2017-2018年高中生物第5章植物的組織培養(yǎng)技術(shù)第1節(jié)植物快速繁殖技術(shù)學(xué)案中圖版選修1

1、 第一節(jié)植物快速繁殖技術(shù) 一、植物組織培養(yǎng)簡(jiǎn)介 1. 理論基礎(chǔ)：植物細(xì)胞的全能性。 再分化 愈傷組織- -液、芽等器官一完整植株* 愈傷組織的特點(diǎn)：細(xì)胞是一種高度液泡化的薄壁細(xì)胞，呈無定形狀態(tài)，排列疏松而 _ 無規(guī)則，具有很強(qiáng)的分生能力。 (2) 脫分化：由高度分化的細(xì)胞重新恢復(fù)到未分化的狀態(tài)。 (3) 再分化：愈傷組織在適當(dāng)?shù)娜斯づ囵B(yǎng)基上繼續(xù)培養(yǎng)又可以重新分化成芽、 根等器官， 進(jìn)而發(fā)育成一棵完整的植株。 (1) 成分：除含外植體所需的各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外，還需添加生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素兩種植物 激素。 (2) 類型：據(jù)外植體在不同發(fā)育階段的要求, 需配制“脫分化培養(yǎng)基”、 “生芽培養(yǎng)基”、 “生根培

2、養(yǎng)基”。 4無菌條件：培養(yǎng)基的滅菌要徹底、 外植體的消毒要充分、接種時(shí)的無菌操作要嚴(yán)格。 二、月季的快速繁殖程序 1配制培養(yǎng)基 先將各種營(yíng)養(yǎng)成分按比例配制成 MS培養(yǎng)基母液，再利用母液配制所需的三種培養(yǎng)基。 (1) 脫分化培養(yǎng)基：母液中加入質(zhì)量濃度為 0.1 mg/L的6 BA和IAA。 (2) 生芽培養(yǎng)基：去掉脫分化培養(yǎng)基中的 JAA即可。 1 一 (3) 生根培養(yǎng)基：無機(jī)鹽濃度為 MS的,另外添加質(zhì)量濃度均為 0.1 mg/L的NAA和IAA。 2外植體消毒 清水洗凈T體積分?jǐn)?shù)為 70%的酒精浸5 sT質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%勺次氯酸鈉溶液中浸泡 6 min 10 min T用無菌水清洗至少 3次，

3、漂凈消毒液T用無菌濾紙吸干。 3接種：將已消毒的月季嫩莖接種到脫分化培養(yǎng)基上，使嫩莖的形態(tài)學(xué)下端接觸培養(yǎng) 基。 4.培養(yǎng)：接種后的錐形瓶放在恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，將愈傷組織接種到生芽培養(yǎng)基上, 每天用日光燈光照 12 h，培養(yǎng)10 d左右長(zhǎng)出小芽，小芽繼續(xù)長(zhǎng)成枝條。待枝條長(zhǎng)到自主學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí) 基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí) 2.過程:外植休(即離體培養(yǎng)的植物蟹藝織片段) 脫分化 k 3. 培養(yǎng)基 3 cm 2 左右時(shí)，將它切下后插在生根培養(yǎng)基上誘導(dǎo)生根。 5馴化試管苗 6移栽 疑難問疑難問題卡片題卡片 I a B i fl1 預(yù)習(xí)完成后，請(qǐng)把你認(rèn)為難以解決的問題記錄在下面的表格中 問題1 問題2 問題3 問題4

4、 一、 植物組織培養(yǎng) 1 原理一一細(xì)胞的全能性 (1) 原因：生物體的每個(gè)細(xì)胞都含有本物種生長(zhǎng)、發(fā)育、遺傳和變異的全部遺傳信息。 (2) 實(shí)現(xiàn)全能性的條件：離體狀態(tài)和適宜的環(huán)境條件 (如營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素、溫度等 )。 2過程 脫分化 植物組織(外植體)或細(xì)胞 - 愈傷組織 再分化 - 根芽一-植物體 Q 拉圭苴 3 培養(yǎng)基 (1) 脫分化培養(yǎng)基：生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素比例適中。 (2) 生芽培養(yǎng)基：生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素比例偏低。 (3) 生根培養(yǎng)基：生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素比例偏高。 二、 試管苗的培養(yǎng)過程中應(yīng)注意的問題 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

5、誘導(dǎo)生根，就不好誘導(dǎo)生芽了。 2 試管苗應(yīng)該進(jìn)行見光培養(yǎng)。 3試管苗一般在高濕、弱光、恒溫下異養(yǎng)生長(zhǎng)，出瓶后一定要保溫、保濕。園上仲究二童6疑點(diǎn) 步步採(cǎi)究觀收內(nèi)化 ZHONGNANTUPO 夾破- - 3 4 試管苗光合作用能力低， 在移栽前給予較強(qiáng)光照閉瓶煉苗， 以促進(jìn)小苗向自養(yǎng)轉(zhuǎn)化。 為提高玉米產(chǎn)量，科學(xué)家在育種和栽培中進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)研究。下面是 科學(xué)家關(guān)于玉米培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)過程，請(qǐng)回答： 脫分化再分化 玉米種子 - 幼苗 - 取莖尖 - - 移栽 (1) _ 選取玉米幼苗莖尖進(jìn)行脫分化處理，是因?yàn)榍o尖細(xì)胞 _ 。 2表示 _ ，它能被再次培養(yǎng)成為幼苗的根本原因是 _ 。 (3) _ 若想制作人

6、工種子，應(yīng)選用 ，若利用此項(xiàng)技術(shù)來獲取細(xì)胞的代謝產(chǎn)物，培 養(yǎng)將進(jìn)行到 _ 。(填編號(hào)) 【審題導(dǎo)析】 解答此題應(yīng)注意：(1)掌握植物組織培養(yǎng)的過程，(2) 了解各步驟的注意 事項(xiàng)，(3) 了解植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用。 【精講精析】 莖尖細(xì)胞是具有旺盛分裂能力的細(xì)胞，更容易通過培養(yǎng)表達(dá)出全能性， 同時(shí)由于細(xì)胞剛剛分裂產(chǎn)生， 還沒有被病毒或細(xì)菌感染， 可以直接培養(yǎng)出無病毒植株。 植物 組織培養(yǎng)的原理是細(xì)胞具有全能性。 在人工種子的制作中，必須培養(yǎng)到具有根、芽分化的胚 狀體方可進(jìn)行，而要獲取細(xì)胞代謝產(chǎn)物則應(yīng)在愈傷組織階段。 【答案】 (1)分裂旺盛且沒有被病毒或細(xì)菌感染 (2) 愈傷組織植物細(xì)胞具有全能

7、性 (3) 植物組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用 (1) 快速繁殖、培養(yǎng)無病毒植株。病毒在植株上的分布是不均勻的，老葉、老的組織和 器官中病毒含量高，幼嫩的未成熟的組織和器官中病毒含量較低， 莖尖、根尖生長(zhǎng)點(diǎn)幾乎不 含病毒或病毒較少。 (2) 組織培養(yǎng)除了在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用外，目前世界各國(guó)都在重視另一個(gè)方面，即有用化合 物的工業(yè)化生產(chǎn)。有用化合物包括藥物、 橡膠、香精油、色素這些化合物許多都是高等 植物的次生代謝物。 (3) 制作“人工種子”。所謂“人工種子”，是指以胚狀體為材料，經(jīng)過人工薄膜包裝 的種子。在適宜條件下它能萌發(fā)長(zhǎng)成幼苗。 (4) 轉(zhuǎn)基因植物的培養(yǎng)也要利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)。植物組織培養(yǎng)的過程及應(yīng)用

8、 4 孌耳訓(xùn)練 1 利用植物的莖尖或葉片、莖段等，在無菌條件下，培養(yǎng)在玻璃器皿中人工配制的培 養(yǎng)基上，使它發(fā)育成完整的植株， 這種技術(shù)可以用來培育植物新品種， 可以在較短的時(shí)間內(nèi) 大量繁殖植物，可以防止病毒的侵害。下列關(guān)于這種技術(shù)的敘述，正確的是 ( ) 這種技術(shù)利用了植物細(xì)胞的全能性 這種技術(shù)叫做組織培養(yǎng)，可以克隆生物體 這種技術(shù)屬于細(xì)胞工程的應(yīng)用領(lǐng)域之一 這種技術(shù)是一種無性繁殖的方式 A. B. D. 不同比例時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。請(qǐng)分析回答： (其中6-BA是一種細(xì)胞分裂素，IAA是一種生長(zhǎng)素) 實(shí)驗(yàn)組別 1 2 3 4 激素種類及激 素含量關(guān)系 6 BA 6 BA IAA 6 BA =IAA

9、6 BA V IAA 結(jié)果 組織塊 產(chǎn)生愈 傷組織 組織塊分 化出芽 愈傷組織 不斷生長(zhǎng) 愈傷組 織有生根 趨勢(shì) (1) 促進(jìn)愈傷組織產(chǎn)生的條件是 _ ，愈傷組織生長(zhǎng)的條件是 _ 。 (2) 芽的分化條件是 _ ，根的分化條件是 _ 。 (3) 在植物組織培養(yǎng)中，脫分化可用的激素組合是實(shí)驗(yàn) _ 和實(shí)驗(yàn) _ 中的激 素含量關(guān)系，再分化時(shí)可用的激素組合是實(shí)驗(yàn) _ 和實(shí)驗(yàn) _ 中的激素含量關(guān)系。 整個(gè)實(shí)驗(yàn)表明，植物的生根、發(fā)芽等生命活動(dòng)是 _ 的結(jié)果。 (4) _ 植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中，除激素外，還必須含有 _ ，它的成分至少應(yīng)該含有 (5) _ 判斷愈傷組織的依據(jù)是 。 C. 植物組植物組織培養(yǎng)

10、的培養(yǎng)基中加有激素。 F表是培養(yǎng)基中兩種植物激素在 【答案】 D 2 5 【審題導(dǎo)析】 (1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果尋找條件，判斷不同組織分化所需的條件。(2)掌握植 物組織培養(yǎng)的條件。 【精講精析】 從表中數(shù)據(jù)可以看出，只有靠細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素的共同作用及適當(dāng)?shù)?比例，才能使組織培養(yǎng)過程順利進(jìn)行。培養(yǎng)基中必須具備植物激素、無機(jī)物 （礦質(zhì)元素）、有 機(jī)物等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。而愈傷組織的特點(diǎn)是細(xì)胞排列疏松而無規(guī)則，呈無定形狀態(tài)。 【答案】 （1）必須有細(xì)胞分裂素 細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素含量相等 （2） 細(xì)胞分裂素的含量大于生長(zhǎng)素 生長(zhǎng)素的含量大于細(xì)胞分裂素 （3） 1 3 2 4多種激素共同作用 （4） 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 無

11、機(jī)物（礦質(zhì)元素）有機(jī)物 （5） 細(xì)胞排列疏松而無規(guī)則，呈無定形狀態(tài) 生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的使用對(duì)分化的影響 使用順序 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 先使用生長(zhǎng)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(zhǎng)素 細(xì)胞既分裂也分化 同時(shí)使用 分化頻率提高 生長(zhǎng)素量與細(xì)胞分裂素量比值高 有利于根的分化 生長(zhǎng)素量與細(xì)胞分裂素量比值低 有利于芽的分化，抑制根的形成 生長(zhǎng)素量與細(xì)胞分裂素量比值適中 促進(jìn)愈傷組織的生長(zhǎng) illLS 2. 為了探究6 BA和IAA對(duì)某菊花品種莖尖外植體再生叢芽的影響，某研究小組在 MS 培養(yǎng)基中加入6 BA和IAA，配制成四種培養(yǎng)基（見下表），滅菌后分別接種數(shù)量相同

12、、生長(zhǎng) 狀態(tài)一致、消毒后的莖尖外植體， 在適宜條件下培養(yǎng)一段時(shí)間后， 統(tǒng)計(jì)再生叢芽外植體的比 率（m），以及再生叢芽外植體上的叢芽平均數(shù) （n），結(jié)果如下表。 培養(yǎng)基編號(hào) 濃度（嘩L-1） 權(quán)（） 叭個(gè)） 6 BA IAA 1 0.5 0 76.7 3.1 2 0.1 77.4 6.1 3 0.2 66.7 5.3 6 4 0.5 60.0 5.0 回答下列問題： （1）按照植物的需求量，培養(yǎng)基中無機(jī)鹽的元素可分為 _ 和 _ 兩類。上述 培養(yǎng)基 中，6 BA屬于 _ 類生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。 （2） _ 在該實(shí)驗(yàn)中，自變量是 _，因變量是 ，自變量的取值 范圍是 _ 。 （3） _ 從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，誘

13、導(dǎo)叢芽總數(shù)最少的培 養(yǎng)基是 _ 號(hào)培養(yǎng)基。 （4） 為了誘導(dǎo)該菊花試管苗生根，培養(yǎng)基中一般不加入 _（填“ 6 BA或 “ IAA”）。 【解析】 按照植物的需求量，在培養(yǎng)基中加入的無機(jī)鹽的元素可分為大量元素和微量 兀素。6 BA是細(xì)胞分裂素類生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，由于該實(shí)驗(yàn)探究的是 6 BA和IAA對(duì)菊花品種莖 尖外植體再生叢芽的影響，而 6 BA的濃度在各實(shí)驗(yàn)組中相同，因此實(shí)驗(yàn)的自變量是 IAA 濃度，取值范圍是 00.5 mgLI,因變量是再生叢芽外植體的比率及再生叢芽外植體上的 叢芽平均數(shù)，即表中的 m和n。再生外植體數(shù)乘以外植體上的叢芽平均數(shù)即為叢芽總數(shù)，計(jì) 算可知誘導(dǎo)叢芽總數(shù)最少的是 1號(hào)培

14、 I 下列實(shí)例中能體現(xiàn)細(xì)胞全能性的是 （ ） 用懸浮培養(yǎng)的胡蘿卜單個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)成可育的植株 植物用種子繁殖后代 用煙草組織的單個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)出可育的完整植株 A. B. C. D. 【解析】 細(xì)胞全能性是指已經(jīng)分化的細(xì)胞仍然具有發(fā)育的潛能。 其中和都是屬于 由分化的細(xì)胞經(jīng)過培養(yǎng)形成可育的植株， 體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性。 植物用種子繁殖后代， 實(shí)際 上就是由一個(gè)受精卵，通過細(xì)胞的增殖和分化發(fā)育成新個(gè)體，所以是由未經(jīng)分化的細(xì)胞 （受 精卵）發(fā)育成新個(gè)體的過程，因此不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性。 【答案】 B 2.在工業(yè)化大量培養(yǎng)植物試管苗的過程中，一般進(jìn)行如下操作，則正確的操作順序是 （ ） 誘導(dǎo)形成芽 取合適外植

15、體 7 養(yǎng)基。在植物組織培養(yǎng)中，生長(zhǎng)素用于誘導(dǎo)細(xì)胞的分裂 和根的分化，細(xì)胞分裂素主要促進(jìn)細(xì)胞分裂和分化出不定芽， 因此為了誘導(dǎo)生根，培養(yǎng)基中 一般不加6 BA（細(xì)胞分裂素類生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑）而加入IAA（生長(zhǎng)素類生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑）。 【答案】（1）大量元素 微量元素 細(xì)胞分裂素 （2）IAA濃度 再生叢芽外植體的比 率（n）和再生叢芽外植體上的叢芽平均數(shù) （n） 00.5 mgL 一1 （3）1 （4）6 BA 當(dāng)堂落實(shí)當(dāng)堂落實(shí) 雙基達(dá)標(biāo)雙基達(dá)標(biāo)8 誘導(dǎo)形成愈傷組織 誘導(dǎo)形成未分化狀態(tài)的細(xì)胞 誘導(dǎo)形成根 A. C. 化的誘導(dǎo)應(yīng)該先誘導(dǎo)生芽，再誘導(dǎo)生根。 【答案】 B 3如圖所示為胡蘿卜的韌皮部細(xì)胞通過無菌操作，接入試管后，在一定的條件下，形 成試管苗的培育過程，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題: （1） 要促進(jìn)細(xì)胞分裂生長(zhǎng)，培養(yǎng)基中應(yīng)有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和激素，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)包括 _ 和小 分子有機(jī)物；激素包括細(xì)胞分裂素和 _ 兩類植物激素。 （2） _ 此過程要無菌操作，主要是指對(duì) 進(jìn)行滅菌消毒。B階段需要光照，原因 （3）試管苗的根細(xì)胞沒有葉綠素，而葉的葉肉細(xì)胞具有葉綠素，這是基因 _ 的結(jié) 果。 【解析】此題綜合考查了植物組織培養(yǎng)過程、 所需條件等方面的知識(shí)。植物組織培養(yǎng)是 用離體的植物組織片段或器