高效課堂同步課件：3專題整合《植物的組織培養(yǎng)技術(shù)》(選修1)

1、專 題 整 合植物組織培養(yǎng)所用的培養(yǎng)基營養(yǎng)豐富，加上培養(yǎng)的植物材料體積小、抗性差，所以對培養(yǎng)條件的要求較高，對無菌操作的要求非常嚴(yán)格。植物組織培養(yǎng)過程中污染的預(yù)防植物組織培養(yǎng)過程中污染的預(yù)防 1污染有兩種類型(1)細(xì)菌污染。菌斑呈黏液狀，界限比較明顯，一般接種后12 d即能發(fā)現(xiàn)。主要是大腸桿菌和鏈球菌。一般是由接種人員造成的。(2)真菌污染。菌斑呈絨毛狀、絮狀，界限不明顯，伴有不同顏色的孢子，接種后310 d才能發(fā)現(xiàn)。主要是霉菌污染，可能是植物材料滅菌不當(dāng)造成的。2組織培養(yǎng)過程各環(huán)節(jié)的防污染措施操作過程要求注意事項(xiàng)防止外植體帶菌選擇好外植體采集時(shí)期和采集部位。在室內(nèi)或無菌條件下進(jìn)行預(yù)培養(yǎng)。外植

2、體嚴(yán)格滅菌。做滅菌效果試驗(yàn)，多次滅菌和交替滅菌。保證培養(yǎng)基及接種器具徹底滅菌分裝時(shí)，注射器勿與瓶接觸，培養(yǎng)基勿粘瓶口。檢查封口膜是否有破損。扎瓶口要位置適當(dāng)、松緊適宜。保證滅菌時(shí)間和高壓鍋內(nèi)溫度。接種工具使用前徹底滅菌。工作服、口罩、帽子等布質(zhì)品定期進(jìn)行濕熱滅菌。操作人員嚴(yán)格遵守?zé)o菌操作規(guī)程要規(guī)范著裝，操作過程中不說話等。保證接種與培養(yǎng)環(huán)境清潔污染瓶經(jīng)高壓滅菌后再清理。接種環(huán)境定期熏蒸消毒、紫外燈照射或用臭氧滅菌和消毒。定期對培養(yǎng)室消毒、防止高溫。(1)微型繁殖微型繁殖就是用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)，也叫快速繁殖技術(shù)。繁殖過程中的分裂方式是有絲分裂，親、子代細(xì)胞內(nèi)DNA不變，所以能

3、夠保證親、子代遺傳特性不變。(2)作物脫毒作物脫毒是利用莖尖、根尖等無毒組織，進(jìn)行微型繁殖，由于微型繁殖操作過程必須在無菌條件下操作，所以所獲幼苗是無毒的。植物組織培養(yǎng)技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用 (3)人工種子制作方法：人工種子是利用植物組織培養(yǎng)獲得胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等，然后包上人工種皮就形成了人工種子，如圖。優(yōu)點(diǎn)：可使在自然條件下不結(jié)實(shí)或種子昂貴的植物得以繁殖；保持親本的優(yōu)良性狀，因該過程為無性繁殖；節(jié)約糧食，減少種子的使用；可以控制添加一些物質(zhì)，如除草劑、農(nóng)藥、促進(jìn)生長的激素、有益菌等。(4)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)：用人工培養(yǎng)的愈傷組織提取細(xì)胞中的某種成分，如紫草素、香

4、料等。菊花組織培養(yǎng)與月季花藥培養(yǎng)比較菊花組織培養(yǎng)與月季花藥培養(yǎng)比較 比較菊花組織培養(yǎng)月季花藥培養(yǎng)相同點(diǎn)原理細(xì)胞的全能性環(huán)節(jié)培養(yǎng)基配制方法、無菌技術(shù)及接種操作條件受激素、pH、溫度、光照等條件影響不同點(diǎn)選材未開花植株的莖上部新萌生的側(cè)枝單核期的花藥培養(yǎng)基MS培養(yǎng)基配方要求更嚴(yán)格流程制備培養(yǎng)基外植體消毒接種培養(yǎng)移栽栽培選材消毒接種培養(yǎng)鑒定和篩選移栽【典例1】 菊花的組織培養(yǎng)和月季的花藥培養(yǎng)都是利用組織培養(yǎng)技術(shù)，關(guān)于兩者的敘述下列說法中正確的選項(xiàng)有 ()。序號比較項(xiàng)目菊花的組織培養(yǎng)月季的花藥培養(yǎng)植物激素不必添加需要添加染色體倍性的鑒定不需要需要光照每日日光燈照射12 h最初不需要，幼小植株形成后需要

5、 形成愈傷組織或胚狀體后不需更換培養(yǎng)基需要更換培養(yǎng)基ABC D解析菊花的組織培養(yǎng)用莖段來培養(yǎng)，比較容易，不必添加植物激素；在菊花組織培養(yǎng)中不會發(fā)生染色體倍性的變化；需要每天日光燈照射12 h；形成愈傷組織或胚狀體后不必更換培養(yǎng)基。月季花藥的離體培養(yǎng)需要添加細(xì)胞分裂素和生長素等植物激素；在花藥培養(yǎng)中，通過愈傷組織形成的植株會出現(xiàn)染色體倍性的變化，所以需要染色體倍性的鑒定；最初不需要光照，幼小植株形成后需要光照；形成愈傷組織或胚狀體后需要轉(zhuǎn)移到分化培養(yǎng)基上進(jìn)一步分化培養(yǎng)。答案D植物激素使用的先后順序以及用量的比例等，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響不同。(1)按照不同的順序使用這兩類激素，會得到不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果植物

6、激素對植物組織培養(yǎng)的影響植物激素對植物組織培養(yǎng)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)胞分裂，但細(xì)胞不分化先使用細(xì)胞分裂素，后使用生長素細(xì)胞既分裂也分化同時(shí)使用分化頻率提高(2)當(dāng)同時(shí)使用這兩類激素時(shí)，兩者用量的比例影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向生長素用量比細(xì)胞分裂素用量植物細(xì)胞的發(fā)育方向比值高時(shí)有利于根的分化、抑制芽的形成比值低時(shí)有利于芽的分化、抑制根的形成比值適中時(shí)促進(jìn)愈傷組織的生長【典例2】 回答下列有關(guān)植物組織培養(yǎng)的問題。(1)用于植物組織培養(yǎng)的植物材料稱為_。(2)組織培養(yǎng)中的細(xì)胞，從分化狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槲捶只癄顟B(tài)的過程稱為_。(3)在再分化階段所用培養(yǎng)基中，含有植物激素a和

7、植物激素b。逐漸改變培養(yǎng)基中這兩種植物激素的濃度比，未分化細(xì)胞群的變化情況如下圖所示。據(jù)圖指出兩種激素的不同濃度比與形成芽、根、愈傷組織的關(guān)系：當(dāng)植物激素a與植物激素b的濃度比等于1時(shí)，_；_；_。(4)若植物激素b是生長素，在植物組織培養(yǎng)中其主要作用是_，則植物激素a的名稱是_。(5)生產(chǎn)上用試管苗保留植物的優(yōu)良性狀，其原因是_。解析離體的植物組織、器官和細(xì)胞，即外植體，是用于植物組織培養(yǎng)的材料。外植體屬于分化狀態(tài)的細(xì)胞，經(jīng)培養(yǎng)脫分化形成愈傷組織，愈傷組織是未分化的薄壁細(xì)胞。由圖中信息可知，植物激素a與植物激素b的濃度比等于1時(shí)，看對角線，細(xì)胞群全部為愈傷組織；大于1時(shí)，看對角線的下部，分化

8、成芽，小于1時(shí)，看對角線的上部，分化成根。植物組織培養(yǎng)中利用的是生長素和細(xì)胞分裂素，生長素促進(jìn)生根，細(xì)胞分裂素促進(jìn)分化成芽。植物組織培養(yǎng)使子代基本保持了親代的性狀，屬于無性繁殖。答案(1)外植體(2)去分化(脫分化)(3)未分化細(xì)胞群經(jīng)分裂形成愈傷組織當(dāng)植物激素a與植物激素b的濃度比大于1時(shí)，未分化細(xì)胞群分化形成芽當(dāng)植物激素a與植物激素b的濃度比小于1時(shí)，未分化細(xì)胞群分化形成根(4)促進(jìn)細(xì)胞的生長(伸長)、分裂和分化細(xì)胞分裂素(5)組織培養(yǎng)形成試管苗的過程屬于無性生殖，后代不發(fā)生性狀分離 【例1】 (2010浙江理綜，40)將無根的非洲菊幼苗轉(zhuǎn)入無植物激素的培養(yǎng)基中，在適宜的溫度和光照等條件下

9、培養(yǎng)一段時(shí)間后，應(yīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象是()。解析無根幼苗可自身產(chǎn)生植物激素，誘導(dǎo)分化出根部。不可能脫分化形成愈傷組織，也不會在下部分化出芽。答案B【例2】 (2010全國新課標(biāo)，40)請回答：(1)植物微型繁殖技術(shù)屬于植物組織培養(yǎng)的范疇。該技術(shù)可以保持品種的_，繁殖種苗的速度_。離體的葉肉細(xì)胞在適宜的條件下培養(yǎng)，最終能夠形成完整的植株，說明該葉肉細(xì)胞具有該植物的全部_。(2)把試管苗轉(zhuǎn)接到新的培養(yǎng)基上時(shí)，需要在超凈工作臺上進(jìn)行，其原因是避免_的污染。(3)微型繁殖過程中，適宜濃度的生長素單獨(dú)使用可誘導(dǎo)試管苗_，而與_配比適宜時(shí)可促進(jìn)芽的增殖。若要抑制試管苗的生長，促使愈傷組織產(chǎn)生和生長，需要使用的生長

10、調(diào)節(jié)劑是_(脫落酸、2,4D)。(4)將某植物試管苗培養(yǎng)在含不同濃度蔗糖的培養(yǎng)基上一段時(shí)間后，單株鮮重和光合作用強(qiáng)度的變化如圖。據(jù)圖分析，隨著培養(yǎng)基中蔗糖濃度的增加，光合作用強(qiáng)度的變化趨勢是_，單株鮮重的變化趨勢是_。據(jù)圖判斷，培養(yǎng)基中不含蔗糖時(shí)，試管苗光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物的量_(能、不能)滿足自身最佳生長的需要。(5)據(jù)圖推測，若要在誘導(dǎo)試管苗生根的過程中提高其光合作用能力，應(yīng)_(降低，增加)培養(yǎng)基中蔗糖濃度，以便提高試管的自養(yǎng)能力。解析(1)植物組織培養(yǎng)屬于無性繁殖，后代能夠保持親本的遺傳特性。植物微型繁殖技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)快速繁殖。植物組織培養(yǎng)的原理是植物細(xì)胞具有全能性，即已經(jīng)分化的細(xì)胞，仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。(2)植物組織培養(yǎng)接種和試管苗轉(zhuǎn)接過程中都需要無菌操作，以避免微生物(雜菌)污染。(3)微型繁殖培養(yǎng)基中使用的生長素與細(xì)胞分裂素比例不同，可以分別誘導(dǎo)根、芽的形成。使用高濃度的植物生長素類似物(如2,4D)可以抑制試管苗的生長。 (4)(5)分析圖中曲線可知：光合作用強(qiáng)度隨著培養(yǎng)基中蔗糖濃度的增大而下降，但單株鮮重的變化趨勢是先增加后下降。培養(yǎng)基中不含蔗糖時(shí)，光合作用強(qiáng)度最大，但由于該時(shí)期光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物積累量較少，不能滿足自身最佳生長的需要。在蔗糖濃度為1%左右時(shí)，單株鮮重達(dá)到最大，此時(shí)有機(jī)物的量滿