴选材不当：老的材料比幼嫩的材料带菌多，田间的材料比温室的材料带菌多。
⑵外植体消毒不彻底。
⑶人为污染。
2.脱分化和再分化情况分析
⑴脱分化成功：培养出了愈伤组织
⑵再分化成功：培养出了根和芽
3.操作成功判断标准
统计成活率，分析是否符合无菌要求
知识点四
课题延伸
1.植物组织培养的意义
快速繁殖优良品种
培养无病毒植株
避免基因丢失
花卉连续生产等
2.容易进行组织培养的植物
通常选用容易进行无性繁殖的植物，如芦荟、豆瓣绿、秋海棠、月季等。
预习自测参考答案：
1-5
C
C
D
B
C
6-7
C
C
8、（1）细胞分裂素；生长素（2）水、矿质元素。（3）光照促进愈伤组织分化形成叶绿体，长出幼叶后可以。（4）24（5）AB、Ab、aB、ab。
制备MS固体培养基
配置
母液
①大量元素浓缩10倍
②微量元素浓缩100倍
③激素、维生素、用量小的有机物单独配制成质量浓度1mg/mL的母液
配置
培养基
顺序：蒸馏水→琼脂→大量元素→微量元素→有机物→植物激素→蒸馏水定容→调pH→分装至锥形瓶
灭菌
进行高压蒸汽灭菌
外植体消毒
选取菊花茎段
取生长旺盛的嫩枝
消毒顺序
流水冲洗→用洗衣粉刷洗→流水冲洗20min→无菌吸水纸吸干水分→70%酒精浸泡6～7s→无菌水清洗→无菌吸水纸吸干水分→0.1%氯化汞浸泡1～2min→无菌水清洗3次
接
种
消毒
灭菌
①70%酒精擦拭工作台
②所有操作均在酒精灯火焰附近进行
③每次使用器械后，都用火焰灼烧灭菌
接种
将菊花茎段在无菌培养皿中切成0.5～1cm长的小段，每瓶接种6～8块，注意不要倒插，
培
养
场所
无菌培养箱中，定期消毒
温度
18～22℃
光照
日光灯照射12h/天
移栽
打开封口膜，培养间内生长几日→流水清洗根部培养基→移植到消毒的蛭石或珍珠岩→幼苗长壮后移栽到土壤中
每天观察并记录幼苗生长情况，适时浇水、施肥，直至开花
栽培
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