人教版高中生物选修一专题3《植物的组织培养技术》word导学案.docx

人教版高中生物选修一专题3《植物的组织培养技术》word导学案.docx

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人教版高中生物选修一专题3《植物的组织培养技术》word导学案

专题3　植物的组织培养技术

第9课时　菊花的组织培养

目标导航

　1.了解植物组织培养技术在生产中的应用和MS固体培养基的配方。

2.熟悉植物组织培养的基本过程和影响植物组织培养的因素。

3.理解细胞分化的概念及离体植物细胞的脱分化和再分化。

一、基础知识

1．植物组织培养的基本过程

（1）细胞全能性的表达：

________的植物组织或细胞，在一定的____________、________和_______________

_的作用下，发育成完整植株的过程。

（2）细胞分化：

在植物的________过程中，细胞在________、________和____________上都会出现________的差异，形成这些差异的过程叫

做细胞分化。

（3）植物组织培养的基本过程[来源:

]

离体的植物器官、组织或细胞（又叫________）愈伤组织胚状体、丛芽等新个体

①愈伤组织的特点：

细胞________________，是一群________________的呈________________的薄壁细胞。

②脱分化（去分

化）：

由____________的植物组织或细胞产生____________的过程。

③再分化：

由________________________重新分化成根或芽等器官的过程。

（4）条件：

________的植物组织或细胞，在一定的________、________和其他外界条件的作用下就可能表现出全能性，发育成完整植株。

离体的植物组织或细胞叫做________。

2．影响植物组织培养的因素

（1）培养材料的影响：

不同的植物组织，培养的难易程度____________。

对于同一种植物材料，材料的________、________________等也会影响实验结果。

因此菊花的组织培养，一般选择________________的茎________部________的侧枝。

（2）营养物质的影响：

常用的________培养基，主要成分包括____________、________

____、________以及蔗糖等。

其中____________和____________提供植物细胞所必需的无机盐；________提供碳源，维持细胞渗透压。

（3）植物激素的影响：

MS培养基常需添加植物激素。

其中________和____________是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素，这两种激素的________、________________以及____________等，都会影响实验结果。

下表是关于两种植物激素在组织培养过程中的作用。

[来源:

]

使用顺序或用量比

实验结果

先使用生长素，后使用细胞分裂素

有利于__________，但细胞________

先使用细胞分裂素，后使用生长素

细胞____________

同时使用

分化频率____

生长素用量/细胞分裂素用量，比值高

有利于____的分化、抑制____的形成

生长素用量/细胞分裂素用量，比值低

有利于____的分化、抑制____的形成

生长素用量/细胞分裂素用量，比值适中

促进________的形成

（4）环境因素的影响：

________、________、________等条件也能影响植物组织培养。

二、植物组织培养的操作流程

1．制备MS固体培养基：

将各种营养成分按比例配制成________________。

利用母液配制菊花组织培养所需要的培养基，菊花的组织培养比较容易，因此可以不加激素，而如果是其他植物的组织培养，则要配制成三种培养基，即____________、________________和________________。

配制菊花的组织培养的培养基

时先将称好的琼脂加入800mL蒸馏水中，加热使________熔化；然后加入______________30g，加入一定量的________，充分混匀后加蒸馏水定容至1000mL，调节________；最后分装到锥形瓶中，每瓶分装50mL或100mL。

用包在纱布中的棉塞封严瓶口，外面包一层牛皮纸。

将配制好的培养基放入________________锅，在121℃下灭菌15min。

2．外植物体消毒：

选取生长旺盛的菊花的嫩枝，先用清水洗净，再用体积分数为________________浸泡6～7s后，立即取出并用无菌水清洗，取出后吸干水分再放入质量分数为________________中浸泡1～2min。

取出后，在无菌水中至少清洗3次，漂净消毒液。

3．接种：

在超净工作台上铺上无菌滤纸，将已消毒的菊花茎段切成小段（长0.5～1.0cm），迅速接种到培养基上。

插入时应注意方向，使嫩茎的形态学下端接触培养基，不要________。

每瓶接种6～8块嫩茎。

接种后，将锥形瓶的瓶口在酒精灯火焰上转动灼烧一遍，将封口膜重新扎好，贴上标签，做好记录。

4．培养：

接种后的锥形瓶放

在__________中培养。

培养温度应控制在18～22℃，并且每日用日光灯光照12h，并定期进行________，保持适宜的________和________。

5．移栽：

当小苗长到5～6cm，基部形成根原基的时候，即可进行移栽。

试管苗是在无菌、充分营养供给、适宜的光照和温度以及100%相对湿度环境中生长的。

刚出瓶的试管苗对外界环境不太适应。

将试管苗培养瓶的瓶口敞开一半，放置在20～25℃的遮阴环境中，适应7～14d。

若试管苗不萎蔫、有新生长的趋势，便可将试管苗取出，小心洗净粘在根上的培养基，植入盛有________________________等材料的花盆中，浇足水分，罩上带孔的塑料薄膜，将花盆放置在20～25℃的阴凉处3～5d。

待幼苗长出新叶时，揭去塑料薄膜，再过7～10d，幼苗即可移栽到土壤里。

6．栽培：

将幼苗移载后，每天观察并记录幼菌生长情况，适时浇水、施肥，直至开花。

提醒　

（1）植物组织培养一定要采用无菌技术。

（2）实验选材是实验成功的关键。

知识点一　植物组织培养的基本过程及影响因素

1．请回答下列有关植物组织培养的几个问题。

（1）离体植物组织和细胞培养常用的一种培养基是____________，其主要成分中的大量元素有______________，培养基中常用的两种植物激素是________和____________，两者使用时的__________、__________、____________等，都会影响实验的结果。

（2）下图表示植物组织培养的部分过程：

①过程是________，②过程是________，A是________。

（3）组织培养过程中还需要维持一定的外界条件，一是要有适宜的________，二是________。

2．下列关于影响植物组织培养因素的说法，正确的是（　　）

A．不同植物组织培养的难易程度不同，同一种植物材料培养的难易程度相同

B．在植物组织培养中，培养基中必须添加植物激素

C．植物激素中，生长素和细胞分裂素的作用是相互独立的

D．pH、温度、光照条件等对植物组织培养也特别重要

知识点二　植物组织培养操作过程

3．下列哪组符合菊花组织培养的基本步骤（　　）

A．制备MS培养基→外植体消毒→接种→培养→移栽→栽培

B．制备MS培养基→外植体消毒→接种→培养→栽培→移栽[来源:

]

C．制备MS培养基→外植体消毒→接种→栽培→培养→移栽

D．制备MS培养基→外植体消毒→接种→移栽→培养→栽培

4．关于植物组织培养的内容，以下说法错误的是（　　）

A．一般来说容易进行无性繁殖的植物，也容易进行组织培养

B．对菊花茎段进行组织培养，不加植物激素也能成功

C．接种后的锥形瓶放入无菌箱中，给予适宜的温度和光照即可

D．移栽生根的试管苗之前，先打开瓶口，让试管苗在培养间生长几日

一、选择题

1．下列关于植物组织培养中植物激素使用的说法，不正确的是（　　）

A．植物组织培养中的关键性激素是生长素和细胞分裂素

B．先使用生长素，后使用细胞分裂素，有利于细胞分裂和分化

C．先使用细胞分裂素，后使用生长素，细胞既分裂又分化

D．同时使用生长素和细胞分裂素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向

2．下列关于消毒的叙述，正确的是（　　）

A．制备的MS固体培养基可用70%的酒精消毒

B．70%的酒精对外植体消毒效果好，但用时长，去除易

C．0.1%的氯化汞对外植体消毒效果最好，用时短，去除也易

D．试管苗长成后，需移栽到经过消毒的蛭石或珍珠岩中生活一段时间，然后再移栽到土壤中栽培

3．当植物脱离了原来所在植物体的器官或组织而处于离体状态时，下列有可能使其表现出全能性，发育成完整植株的是（　　）

A．细胞分裂素B．生长素

C．一定的营养物质D．以上三者均是

4．关于MS培养基与微生物培养基的配方相比不同之处，说法错误的是（　　）

A．MS培养基中常常添加植物激素，微生物培养基中不需要

B．MS培养基中的碳源和能源是蔗糖，微生物培养基中的碳源和能源主要是葡萄糖

C．MS培养基中需提供植物生长必需的大量元素和微量元素

D．MS培养基中不需加维生素，微生物培养基中要加维生素作生长因子

5．下列对植物组织培养过程中的脱分化的叙述，正确的是（　　）

A．植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞的过程

B．体内分化的细胞形态、结构和功能发生改变的过程

C．高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程

D．愈伤组织分裂产生大量相同细胞的过程

6．月季组织培养选材部位最佳的是（　　）

A．幼嫩的花瓣B．枝条基部的芽

C．枝条中部的芽D．幼嫩的叶

7．在植物组织培养过程中，生长素用量与细胞分裂素用量的比值高时，下列描述正确的是（　　）

A．有利于根的分化和芽的形成

B．不利于根的分化和芽的形成

C．有利于芽的形成，抑制根的分化

D．有利于根的分化，抑制芽的形成

8．影响植物组织培养的因素包括（　　）

①培养基的配制　②外植体的选取　③激素的运用

④消毒　⑤温度、pH、光照

A．①②③④⑤B．①②③

C．①②③④D．①②③⑤

9．下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是（　　）

A．培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压

B．培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的形成和分化

C．离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织

D．同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因组成相同

10．某组织培养实验室的愈伤组织被真菌严重污染，为查找污染原因设计了4个实验，实验条件除图示外其他均相同。

下列各图表示实验结果，据图可得出的初步结论是（多选）（　　）

A．污染主要不是培养基灭菌时间短造成的

B．污染主要来源于组织培养所用的离体组织

C．调节培养基pH不能解决污染问题

D．调节培养温度不能解决污染问题

二、简答题

11．某班同学在学完菊花的组织培养内容之后，决定利用课余时间去实践这项技术，培养出美丽的菊花来美化教室的环境。

（1）在制备MS固体培养基时先根据__________________________进行计算。

MS培养基含有______种营养成分。

其中______________6种元素属大量元素，_____________________8种元素属微量元素，能源物质是________。

由于菊花的茎段组织培养比较容易，所以不必加______________。

（2）将分装好的培养基连同培养器械一起进行__________灭菌。

[来源:

]

（3）选取菊花的______________部分进行外植体消毒，在消毒时既要考虑________________，又要考虑________________，所以分别用________的酒精和______的氯化汞消毒，消毒时间不宜过长。

（4）接种时要特别注意______________________，每瓶接种______块外植体。

将接种后的锥形瓶放在____________中培养，培养期间定期消毒，温度控制在____________℃，并每日用日光灯照12h。

（5）若干天后发现有些锥形瓶中生长出可爱的菊花幼苗，有的锥形瓶中培养失败还长出很多细菌菌落，试分析其原因。

幼苗在移栽入土之前需进行哪些处理工作？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

12．下图是胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作，接入试管内的培养基后，在一定的条件下形成试管苗的培育过程。

请据图回答下列问题。

（1）要促进植物细胞分裂生长，培养基中应含有营养物质和植物激素，营养物质包括________和小分子有机物；植物激素包括细胞分裂素和__________两类。

（2）此过程依据的原理是________________。

A阶段和B阶段细胞进行的分裂方式主要是________，B阶段除了细胞分裂外，还进行细胞________。

（3）此过程要无菌操作，主要是指对________进行灭菌消毒。

B阶段需要光照，原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）试管苗的根细胞中没有叶绿素，而叶的叶肉细胞中具有叶绿素，这是________________的结果。

（5）将胡萝卜韧皮部组织块接种到培养基上时，为防止杂菌污染，应如何操作？

________________。

第9课时　菊花的组织培养

知识清单

一、1.

（1）离体　营养物质　激素　其他外界条件　

（2）个体发育　形态　结构　生理功能　稳定性　（3）外植体　脱分化　再分化　①排列疏松而无规则　高度液泡化　无定形状态　②高度分化　愈伤组织　③脱分化产生的愈伤组织　（4）离体　营养物质　激素　外植体

2．

（1）差别很大　年龄　保存时间的长短　未开花植株　上　新萌生　

（2）MS　大量元素　微量元素　有机物　大量元素　微量元素　蔗糖　（3）生长素　细胞分裂素　浓度　使用的先后顺序　用量的比例　细胞分裂　不分化　既分裂又分化　提高　根　芽　芽　根　愈伤组织　（4）pH　温度　光照

二、1.MS培养基母液　脱分化培养基　生芽培养基　生根培养基　琼脂　蔗糖　各种母液　pH　高压蒸汽灭菌

2．70%的酒精　0.1%的氯化汞溶液　3.倒插　4.无菌锅　消毒　温度　光照　5.消过毒的蛭石或珍珠岩

对点训练

1．

（1）MS培养基　N、P、K、Ca、Mg、S　生长素（类）　细胞分裂素（类）　浓度　使用的先后顺序　用量的比例　

（2）脱分化　再分化　愈伤组织　（3）温度　无菌（环境）

规律链接

（1）愈伤组织与根尖分生区组织的比较

组织

类型

细胞来源[来源:

]

细胞形态

细胞结构

细胞排列

细胞

去向

根尖分生组织

受精卵

正方形

无液泡

紧密

分化成多种细胞组织

愈伤

组织

高度分化细胞

无定形

高度液泡化

疏松

再分化成新个体

相同点

都通过有丝分裂进行细胞增殖

（2）MS培养基是植物组织培养必需的物质基础，其中相关激素（细胞分裂素和生长素）的浓度及使用的先后顺序和用量的比例是调节分化的关键。

在植物组织培养中，应把握好生长素和细胞分裂素的浓度、用量比例及使用顺序。

2．D　[不同植物组织培养的难易程度不同，同一种植物材料的不同器官或不同生长期细胞培养的难易程度也不同，故A错误；在植物组织培养中，一般培养基中要加入植物激素，像菊花茎段的培养比较容易，就不必添加植物激素了，故B错误；生长素与细胞分裂素共同起作用，促使愈伤组织、根、芽的形成，只是用量比值不同，作用效果不同而已，故C错误；在培养过程中，需要适宜的pH、温度、光照（脱分化不需要）等适宜条件，即D正确。

]

3．A　[移栽是指将培养基上培养的幼苗长壮后移栽到土壤中，栽培是对移栽后的幼苗进行精

细管理培养的过程，应先移栽后栽培。

]

规律链接　试管苗培养过程中应注意的问题：

（1）培养一株完整的试管苗，必须先进行生芽培养，然后进行生根培养，如果顺序颠倒，先诱导生根，就不好诱导生芽了。

（2）试管苗应该进行见光培养。

（3）试管苗一般在高湿、弱光、

恒温下异养生长，出瓶后一定要保温、保湿。

（4）试管苗光合作用能力低，在移栽前给予较强光照闭瓶炼苗，以促进小苗向自养转化。

（5）无菌技术是植物组织培养成功的关键。

植物组织培养不同于扦插、压条等常规的无性繁殖。

由于植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗性差，所以对培养条件的要求较高，对无菌操作的要求非常严格。

若不小心引起污染，将可能造成培养工作前功尽弃，因此实验过程始终贯穿着灭菌消毒。

对培养材料进行表面灭菌时，一方面要考虑药剂的消毒效果；另一方面还要考虑植物材料的耐受能力。

不同药剂、不同植物材料，甚至不同器官都要区别对待。

4．C　[在植物组织培养过程中，分化程度越低的材料，越容易脱分化形成愈伤组织，接种后的锥形瓶放入无菌箱中，给予适宜的温度和光照进行培养，培养期间应定期消毒，防止细菌等微生物污染。

]

达标测试

1．B　[植物组织培养的培养基中除营养成分外还须添加植物激素，一般包括生长素和细胞分裂素；外植体脱分化、再分化的诱导方向取决于二者的比例。

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，对细胞的分裂和分化均有利。

]

2．D　[制备的MS固体培养基的灭菌方法是高压蒸汽灭菌；70%的酒精对外植体的消毒效果好，放入其中摇动2～3次，浸泡6～7s，去除易；0.1%的氯化汞消毒效果最好，时间较短，但消毒后难以去除残余的汞。

]

联想　无菌技术是植物组织培养成功的关键。

因为所用材料体积小、抗性差，对材料灭菌时，一要保持材料的活性，二要尽量除净杂菌。

所以使用化学药剂消毒时，一定要考虑药剂的消毒效果和材料的耐受力。

3．D　[植物细胞表现全能性的条件：

离体状态、一定的营养条件、激素、适宜的温度、pH等外界条件，无菌条件等。

]

4．D　[MS培养基中需要加入甘氨酸、维生素等物质，主要是为了满足离体植物细胞在正常代谢途径受到一定影响后所产生的特殊营养需求。

]

5．C

6．C　[月季芽在茎段上的位置对植物组织培养成功的难易有影响，接近枝条顶端的芽和紧挨着枝条基部的芽发育最慢；而枝条中部的芽发育比较快。

幼嫩的花瓣和叶具有分裂能力，但不如芽的强。

]

7．D　[生长素用量与细胞分裂素用量的比值高时，有利于根的分化，抑制芽的形成；比值低时，有利于芽的分化，抑制根的形成；比值适中时，促进愈伤组织的形成。

]

8．A　[植物组织培养过程受多种外界因素的影响，其中包括温度、光照、pH等，而培养基的成分、外植体的选取和消毒是否严格等也影响组织培养。

]

9．D　[在植物组织培养过程中，蔗糖是最常用的碳源和能源物质，蔗糖还可以调节培养基的渗透压，从而维持细胞正常的形态和功能；愈伤组织的分化常受细胞分裂

素及生长素用量比例的调节，当这一用量比值高时，可诱导芽的形成，反之则有促进生根的趋势；对于同一株绿色开花植物来说，花粉是通过减数分裂形成的，离体培养获得的愈伤组织细胞和体细胞培养获得的愈伤组织细胞基因组成并不完全一样，假定该植株基因型为Aa，花粉培养获得的愈伤组织细胞基因型为A或a，而体细胞培养获得的愈伤组织细胞基因型为Aa，二者不一样。

]

10．ABCD　[由

（1）、（3）、（4）曲线较为平缓可知，灭菌时间、pH、温度等对污染率影响不大；离体组织的灭菌时间与污染率呈反相关关系，影响较大。

]

11．

（1）植物组织对各物质的需求量　20多　N、P、K、Ca、Mg、S　B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co　蔗糖　植物激素

（2）高压蒸汽　（3）生长旺盛的嫩枝　药剂的消毒效果　植物的耐受能力　70%　0.1%　（4）插入时的方向，不要倒插　6～8　无菌箱　18～22　（5）接种时操作不规范，培养基中混入细菌或培养基灭菌不彻底。

移栽生根的试管苗之前，应先打开培养瓶的封口膜，让试管苗在培养间生长几日；然后用流水清洗根部的培养基，将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境下生活一段时间，等幼苗长壮后再移栽到土壤中

12．

（1）无机物　生长素　

（2）植物细胞的全能性　有丝分裂　分化　（3）培养基　芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件　（4）基因选择性表达　（5）接种要在酒精灯火焰旁进行

解析　解答本题应着重从植物组织培养的原理、过程、影响因素及相关的无菌操作技术等方面入手。

（1）植物组织培养使用的培养基中应含有供植物组织细胞生长发育所需要的无机物和小分子有机物，还需调节细胞发育方向的细胞分裂素和生长素等激素。

（2）植物细胞的全能性是植物组织培养的理论基础，脱分化和再分化阶段中细胞的增殖方式均为有丝分裂，再分化阶段愈伤组织经细胞有丝分裂和分化形成试管苗。

（3）植物组织培养过程一定要做到无菌操作，包括外植体、培养基、容器、接种工具等均应消毒灭菌，其中培养基的灭菌最为重要；再分化阶段需要光照，因为幼叶中叶绿素的合成需要光照条件。

（4）同一植株的所有体细胞所含有的遗传信息相同，但表达不同，故形态、功能存在差异。

（5）酒精灯火焰旁温度较高，可有效杀死空气中的细菌。

第10课时　月季的花药培养

目标导航

　1.知道花粉是单倍体的生殖细胞，说出被子植物花粉发育的过程。

2.理解产生花粉植株的两种途径；知道选取适宜的材料和培养基组成是花粉植株诱导成功的关键。

一、月季花药培养的基础知识

1．被子植物的花粉发育过程

（1）被子植物的花粉是在花药中由花粉母细胞经过____________形成的，是________的生殖细胞。

（2）发育历程：

被子植物花粉的发育要经历______________、________和________等阶段。

提醒　

（1）花粉萌发进行受精作用时，每个花粉粒可释放出两个________，从而完成被子植物的________。

（2）被子植物的花粉发育要经过小孢子四分体时期、单核期、双核期三个阶段，其中单核期又分单核居中期和单核靠边期两个时期，双核期包括花粉管细胞核和生殖细胞核两个核。

（3）被子植物花粉发育过程中的“四分体”是指由一个花粉母细胞经过减数分裂产生的连在一起的4个__________（4个小孢子）；而减数分裂中的“四分体”是指在联会状态下的一对同源染色体，因为含有四条染色单体，所以叫做“四分体”。

2．产生花粉植株的两种途径

（1）通过花药培养产生花粉植株的两种途径

一种是花粉通过________阶段发育成植株；另一种是花粉在诱导培养基上先形成____________，再将其诱导分化成植株。

生根―→移栽

通过花药培养产生花粉植株的两种途径并没有绝对的界限，主要取决于培养基中________________________。

（2）单倍体育种的过程

①在花药培养的基础上，用____________继续处理单倍体幼苗，染色体加倍，重新恢复为二倍数。