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1、1专题专题 3植物的组织培养技术植物的组织培养技术第第 9 课时课时菊花的组织培养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离体的植物器官、组织或细胞(又叫_)愈伤组织 胚状体、丛芽等
2、 生长新个体 愈 伤 组 织 的 特 点：细 胞 _，是 一 群 _ 的 呈_的薄壁细胞。脱分化(去分化)：由_的植物组织或细胞产生_的过程。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
3、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。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
4、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2_。配制菊花的组织培养的培养基时先将称好的琼脂加入 800 mL 蒸馏水中，加热使_熔化；然后加入_30 g，加入一定量的_，充分混匀后加蒸馏水定容至 1 000 mL，调节_；最后分装到锥形瓶中，每瓶分装 50 mL 或100 mL。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
5、用清水洗净，再用体积分数为_浸泡 67 s 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 12min。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 0.51.0 cm)，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 68 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 1822，并且每日用日光灯光照 12 h，并定期进行_，保持适宜的_和_。5移栽：当小苗长到
6、56 cm，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 2025的遮阴环境中，适应 714 d。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 2025的阴凉处 35 d。待幼苗长出新叶时，揭去塑料薄膜，再过 710 d，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
7、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：离体的器官、组织或细胞A植物体过程是_，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
8、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DpH、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()3A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
9、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B70%的酒精对外植体消毒效果好，但用时长，去除易C0.1%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
10、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()AMS 培养基中常常添加植物激素，微生物培养基中不需要BMS 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CMS 培养基中需提供植物生长必需的大量元素和微量元素DMS 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
11、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()培养基的配制外植体的选取激素的运用消毒温度、pH、光照ABCD9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
12、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410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
13、 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。(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 12 h。(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
14、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5_。(4)试 管 苗 的 根 细 胞 中 没 有 叶 绿 素，而 叶 的 叶 肉 细 胞
15、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？_。第第 9 课时课时菊花的组织培养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排列疏松而无规则高度液泡化无定形状态高度分化愈伤组织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.M
16、S 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270%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
17、，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。2D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。3A移栽是指将培养基上培养的幼
18、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
19、小心引起污染，将可能造成培养工作前功尽弃，因此实验6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。4C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1B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
20、分裂素，后使用生长素，对细胞的分裂和分化均有利。2D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 23 次，浸泡 67 s，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。3D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。4DMS 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
21、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。5C6C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。7D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。8A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。9D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
22、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。10ABCD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、
23、Ca、Mg、SB、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68无菌箱1822(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
24、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7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。