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1、高考生物大一轮复习 植物的组织培养技术课件 中图版选修第一页，本课件共有31页第五章植物的组织培养技术第二页，本课件共有31页【考考纲纲考情考情】最新考纲及要求三年考情(以山东高考卷为例)2014年2013年2012年植物的组织培养无无T34非选择题第三页，本课件共有31页【知识梳理知识梳理】考点一考点一 植物组织培养过程及无菌操作要求植物组织培养过程及无菌操作要求1.1.植物组织培养过程：植物组织培养过程：过程特点条件脱分化外植体成为愈伤组织排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞团呈无定形状态离体、营养物质、植物激素、其他适宜条件再分化由愈伤组织成为幼苗或胚状体结构有根、芽或有生根发芽的能力营养生长
2、和生殖生长发育成为完整的植物体由根、芽、茎、叶、花、果实、种子组成栽培第四页，本课件共有31页2.2.无菌操作：无菌操作：无菌操作对象无菌操作方式培养基高压蒸汽灭菌外植体清水洗体积分数70%酒精浸5 s质量分数2%次氯酸钠溶液浸泡6 min10 min无菌水清洗接种(1)场所：超净工作台(2)切割：无菌滤纸上(3)使用器械：火焰灼烧灭菌(4)接种后：瓶口灼烧灭菌操作人员要对手消毒、戴口罩、穿工作服等，操作时禁止说话第五页，本课件共有31页【高考警示高考警示】(1)(1)植物组织培养的理论基础是细胞的全能性。植物组织培养的理论基础是细胞的全能性。(2)(2)接种时，要使嫩茎的形态学下端接触培养基
3、，不能倒插。接种时，要使嫩茎的形态学下端接触培养基，不能倒插。(3)(3)脱分化、再分化的培养基成分不同。脱分化、再分化的培养基成分不同。(4)(4)外植体必须消毒，培养过程中严禁杂菌污染。外植体必须消毒，培养过程中严禁杂菌污染。第六页，本课件共有31页考点二考点二 影响植物组织培养的因素影响植物组织培养的因素1.1.内因：内因：(1)(1)植物的种类。植物的种类。(2)(2)同一植物材料的年龄。同一植物材料的年龄。(3)(3)保存时间的长短等。保存时间的长短等。第七页，本课件共有31页第八页，本课件共有31页3.3.植物激素在组织培养过程中的重要作用：植物激素在组织培养过程中的重要作用：生长
4、素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。其生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。其作用及特点为：作用及特点为：(1)(1)在生长素存在的情况下，细胞分裂素的作用呈现加强的趋势。在生长素存在的情况下，细胞分裂素的作用呈现加强的趋势。第九页，本课件共有31页(2)(2)使用顺序不同，结果不同，具体如下：使用顺序不同，结果不同，具体如下：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分裂，但细胞不分化先使用细胞分裂素，后使用生长素细胞既分裂又分化同时使用分化频率提高第十页，本课件共有31页(3)(3)用量比例不同，结果也不同：用量比例不同，结果也不
5、同：第十一页，本课件共有31页【高考警示高考警示】(1)(1)月季快速繁殖中脱分化时不需光照，在月季快速繁殖中脱分化时不需光照，在“生芽培养基生芽培养基”上要每上要每天用日光灯光照天用日光灯光照12 h12 h。(2)(2)各种植物激素可在配制培养基时加入，也可后来添加。各种植物激素可在配制培养基时加入，也可后来添加。(3)(3)培养中若发现污染，要先灭菌后打开。培养中若发现污染，要先灭菌后打开。第十二页，本课件共有31页考点三考点三 快速繁殖技术与脱毒技术比较快速繁殖技术与脱毒技术比较 植物快速繁殖技术种苗脱毒技术不同目的使植物快速大量地繁殖后代获取无病毒感染种苗，保证品种品质取材部位嫩根、
6、嫩茎茎尖相同都属于植物组织培养第十三页，本课件共有31页【提分技法提分技法】种苗脱毒技术的理论依据种苗脱毒技术的理论依据(1)(1)细胞全能性。细胞全能性。(2)(2)茎尖等分生组织还未形成维管束。茎尖等分生组织还未形成维管束。(3)(3)病毒移动到分生组织的速度比细胞分裂速度慢。病毒移动到分生组织的速度比细胞分裂速度慢。第十四页，本课件共有31页类类型一型一 植物快速繁殖植物快速繁殖【典例典例1 1】(2012(2012山山东东高考高考)辣椒素作辣椒素作为为一种生物碱广泛用于食品保健、医一种生物碱广泛用于食品保健、医药药工工业业等等领领域。辣椒素的域。辣椒素的获获得途径如得途径如图图。第十五
7、页，本课件共有31页(1)(1)图图中中和和分分别别表示辣椒表示辣椒组织组织培养中培养中细细胞的胞的_和和_过过程。程。(2)(2)图图中培养外植体的培养基中常用的凝固中培养外植体的培养基中常用的凝固剂剂是是_。培养基中的。培养基中的生生长长素和素和细细胞分裂素用量的比胞分裂素用量的比值值_(_(填填“高高”或或“低低”)时时，有利于芽的，有利于芽的分化。分化。对对培养基培养基彻彻底底灭灭菌菌时时，应应采取的采取的灭灭菌方法是菌方法是_。(3)(3)图图中外植体的消毒所需酒精的体中外植体的消毒所需酒精的体积积分数是分数是_。用。用酶酶解法将愈解法将愈伤组织伤组织分离成分离成单细单细胞胞时时，常
8、用的，常用的酶酶是是_和和纤维纤维素素酶酶。(4)(4)提取辣椒素提取辣椒素过过程中，萃取加程中，萃取加热时热时需安装冷凝回流装置，其目的是需安装冷凝回流装置，其目的是_。第十六页，本课件共有31页【解题指南解题指南】解答本题应明确以下两点：解答本题应明确以下两点：(1)(1)植物组织培养的过程以及无菌技术的应用。植物组织培养的过程以及无菌技术的应用。(2)(2)“生物技术实践生物技术实践”模块内综合，加强知识联系，强调答题规范。模块内综合，加强知识联系，强调答题规范。第十七页，本课件共有31页【解析解析】本题考查植物组织培养的过程、条件，灭菌与消毒，物质的提本题考查植物组织培养的过程、条件，
9、灭菌与消毒，物质的提取等基础知识。取等基础知识。(1)(1)由植物组织培养的过程可知，由植物组织培养的过程可知，为脱分化形成愈伤组织，为脱分化形成愈伤组织，为愈伤组织为愈伤组织再分化为根、芽。再分化为根、芽。(2)(2)培养外植体需要用固体培养基，固体培养基的凝固剂为琼脂；生长素和细胞培养外植体需要用固体培养基，固体培养基的凝固剂为琼脂；生长素和细胞分裂素用量的比值低时利于发芽，高时利于生根；固体培养基要用高压蒸汽灭分裂素用量的比值低时利于发芽，高时利于生根；固体培养基要用高压蒸汽灭菌。菌。第十八页，本课件共有31页(3)(3)外植体消毒一般用体积分数为外植体消毒一般用体积分数为70%70%的
10、酒精；由于植物细胞有细胞壁，的酒精；由于植物细胞有细胞壁，所以将愈伤组织分离成单个细胞需要用纤维素酶和果胶酶。所以将愈伤组织分离成单个细胞需要用纤维素酶和果胶酶。(4)(4)提取辣椒素类似于提取胡萝卜素，萃取加热时要安装冷凝回流装置，目提取辣椒素类似于提取胡萝卜素，萃取加热时要安装冷凝回流装置，目的是防止加热时有机溶剂挥发。的是防止加热时有机溶剂挥发。答案：答案：(1)(1)脱分化脱分化(或去分化或去分化)再分化再分化(2)(2)琼脂低高压蒸汽灭菌琼脂低高压蒸汽灭菌(3)70%(3)70%果胶酶果胶酶(4)(4)防止有机溶剂的挥发防止有机溶剂的挥发第十九页，本课件共有31页【加固加固训练训练】
11、用多倍体育种的方法培育三倍体无子西瓜，每年都要制种，用多倍体育种的方法培育三倍体无子西瓜，每年都要制种，很麻很麻烦烦。某活。某活动动小小组组的同学的同学们们想到了利用植物想到了利用植物组织组织培养的方法来解决此培养的方法来解决此难题难题。请请回答与此回答与此实验实验相关的相关的问题问题。(1)(1)此方法依据的原理是此方法依据的原理是_。选选取合适的外植体作取合适的外植体作为为起起始材料，并要始材料，并要对对外植体外植体进进行行_(_(填填“灭灭菌菌”或或“消毒消毒”)。(2)(2)超超净净工作台是植物工作台是植物组织组织培养重要的培养重要的设备设备，在使用前可以用，在使用前可以用_进进行消毒
12、，接种前行消毒，接种前还还要用要用_擦拭工作台。擦拭工作台。第二十页，本课件共有31页(3)(3)离体的离体的组织组织和和细细胞，胞，对营对营养、养、环环境等条件的要求相境等条件的要求相对对特殊，需要特殊，需要配制适宜的培养基。常用的一种培养基是配制适宜的培养基。常用的一种培养基是_，其，其主要成分包括：主要成分包括：_、_、_。还还常常常常需要添加需要添加_。对对培养基培养基应应采用采用_方法方法灭灭菌。需要的菌。需要的环环境条件有适宜的境条件有适宜的_。(4)(4)如果外植体如果外植体选选取的材料取的材料为为茎段，插入培养基茎段，插入培养基时应时应注意注意_。培养一段。培养一段时间时间后，
13、会通后，会通过过_形成愈形成愈伤组织伤组织，愈，愈伤组织细伤组织细胞的特点是胞的特点是_。第二十一页，本课件共有31页【解析解析】(1)(1)根据题中信息，可以判断出此方法为植物组织培养，因此依据根据题中信息，可以判断出此方法为植物组织培养，因此依据的原理是植物细胞的全能性。选取合适的外植体作为起始材料，并要对外植的原理是植物细胞的全能性。选取合适的外植体作为起始材料，并要对外植体进行消毒。体进行消毒。(2)(2)超净工作台在使用前可以用紫外线进行消毒，接种前还要用超净工作台在使用前可以用紫外线进行消毒，接种前还要用70%70%的的酒精擦拭工作台。酒精擦拭工作台。(3)(3)离体的组织和细胞培
14、养时，常用的一种培养基是离体的组织和细胞培养时，常用的一种培养基是MSMS培养基，其主要培养基，其主要成分包括大量元素、微量元素、有机物，还常常需要添加植物激素。对培养基成分包括大量元素、微量元素、有机物，还常常需要添加植物激素。对培养基应采用高压蒸汽灭菌法灭菌。需要的环境条件有适宜的温度、应采用高压蒸汽灭菌法灭菌。需要的环境条件有适宜的温度、pHpH、光照。、光照。第二十二页，本课件共有31页(4)(4)如果外植体选取的材料为茎段，插入培养基时应注意方向不能倒插。培如果外植体选取的材料为茎段，插入培养基时应注意方向不能倒插。培养一段时间后，会通过细胞分裂形成愈伤组织，愈伤组织细胞的特点是排列
15、养一段时间后，会通过细胞分裂形成愈伤组织，愈伤组织细胞的特点是排列疏松而无规则。疏松而无规则。答案：答案：(1)(1)植物细胞的全能性消毒植物细胞的全能性消毒(2)(2)紫外线紫外线70%70%的酒精的酒精(3)MS(3)MS培养基大量元素微量元素有机物植物激素高压蒸汽灭菌温培养基大量元素微量元素有机物植物激素高压蒸汽灭菌温度、度、pHpH、光照、光照(4)(4)方向不能倒插细胞分裂方向不能倒插细胞分裂(脱分化或去分化脱分化或去分化)排列疏松而无规则排列疏松而无规则(或高度或高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞)第二十三页，本课件共有31页类类型二型二 种苗脱毒种苗
16、脱毒【典例典例2 2】(2015(2015济济南模南模拟拟)植物的花植物的花药药培养在育种上有特殊的意培养在育种上有特殊的意义义。植物。植物组织组织培养可用于无病毒植株及培养可用于无病毒植株及细细胞胞产产物的工厂化生物的工厂化生产产等方面。等方面。请请回答相关回答相关问问题题：(1)(1)利用月季的花利用月季的花药药离体培养离体培养单单倍体倍体时时，选选材非常重要。一般来材非常重要。一般来说说，在，在_期花期花药药培养的成功率最高。培养的成功率最高。为为了了选择该时选择该时期的花期的花药药，通常，通常选择选择_的花蕾。确定花粉的花蕾。确定花粉发发育育时时期最常用的方法有期最常用的方法有_法；但
17、是法；但是对对于花粉于花粉细细胞核不易着色的植物，需采用胞核不易着色的植物，需采用_法，法，该该法能将花法能将花粉粉细细胞核染成胞核染成_色。色。第二十四页，本课件共有31页(2)(2)若要若要进进行行兰兰花无病毒植株的培育，首先花无病毒植株的培育，首先选择兰选择兰花的花的_作作为为外外植体。从外植体到无病毒植体。从外植体到无病毒试试管苗，要人管苗，要人为为控制控制细细胞的胞的_和和_过过程。程。(3)(3)进进行行组织组织培养需配制培养需配制MSMS培养基，在培养基，在该该培养基中常需要添加培养基中常需要添加_、_等激素。欲有利于根的分化，植物激素的用量比例等激素。欲有利于根的分化，植物激素
18、的用量比例_。(4)(4)不同植物的不同植物的组织组织培养除需培养除需营营养和激素外，养和激素外，_等外界条件也很重要。等外界条件也很重要。第二十五页，本课件共有31页(5)(5)无菌技无菌技术术也是成功也是成功诱导诱导出花粉植株的重要因素，下列各出花粉植株的重要因素，下列各项项中使用中使用化学化学药剂进药剂进行消毒的是行消毒的是_，采用灼，采用灼烧烧方法方法进进行行灭灭菌的是菌的是_。(填序号填序号)培养皿培养皿培养基培养基实验实验操作者的双手操作者的双手三角三角锥锥形瓶形瓶接种接种环环花蕾花蕾第二十六页，本课件共有31页【解题指南解题指南】解答本题需要注意以下三点：解答本题需要注意以下三点
19、：(1)(1)植物组织培养的选材，脱毒苗植物组织培养的选材，脱毒苗分生区，花药离体培养分生区，花药离体培养单核靠边单核靠边期。期。(2)(2)植物激素在组织培养过程中的作用及影响。植物激素在组织培养过程中的作用及影响。(3)(3)组织培养时正确的无菌操作。组织培养时正确的无菌操作。第二十七页，本课件共有31页【解析解析】(1)(1)早期的花药比后期的更容易培养成功。一般来说，在单核期，细早期的花药比后期的更容易培养成功。一般来说，在单核期，细胞核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养成功率最高。该时期的花药通常存胞核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养成功率最高。该时期的花药通常存在于完全未开放的花
20、蕾中。在于完全未开放的花蕾中。(2)(2)根尖、茎尖中几乎不含病毒。由已分化组织形根尖、茎尖中几乎不含病毒。由已分化组织形成植物个体的过程要先经过脱分化形成愈伤组织，后经过再分化形成植物体。成植物个体的过程要先经过脱分化形成愈伤组织，后经过再分化形成植物体。(3)(3)生长素与细胞分裂素等植物激素可调节脱分化和再分化。当生长素含量多于生长素与细胞分裂素等植物激素可调节脱分化和再分化。当生长素含量多于细胞分裂素含量时，利于生根。细胞分裂素含量时，利于生根。(4)(4)植物组织培养时，除需要营养、激素外，还植物组织培养时，除需要营养、激素外，还需要适宜的温度、需要适宜的温度、pHpH和光照等。和光
21、照等。(5)(5)对实验器具进行灭菌处理，对实验过对实验器具进行灭菌处理，对实验过程中的活体材料或用具进行消毒处理。程中的活体材料或用具进行消毒处理。第二十八页，本课件共有31页答案：答案：(1)(1)单核靠边完全未开放醋酸洋红单核靠边完全未开放醋酸洋红焙花青焙花青铬矾蓝黑铬矾蓝黑(2)(2)茎尖分生组织脱分化再分化茎尖分生组织脱分化再分化(3)(3)生长素细胞分裂素生长素细胞分裂素(两空顺序可以颠倒两空顺序可以颠倒)生长素多于细胞分裂素生长素多于细胞分裂素(4)pH(4)pH、温度、光照、温度、光照(5)(5)第二十九页，本课件共有31页【延伸探究延伸探究】(1)(1)利用月季的花利用月季的花药药离体培养离体培养产产生生单单倍体有几种途径？倍体有几种途径？请请分分别别用用简单简单的流程画出来。的流程画出来。提示：提示：两种途径。两种途径。第三十页，本课件共有31页(2)MS(2)MS培养基与微生物培养基有什么不同？培养基与微生物培养基有什么不同？提示：提示：MSMS培养基成分中含有无机盐、水、植物激素等有机物等，微生物培养基成分中含有无机盐、水、植物激素等有机物等，微生物培养基含有碳源、氮源、水、无机盐及生长因子等。培养基含有碳源、氮源、水、无机盐及生长因子等。第三十一页，本课件共有31页