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1、精选优质文档-倾情为你奉上课题1 菊花的组织培养【教学目标】1、熟悉植物组织培养的基本过程2、理解细胞分化的概念及离体植物细胞的脱分化和再分化3、通过联系农业生产实际，培养学生活学活用，理论联系实际的能力【教学重点】植物组织培养过程中使用的无菌技术【教学难点】植物组织培养过程中使用的无菌技术一、基础知识（一）植物组织培养的基本过程1.细胞分化（1）概念：在个体发育中，相同细胞的后代在_、_、_上发生稳定性差异的过程。（2）过程：如：受精卵增殖生长分化形成组织、器官、系统。（3）特点：持久性：是一种持久性的变化，它发生在生物体的整个生命过程中,在_期达到最大限度。稳定性：细胞分化是稳定的，一般是
2、_的。全能性：已分化的细胞，仍具有发育成完整个体的潜能。（4）结果：形成不同的细胞和组织。（5）原因：_的结果。2.细胞全能性（1）定义：生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能的特性。（2）原理：生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因。（3）实例：已分化的植物细胞，仍具有全能性。高度特化的动物细胞，从整个细胞来说，全能性受到限制。但它的细胞核仍然保持着全能性，这是因为_ _。（4）全能性的比较: 受精卵生殖细胞体细胞。3.植物组织培养（1）必要条件：细胞离体；一定的营养物质、激素和其他外界条件。（2）原理:细胞的全能性（3）相关概念:外
3、植体：_。脱分化：由高度分化的植物组织或细胞_的过程，称为植物细胞的脱分化，或者叫做去分化。再分化：脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成根或芽等器官，这个过程叫做再分化。愈伤组织: _,是高度液泡化的、成无定形状态的薄壁细胞。（二）影响组织培养的因素1.外植体的选取不同植物的组织培养难度不同；同一种植物的不同组织培养难度不同。菊花的组织培养一般选择_。2.培养基的配制(MS培养基)大量元素：N、P、K、Ca、Mg、S；微量元素：B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co有机物：甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等。植物激素：生长素、细胞分裂素、赤霉素等。3.不同植物激素浓度，使用顺
4、序和使用量使用顺序实验结果先生长素，后细胞分裂素有利于分裂但不分化先细胞分裂素，后生长素同时使用分化频率提高生长素细胞分裂素比值结果比值高时促根分化，抑芽形成比值低时比值适中促进愈伤组织生长 4.消毒在培养的整个过程中，都需要是一个_环境。5.pH、温度、光照菊花： pH=_；温度控制在_； 每日用日光灯照射_h。二、实验操作（一）MS固体培养基制备1配置各种母液无机物中大量元素浓缩_倍，微量元素浓缩_倍，常温保存。激素类、维生素类以及用量较小的有机物一般可按1mg/ml的质量浓度单独配制成母液。用母液配制培养基时，需要根据各种母液的浓缩倍数，计算用量。2配制培养基 配制培养液； 调PH；培养
5、基的分装。分装到锥形瓶中，每瓶分装50ml或100ml。由于菊花的茎段的组织培养比较容易，因此不必添加植物激素。3灭菌分装好的培养基连同其他器械一起进行高压蒸汽灭菌。（二）外植体消毒1选材：菊花茎段，取生长旺盛的嫩枝。2消毒流水冲洗：菊花茎段用流水冲洗后可少许洗衣粉，用软刷轻轻刷洗，刷洗后在流水下冲洗20min左右。 酒精处理：用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分，放入体积分数为70的酒精中摇动_次，持续_s，立即将外植体取出，在无菌水中清洗。消毒液处理：取出后用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分，放入质量分数为0.1的氯化汞溶液中12min，取出后在无菌水中至少清洗_次，漂净消毒液。（三）接种1接种
6、室消毒污染的主要来源是空气中的细菌和孢子，接种室消毒是至关重要的。用70的酒精喷雾使空气消毒， 酒精或新洁尔灭搽洗工作台并用紫外线照射20分钟。2无菌操作要求操作要在_完成，每次使用器械后，都需要_，接种后立即_。3材料的切取和接种4接种注意事项每接种一块外植体前，镊子需放入体积分数为75的酒精溶液中消毒一次，然后在酒精灯火焰上烧一遍，冷却后再接种。外植体在培养基中要分布均匀，放置外植体数量根据锥形瓶的大小确定，一般胡萝卜_块，菊的茎或叶_块，也不要太少，以充分利用培养基中的营养成分和光照条件。插入时应注意_，不要_。茎段、茎尖基部插入培养基利于_。思考：应该做几组重复、设置几组对照实验？答：
7、 （四）培养1愈伤组织的培养从接种外植体到出现愈伤组织需经过2周时间。2周之内可以看到外植体上逐渐长出乳白色或黄白色的瘤状愈伤组织。首次培养愈伤组织时，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的更快。2周后，培养基成分接近耗尽，必须更换培养基，进行_。2愈伤组织的继代培养继代培养所用的培养基与培养愈伤组织的相同，在严格的无菌条件下，将愈伤组织连同原来的外植体一起移到新培养基上。愈伤组织的继代培养一代为20d。如果延长时间，培养基中营养物质减少，外植体会分泌有毒物质，造成自身中毒。如果愈伤组织长到直径为_cm时，就可以进行试管苗培养，否则还需进行第二代继代培养。在愈伤组织继代培养期
8、间，将恒温箱的门打开，让愈伤组织见光，愈伤组织见光后颜色可以转为绿色。3试管苗的培养当愈伤组织长到一定大小后，可以更换培养基，进行试管苗的见光培养。（五）移栽1打开封口膜移栽生根的菊花试管苗之前，应先打开培养瓶的封口膜，让试管苗在培养间生长几日。2清洗转移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。3移栽：幼苗长壮后，移栽到土壤中。（六）栽培幼苗移栽后，每天观察并记录幼苗的生长情况，适时浇水、施肥，直至开花。小结1、同微生物培养基相比，MS培养基的配方有哪些明显的不同？微生物培养基以有机营养为主。与微生物的培养不同，MS培养基则需提供大量无机营养，无机盐混合物
9、包括植物生长必须的大量元素和微量元素两大类。2、你认为组织培养过程中，成功的关键有哪些？这些步骤的适宜条件是什么？组织的脱分化及愈伤组织的再分化。植物组织培养过程中，影响植物细胞脱分化、再分化的最重要因素是植物激素，生长素与细胞分裂素之间的浓度比可以调控植株组培过程中 和 的形成。 3、高等植物是光能自养型生物，为什么在植物组织培养过程中还需要提供有机物培养基？此时的组织或细胞为离体的，即细胞所生活的环境为液体有机物营养环境，而不是能体现其整个植物体的光能自养。4、培养过程中为什么需要进行光照？在培养过程中，是脱分化、再分化的过程，随着芽和根的形成，就具有了自养的能力，是由细胞到一个个体的演变
10、过程。5、在整个操作过程中，是如何来实现无菌环境的？（1）、培养基的灭菌（高压蒸汽灭菌）（2）、外植体的消毒（酒精、氯化汞）（3）、接种的无菌操作（酒精、酒精灯灼烧）（4）、无菌箱中的培养；（5）、移栽到消过毒的环境中生存一段时间。 例1、甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的 A.有丝分裂B.分化C.减数分裂D.全能性答案：C 解析：离体的植物器官、组织或细胞，在培养一段时间后，脱分化，通过细胞分裂，形成愈伤组织；脱分化的愈伤组织继续培养，又可重新分化
11、成根或芽等器官；再分化形成的试管苗，移栽到地里，可以发育成完整的植物体。由愈伤组织发育为完整的植物体体现了细胞的全能性。植物组织培养的过程是无性繁殖的过程，不涉及减数分裂，减数分裂是生物在进行有性生殖的过程中的一种分裂方式。本题解决的关键是要了解植物的组织培养过程。例2、植物细胞表现出全能性的必要条件是A.导入其他植物细胞的基因B.将成熟的细胞核移植到去核的卵细胞中C.用适当浓度的秋水仙素处理D.脱离母体后，给予适宜的营养和适宜的温度等外界条件答案：D 解析：植物细胞只有脱离了植物体，在一定的外部因素作用下，经过细胞分裂形成愈伤组织，才能表现出全能性，由愈伤组织细胞发育、分化出新的植物体。例3
12、、在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的A.消毒灭菌 B.适宜的温度 C.充足的光照 D.适宜的养料和激素答案：C 解析：离体的植物器官、组织或细胞脱分化过程是在无菌条件下进行的，在愈伤组织形成过程中，需要适宜的温度、一定的营养物质和植物激素的诱导，但不需要阳光。基础训练：1.下列实例中能体现细胞全能性的是()用培养基培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株 植物用种子进行繁殖 用烟草组织培养的单个组织培育出了可育的完整植株 胡萝卜韧皮部细胞培育出植株 紫色糯性玉米种子培育出植株 转入抗虫基因的棉花细胞培育出植株 番茄与马铃薯体细胞杂交后培育出植株A B
13、 C D2.植物组织培养过程中的脱分化是指()A植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞 B未成熟的种子经过处理培育出幼苗的过程C植物的器官、组织或细胞通过离体培养产生愈伤组织的过程D取植物的枝芽培育成一株新植物的过程3.用菊花的茎尖植物组织培养可培育出试管苗。下面关于这一过程的说法正确的是() A.进行培养时，一次性加足营养物质以防止污染 B.整个培养过程应在光下进行，有利于长叶 C.要根据培养过程的实际情况，更换培养基 D.整个培养过程都应在密闭条件下进行，以免杂菌的污染4.污染是植物组织培养过程中的最大技术难题，可发生于不同的对象和不同阶段，某同学按照教材中的实验操作，结果发现在培养基中出
14、现白色晕圈或有色菌落，下列关于此项分析错误的是 ()A.可能是锥形瓶口处理不当 B.组织培养的每一个环节都有可能出现污染C.可在培养基中添加生长素等物质来避免污染 D.先初培养，挑出无污染的物质再进行培养，可减少污染5.影响植物组织培养的因素包括()培养基配制外植体选取激素的运用消毒温度、pH、光照A B C D6.(2011年晋城)要想获得无病毒植株，可选择以下植物什么部位进行离体培养() A根尖 B花粉粒 C韧皮部细胞 D叶肉细胞7.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
15、成熟筛管细胞的细胞核移植到去核卵细胞中8.在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件不是都需要的()A消毒灭菌 B适宜的温度 C充足的光照 D适宜的养料和激素9.在植物组织培养过程中要使用植物激素，但不同的植物激素的浓度以及使用的先后顺序和用量的比例都影响细胞的分裂、分化。下列叙述中错误的是() A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B先使用细胞分裂素，后使用生长素，细胞既分裂也分化C生长素与细胞分裂素用量比值低，有利于芽的分化，抑制根的形成D不使用植物激素，有利于愈伤组织的形成11.关于制备MS固体培养基的过程，有误的是(多选)()A在使用
16、提前配制的母液时，可直接用移液管从母液中取B配制母液时，无机物中大量元素浓缩10倍，微量元素浓缩100倍C配制培养基时，琼脂要及早加热熔化DMS培养基的pH要求不太严格，可控制在57之间12.在一个多细胞生物体内，存在形态、结构和生理功能上具有稳定性差异的细胞，是因为()A细胞失去全能性 B不同的细胞，基因是不同的C不同细胞中基因选择性表达的结果 D变异一般是不定向的【课后巩固拓展】1利用菊花的茎段进行组织培养过程中，下列哪项操作或条件是可以省略的（）A消毒灭菌B适宜的温度C适宜的养料D添加生长素和细胞分裂素2（2010浙江理综，6）将无根的非洲菊幼苗转入无植物激素的培养基中，在适宜的温度和光
17、照等条件下培养一段时间后，应出现的现象是（）3下列关于植物组织培养的叙述中，正确的是（）A为了提供营养和调节渗透压，培养基中应添加葡萄糖B培养液中的生长素和细胞分裂素会影响愈伤组织的生长和分化C器官、组织的细胞在不离体的情况下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的基因是相同的4植物组织培养的特点不包括（）A一般需经历脱分化和再分化两个过程B培养抗病毒植株C不改变原植物的基因型D通过平衡的植物激素配比进行调控5在菊花的组织培养操作完成了34天后，观察同一温室中的外植体，发现有的瓶内外植体正常生长，有的瓶内外植体死亡，你认为外植体死亡的原因不可能是（
18、 ）A接种时培养基灭菌不彻底B接种工具灼烧后未待冷却就接种外植体C愈伤组织形成初期没有给予充足的光照D培养过程中保持温度、pH的适宜，但没有及时调整各种营养物质、激素的比例6下列关于植物组织培养的叙述中，正确的是（双选）（）A培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压B培养时先使用生长素后使用细胞分裂素，细胞既能分裂，又能分化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在进行花药离体培养时确定花粉发育时期可用刚果红染色法7植物组织培养技术指的是在含有营养物质及植物生长物质的培养液中，培养离体植物组织（器官或细胞）并诱导使其长成完整植株的技术。请回答下列问题：（1）植物组织培养用到
19、的是固体培养基，原因是培养基中添加了，培养基的主要成分是和有机物、植物激素。（2）培养基中常要添加，这两种激素的影响植物细胞的发育方向。如果外植体是菊花的茎段，则不必添加植物激素，其原因是。（3）外植体要经过（填消毒或灭菌）后，才能接种。8（2010安徽理综，31）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： 外植株愈伤组织芽、根植株请回答：（1）微型繁殖培育无病毒草莓苗时，一般选取作为外植体，其依据是。（2）在过程中，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
20、添加，有利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织。接种后25d，若发现外植体边缘局部污染，原因可能是。（3）在过程中，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。9（2009广州一模，38）下图是月季花药离体培养产生花粉植株的两种途径，请据图回答有关问题：（1）选用的材料合适与否是成功诱导出花粉植株的重要因素，一般来说选用期的花粉可提高成功率。选择花粉时，一般要通过来确定花粉是否处于合适的发育期，这时需要对花粉的细胞核进行染色，常用的染色剂是。 （2）上图中花药经脱分化产生胚状体还是愈伤组织主要取决于培养基中。（3）胚状体与愈伤组织在结构上的主要区别在于愈伤组织的细胞排列疏松无
21、规则，是一种高度的薄壁细胞，胚状体与发育形成的胚有类似的结构，即具有胚芽、胚轴和胚根。（4）无菌技术也是成功诱导出花粉植株的重要因素，请说明下列各项需要消毒，还是需要灭菌。培养基培养皿接种环花蕾实验操作者的双手三角锥形瓶。（填编号）需要灭菌，（填编号）需要消毒。（5）试管苗移栽到土壤前，通常要进行壮苗处理，应如何壮苗？。 课后反思： 三、答案及解析1-5D B B B C 6AC7（1）琼脂（凝固剂）大量元素、微量元素（2）生长素和细胞分裂素用量比例菊花的茎段组织培养比较容易（3）消毒8（1）茎尖、根尖不含病毒 （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和细胞分裂素类物质
22、用量的比值偏低9（1）单核镜检（显微镜观察）醋酸洋红（2）激素的种类及其浓度配比（3）液泡化正常受精卵（或受精卵）（4）（5）将试管苗移栽到经消毒过的培养基中生活一段时间，等幼苗长壮后再移栽到土壤中【基础知识】答案一、基础知识（一）植物组织培养的基本过程1.细胞分化（1）形态、结构、生理功能。 （3）特点：胚胎。不可逆转。（5）原因：基因在特定的时间和空间条件下的选择性表达。2.细胞全能性（3）实例：细胞核内含有该物种遗传性所需要的遗传物质。3.植物组织培养（3）相关概念:外植体：从活植物体上切下进行培养的那部分细胞、组织或器官。脱分化：产生愈伤组织。 愈伤组织:细胞排列疏松而无规则。（二）影
23、响组织培养的因素1.外植体的选取：未开花植株的茎上部新萌生的侧枝。3.不同植物激素浓度，使用顺序和使用量先细胞分裂素，后生长素，细胞既分裂也分化比值低时，促芽分化，抑根形成4.消毒：无菌。 5.pH、温度、光照：pH=5.8；温度1822；照射12。二、实验操作（一）MS固体培养基制备1配置各种母液：10倍，微量元素浓缩100倍，常温保存。（二）外植体消毒2消毒： 酒精处理： 23次， 67s。消毒液处理： 3次。（三）接种2无菌操作要求：酒精灯火焰旁；用火焰灼烧灭菌；盖好瓶盖。4接种注意事项胡萝卜34块，菊的茎或叶68块。方向，不要倒插；吸收水分和养分。思考：应该做几组重复、设置几组对照实验
24、？答：每种材料或配方至少要做一组以上的重复。设置对照实验可以取用一个经过灭菌的装有培养基的锥形瓶，与接种操作后的锥形瓶一同培养，用以说明培养基制作合格，没有被杂菌污染。（四）培养1愈伤组织的培养：继代培养。2愈伤组织的继代培养：11.5。课本答案和提示课题成果评价（一）对接种操作中污染情况的分析接种34 d后，在接种操作中被杂菌污染的培养物会表现出被污染的现象。请学生适时统计污染率，分析接种操作是否符合无菌要求。（二）是否完成了对植物组织的脱分化和再分化观察实验结果，看看是否培养出了愈伤组织，记录多长时间长出愈伤组织。统计更换培养基后愈伤组织进一步分化成根和芽的比例和时间。（三）是否进行了统计
25、、对照与记录做好统计和对照，填好结果记录表，培养严谨的科学态度。从实验的第一步开始就要求学生做好实验记录，可以让学生分组配制不同培养基，如诱导愈伤或直接分化丛芽的培养基，然后做不同配方的比较。（四）生根苗的移栽是否合格生根苗移栽技术的关键是既要充分清洗根系表面的培养基，又不能伤及根系。一般使用无土栽培的办法。培养基质要提前消毒，可以向培养基质喷洒质量分数为5%的高锰酸钾，并用塑料薄膜覆盖12 h。掀开塑料薄膜后24 h才能移栽。新移栽的组培苗要在温室过渡几天，等壮苗后再定植大田或进行盆栽。学生可以在课后统计自己移栽的成活率，看看移栽是否合格。答案和提示（一）旁栏思考题1.你能说出各种营养物质的
26、作用吗？同专题2中微生物培养基的配方相比，MS培养基的配方有哪些明显的不同？答：微量元素和大量元素提供植物细胞生活所必需的无机盐；蔗糖提供碳源，同时能够维持细胞的渗透压；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。微生物培养基以有机营养为主。与微生物的培养不同，MS培养基则需提供大量无机营养，无机盐混合物包括植物生长必须的大量元素和微量元素两大类。2.你打算做几组重复？你打算设置对照实验吗？答：教师可以安排学生分组，做不同的材料或配方，最后分别汇报成果。但每种材料或配方至少要做一组以上的重复。设置对照实验可以取用一个经过灭菌的装有培养基的锥形瓶，与接种操作后的锥形瓶一同培养，用以说明培养基制作合格，没有被杂菌污染。（二）练习1.答：植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗性差，对培养条件的要求较高。用于植物组织培养的培养基同样适合于某些微生物的生长，如一些细菌、真菌等的生长。而培养物一旦受到微生物的污染，就会导致实验前功尽弃，因此要进行严格的无菌操作。2.答：外植体的生理状态是成功进行组织培养的重要条件之一。生长旺盛的嫩枝生理状况好，容易诱导脱分化和再分化。专心-专注-专业