2021高中生物3植物的組織培養(yǎng)技術(shù)課題1菊花的組織培養(yǎng)教案_第1頁
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文檔簡(jiǎn)介

課題1菊花的組織培養(yǎng)

學(xué)習(xí)目標(biāo):1.知道細(xì)胞分化、細(xì)胞的全能性、組織培養(yǎng)流程

及影響組織培養(yǎng)的因素。(重點(diǎn))2。識(shí)記MS培養(yǎng)基的營養(yǎng)要

素及功能.(重點(diǎn))3o嘗試植物組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)操作過程.(難點(diǎn))

課前自主學(xué)習(xí)自主預(yù)習(xí)。探新知必備知識(shí)感知

工基礎(chǔ)知識(shí)填充口

1.植物組織培養(yǎng)的基本過程

(1)理論基礎(chǔ):植物細(xì)胞的全能性。

(2)細(xì)胞分化:在植物的個(gè)體發(fā)育過程中,細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)

構(gòu)和生理功能上出現(xiàn)穩(wěn)定性差異的過程。

(3)基本過程

錯(cuò)誤!錯(cuò)誤!錯(cuò)誤!錯(cuò)誤!錯(cuò)誤!>錯(cuò)誤!

①愈傷組織:由離體的植物組織或細(xì)胞經(jīng)脫分化形成的一團(tuán)

排列疏松而無規(guī)則、高度液泡化的呈無定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞.

②脫分化:又叫去分化,是由高度分化的植物組織或細(xì)胞產(chǎn)

生愈傷組織的過程。

③再分化:愈傷組織繼續(xù)培養(yǎng),重新分化成根或芽等器官的

過程。

2.影響植物組織培養(yǎng)的因素

(1)植物材料

①不同的植物組織,培養(yǎng)的難易程度差別很大。

②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

響實(shí)驗(yàn)結(jié)果.菊花的組織培養(yǎng)一般選擇未開花植株的莖上部新萌

生的側(cè)枝。

(2)營養(yǎng)物質(zhì)

①大量元素,如N、P、K、Ca、Mg、S。

②微量元素,如B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co。

③有機(jī)物,如甘氨酸、煙酸、肌醇、維生素.以及蔗糖等。

(3)植物激素: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,二者的濃度、使用的順序及用量的比

例等都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

(4)環(huán)境條件:如pH、_溫度、光照等,進(jìn)行菊花的組織培養(yǎng)

一般將pH控制在11左右,溫度控制在18?22℃,并且每日用

日光燈照射12h。

3.菊花組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)操作

錯(cuò)誤!一錯(cuò)誤!一錯(cuò)誤!一錯(cuò)誤!一錯(cuò)誤!一錯(cuò)誤!

(1)制備MS固體培養(yǎng)基:

配制各種更液一>配制培養(yǎng)基一

(2)外植體消毒:取菊花嫩枝一>流水沖洗一>加洗衣粉刷

洗一>流水沖洗20min錯(cuò)誤!體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精消毒6?7

s—>無菌水清洗錯(cuò)誤!質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0。1%的氯化汞溶液消毒1?2

min----->無菌水清洗(至少3次)。

(3)接種:菊花莖段插入培養(yǎng)基時(shí)注意方向,不要倒插.每瓶

接種6~8塊外植體。

(4)培養(yǎng):最好放在無菌箱中培養(yǎng),并定期消毒.培養(yǎng)溫度控制

在18?22℃,并且每日用日光燈照射12h。

(5)移栽:移栽前應(yīng)先打開培養(yǎng)瓶的封衛(wèi)度,讓試管苗在培養(yǎng)

間生長(zhǎng)幾日然后用流水清洗根部的培養(yǎng)基,將幼苗移植到消過

毒的蛭石或珍珠巖等環(huán)境下生活一段時(shí)間,等幼苗垣i后再移

栽到土壤中。

(6)栽培:將幼苗移栽后,每天觀察并記錄幼苗的生足情況,適

時(shí)澆水、施肥,直至開花。

一預(yù)習(xí)效果驗(yàn)收口

1.判斷對(duì)錯(cuò)

(1)一般來說,容易進(jìn)行無性繁殖的植物,也容易進(jìn)行組織

培養(yǎng)。()

(2)對(duì)菊花莖段進(jìn)行組織培養(yǎng),不加植物激素也能成功。

()

(3)接種后的錐形瓶放入無菌箱中,給予適宜的溫度和光照即

可.()

(4)通過有絲分裂進(jìn)行細(xì)胞增殖。()

提示:(l)d(2)4

(3)x在植物組織培養(yǎng)過程中,分化程度越低的材料,越容

易脫分化形成愈傷組織,接種后的錐形瓶放入無菌箱中,給予適

宜的溫度和光照進(jìn)行培養(yǎng),培養(yǎng)期間應(yīng)定期消毒,防止細(xì)菌等微

生物污染。

(4)4

2.在植物組織培養(yǎng)過程中,愈傷組織的形成和形態(tài)的發(fā)生是

十分關(guān)鍵的。這除需要必備的營養(yǎng)和一些刺激因素外,還需要

有誘導(dǎo)作用的物質(zhì),它們是()

A.銅、鋅等微量元素

B.細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素

C.蔗糖和葡萄糖

D.維生素和氨基酸

B[愈傷組織的形成除了必備的營養(yǎng)和一些刺激因素外,還

需加入植物激素,如細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素等,用以調(diào)節(jié)細(xì)胞分

裂和分化。]

3.下列符合菊花組織培養(yǎng)的基本步驟的是()

A.制備MS培養(yǎng)基一外植體消毒一接種一培養(yǎng)一移栽一栽

B.制備MS培養(yǎng)基一外植體消毒一接種一培養(yǎng)一栽培一移

C.制備MS培養(yǎng)基一外植體消毒一接種一栽培一培養(yǎng)一移

D.制備MS培養(yǎng)基一外植體消毒一接種一移栽一培養(yǎng)一栽

A[植物組織培養(yǎng)的操作程序?yàn)椤爸苽銶S培養(yǎng)基一外植體

消毒一接種一培養(yǎng)一移栽一栽培”。接種后先培養(yǎng)再移栽,最后

是栽培。]

…更舉聞?lì)}解.惑合作探究。攻重睢學(xué)科素養(yǎng)形成

植物組織培養(yǎng)的

晚究好基本過程及影響

因素

[合作交流]

1.植物組織培養(yǎng)的基本過程是怎樣的?

提示:錯(cuò)誤!錯(cuò)誤!錯(cuò)誤!錯(cuò)誤!錯(cuò)誤!一錯(cuò)誤!

2.在生物體內(nèi),細(xì)胞并不表現(xiàn)出全能性,而是分化為不同的

組織、器官的原因是什么?

提示:細(xì)胞全能性表達(dá)的基本條件之一是離體狀態(tài).例如:植株

上的分生組織細(xì)胞在體內(nèi)只能進(jìn)行分裂分化,形成不同的組織,

但不能表現(xiàn)出全能性,這是生物體內(nèi)基因程序性表達(dá)的結(jié)果。

「歸納總結(jié)1_________________________________________

1.細(xì)胞的全能性

(1)概念:指已經(jīng)分化的細(xì)胞,仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛

能。

(2)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。

(3)體現(xiàn)條件:①離體狀態(tài);②一定的營養(yǎng)物質(zhì);③植物激

素;④其他適宜的外界條件(溫度、pH、氧氣、光照、無菌等)。

(4)細(xì)胞全能性大小與細(xì)胞種類的關(guān)系:

①受精卵〉生殖細(xì)胞〉體細(xì)胞;植物細(xì)胞〉動(dòng)物細(xì)胞;分化

程度低的細(xì)胞〉分化程度高的細(xì)胞。

②一般地說,離體后的植物細(xì)胞的全能性在一定條件下可充

分體現(xiàn)。

③離體的動(dòng)物細(xì)胞的全能性受到限制,但其細(xì)胞核的全能性

可借助卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)體現(xiàn)出來。

④未離體的細(xì)胞的全能性不能表達(dá),只是在機(jī)體的調(diào)控下進(jìn)

行定向分化。

2.植物組織培養(yǎng)的過程

過程名

過程形成體特點(diǎn)條件

由外植

排列疏松、高度液

體形成

脫分化泡化的薄壁細(xì)胞①離體②提供營養(yǎng)

愈傷組

團(tuán)物質(zhì)(有機(jī)物、無機(jī)

物)

由愈傷

③提供激素

組織形

有根、芽或有生根④提供其他適宜條

再分化成幼苗

發(fā)芽的能力件

或胚狀

體結(jié)構(gòu)

營養(yǎng)生發(fā)育成

由根、莖、葉、花、

長(zhǎng)生殖完整的栽培

果實(shí)、種子組成

生長(zhǎng)植物體

3.MS培養(yǎng)基中各成分的作用

成分作用

微里和大里兒余提供植物細(xì)胞生活所必需的無機(jī)鹽

蔗糖提供碳源,維持細(xì)胞滲透壓

甘氨酸、維生素、煙滿足離體植物細(xì)胞在正常代謝途徑受

酸、肌醇等一定影響后所產(chǎn)生的特殊營養(yǎng)需求

4o植物激素在組織培養(yǎng)過程中的重要作用

(1)在配制好的MS培養(yǎng)基中,常常需要添加植物激素.植物激

素中生長(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。

(2)激素使用的先后順序及其用量的比例對(duì)細(xì)胞分裂和分化

的影響.

①激素使用的先后順序產(chǎn)生的影響:

使用順序?qū)嶒?yàn)結(jié)果

先使用生長(zhǎng)素,后使用細(xì)胞分裂有利于細(xì)胞分裂,但細(xì)胞不分

素化

先使用細(xì)胞分裂素,后使用生長(zhǎng)

細(xì)胞既分裂也分化

同時(shí)使用分化頻率提高

②激素用量比例產(chǎn)生的影響:

生長(zhǎng)素/細(xì)胞分裂素比值結(jié)果

比值高時(shí)促根分化,抑芽形成

比值低時(shí)促芽分化,抑根形成

比值適中促進(jìn)愈傷組織的形成

[典題通關(guān)]

草莓生產(chǎn)上傳統(tǒng)的繁殖方式易將所感染的病毒傳播給后代,

導(dǎo)致產(chǎn)量降低、品質(zhì)變差,運(yùn)用微型繁殖技術(shù)可以培育出無病

毒幼苗,草莓微型繁殖的基本過程如下:

外植體錯(cuò)誤!愈傷組織錯(cuò)誤!芽、根--->植株

請(qǐng)回答:

(1)微型繁殖培育無病毒草莓苗時(shí),一般選取作為外

植體,其依據(jù)是

(2)在過程①中,常用的MS培養(yǎng)基主要成分包括大量元素、

微量元素和,在配制好的培養(yǎng)基中,常常需要添加

,有利于外植體啟動(dòng)細(xì)胞分裂形成愈傷組織,接種后

2?5d,若發(fā)現(xiàn)外植體邊緣局部污染,原因可能是

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(3)在過程②中,愈傷組織在誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基中未形成根,

但分化出了芽,其原因可能是。

[技巧點(diǎn)撥](1)無病毒植株的培育是植物組織培養(yǎng)技術(shù)

在作物育種方面的重要應(yīng)用,所選擇的材料應(yīng)不含有病毒。

(2)MS培養(yǎng)基的配方中無植物激素,但植物組織培養(yǎng)過程需

要植物激素的調(diào)節(jié),所以在配制好MS培養(yǎng)基之后要加入植物

激素.

(3)生長(zhǎng)素/細(xì)胞分裂素的比值高時(shí),有利于根的分化而抑制

芽的形成,比值低時(shí)有利于芽的分化而抑制根的形成。

[解析](1)植物組織培養(yǎng)時(shí)常采用根尖或莖尖部位,原

因是該部位含病毒極少,甚至無病毒.(2)MS培養(yǎng)基的成分包括

大量元素、微量元素和有機(jī)物,在配制好的培養(yǎng)基中,常需要

添加生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素等植物激素.植物組織培養(yǎng)也應(yīng)注意無

菌操作。(3)生長(zhǎng)素用量比細(xì)胞分裂素用量的比值低時(shí),有利

于芽的分化,比值高時(shí),有利于根的分化。

[答案](1)莖尖(或根尖)莖尖(或根尖)病毒極少,

甚至無病毒

(2)有機(jī)物植物激素外植體消毒不徹底

(3)培養(yǎng)基中生長(zhǎng)素類物質(zhì)用量與細(xì)胞分裂素類物質(zhì)用量的

比值偏低

[深化探究]⑴如果通過植物組織培養(yǎng),要從愈傷組織中提取某

種成分,則生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的使用順序該是怎樣的?

(2)為什么用于植物組織培養(yǎng)的材料一般是幼嫩的莖組織?

提示:(1)先使用生長(zhǎng)素后使用細(xì)胞分裂素,這樣有利于細(xì)胞

分裂但細(xì)胞不分化。

(2)因?yàn)橛啄鄣那o組織中的細(xì)胞具有較強(qiáng)的細(xì)胞分裂與分化

的能力。

金凝鰭物

1.科學(xué)家將胡蘿卜根韌皮部細(xì)胞分離出來,將單個(gè)細(xì)胞放入

特定的培養(yǎng)基中培養(yǎng),獲得了許多完整的植株,此過程依據(jù)的原

理和技術(shù)是()

A.細(xì)胞的分裂和細(xì)胞工程

B.細(xì)胞的分化和基因工程

C.細(xì)胞的全能性和組織培養(yǎng)

D.花藥離體培養(yǎng)和單倍體育種

C[由單個(gè)細(xì)胞發(fā)育成許多完整個(gè)體,盡管涉及細(xì)胞的分裂、

細(xì)胞的脫分化和再分化等,但其原理仍然是細(xì)胞的全能性。要

完成植物外植體的脫分化、再分化等,必須進(jìn)行植物組織培養(yǎng),

當(dāng)然從工程技術(shù)的分類范疇分析,組織培養(yǎng)技術(shù)屬于細(xì)胞工程.

故選C。]

2.某植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室的愈傷組織被真菌嚴(yán)重污染,為查

找污染原因設(shè)計(jì)了4個(gè)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)條件除圖示外其他均相同。下

列各圖表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果,據(jù)圖可得出的初步結(jié)論是()

污染率/%污染率/%

100r100r

4.55.56.57.58.5202224262830323436

培養(yǎng)基pH培養(yǎng)溫度/P

A.污染主要是由培養(yǎng)基滅菌時(shí)間短造成的

B.污染主要來源于組織培養(yǎng)所用的離體組織

C.調(diào)節(jié)培養(yǎng)基pH能解決污染問題

D.調(diào)節(jié)培養(yǎng)溫度能解決污染問題

B[通過4個(gè)曲線圖可以看出培養(yǎng)基滅菌時(shí)間、培養(yǎng)基pH、

培養(yǎng)溫度對(duì)污染率沒有太大影響。由離體組織滅菌時(shí)間越長(zhǎng)污

染率越低可知,污染主要來源于組織培養(yǎng)所用的離體組織。]

探究點(diǎn)2菊花組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)操作

[合作交流]

1.MS培養(yǎng)基中各營養(yǎng)物質(zhì)的作用是什么?

提示:微量元素和大量元素提供植物細(xì)胞生活所必需的無機(jī)

鹽;蔗糖提供碳源,同時(shí)維持細(xì)胞的滲透壓;甘氨酸、維生素

等物質(zhì),主要是滿足離體植物細(xì)胞的特殊營養(yǎng)要求。

2.外植體為什么要經(jīng)過消毒才能接種?

提示:外植體上殘留的雜菌會(huì)和外植體爭(zhēng)奪培養(yǎng)基中的營養(yǎng)

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。

「歸納總結(jié)1_________________________________________

1.實(shí)驗(yàn)流程及注意事項(xiàng)

制備MS:菊花莖段的組織培養(yǎng)較容易,培養(yǎng)基中可

固體培養(yǎng)基:以不添加植物激素

L———JI,

I外植力消毒li

既要考慮藥劑的消毒效果又要考慮植物材

:料的耐受能力

|接種I—.③每瓶接種6~8塊外植體,注意植物材料插

:人的方向

n:①無菌箱中培養(yǎng)并定期消毒②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,則:

I培養(yǎng)不容易誘導(dǎo)生芽③一般情況下,急傷組織;

;形成過程中不需要光照,試管苗形成后需進(jìn):

u:行見光培養(yǎng):

I移栽|一注天前美京尾市區(qū)底M呢曾':

?二二二二二二二二二二二二二二二二二二

I栽培|一:每天觀察幼苗生長(zhǎng)情況,適時(shí)澆水、施肥:

2.造成培養(yǎng)物污染的原因與處理

污染不修細(xì)菌污染真菌污染

可能是由操作人員造成

的,如未戴口罩、接種時(shí)可能是由植物材料消

污染原因

說話、手未消毒或器械毒不當(dāng)引起的

滅菌不徹底等

將被污染的培養(yǎng)瓶統(tǒng)一放在高壓蒸汽鍋內(nèi)進(jìn)行

處理措施

高壓蒸汽滅菌,然后再打開培養(yǎng)瓶進(jìn)行清洗

特別提醒:試管苗培養(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,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),移出瓶后

一定要保溫、保濕。

(4)試管苗光合作用能力低,在移栽前應(yīng)給予較強(qiáng)光照且進(jìn)

行閉瓶煉苗,以促進(jìn)小苗向自養(yǎng)轉(zhuǎn)化。

~~[典題通關(guān)]

如圖是運(yùn)用某種技術(shù)培養(yǎng)蘭花植株的示意圖.下列關(guān)于這種

生物工程技術(shù)的敘述,錯(cuò)誤的是()

試管植物|①「胚狀體|衛(wèi)

愈傷組織

A.這種技術(shù)叫做植物組織培養(yǎng),可以克隆生物體

B.③、④過程需要生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的調(diào)節(jié)

C.用此方法克隆植物要盡量選擇優(yōu)良、細(xì)胞全能性表達(dá)不

充分的基因型

D.這種技術(shù)可與基因工程、航天工程結(jié)合培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)

的作物品種

C[用此方法克隆植物要盡量選擇優(yōu)良、細(xì)胞全能性表達(dá)充

分的基因型,C錯(cuò)誤。]

[深化探究](1)為什么選擇莖尖細(xì)胞作為植物組織培養(yǎng)的材料?

(2)某同學(xué)在進(jìn)行如上圖所示的操作過程中,結(jié)果形成了愈

傷組織而不能形成試管植物,請(qǐng)從植物激素的角度分析可能的原

因是什么.

提示:(1)因?yàn)榍o尖細(xì)胞分裂和分化的能力較強(qiáng),脫分化和

再分化更容易進(jìn)行;并且含有的病毒極少,甚至不含有病毒.

(2)先使用了生長(zhǎng)素再使用細(xì)胞分裂素,且生長(zhǎng)素和細(xì)胞分

裂素的比值適中.

試管苗在移栽前進(jìn)行一系列操作,使幼苗生長(zhǎng)健壯,耐環(huán)境

變化能力增強(qiáng),這一過程叫煉苗。下列關(guān)于移栽的敘述,正確的

是()

A.培養(yǎng)的試管苗打開封口膜后,可直接移栽至大田

B.試管苗在移栽時(shí)不需要在培養(yǎng)間進(jìn)一步培養(yǎng)

C.試管苗在培養(yǎng)間培養(yǎng)一段時(shí)間后,用無菌水清洗掉根部培

養(yǎng)基后,移栽入大田

D.試管苗在培養(yǎng)間培養(yǎng)一段時(shí)間后,最好用無菌水清洗根

部培養(yǎng)基,再移入消過毒的蛭石、珍珠巖等環(huán)境中煉苗

D[試管苗光合作用能力弱,對(duì)不良環(huán)境的耐受能力差,一定

要保溫、保濕。在培養(yǎng)一段時(shí)間后,逐漸由異養(yǎng)苗向自養(yǎng)苗轉(zhuǎn)

化,并且要在蛭石、珍珠巖等無毒的環(huán)境中培養(yǎng)一段時(shí)間,待

適應(yīng)外界環(huán)境后,再移栽至大田。故選D。]

[課堂小結(jié)]

知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心語句歸納

1。植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)是細(xì)胞

的全能性。

2.植物組織培養(yǎng)的基本過程是:外

植體錯(cuò)誤!愈傷組織錯(cuò)誤!胚狀體一>新

植物體。

影響植物組織培養(yǎng)的因素包括材

植物組織培養(yǎng)的原理3o

植物組織培養(yǎng)的基本過程

1菊花的組織培養(yǎng)料選擇、培養(yǎng)基的成分及配比、、

影響植物組織培養(yǎng)的因素pH

\菊花組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)操作溫度、光照等。

4.組織培養(yǎng)中,生長(zhǎng)素的使用量大

于細(xì)胞分裂素,有利于根的分化,抑

制芽的形成;反之,則利于芽的分

化,抵制根的形成。

5.菊花組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)操作流程:

制備MS固體培養(yǎng)基一外植體消毒

一1接種一九H6一移栽一栽珞o

……馴拱僉考查當(dāng)堂達(dá)標(biāo)。提素養(yǎng)關(guān)鍵能力培養(yǎng)….

1.植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是()

A.給予適宜的營養(yǎng)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,給予適宜的營養(yǎng)和外界條件

D.將成熟篩管的細(xì)胞核移植到去核卵細(xì)胞中

C[在生物體內(nèi),細(xì)胞沒有表現(xiàn)出全能性,而是分化成為

不同的組織、器官,這是基因在特定的時(shí)間和空間條件下選擇

性表達(dá)的結(jié)果。當(dāng)植物細(xì)胞脫離母體后,在一定的營養(yǎng)物質(zhì)、

激素和其他外界條件的作用下,植物細(xì)胞就可以表現(xiàn)出全能

性。]

2.植物材料的選擇直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)的成敗,菊花選材一般選

擇的是()

A.未開花植株的莖上部新萌生的側(cè)枝

B.開花植株的莖上部枝條

C.開花植株上的花藥

D.未開花植株的莖下部的枝條

A[進(jìn)行組織培養(yǎng)一般選用幼嫩部分。]

3.在下列選項(xiàng)中,需要采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)的是()

①利用秋水仙素處

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