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1、第2课时 植物组织培养技术的应用课标内容要求核心素养对接举例说明植物细胞工程利用快 速繁殖、脱毒、次生代谢产物 生产、育种等方式有效提高了 生产效率。1 .科学探究一依据实验步骤，制订实验方案， 合作交流，完成菊花的组织培养的操作，并如 实记录实验数据，得出实验结论。2 .社会责任列举植物组织培养技术在生产 实践中的应用，说明植物细胞工程对生产的影 响。一、植物组织培养通过多种途径有效地提高生产效率i.组织培养技术可快速繁殖植物(1)根据培养过程，植物组织培养可分为初代培养和继代培养。初代培养：指从植物体上分离下来的外植体的第二次培养。继代培养:将初代培养获得的培养物转移到新的培养基上继续进行
2、扩大培 养。(2)离体繁殖主要以营养盥鱼为外植体，再生个体的遗传性与母体一致，因 此快速繁殖的过程就是植物克隆的过程。组织培养再生的个体被称为克隆植物, 可以很好地保持品种的优良性状。2.组织培养技术可用于植物脱毒(1)选材部位：植物生长点附近(茎尖、芽尖等)。(2)操作过程：利用组织培养方法，取一定大小的茎尖进行培养，再生的植 株有可能不带病毒，从而获得脱病毒苗,再用脱病毒苗进行繁殖。(3)优点：种植的作物不会或极少发生病毒。3.组织培养技术可用于生产人工种子(1)人工种子：是将植物离体培养产生的体细胞胚、芽、愈伤组织等包埋在 含有营养成分和保护功能的物质中而制成的。在条件适宜时，它同普通种
3、子一样 可以发芽成苗。人工种子通常包括体细胞胚、人工胚乳和人工种皮三部分。(3)优点：生产过程不受季节限制。可以大量、快速繁殖优良品种。4 .组织培养技术可用于细胞代谢产物的工业化生产5 .组织培养技术可用于作物新品种的培育（1）细胞突变体的筛选产生原因：在组织培养过程中，培养物的细胞处于不断分裂状态，易受培 养条件和外界压力（如射线和化学物质等）的影响而发生变异。优点：在细胞和原生质体培养时进行人工诱变,诱变频率大于个体或器官 水平，而且在较小的空间内一次可处理大量材料。（2）单倍体育种染色体加倍过程：花药离体培养一单倍体植株纯合子植株。优点a.后代是纯合子，能稳定遗传。b.明显缩短了育种的
4、年限。（3）离体的器官、组织、细胞、原生质体常作为外源基因的受体。二、活动：菊花的组织培养及幼苗的移栽1 .实验原理本活动以菊花为材料进行组织培养，以实现菊花的快速繁殖。通过调节激素 的比例可控制菊花外植体的生长发育。首先用含细胞分裂素相对较多和生长素相 对较少的发芽培养基培养菊花茎段,使其长出较多的丛状苗;然后用含有一定浓 度生长素的培养基将其分株培养,使其生根;再将生根的试管植株移至草炭土或 姓石中继续生长，苗健壮后可移栽定植。2 .方法步骤菊花外植体的接种与培养一菊花试管苗的生根培养一菊花试管苗的移 栽。判断对错（正确的打“ J ”，错误的打“ X ”）1 .葡萄的杆插、桃树的嫁接、石榴
5、的压条繁殖方式都属于微型繁殖。（X） 提示：题述繁殖方式属于无性繁殖，不属于微型繁殖。微型繁殖是指用于快 速繁殖优良品种的植物组织培养技术。2 .脱毒苗培育所选的组织培养材料可以来自植株的任何部位。（X）提示：培育脱毒苗时选用的通常是茎尖等分生组织，原因是该组织附近的病毒极少，甚至无病毒。3 .单倍体育种和突变体培育的遗传学原理是一致的。（义）提示：单倍体育种的原理是染色体畸变和植物细胞的全能性，突变体育种的 原理是基因突变和植物细胞的全能性。4 .突变体培育通常对植物的愈伤组织进行诱变处理，而工业化生产的细胞 产物也来自愈伤组织细胞。（V）5 .工业化生产的细胞次生代谢物，其化学成分都是蛋白
6、质。（X）提示：次生代谢物一般不是植物基本生命活动所必需的产物，不是蛋白质。电9四（一植物组织培养通过多种途径有效地提高生产效率1.比较两种植物繁殖新途径项目概念（或原理）特点快速繁殖初代培养、继代培养高效、快速地实现种苗的大量繁 殖；保持优良品种的遗传特性作物 脱毒在植物顶端分生区附近（如茎尖）的 病毒极少，甚至无病毒。取茎尖进 行组织培养，再生的植株有可能不 带病毒获得高产、优质的植株2 ,植物细胞培养与植物组织培养的比较项目植物组织培养植物细胞培养目的获得植物体获得细胞产物原理植物细胞的全能性细胞增殖过程外植体6脱分化 愈伤组织0再分化生根和芽U植株单个细胞或细胞团细胞增殖V细胞群（团）
7、应用快速繁殖、作物脱毒、单倍体育种 等细胞产物的工业化生产，如紫草宁、 人参皂昔、紫杉醇等1 .马铃薯、草莓和香蕉脱毒苗产量和品质明显提高，为什么小麦和玉米脱毒苗却基本没有变化？提示：马玲薯、草莓和香蕉进行无性繁殖，感染的病毒很容易传递给子代， 而小麦和玉米是通过种子繁殖，感染的病毒不容易传递给子代。2 .为什么用物理或化学因素处理愈伤组织更易诱发突变？产生的变异一定 符合需要吗？提示：因为愈伤组织细胞处在分裂过程中，细胞要进行DNA分子复制，因 此更易发生突变。由于突变是不定向的，产生的变异不一定符合需要。1.如图是利用某植物（基因型为AaBb）产生的花粉进行单倍体育种的示意 图，据图判断错
8、误的是（） 花粉*植株A二二植株BA.过程通常使用的试剂是秋水仙素，作用时期为有丝分裂前期B.通过过程得到的植株既有纯合子又有杂合子C.过程属于植物的组织培养，在此过程中必须使用一定量的植物激素D.与杂交育种相比，该育种方法的优点是能明显缩短育种年限B该过程是单倍体育种过程，所以过程是花药离体培养，获得的是单倍体, 基因型为AB、Ab、aB ab 4种，经染色体加倍后的植株B都为纯合子；过程 使用秋水仙素使染色体数目加倍，作用机理是抑制有丝分裂前期纺锤体的形 成，到后期染色单体分开后不能向细胞两极移动；过程属于植物组织培养，需 要生长素和细胞分裂素的诱导。2.下列关于细胞产物的工业化生产的叙述
9、，错误的是（）A.细胞产物的工业化生产是植物细胞工程的重要用途之一B.培养过程中需要脱分化形成愈伤组织，然后悬浮培养愈伤组织细胞C.愈伤组织需要经过再分化产生特定的组织细胞后才能产生特定的细胞产 物D.培养的细胞收集后，一般要破碎提取其有效成分C细胞产物的工业化生产是植物细胞工程的重要用途之一，A正确；培养 过程中需要脱分化形成愈伤组织，然后悬浮培养愈伤组织细胞，B正确；愈伤组 织不需要再分化就能产生特定的细胞产物，C错误；培养的细胞收集后，一般要将其破碎提取有效成分，D正确。燃菊花的组织培养及幼苗的移栽1 .材料用具(1)已灭菌的发芽培养基和生根培养基发芽培养基参考配方：MS+6-BA 1.
10、0 mg/L+NAA 0.1 mg/L生根培养基参考配方：MS+NAA0.1 mg/L(2)制作用于接种的无菌纸：用报纸或牛皮纸将若干张适当大小的纸巾包起来，经高压灭菌锅灭菌后，放入干燥箱中烘干备用。2 .方法与步骤(1)菊花外植体的接种与培养”提前打开接种室和超净工作台的紫外灯，照射2030 min后 世攵关紫外灯。打开超净工作台的风机，510 min后进入接种室操作用温水和肥皂洗手，更换衣服，戴口罩打开超净工作台玻璃隔板、准备无菌纸I”外植体消毒外植体接种分割外植体：每一茎段至少带有一个、芽接种I将接种后的材料置于1825 条件下培养外植体培养 每天光照1012 h、观察记录外植体的生长状
11、况(2)菊花试管苗的生根培养取试管苗一分割试管苗一接种在生根培养基中f培养(温度：2028每天光照1012 h)(3)菊花试管苗的移栽炼苗一培养基质的灭菌一育苗盘的准备一试管苗的清洗一试管苗的栽种一 培养及管理3 .下列关于“菊花的组织培养”实验的叙述，不正确的是()A.该实验的理论依据是植物细胞具有全能性B.分割外植体时，要注意将茎段上的芽去除C.实验过程中需要注意器械的灭菌和实验人员的无菌操作D.整个培养过程需要适宜的温度和一定的营养条件B分割外植体时，每一茎段至少有一个芽。4 .（2021 南京检测）下列有关菊花组织培养的叙述，错误的是（）A.外植体一般选自于未开花植株的茎上部新萌生的嫩
12、枝B.为充分利用培养条件，每个锥形瓶可接种13个外植体C.外植体发芽培养无需光照，生根培养时每天光照1012 hD.外植体接种前常进行流水冲洗、酒精处理、消毒液处理等消毒措施C外植体发芽培养与生根培养每天均需光照1012 h。某植物有A、B两品种。科研人员在设计品种A组织培养实验时，参照品种B的最佳激素配比（见下表）进行预实验。品种B组织培养阶段细胞分裂素浓度（mol/L）生长素浓度（mol/L）I诱导形成愈伤组织nII诱导形成幼芽mi2川诱导生根my3本案例考查学生实验设计和实施实验方案的能力。（1）1阶段时为什么通常选择茎尖、幼叶等作为外植体？（科学思维）提示：细胞分化程度低，容易诱导产生
13、愈伤组织。（2）为确定品种A的I阶段的最适细胞分裂素浓度，参照品种B的激素配比 （mi2.0）,以0.5mol/L为梯度，设计5个浓度水平的实验，5个浓度的设置分 别是多少？（科学探究）提示：（mi -1 示 “nwl/L、（mi-0.示mol/L、mimo】/L、（mi+0.5）mol/L、 （mi+1.0） mol/Lo（3）111阶段时，科研人员分别选用浓度低于或高于3mol/L的生长素处理品 种A幼芽，要使其都达到最佳生根效果，选用低浓度生长素时的处理方法和选 用高浓度生长素时的处理方法有什么不同？（科学思维）提示：低浓度生长素用浸泡法（长时间处理），高浓度生长素用沾蘸法（短时间 处理
14、）。课堂小结知识网络构建核心语句背诵L植物组）快速繁殖植物 嚣器委植物脱毒 培加_种承径生产人工种子 技X 蕊第 卜细胞产物的工厂化生产 的应 产效率作物新品种的培育 用 L菊花的组织培养及幼苗的移栽1 .初代培养是指从植物体上分离下来的 外植体的第一次培养。2 ,将初代培养获得的培养物转移到新的 培养基上继续进行扩大培养称为继代 培养。3 .植物生长点附近的病毒浓度很低甚至 无病毒，因此采用茎尖进行培养，再生 的植株有可能不带病毒，从而获得脱毒 苗。4 .人工种子是将植物离体培养产生的体 细胞胚、芽、愈伤组织等包埋在含有营 养成分和保护功能的物质中而制成的。5 .在组织培养过程中，培养物的细
15、胞处 于不断分裂状态，易受培养条件和外界 压力（如射线和化学物质等）的影响而发 生变异。1 .通过植物组织培养技术繁育农作物，其优点不包括（）A.加快繁育速度B.保持亲本优良性状C.培育出无病毒植株D.改变植物的基因型D植物组织培养技术不仅可以保持优良亲本的遗传特性，还可以高效快速 地实现种苗的大量繁殖，A、B项均正确；利用该技术还可以培育脱毒苗，因为 选材部位是植物分生区附近的新生组织，没有或极少感染病毒，所以由培育的脱 毒苗长成的植株是无病毒植株，C项正确；经该技术培育的植株跟亲本基因型相 同，D项错误。2 .为给工厂化繁殖脱毒甘薯苗提供技术支持，科研人员利用植物组织培养 技术研究甘薯茎尖
16、（外植体）大小对诱导分化苗和脱毒苗的影响，结果如表所示， 下列相关叙述错误的是（）A.不同培养阶段培养基中激素种类和比例应适时调整茎尖大小外植体数/个分化苗数/苗脱毒苗数/苗小于0.3 mm20110.30.5 mm20107大于0.5 mm20134B.脱分化过程中应给予充足光照使其进行光合作用C.本实验的自变量为茎尖的大小D. 0.30.5mm大小的茎尖有利于脱毒甘薯苗的培养B不同培养阶段培养基中激素种类和比例应适时调整,如生长素与细胞分裂 素的比例升高，利于根的分化；比例下降，利于芽的分化，A正确；脱分化过程 中不需要光照，B错误；实验中茎尖的大小为自变量，脱毒苗的数量为因变量， C正确
17、；由图可知，0.30.5mm大小的茎尖，脱毒苗的数目最多，故有利于脱 毒甘薯苗的培养，D正确。3 .如图是对基因型为Aabb的玉米所做的处理，据图分析下列叙述错误的 是（）A.过程a所采取的技术手段是花药离体培养B.过程b用秋水仙素处理后可以得到4种基因型的玉米植株C.c和d分别是脱分化和再分化过程D.图中过程a或过程c、d能够说明植物细胞具有全能性B过程a由花粉粒变为单倍体植株，一定要经过花药离体培养，A正确；基 因型为Aabb的玉米能产生2种基因型的花粉：Ab和ab,经花药离体培养后可 得到2种单倍体幼苗，幼苗再经秋水仙素处理后得到A Abb和aabb 2种基因型 的可育玉米，B错误；c是
18、脱分化，d是再分化，C正确；过程a和c、d是植物 细胞培育成了植物个体，所以能够说明植物细胞具有全能性，D正确。4 .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（）A.培养条件，比如pH、温度等不适宜B.接种时外植体未灭菌C.接种工具灼烧后未待冷却就接种外植体D.将外植体倒插入培养基中A同一温室中的外植体有正常生长的，因此排除pH和温度条件不适宜的可 能。5 .菊花的组织培养的大致过程如下图所示。请回答下列问题。(1)外植体的消毒：将 的枝条剪成一定大小，在中浸泡2 min,用流水冲洗干净后，在 中消毒30 s,继续用 冲洗后置于 中消毒10 min,或者在 中消毒57 min,然后用 多次冲洗。消毒后的材料应放在 或 中，待接种。(2)菊花外植体的培养：将接种后的材料在 的条件下培养，每天光照,观察记录外植体的生长状况，直至得到 o(3)试管苗的生根培养：将试管苗放于 培养。保持温度为,每天光照，一星期后，观察试管苗生长情况。约23星期后，试管苗 长出健壮根系。答案(1)带芽洗涤灵稀释液75%酒精流水10%次氯酸钠溶液 ().1%氯化汞溶液无菌水无菌纸灭菌培养皿(2)1825 C 1012 h菊 花小植株(3)培养室2028 c 1012 h