选修一生物31菊花的组织培养学案人教版.docx

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选修一生物31菊花的组织培养学案人教版

选修一生物3.1菊花的组织培养学案（人教版）

本资料为woRD文档，请点击下载地址下载全文下载地址　　课题1　菊花的组织培养

　　．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

　　．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――→　　组织――→丛芽或根等――→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

　　．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

　　．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

　　接种后的锥形瓶最好放在无菌箱中培养，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

　　.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，当然胚胎时期达到最大限度。

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

　　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．①②

　　B．①③

　　c．②③

　　D．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】（XX•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

　　．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最大限度

　　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．①②③④

　　B．①②③④⑤⑥

　　c．③④⑤⑥

　　D．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．①③④⑤

　　B．②③⑤

　　c．①②③

　　D．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。