金版新學案學年高中生物蘇教版選修1課件檢測第一章無菌操作技術實踐13節(jié)

第三節(jié)植物組織培養(yǎng)技術自主學習·新知突破1．植物組織培養(yǎng)的依據(jù)是______________________。2．植物細胞的全能性是指植物體的每個細胞都攜帶著________________的完整基因組，并具有發(fā)育成完整植株的__________。一、植物組織培養(yǎng)技術植物細胞的全能性一套來自受精卵潛在能力3．植物組織培養(yǎng)是指在________________的條件下，將離體的__________、_______、_______或__________，在適宜的培養(yǎng)條件下誘導其產(chǎn)生__________、______和__________的技術。4．愈傷組織的細胞是一種具有__________的薄壁細胞。由已經(jīng)分化的植物細胞或組織產(chǎn)生愈傷組織的過程稱為______________________；在一定條件下繼續(xù)培養(yǎng)這種脫分化的愈傷組織，又可以重新誘導根、芽等器官的分化，這稱為__________。無菌和人工控制植物器官組織細胞愈傷組織愈傷組織叢芽完整植株分生能力植物細胞的脫分化再分化愈傷組織

(1)愈傷組織的特點：細胞排列________________，是高度__________的呈無定形狀態(tài)的薄壁細胞。(2)脫分化：又叫去分化，是由高度分化的植物組織或細胞產(chǎn)生__________的過程。(3)再分化：脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)培養(yǎng)，重新分化成__________等器官的過程。6．天竺葵的組織培養(yǎng)：準備→配制誘導__________的培養(yǎng)基、_________的培養(yǎng)基和________的培養(yǎng)基→滅菌→取材與________→觀察與記錄→試管苗的煉苗與移栽。疏松而無規(guī)則液泡化愈傷組織根或芽愈傷組織分化芽生根接種[思考探討]

1．在生物體內(nèi)，細胞并不表現(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：生物體內(nèi)基因選擇性表達的結果。2．外植體為什么要經(jīng)過消毒后才能接種？提示：外植體上殘留的雜菌和外植體會爭奪培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質，并且產(chǎn)生大量對外植體有害的物質，導致外植體死亡，所以要先消毒再接種。二、植物組織培養(yǎng)的應用快速脫毒單倍體種質1．理論基礎細胞具有全能性。生物體的每一個細胞都含有該物種所特有的全套遺傳物質，都有發(fā)育成為完整個體所必需的全部基因。2．植物組織培養(yǎng)的過程離體的植物器官、組織或細胞(外植體)→脫分化→愈傷組織→再分化→根、芽→植物體一、植物組織培養(yǎng)的理論基礎及過程過程名稱過程形成體特點條件脫分化由外植體成為愈傷組織排列疏松、高度液泡化的薄壁細胞團①離體②提供營養(yǎng)物質(有機物，無機物)③提供激素④提供其它適宜條件再分化由愈傷組織成為幼苗或胚狀結構有根、芽或有生根發(fā)芽的能力營養(yǎng)生長、生殖生長發(fā)育成完整的植物體由根、莖、葉、花、果實、種子組成栽培3．技術措施(1)植物組織培養(yǎng)時為什么要在無菌條件下進行？由離體的植物器官、組織形成愈傷組織必須是在無菌條件下，只有在這樣的條件下，才能保證培養(yǎng)出的細胞是正常細胞，否則培養(yǎng)基內(nèi)許多其他微生物與離體細胞爭奪營養(yǎng)與生存空間，難以形成愈傷組織。(2)在培養(yǎng)過程中為什么要轉換培養(yǎng)基？誘導離體的細胞、組織和器官的脫分化形成愈傷組織、再分化形成芽和根所需的條件特別是植物激素的條件不同，所以，在培育過程中針對不同的階段任務，有時需要轉換培養(yǎng)基。(3)愈傷組織一般先誘導分化產(chǎn)生芽，然后再誘導分化產(chǎn)生根。4．影響植物組織培養(yǎng)的因素(1)材料因素的影響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、保存時間的長短也有影響。③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枝。(2)營養(yǎng)因素①培養(yǎng)基：需要配置適宜的培養(yǎng)基，常用的一種培養(yǎng)基是MS培養(yǎng)基。②主要成分包括：a．大量元素，如N、P、K、Ca、Mg、S；b．微量元素，如B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co；c．有機物，如甘氨酸、煙酸、肌醇、維生素以及蔗糖等。(3)激素在配置好的MS培養(yǎng)基中，常常需要添加植物激素。植物激素中生長素和細胞分裂素是啟動細胞分裂、脫分化和再分化的關鍵性激素。[歸納拓展]細胞全能性大小與細胞種類的關系(1)受精卵>生殖細胞>體細胞；植物細胞>動物細胞；分化程度低的細胞>分化程度高的細胞。(2)一般地說，離體后的植物細胞的全能性在一定條件下可充分體現(xiàn)。(3)離體后的動物細胞的全能性受限制，但其細胞核的全能性借助卵細胞的細胞質可體現(xiàn)出來。(4)未離體的細胞的全能性不能表達，只是在機體的調控下進行定向分化。1．當先使用細胞分裂素，后使用生長素時，實驗結果(

)A．有利于細胞分裂，但細胞不分化B．細胞既分裂又分化C．分化頻率高D．有利分化，但不分裂解析：生長素與細胞分裂素的使用順序不同，實驗結果不同：同時使用時，細胞分化頻率提高；先使用生長素，后使用細胞分裂素，有利于細胞分裂，但細胞不分化；先使用細胞分裂素，后使用生長素，細胞既分裂也分化。答案：B1．準備：實驗器材和藥品。2．配制：配制MS基本培養(yǎng)基。并分別向MS基本培養(yǎng)基中添加所需的激素，配制誘導愈傷組織形成的培養(yǎng)基、分化芽的培養(yǎng)基、生根的培養(yǎng)基，攪拌均勻，并調節(jié)pH。3．滅菌：將培養(yǎng)基121℃濕熱滅菌20min。二、天竺葵的組織培養(yǎng)4．取材與接種(1)取天竺葵幼嫩的葉，流水沖凈后，消毒并切成約0．5cm2的小塊。(2)接種于已經(jīng)配制好的誘導愈傷組織形成的培養(yǎng)基上，做好標記，在15～20℃、光照強度為1000～2000kx的條件下，每天光照10小時進行培養(yǎng)。5．觀察與記錄：每天觀察外植體的生長情況，并記錄其變化情況。6．轉接幼苗：將增長至一定體積的愈傷組織轉接到分化芽的培養(yǎng)基上，在15～20℃、光照強度為1000～2000kx的光照培養(yǎng)箱內(nèi)繼續(xù)培養(yǎng)，分化出幼芽后，再轉接至生根的培養(yǎng)基上，生根后將試管苗先煉苗，再移栽于大田中。2．關于植物組織培養(yǎng)的下列說法中，哪一項是錯誤的(

)A．在進行植物組織培養(yǎng)時，需要適宜的溫度、營養(yǎng)、氧氣和pHB．由外植體形成胚狀體的過程中不需要光，但由胚狀體發(fā)育成植株的過程中卻需要光C．不同植物進行組織培養(yǎng)時，所需的溫度有所不同D．由外植體形成幼苗的過程中，培養(yǎng)基中有機物的總量會減少解析：

植物組織培養(yǎng)需要一定的條件。如營養(yǎng)物質，適宜的溫度、pH和滲透壓、光照等，光不僅是進行光合作用必需的條件，同時也是影響細胞分裂和分化的重要條件。植物的胚狀體已分化，是照光后形成的。答案：

B合作探究·課堂互動

下列有關植物組織培養(yǎng)的敘述，正確的是(

)A．愈傷組織是一團有特定結構和功能的薄壁細胞B．二倍體植株的花粉經(jīng)脫分化與再分化后得到穩(wěn)定遺傳的植株C．用人工薄膜將胚狀體、愈傷組織等分別包裝可制成人工種子D．植物耐鹽突變體可通過添加適量NaCl的培養(yǎng)基培養(yǎng)篩選而獲得[自主解答]

________植物組織培養(yǎng)解析：答案：D選項正誤判斷理由A×愈傷組織細胞是一團排列疏松而無規(guī)則，高度液泡化的呈無定形狀態(tài)的、具分生能力的薄壁細胞，不具有特定的結構和功能B×二倍體的花粉中只含一個染色體組，培養(yǎng)得到的個體為單倍體高度不育，幼苗用秋水仙素處理后得到的植株才能穩(wěn)定遺傳C×人工種子中包裹的不可以是愈傷組織D√用特定的選擇培養(yǎng)基可篩選出所需要的突變體類型1．下列對植物組織培養(yǎng)過程中的脫分化，敘述正確的是(

)A．植物體的分生組織通過細胞分裂產(chǎn)生新細胞的過程B．體內(nèi)分化的細胞形態(tài)、結構和功能發(fā)生改變的過程C．高度分化的植物器官、組織或細胞產(chǎn)生愈傷組織的過程D．愈傷組織分裂產(chǎn)生大量相同細胞的過程解析：

植物體的分生組織通過細胞分裂產(chǎn)生新細胞的過程是細胞增殖的過程，主要進行細胞的有絲分裂；體內(nèi)分化的細胞形態(tài)、結構和功能發(fā)生改變的可能是細胞的衰老或凋亡的過程；愈傷組織分裂產(chǎn)生大量相同細胞的過程是通過有絲分裂實現(xiàn)的；而脫分化是高度分化的植物器官、組織或細胞產(chǎn)生愈傷組織的過程。答案：

C

下列關于影響植物組織培養(yǎng)的因素，說法正確的是(

)A．不同植物組織培養(yǎng)的難易程度不同，同一種植物材料培養(yǎng)的難易程度相同B．在植物組織培養(yǎng)中，培養(yǎng)基中必須添加植物激素C．植物激素中生長素和細胞分裂素的作用是互相獨立的D．pH、溫度、光照條件等對植物組織培養(yǎng)也特別重要[自主解答]

________植物組織培養(yǎng)的影響因素解析：不同植物組織培養(yǎng)的難易程度不同，同一種植物材料也會因年齡、保存時間的長短等導致實驗結果不同；在植物組織培養(yǎng)中，培養(yǎng)基中常常要添加植物激素，但不是都必須添加植物激素，如菊花莖段組織培養(yǎng)不必添加植物激素；各種植物激素的作用是相互聯(lián)系的，而不是互相獨立的；植物組織培養(yǎng)需要適宜的溫度、pH和適當?shù)墓庹?。答案：D【互動探究】植物組織培養(yǎng)過程中，是否一直給予光照？提示：不是，愈傷組織才開始給予適宜的光照

植物組織培養(yǎng)過程的無菌操作(1)培養(yǎng)材料的消毒消毒劑：一般可用體積分數(shù)為70%的酒精和質量分數(shù)為0．1%的氯化汞溶液。(2)培養(yǎng)基、所用器械均應進行滅菌處理。培養(yǎng)基、所用器械常用高壓蒸汽滅菌，所用器械也可采取干熱滅菌或灼燒滅菌。(3)操作室、工作臺要進行消毒，一般使用紫外線或消毒藥品消毒。(4)所有接種、轉瓶操作都應在酒精燈火焰旁進行。

2．某同學在進行組織培養(yǎng)過程中，發(fā)現(xiàn)只分裂而不分化出芽和根，可能原因是(

)A．未見陽光B．培養(yǎng)時間不夠C．培養(yǎng)基營養(yǎng)過多D．細胞分裂素和生長素配比不對解析：

植物組織培養(yǎng)的過程中激素的種類和比例直接影響培養(yǎng)細胞的細胞分裂、脫分化和再分化的過程。答案：

D高效測評

·

知能提升1．下列有關植物組織培養(yǎng)所需營養(yǎng)的敘述，錯誤的是(

)A．MS培養(yǎng)基既含硝態(tài)氮又含銨態(tài)氮B．維生素以輔酶的形式參與生物催化劑酶系活動C．植物生長調節(jié)物質包括生長素、細胞分裂素及赤霉素等D．植物組織培養(yǎng)過程中無需從外部供糖解析：

通常植物本身能進行光合作用，產(chǎn)生糖類，不需從外部供給糖，但在植物組織培養(yǎng)進行異養(yǎng)的狀況下，大多不能進行光合作用來合成糖類，因此必須在培養(yǎng)基中添加糖，作為碳素來源和能量來源。答案：

D2．無菌技術是植物組織培養(yǎng)能否獲得成功的關鍵，以下說法正確的是(

)①由于植物組織培養(yǎng)所利用的植物材料體積小、抗逆性差，對無菌操作的要求非常嚴格②對培養(yǎng)基用高壓蒸汽滅菌③對培養(yǎng)材料進行表面消毒時，一方面要考慮藥劑的消毒效果，另一方面還要考慮植物材料的耐受能力④培養(yǎng)中不同藥劑、不同植物材料，甚至不同器官要區(qū)別對待⑤對培養(yǎng)材料可用高壓蒸汽滅菌⑥如果不小心引起污染，可能將造成培養(yǎng)工作前功盡棄A．①②③④⑤ B．①②③④C．①②③④⑥ D．①②③④⑤⑥解析：

不同的材料或對象，所采用的滅菌或消毒方法不同，對培養(yǎng)物不能采用高壓蒸汽滅菌，否則會導致培養(yǎng)物死亡，在操作過程中一定要嚴格遵守無菌操作，以免污染，前功盡棄。答案：

C3．采用莖尖等分生組織培養(yǎng)出來的植物一般很少有植物病毒的危害，其原因是(

)①分生區(qū)維管束尚未形成，病毒通過胞間連絲移動到分生區(qū)的速度遠不及細胞分裂的速度快②在組織培養(yǎng)過程中的細胞進行的是快速分裂和分化③在人工配制的培養(yǎng)基上，病毒根本無法生存④進行組織培養(yǎng)的植物體內(nèi)水分太少，無機鹽含量太高⑤進行組織培養(yǎng)的過程都是在無菌和無毒條件下進行的A．①②③ B．②③④C．③④⑤ D．①②⑤解析：

利用組織培養(yǎng)技術獲得脫毒植物的原理是植物上存在無病毒的微小區(qū)域；組織培養(yǎng)具有取材少、培養(yǎng)周期短的優(yōu)點，而且是在無菌、無毒條件下進行的。答案：

D4．關于菊花組織培養(yǎng)的操作，下列說法不正確的是(

)A．培養(yǎng)基連同其他器械一起進行高壓蒸汽滅菌B．幼苗要先移植到消過毒的蛭石或者珍珠巖等環(huán)境下生活一段時間C．用于植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基同樣適合于某些微生物的生長，一旦感染雜菌則前功盡棄D．接種時用鑷子夾取菊花莖段插入培養(yǎng)基中即可解析：

菊花的組織培養(yǎng)中為防止雜菌污染，需要進行嚴格的無菌操作，外植體要消毒，培養(yǎng)基及其他器械要消毒。接種時要注意莖段的形態(tài)學上下端，不能倒插。幼苗要先移植到消過毒的環(huán)境中生活一段時間，然后再栽培到土壤中。答案：

D5．某同學在進行組織培養(yǎng)過程中，發(fā)現(xiàn)愈傷組織只分裂而不分化出芽和根，可能原因是(

)A．未見陽光B．培養(yǎng)時間不夠C．培養(yǎng)基營養(yǎng)過多 D．細胞分裂素和生長素配比不對解析：

植物組織培養(yǎng)的過程中，激素的種類和比例直接影響培養(yǎng)的細胞的分裂、脫分化和再分化的過程。答案：

D6．四倍體水稻的花藥通過無菌操作接入試管，經(jīng)培養(yǎng)形成試管苗，下列敘述中不正確的是(

)A．用花藥離體培養(yǎng)法獲得的植株是二倍體B．誘導產(chǎn)生愈傷組織的分裂方式為有絲分裂C．培養(yǎng)液中應有有機養(yǎng)料以及生長素和細胞分裂素D．試管苗的生長發(fā)育需要光照解析：四倍體水稻的花藥離體培養(yǎng)獲得的是含有2個染色體組的單倍體植株，不能叫做二倍體，花藥通過培養(yǎng)誘導產(chǎn)生愈傷組織的分裂方式是有絲分裂，同時，培養(yǎng)過程中要加入無機營養(yǎng)、有機營養(yǎng)、生長素和細胞分裂素等物質，培育成試管苗可通過光照進行光合作用，產(chǎn)生糖類，滿足自身需求。答案：A7．1958年，美國科學家斯圖爾德將胡蘿卜韌皮部的一些細胞放進培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)，最終發(fā)育成完整的新植株。如下圖是細胞培養(yǎng)形成胡蘿卜植株的示意圖，請據(jù)圖回答：(1)過程④由細胞團形成胚狀體要經(jīng)過________和________的過程。(2)過程③、④、⑤在生物技術中稱為________________。(3)生長發(fā)育離不開細胞的分裂和分化。在新陳代謝基礎上的個體發(fā)育過程中，細胞核和細胞質中的遺傳物質起著重要作用。①從代謝方面看，生物體的生長是____________的結果。②根據(jù)所給的生物學名詞進行類推：細胞分化：細胞產(chǎn)生穩(wěn)定性差異的過程。細胞脫分化：________________________________。③植物體內(nèi)由同一受精卵發(fā)育而來的葉肉細胞和導管細胞，它們的形態(tài)和功能有極大的差異，其根本原因是_____________________________________________。解析：

本題考查了對植物組織培養(yǎng)過程和原理的理解。細胞團是指離體的植物細胞脫分化形成的愈傷組織，由細胞團形成胚狀體是愈傷組織再分化形成根、芽的過程，此過程必定伴隨著細胞的分裂和分化。③④⑤過程就是離體的植物組織或細胞培養(yǎng)成植物體的過程，應用的是植物組織培養(yǎng)技術。對一個植物體來說，只有同化作用大于異化作用，也就是合成自身的物質多于分解自身的物質，才表現(xiàn)出生長現(xiàn)象。因為多細胞生物體的每一個細胞都是由受精卵有絲分裂而來的，所以每一個細胞中都含有相同的遺傳物質。而生物細胞能分化為不同的形態(tài)結構，是因為遺傳物質進行選擇性表達的結果。而脫分化就是已經(jīng)高度分化的細胞恢復分裂能力的過程。答案：

(1)細胞分裂細胞分化(2)植物組織培養(yǎng)技術(3)①同化作用超過異化作用②已分化的細