最新整理优秀人教版高一上册生物《植物组织培养》等教案范文.docx
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最新整理优秀人教版高一上册生物《植物组织培养》等教案范文
人教版高一上册生物学案
课题1 菊花的组织培养
1．说出植物组织培养的基本原理。
2．学习植物组织培养的基本技术。
3．进行菊花或其他植物的组织培养。
一、植物组织培养的基本原理
植物细胞具有________。
即植物细胞脱离了原来所在植物体的器官或组织而处于______状态时，在一定的__________、______和其他外界条件的作用下，表现出可以发育成____________的能力。
二、植物组织培养的基本过程
1．在植物的个体发育过程中，细胞在形态、结构和生理功能上都会出现________的差异，形成这些差异的过程叫做__________。
2．过程
离体的植物细胞、组织、器官――→（脱分化） 组织――→（ ）丛芽或根等――→（生长）完整的植物体
思考：
马铃薯长期种植，产量会降低而且易感染病毒，要想提高马铃薯的产量，培育无病毒的马铃薯应该怎么办？
三、影响植物组织培养的因素
1．材料的选择
植物材料的选择直接关系到实验的成败。
植物的种类、材料的______和________________等都会影响实验结果。
菊花的组织培养，一般选择____________的茎上部新萌生的侧枝。
2．培养基
植物组织培养需要适宜的培养基，常用的是______培养基，其主要成分包括：
__________，如N、P、K、Ca、Mg、S；__________，如B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co；________，如甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素，以及______等；还常常需要添加______________。
3．植物激素
植物激素中________和____________是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。
培养基中添加的植物激素的______、________________以及____________等，都会影响实验结果。
以生长素和细胞分裂素为例。
使用顺序实验结果
先使用生长素，后使用细胞分裂素有利于细胞____，
但细胞不____
先使用细胞分裂素，后使用生长素细胞____________
同时使用______频率提高
生长素/细胞分裂素比值与结果
比值高时有利于____的分化，抑制____的形成
比值低时有利于____的分化，抑制____的形成
比值适中促进__________形成
4.其他影响因素
pH、温度、光照等条件是重要因素，不同的植物对各种条件的要求往往不同。
进行菊花的组织培养时，一般将pH控制在______左右，温度控制在________℃，每日用日光灯照射____h。
四、实验操作
1．制备MS固体培养基
（1）配制各种母液。
（2）配制培养基。
（3）灭菌
将分装好的培养基连同其他器械一起进行__________________。
2．外植体消毒
菊花茎段用水冲洗、加洗衣粉用软刷进行刷洗、用流水冲洗，吸干水分。
外植体要用体积分数为70%的酒精______，然后用无菌水清洗，吸干表面的水分，再用质量分数为0.1%的氯化汞______，最后用________清洗。
3．接种
所有的接种操作都必须在________旁进行，并且每次使用器械后，都需要用______________。
4．培养
接种后的锥形瓶放在无菌箱中培养，培养期间应定期______。
5．移栽
6．栽培
答案：
一、全能性 离体 营养物质 激素 完整的植株
二、1.稳定性 细胞分化
2．愈伤 再分化
思考：
长期进行无性繁殖的植物，只有根尖和茎尖中几乎无病毒，因此可利用植物组织培养获得无病毒的马铃薯植株。
三、1.年龄 保存时间的长短 未开花植株
2．MS 大量元素 微量元素 有机物 蔗糖 植物激素
3．生长素 细胞分裂素 浓度 使用的先后顺序 用量的比例 分裂 分化 既分裂也分化 分化 根 芽 芽 根 愈伤组织
4．5.8 18～22 12
四、1.高压蒸汽灭菌
2．消毒 消毒 无菌水
3．酒精灯 火焰灼烧灭菌
4．消毒
1.细胞分化与植物细胞的全能性
多细胞生物体，一般是由一个受精卵通过细胞的增殖和分化发育而成的。
细胞分裂只能繁殖出许多含有相同遗传物质的细胞，只有经过细胞分化才能形成不同的组织，进一步形成各种器官、系统，从而完成生物的个体发育过程。
当细胞分化开始时，受遗传因素和环境因素的调节，不同细胞的不同基因会在特定的时间、空间被激活，活化一段时间后有些基因的活动停止，而有些基因还在继续活动，从而产生了特定的蛋白质（即基因有选择性的表达），进而产生了不同的组织，也就是在个体发育中相同细胞的后代，在形态、结构和生理功能上发生了稳定性差异——细胞分化，这是发生在生物体一生中的一种持久变化，当然胚胎时期达到限度。
一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡。
由于体细胞大多是通过有丝分裂繁殖而来的，一般已经分化的细胞仍有一套和受精卵相同的染色体，含有与本物种相同的DNA分子。
因此，已分化的细胞具有发育成完整新个体的潜能，即全能性。
在合适的条件下，有些分化的细胞具有恢复分裂、重新分化发育成完整新个体的能力。
植物细胞的全能性比较强，动物细胞的全能性受到了限制，特别是一些高度特化的动物细胞，很难用它培养成一个新个体，但它的细胞核中仍有保持物种遗传性的全部遗传物质，保持着全能性，例如已取得成功的克隆羊——多利就是一例。
2.愈伤组织
愈伤组织是通过细胞分裂形成的，其细胞排列疏松而无规则，高度液泡化呈无定形状态的薄壁细胞。
它容易与根尖、茎尖的分生组织发生混淆。
可以通过下表比较根尖分生组织和愈伤组织的异同。
组织类型细胞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
3.污染的预防
污染就是指在组织培养过程中，培养容器内滋生菌斑，使培养材料不能正常生长发育，从而导致培养失败的现象。
植物组织培养不同于扦插、分根、叶插等常规无性繁殖。
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。
污染有两种类型，一种是细菌污染一般是由接种人员造成的，如未戴口罩，接种时说话，或手及器械消毒不严等。
另一种是真菌污染可能是由植物材料灭菌不当造成的。
可以通过以下措施做好预防。
（1）防止外植体带菌。
①选择好外植体采集时期和采集部位。
外植体采集以春秋为宜，优先选择地上部分作为外植体，阴雨天勿采，晴天下午采，采前喷杀虫剂、杀菌剂或套塑料袋。
②在室内或无菌条件下进行预培养。
③外植体严格消毒。
做消毒效果试验，多次消毒和交替消毒。
（2）保证培养基及接种器具彻底灭菌。
①分装时，注射器勿与瓶接触，培养基勿粘瓶口。
②检查封口膜是否有破损。
③扎瓶口要位置适当、松紧适宜。
④保证灭菌时间和高压锅内温度。
⑤接种工具使用前彻底灭菌。
⑥工作服、口罩、帽子等布质品定期进行湿热灭菌。
（3）操作人员严格遵守无菌操作规程。
如一定要规范着装，操作过程中不说话等。
（4）保证接种与培养环境清洁。
①污染瓶经高压灭菌后再清洁。
②接种环境定期熏蒸消毒、紫外灯照射或用臭氧灭菌和消毒。
③定期对培养室消毒、防止高温。
对外植体进行表面消毒时，既要考虑到药剂的消毒效果，又要考虑到植物的耐受力。
不同药剂、不同植物材料，甚至不同器官要区别对待。
消毒用过的有毒药品应收集后统一交给有关专业部门处理，以免引起环境污染。
一旦发现培养材料被污染，特别是真菌性污染，一定不要打开培养瓶。
应先将所有被污染的培养瓶统一放在高压蒸汽灭菌锅中灭菌后，再打开培养瓶进行清洗。
题型一细胞的全能性
【例题1】下列实例中能体现细胞全能性的是（ ）。
①用培养基培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株②植物用种子进行繁殖 ③用单个烟草组织培育出了可育的完整植株
A．①②B．①③C．②③D．①②③
解析：
①和③都属于已分化的细胞经过培养形成可育的植株，体现了细胞的全能性。
植物用种子繁殖后代，实际上是由一个受精卵，通过细胞的增殖和分化发育成新个体，是由未经分化的细胞（受精卵）发育成新个体的过程，因此不能体现细胞全能性。
答案：
B
题型二植物细胞表达全能性的条件
【例题2】植物细胞表现出全能性的必要条件是（ ）。
A．给予适宜的营养和外界条件
B．导入其他植物细胞的基因
C．脱离母体后的具有完整细胞核的细胞或组织，给予适宜的营养和外界条件
D．将成熟筛管细胞的细胞核移植到去核卵细胞中
解析：
在生物体内，细胞没有表现出全能性，而是分化成为不同的组织、器官，这是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果。
当植物细胞脱离母体后，在一定的营养物质、激素和其他适宜的外界条件的作用下，植物细胞就可以表现出全能性。
答案：
C
反思领悟：
植物细胞表达全能性的条件：
一是离体的组织或细胞；二是需要一定的激素、营养及其他适宜条件；三是具有完整细胞核的细胞。
题型三植物组织培养的过程及影响因素
【例题3】（2010•安徽理综）草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染的病毒传播给后代，导致产量降低、品质变差。
运用微型繁殖技术可以培育出无病毒幼苗。
草莓微型繁殖的基本过程如下：
外植体――→①愈伤组织――→②芽根―→植株
请回答下列问题。
（1）微型繁殖培育无病毒草莓时，一般选取____________作为外植体，其依据是________________。
（2）在过程①中，常用的MS培养基主要成分包括大量元素、微量元素和____________，在配制好的培养基中，常常需要添加____________，有利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织。
接种后2～5d，若发现外植体边缘局部污染，原因可能是____________。
（3）在过程②中，愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根，但分化出了芽，其原因可能是____________________________________________。
解析：
（1）植物组织培养时常采用根尖或茎尖部位，原因是该部位含病毒极少，甚至无病毒。
（2）MS培养基的成分包括大量元素、微量元素和有机物，在配制好的培养基中，常需要添加生长素和细胞分裂素等植物激素。
植物组织培养也应注意无菌操作。
（3）生长素用量比细胞分裂素用量的比值低时，有利于芽的分化，比值高时，有利于根的分化。
答案：
（1）茎尖（或根尖） 茎尖（或根尖）病毒极少，甚至无病毒
（2）有机物 植物激素 外植体消毒不彻底 （3）培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量的比值偏低
1．下列关于细胞分化的叙述，错误的是（ ）。
A．细胞分化是一种持久性的变化，它发生在生物体的整个生命过程中
B．细胞分化在胚胎时期达到限度
C．随着细胞分化的进行，细胞中的遗传物质种类会发生变化
D．高度分化的动物细胞的细胞核保持着全能性
2．下列有关植物组织培养的叙述，错误的是（ ）。
A．植物组织培养的原理是细胞的全能性B．主要包括脱分化和再分化两个阶段
C．外植体形成愈伤组织的过程需要阳光D．植物组织培养的过程中要求无菌操作
3．下列关于愈伤组织形成过程的正确叙述是（ ）。
A．愈伤组织的形成是离体的植物细胞分化的结果
B．愈伤组织的形成是离体的植物细胞分裂的结果
C．愈伤组织的形成是离体的动物细胞分化的结果
D．愈伤组织的形成是离体的动物细胞分裂的结果
4．下列关于接种时应注意的事项，全部正确的是（ ）。
①接种室要消毒 ②无菌操作 ③接种时可以谈话 ④外植体如茎段、茎尖可随机放入培养基 ⑤接种时要防止交叉污染 ⑥接种完立刻盖好瓶口
A．①②③④B．①②③④⑤⑥C．③④⑤⑥D．①②⑤⑥
5．在离体的植物组织、器官或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，需要下列哪些条件？
（ ）
①消毒灭菌 ②一定浓度的植物激素 ③适宜的温度 ④充足的光照 ⑤充足的养料
A．①③④⑤B．②③⑤C．①②③D．①②③⑤
答案：
1．C 细胞分化不会使遗传物质种类发生变化，它的实质是遗传物质在时间和空间上有选择性地表达。
2．C 植物组织培养是指离体的植物细胞、组织或器官在无菌操作下经脱分化和再分化形成完整植物体的过程，其原理是植物细胞的全能性。
在脱分化形成愈伤组织的过程中，恒温箱的门应该关闭，不必见光，因为在无光条件下愈伤组织长得更快。
3．B 愈伤组织只存在于植物细胞；离体的植物组织细胞，在培养了一段时间以后，会通过细胞分裂形成愈伤组织。
4．D 整个接种过程必须在无菌条件下进行，不能谈话，防止呼吸产生污染，因此操作过程应禁止谈话，并戴口罩；接种的外植体放入培养基时注意将形态学下端插入，而且分布均匀，不能随机放入，以保证必要的营养和光照条件。
5．D 离体的植物相关结构在形成愈伤组织的过程中不需要光照，因为该过程无法进行光合作用，其营养物质来自培养基。
月季的花药培养
课题2 月季的花药培养
1．说出被子植物花粉发育的过程及花药培养产生花粉植株的两种途径。
2．说出影响花药培养的因素。
3．学习花药培养的基本技术。
4．尝试用月季或其他植物的花药进行培养。
一、被子植物的花粉发育
1．被子植物的花粉是在______中由____________经过______分裂而形成的，花粉是单倍体的生殖细胞。
2．被子植物花粉的发育要经历______________时期、______期和______期等阶段。
二、产生花粉植株的两种途径
1.花药中的花粉――→脱分化 ――→分化丛芽2.花药中的花粉――→脱分化 ――→再分化丛芽――→诱导生根―→移栽
两种途径之间没有绝对的界限，主要取决于培养基中______的种类及其__________。
三、影响花药培养的因素
1．诱导花粉植株成功率高低的主要影响因素是____________与______________。
2．材料的选择与不同植物、同种植物亲本的生理状况，以及花粉发育时期有关。
从花药来看，应当选择花期早期的花药；从花粉来看，应当选择______期的花粉；从花蕾来看，应当选择____________的花蕾。
此时期的营养状态及生理状态比较好，对离体刺激敏感。
思考：
为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难？
3．亲本植株的生长条件、材料的____________以及__________等对诱导成功率都有一定影响。
四、实验操作
1．材料的选取
选择花药时，一般要通过______来确定花粉是否处于适宜的发育时期，此时需要对花粉________进行染色，最常用的方法有__________法和焙花青—铬矾法，它们分别可以将细胞核染成红色和蓝黑色。
2．材料的消毒
通常先将花蕾用体积分数为____________浸泡大约30s，立即取出，在无菌水中清洗。
取出后用无菌吸水纸吸干花蕾表面的水分，再用质量分数为______________溶液消毒，最后用无菌水冲洗3～5次。
3．接种和培养
（1）剥离花药：
灭菌后的花蕾，要在______条件下除去萼片和花瓣。
剥离花药时，一是要注意尽量____________（否则接种后容易从受伤部位产生__________）；二是要彻底去除______，否则不利于__________或________的形成。
（2）接种花药：
剥离的花药要立刻接种到培养基上。
通常每瓶接种________个花药。
（3）培养：
利用的培养基是______培养基，pH为5.8，温度为____℃左右，幼小植株形成后才需要光照。
培养20～30d后，花药开裂，长出__________或释放出________。
前者还要转移到____________上，以便进一步分化出再生植株；后者要尽快______并转移到新的培养基上。
（4）通过愈伤组织形成的花粉植株，__________的数目常常会发生变化，因而需要作进一步的鉴定和筛选。
答案：
一、1.花药 花粉母细胞 减数
2．小孢子四分体 单核 双核 1 4 小孢子四分体 居中 靠边 2 1 生殖 营养
二、1.胚状体
2．愈伤组织 激素 浓度配比
三、1.材料的选择 培养基的组成
2．单核 完全未开放
思考：
花瓣松动后，微生物就可能侵入花药。
3．低温预处理 接种密度
四、1.镜检 细胞核 醋酸洋红
2．70%的酒精 0.1%的氯化汞
3．
（1）无菌 不损伤花药 愈伤组织 花丝 愈伤组织 胚状体
（2）7～10 （3）MS 25 愈伤组织 胚状体 分化培养基 分开 （4）染色体组
菊花茎的组织培养与月季花药培养技术的异同
二者都是快速、大量繁殖花卉的技术手段。
菊花茎的组织培养月季花药培养
不
同
点外植体细胞类型体细胞生殖细胞
培养结果正常植株单倍体植株
光的要求每日照射12h幼小植株形成后
才需要光照
相同点理论依据、培养基的配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同
另外，花药培养的选材非常重要，需事先摸索适宜时期的花蕾；花药裂开后，长出的愈伤组织或释放出的胚状体也要及时更换培养基；花药培养对培养基配方的要求更为严格。
这些都使花药的培养难度加大。
花药的全能性高于植物组织。
另外，花粉植株属单倍体植株，高度不育。
如果需要育种，需对花粉植株幼苗进行秋水仙素处理，才能获得正常可育的个体。
题型一花粉的发育
【例题1】关于被子植物花粉的形成，说法正确的是（ ）。
A．花粉是花粉母细胞经有丝分裂形成的
B．花粉的发育要经历小孢子四分体时期、单核期和双核期
C．花粉发育经历双核期时，两个细胞核中的遗传物质并不完全相同
D．花粉母细胞形成花粉粒中精子的过程是一系列减数分裂的过程
解析：
花粉是由花粉母细胞经减数分裂形成的；其发育经历了小孢子四分体时期、单核期和双核期等阶段。
双核期两个细胞核是由一个细胞核经有丝分裂产生的，它们具有完全相同的遗传物质。
花粉粒内的生殖细胞再经有丝分裂得到2个精子。
答案：
B
题型二花药培养过程
【例题2】下列有关花药离体培养的说法中，错误的是（ ）。
A．对材料的选择最常用的方法是焙花青—铬矾法，这种方法能将花粉细胞核染成蓝黑色
B．材料消毒时需先用酒精浸泡，然后用氯化汞溶液或次氯酸钙溶液浸泡，最后用无菌水冲洗
C．接种花药后一段时间内不需要光照，但幼小植株形成后需要光照
D．接种的花药长出愈伤组织或胚状体后，要适时转换培养基，以便进一步分化成再生植株
解析：
对材料的选择最常用的方法是醋酸洋红法。
答案：
A
题型三花药离体培养的应用
【例题3】下图表示应用植物组织培养技术培育优质玉米的过程。
对此过程的相关描述错误的是（ ）。
A．B→E过程中细胞全能性的高低发生了改变
B．C试管中形成的是高度液泡化的薄壁细胞
C．A植株和F植株体细胞中的染色体组数相同
D．培养出的F植株一般不能直接应用于扩大种植
解析：
分化程度越低的细胞，其全能性越高，因此经脱分化获得的细胞全能性高于经再分化获得的细胞的全能性；A是正常植株，而F是经过花粉离体培养获得的单倍体植株，染色体组数减少一半；培养出的F植株是单倍体植株，具有植株弱小、高度不育等特点，因而一般不能直接应用于扩大种植。
答案：
C
1．某名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离，为了防止性状分离并快速繁殖，可以利用该植物的一部分器官或组织进行培育，发育成完整植株。
进行离体培养时不应采用该植物的（ ）。
A．茎尖B．子房壁C．叶片D．花粉粒
2．选择花药时，确定花药发育时期最常用的方法是（ ）。
A．碘液染色法B．焙花青—铬矾法C．醋酸洋红法D．直接镜检法
3．下列说法错误的是（ ）。
A．镜检选择花药时需用醋酸洋红法将花粉细胞核染成红色或用焙花青—铬矾法染成蓝黑色
B．初花期的花蕾营养状态及生理状态较好，可提高花粉诱导的成功率
C．用于花蕾消毒的药品有体积分数为90%的酒精、无菌水及质量分数为0.1%的氯化汞溶液等
D．灭菌后的花药从除去萼片和花瓣、剥离花药到将花药接种到培养基上，整个过程都需要在无菌条件下进行
4．下列不是影响花药培养因素的是（ ）。
A．材料的选择和培养基的组成B．亲本植株的生长条件
C．材料的低温预处理以及接种密度D．做实验的时间
5．花粉母细胞经________分裂形成四个单倍体细胞，连在一起，叫________时期。
四个单倍体细胞分开，进入________期。
然后每个单倍体细胞进行一次________分裂，形成2个细胞，一个是________细胞，另一个是________细胞。
生殖细胞再进行一次________分裂，形成2个精子。
从理论上讲，这三个细胞遗传物质________，都是体细胞的________，所含基因________。
答案：
1．D 花粉粒是由花粉母细胞经减数分裂形成的，细胞内的遗传物质与亲本相比发生了很大变化，所以繁殖名贵花卉，为了防止性状分离，既不能用种子繁殖，也不能用花粉粒进行组织培养。
2．C 在花药离体培养中，确定花粉发育时期最常用的方法是醋酸洋红法。
花粉细胞核内有染色体，染色体易被碱性染料染成深色，而醋酸洋红为碱性染料。
通过染色，可以确定花粉发育时期。
3．C 对花蕾消毒的药品中酒精的体积分数应为70%。
4．D 花药离体培养是在实验室条件下进行的，不受时间的限制。
5．解析：
花粉粒是由花粉母细胞经过减数分裂而形成的。
被子植物花粉的发育要经历小孢子四分体时期、单核期和双核期等阶段。
在小孢子四分体时期，4个单倍体细胞连在一起，进入单核期时，四分体的4个单倍体细胞彼此分离，形成4个具有单细胞核的花粉粒。
这时的细胞含浓厚的原生质，核位于细胞的中央（单核居中期）。
随着细胞不断长大，细胞核由中央移向细胞一侧（单核靠边期），并分裂成1个生殖细胞核和1个花粉管细胞核，进而形成两个细胞，一个是生殖细胞，一个是营养细胞。
生殖细胞将再分裂一次，形成两个精子。
这两个精子的基因型与营养细胞的基因型相同。
答案：
减数 小孢子四分体 单核 有丝 营养 生殖 有丝 相同 一半 相同
果胶酶在果汁生产中的作用
课题1 果胶酶在果汁生产中的作用
1．简述果胶酶的作用。
2．检测果胶酶的活性。
3．探究温度和pH对果胶酶活性的影响以及果胶酶的最适用量。
4．搜集有关果胶酶应用的资料。
一、果胶酶的作用
1．果胶是植物________以及________的主要组成成分之一，它是由____________聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。
在果汁加工中，果胶不仅会影响________，还会使果汁______。
2．果胶酶能够分解______，瓦解植物的________及________，使榨取果汁更容易，而果胶分解成可溶性的____________，也使得浑浊的果汁变得澄清。
3．果胶酶并不特指某一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称，包括________________酶、__________酶和________酶等。
思考：
利用果胶酶进行果泥处理时，可不可以再加入蛋白酶促进细胞壁分解？
二、酶的活性与影响酶活性的因素
1．酶的活性：
酶催化______________的能力。
2．酶活性的高低可用在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的__________来表示，即单位时间内、单位体积中反应物的________或产物的________来表示。
3．影响酶活性的因素有：
__________、pH和________________等。
4．实验设计
（1）探究温度对果胶酶活性的影响
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