《2017-2018學(xué)年度高中生物 第一章 無茵操作技術(shù)實踐 第二節(jié) 植物組織培養(yǎng)技術(shù)教案 蘇教版選修1》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2017-2018學(xué)年度高中生物 第一章 無茵操作技術(shù)實踐 第二節(jié) 植物組織培養(yǎng)技術(shù)教案 蘇教版選修1（9頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第三節(jié)　植物組織培養(yǎng)技術(shù) 1．簡述植物組織培養(yǎng)的原理和過程。(重難點) 2．了解MS基本培養(yǎng)基貯備液的配制方法。(重點) 3．舉例說出使用的激素及其對脫分化、再分化的作用。(難點) 植 物 組 織 培 養(yǎng) 及 過 程 1．植物組織培養(yǎng) (1)概念：在無菌和人工控制的條件下，誘導(dǎo)離體的植物器官、組織等在適宜的培養(yǎng)條件下發(fā)育成完整植株的技術(shù)。 (2)原理：植物細(xì)胞的全能性，是指植物體的每個體細(xì)胞都攜帶來自受精卵的完整基因組，并具有發(fā)育成完整植株的潛在能力。 2．植物組織培養(yǎng)的過程 (1)脫分化：由已經(jīng)分化的植物細(xì)胞或組織產(chǎn)生愈傷組織的過程。 (2)再分化

2、：在一定條件下繼續(xù)培養(yǎng)脫分化的愈傷組織可以重新誘導(dǎo)根、芽等器官的分化。 [合作探討] 探討1：同一株植物不同部位的細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)獲得的愈傷組織基因組成一定相同嗎？ 提示：不一定相同，如取的是花粉，是通過減數(shù)分裂形成的，獲得的愈傷組織染色體數(shù)是體細(xì)胞的一半，所以與體細(xì)胞形成的愈傷組織基因組成不同。 探討2：同微生物培養(yǎng)基的配方相比，MS培養(yǎng)基的配方有哪些明顯的不同？ 提示：微生物培養(yǎng)基以有機(jī)營養(yǎng)為主。而MS培養(yǎng)基則需提供大量無機(jī)營養(yǎng)，主要包括植物生長必需的大量元素和微量元素兩大類。 探討3：馬鈴薯長期種植，產(chǎn)量會降低而且易感染病毒，要想提高馬鈴薯的產(chǎn)量，應(yīng)該怎樣培育無病毒的馬鈴薯？

3、 提示：長期進(jìn)行無性繁殖的植物，只有根尖和莖尖中幾乎無病毒，因此可利用馬鈴薯的莖尖或根尖進(jìn)行植物組織培養(yǎng)獲得無病毒的馬鈴薯植株。 [思維升華] 1．植物組織培養(yǎng)的過程 離體的植物組織、器官或細(xì)胞(外植體)愈傷組織根、芽或胚狀體―→新個體。 (1)愈傷組織與根尖分生組織的異同： 組織 類型 細(xì)胞 來源 細(xì)胞 形態(tài) 細(xì)胞 結(jié)構(gòu) 細(xì)胞 排列 細(xì)胞 去向 根尖 分生 組織 受精卵 正方形 無液泡 緊密 分化成 多種細(xì) 胞組織 愈傷 組織 高度分 化細(xì)胞 無定形 高度 液泡化 疏松 再分化 成新個 體 相同點 都通過有絲分裂進(jìn)

4、行細(xì)胞增殖 　(2)植物組織培養(yǎng)過程中脫分化與再分化的比較： 過程 特點 條件 脫分化 外植體成為愈傷組織 排列疏松、高度液泡化的薄壁細(xì)胞團(tuán) 離體、營養(yǎng)物質(zhì)、植物激素、其他適宜條件 再分化 由愈傷組織成為幼苗或胚狀體結(jié)構(gòu) 有根、芽或有生根發(fā)芽的能力 2.生長素和細(xì)胞分裂素使用順序和比例的比較 (1)使用順序的比較 使用順序 實驗結(jié)果 先使用生長素，后使用細(xì)胞分裂素 有利于細(xì)胞分裂，但細(xì)胞不分化 先使用細(xì)胞分裂素，后使用生長素 細(xì)胞既分裂也分化 同時使用 分化頻率提高 　(2)使用比例的比較 使用的量及比例 實驗結(jié)果 比例適中 促進(jìn)愈

5、傷組織的生長 生長素>細(xì)胞分裂素 有利于根的形成 生長素<細(xì)胞分裂素 有利于芽的形成 1．在植物組織培養(yǎng)過程中，生長素和細(xì)胞分裂素的使用會影響實驗結(jié)果。下列說法正確的是(　　) A．兩種激素用量的比例影響實驗結(jié)果 B．兩種激素使用的先后順序影響實驗結(jié)果 C．兩種激素使用的濃度影響實驗結(jié)果 D．以上說法全部正確 【解析】　生長素和細(xì)胞分裂素的作用不同，其濃度、用量比例、使用先后順序都會影響細(xì)胞的分裂和分化。 【答案】　D 2．下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)的敘述中，錯誤的是(　　) A．培養(yǎng)基中添加蔗糖的目的是提供營養(yǎng)和調(diào)節(jié)滲透壓 B．培養(yǎng)基中的生長素和細(xì)胞分裂素影響愈傷組

6、織的生長和分化 C．離體器官或組織的細(xì)胞都必須通過脫分化才能形成愈傷組織 D．同一株綠色開花植物不同部位的細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)獲得的愈傷組織基因組成相同 【解析】　同一株綠色開花植物的不同部位的細(xì)胞，其基因組成不一定相同，如花藥中的配子，是通過減數(shù)分裂形成的，染色體數(shù)量減半、基因重組等因素都導(dǎo)致與一般的體細(xì)胞中的基因組成不同。 【答案】　D 3．植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：67850014】 A．給予適宜的營養(yǎng)和外界條件 B．導(dǎo)入其他植物細(xì)胞的基因 C．脫離母體后，給予適宜的營養(yǎng)和外界條件 D．將成熟葉肉細(xì)胞的細(xì)胞核移植到去核卵細(xì)胞內(nèi) 【解析】　植物細(xì)胞只

7、有脫離母體才能不受母體的影響，而自身又無法制造營養(yǎng)，所以還需要給予適宜的營養(yǎng)以及外界條件，這樣植物細(xì)胞才能表現(xiàn)出全能性。 【答案】　C 天 竺 葵 的 組 織 培 養(yǎng) 一、組織培養(yǎng) 1．準(zhǔn)備 實驗器材和藥品。 2．配制 配制MS培養(yǎng)基。分別向MS基本培養(yǎng)基中添加所需的植物激素，配制誘導(dǎo)愈傷組織形成的培養(yǎng)基、誘導(dǎo)分化芽的培養(yǎng)基、誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基。將添加植物激素后的培養(yǎng)基攪拌均勻，再次定容并調(diào)節(jié)pH。 3．滅菌 將培養(yǎng)基于121 ℃溫度下濕熱滅菌20 min。滅菌徹底的培養(yǎng)基用于天竺葵的組織培養(yǎng)。 4．取材與接種 (1)植物組織培養(yǎng)的各項操作均需在無菌室中或超凈工

8、作臺上進(jìn)行。 (2)取天竺葵幼嫩的葉，流水沖凈后，消毒并切成約0.5 cm2的小塊。 (3)接種于已經(jīng)配制好的誘導(dǎo)愈傷組織形成的培養(yǎng)基上，做好標(biāo)記放在適宜條件下培養(yǎng)。 5．觀察與記錄 每天觀察外植體的生長情況，并記錄其變化情況。 6．轉(zhuǎn)接培養(yǎng) 將增長至一定體積的愈傷組織轉(zhuǎn)接到誘導(dǎo)分化芽的培養(yǎng)基上，在15～25 ℃、光照強(qiáng)度為1_000～2000_lx的光照培養(yǎng)箱內(nèi)繼續(xù)培養(yǎng)。分化出幼芽后，再轉(zhuǎn)接至誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基上繼續(xù)培養(yǎng)。生根后，將試管苗先煉苗，再移栽于大田中。 二、露地栽培 1．一般要經(jīng)過煉苗馴化的原因 組織培養(yǎng)得到的試管苗植株特點是非常嫩弱，所處的環(huán)境是恒溫、高濕、弱光、

9、無菌和有完全營養(yǎng)的條件，植株表面沒有蠟質(zhì)和角質(zhì)層等保護(hù)組織，氣孔沒有關(guān)閉功能，有葉綠體但光合能力差。 2．煉苗馴化的步驟 培育壯苗―→洗凈瓊脂培養(yǎng)基―→選用合適的移植基質(zhì)―→移栽后的條件控制 [合作探討] 探討1：外植體為什么要經(jīng)過消毒才能接種？ 提示：外植體上殘留的雜菌會和外植體爭奪培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)，并且產(chǎn)生大量對外植體有害的物質(zhì)，導(dǎo)致外植體死亡，所以要先消毒再接種。 探討2：在進(jìn)行天竺葵培養(yǎng)時，需更換培養(yǎng)基嗎？若需要，需更換幾次？ 提示：需要，三次。 [思維升華] 1．影響植物組織培養(yǎng)的因素 (1)內(nèi)因：外植體的選取。 ①不同植物的組織培養(yǎng)難度不同。 ②對于同

10、一種植物材料，材料的年齡、保存時間的長短等也會影響實驗結(jié)果。生長旺盛的嫩枝生理狀況好，容易誘導(dǎo)脫分化和再分化。 (2)外因 2．無菌技術(shù)是植物組織培養(yǎng)獲得成功的關(guān)鍵 (1)嚴(yán)格的無菌操作：由于植物組織培養(yǎng)所利用的植物材料體積小、抗性差，所以對培養(yǎng)條件的要求高。用于植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基同樣適合于某些微生物的生長，如一些細(xì)菌、真菌的生長。而培養(yǎng)物一旦受到微生物的污染，就會導(dǎo)致實驗前功盡棄，因此要進(jìn)行嚴(yán)格的無菌操作。 (2)無菌技術(shù)包括對培養(yǎng)基、器械和植物材料(外植體)的滅菌消毒。對培養(yǎng)材料進(jìn)行表面消毒時，一方面要考慮藥劑的消毒效果，另一方面要考慮植物材料的耐受性。 (3)妥善處理被污染的

11、培養(yǎng)物：一旦發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)材料被污染，特別是真菌污染，一定要先滅菌然后再打開清洗。 (4)有毒物質(zhì)用后要妥善處理，以免造成環(huán)境污染。 【特別提醒】　對所培養(yǎng)的植物材料也可用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精進(jìn)行消毒。 3．造成培養(yǎng)物污染的原因與處理 污染種類 細(xì)菌污染 真菌污染 污染原因 可能是由操作人員造成的，如未戴口罩、接種時說話、手未消毒或器械滅菌不徹底等 可能是由植物材料消毒不當(dāng)引起的 處理措施 將被污染的培養(yǎng)瓶統(tǒng)一放在高壓蒸汽滅菌鍋內(nèi)進(jìn)行高壓蒸汽滅菌，然后再打開培養(yǎng)瓶進(jìn)行清洗 1．下列哪組符合天竺葵組織培養(yǎng)的基本步驟(　　) A．制備MS培養(yǎng)基→外植體消毒→接種→培養(yǎng)→移

12、栽→栽培 B．制備MS培養(yǎng)基→外植體消毒→接種→培養(yǎng)→栽培→移栽 C．制備MS培養(yǎng)基→外植體消毒→接種→栽培→培養(yǎng)→移栽 D．制備MS培養(yǎng)基→外植體消毒→接種→移栽→培養(yǎng)→栽培 【解析】　移栽是指將培養(yǎng)基上培養(yǎng)的幼苗長壯后移栽到土壤中，栽培是對移栽后的幼苗進(jìn)行精細(xì)管理培養(yǎng)的過程，應(yīng)先移栽后栽培。 【答案】　A 2．下圖是胡蘿卜的韌皮部細(xì)胞通過無菌操作，接入試管內(nèi)的培養(yǎng)基后，在一定的條件下形成試管苗的培育過程。請據(jù)圖回答下列問題： (1)要促進(jìn)植物細(xì)胞分裂生長，培養(yǎng)基中應(yīng)含有營養(yǎng)物質(zhì)和植物激素，營養(yǎng)物質(zhì)包括________和小分子有機(jī)物；植物激素包括細(xì)胞分裂素和________

13、兩類。 (2)此過程依據(jù)的原理是________________________。A階段和B階段細(xì)胞進(jìn)行的分裂方式主要是______，B階段除了細(xì)胞分裂外，還進(jìn)行細(xì)胞________。 (3)此過程要無菌操作，主要是指對________進(jìn)行滅菌。B階段需要光照，原因是____________________________________________。 (4)試管苗的根細(xì)胞中沒有葉綠素，而葉的葉肉細(xì)胞中具有葉綠素，這是________________的結(jié)果。 (5)將胡蘿卜韌皮部組織塊接種到培養(yǎng)基上時，為防止雜菌污染，應(yīng)如何操作？________________________。

14、 【解析】　(1)植物組織培養(yǎng)使用的培養(yǎng)基中應(yīng)含有供植物組織細(xì)胞生長發(fā)育所需要的無機(jī)物和小分子有機(jī)物，還需有調(diào)節(jié)細(xì)胞發(fā)育方向的細(xì)胞分裂素和生長素等植物激素。(2)植物細(xì)胞的全能性是植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)，脫分化和再分化階段中細(xì)胞的增殖方式均為有絲分裂，再分化階段愈傷組織經(jīng)細(xì)胞有絲分裂和分化形成試管苗。(3)植物組織培養(yǎng)過程一定要做到無菌操作，包括外植體、培養(yǎng)基、容器、接種工具等均應(yīng)消毒滅菌，其中培養(yǎng)基的滅菌最為重要；再分化階段需要光照，因為幼葉中葉綠素的合成需要光照條件。(4)同一植株的所有體細(xì)胞所含有的遺傳信息相同，但表達(dá)不同，故形態(tài)、功能存在差異。(5)酒精燈火焰旁溫度較高，可有效殺死空氣

15、中的細(xì)菌。 【答案】　(1)無機(jī)物　生長素　(2)植物細(xì)胞的全能性　有絲分裂　分化　(3)培養(yǎng)基　芽發(fā)育成葉，葉肉細(xì)胞中葉綠素的形成需要光照條件　(4)基因選擇性表達(dá)　(5)接種要在酒精燈火焰旁進(jìn)行 1．下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)中植物激素使用的說法，不正確的是(　　) A．植物組織培養(yǎng)中關(guān)鍵性激素是生長素和細(xì)胞分裂素 B．先使用生長素，后使用細(xì)胞分裂素，有利于細(xì)胞分裂和分化 C．先使用細(xì)胞分裂素，后使用生長素，細(xì)胞既分裂也分化 D．同時使用生長素和細(xì)胞分裂素時，兩者用量的比例影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向 【解析】　在植物組織培養(yǎng)中，先使用生長素，后使用細(xì)胞分裂素，有利于細(xì)胞分裂，但細(xì)胞

16、不分化；先使用細(xì)胞分裂素后使用生長素，對細(xì)胞的分裂和分化均有利。 【答案】　B 2．影響植物組織培養(yǎng)的因素包括(　　) ①培養(yǎng)基的配制　②外植體的選取?、奂に氐倪\(yùn)用?、芟尽、轀囟?、pH、光照 A．①②③④⑤　　　　 B．①②③ C．①②③④ D．①②③⑤ 【解析】　植物組織培養(yǎng)過程受多種外界因素的影響，其中包括溫度、光照、pH等，而培養(yǎng)基的成分、外植體的選取和消毒是否嚴(yán)格等也影響植物組織培養(yǎng)。 【答案】　A 3．無菌技術(shù)是植物組織培養(yǎng)能否獲得成功的關(guān)鍵，以下說法正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：67850015】 ①由于植物組織培養(yǎng)所利用的植物材料體積小、抗逆性差，對無菌操

17、作的要求非常嚴(yán)格?、趯ε囵B(yǎng)基用高壓蒸汽滅菌?、蹖ε囵B(yǎng)材料進(jìn)行表面消毒時，一方面要考慮藥劑的消毒效果，另一方面還要考慮植物材料的耐受能力?、芘囵B(yǎng)中不同藥劑、不同植物材料，甚至不同器官要區(qū)別對待?、輰ε囵B(yǎng)材料可用高壓蒸汽滅菌?、奕绻恍⌒囊鹞廴?，可能將造成培養(yǎng)工作前功盡棄 A．①②③④⑤ B．①②③④ C．①②③④⑥ D．①②③④⑤⑥ 【解析】　不同的材料或?qū)ο?，所采用的滅菌或消毒方法不同；對培養(yǎng)材料不能采用高壓蒸汽滅菌，否則會導(dǎo)致培養(yǎng)材料死亡；在操作過程中一定要嚴(yán)格遵守?zé)o菌操作，以免污染，前功盡棄。 【答案】　C 4．如圖表示花藥培養(yǎng)及單倍體育種的大致過程，據(jù)圖回答下列問題：

18、 (1)過程①是把幼小的花藥分離出來，在無菌條件下放在MS培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)，配制該培養(yǎng)基時，需要的物質(zhì)應(yīng)該有____________________。(至少答三種) (2)過程②是花藥在MS培養(yǎng)基所提供的特定條件下脫分化，發(fā)生多次細(xì)胞分裂，形成________________，此過程進(jìn)行細(xì)胞分裂的方式是____________。 (3)過程③是誘導(dǎo)再分化出芽和根，最后長成植株，長成的植株(不考慮核與核之間融合)是________植株，其特點是植株弱小，高度不育，生產(chǎn)上無推廣應(yīng)用的價值，若要使其結(jié)子結(jié)果，可在移栽后在幼苗莖尖滴加適宜濃度的B物質(zhì)，通常用到的B物質(zhì)是_____________

19、___。 (4)過程②與過程③所用培養(yǎng)基有差異，主要是______的差異。 【解析】　(1)植物組織培養(yǎng)需要營養(yǎng)物質(zhì)，主要包括大量元素、微量元素、有機(jī)物(如甘氨酸、煙酸、肌醇、維生素、蔗糖等)等。(2)脫分化(或去分化)是由高度分化的植物組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過程，此過程細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂。(3)經(jīng)過花藥培養(yǎng)得到的植株為單倍體，表現(xiàn)為高度不育，對莖尖或花粉用秋水仙素處理，染色體加倍后，則恢復(fù)可育性。(4)生長素和細(xì)胞分裂素的比值高時，有利于根的分化、抑制芽的形成；比值低時，有利于芽的分化、抑制根的形成；比值適中時，促進(jìn)愈傷組織的生長。 【答案】　(1)水、大量元素、微量元素、蔗糖、瓊脂、

20、植物激素、有機(jī)物等(任答三種即可)　(2)愈傷組織或胚狀體　有絲分裂　(3)單倍體　秋水仙素　(4)植物激素 課堂小結(jié)： 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 核心回扣 1.植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)是植物細(xì)胞的全能性。 2.植物組織培養(yǎng)的一般過程為： 離體的植物器官、組織或細(xì)胞愈傷組織根、芽―→植物體。 　　　　(外植體) 3.影響植物組織培養(yǎng)的因素有：植物材料、營養(yǎng)物質(zhì)、植物激素及pH、溫度、光照等。 4.生長素和細(xì)胞分裂素是啟動細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素。 5.植物組織培養(yǎng)的實驗操作流程： 準(zhǔn)備―→配制MS培養(yǎng)基―→滅菌―→取材與接種―→觀察與記錄―→轉(zhuǎn)接培養(yǎng)―→煉苗―→移栽。 6.進(jìn)行組織培養(yǎng)時要配備三種培養(yǎng)基，分別是誘導(dǎo)愈傷組織形成的培養(yǎng)基、誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基和誘導(dǎo)分化芽培養(yǎng)基，期間進(jìn)行兩次轉(zhuǎn)接。 9