2019-2020学年高中生物第5章第1节植物快速繁殖技术检测含解析中图版选修1.pdf
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1、第一节 植物快速繁殖技术第一节 植物快速繁殖技术 一、植物组织培养简介 1理论基础:植物细胞的全能性。 (1)愈伤组织的特点:细胞是一种高度液泡化的薄壁细胞,呈无定形状态,排列疏松而 无规则,具有很强的分生能力。 (2)脱分化:由高度分化的细胞重新恢复到未分化的状态。 (3)再分化 : 愈伤组织在适当的人工培养基上继续培养又可以重新分化成芽、根等器官, 进而发育成一棵完整的植株。 3培养基 (1)成分:除含外植体所需的各种营养物质外,还需添加生长素和细胞分裂素两种植物 激素。 (2)类型 : 据外植体在不同发育阶段的要求,需配制“脱分化培养基” 、“生芽培养基” 、 “生根培养基” 。 4无菌
2、条件 : 培养基的灭菌要彻底、外植体的消毒要充分、接种时的无菌操作要严格。 二、月季的快速繁殖程序 1配制培养基 先将各种营养成分按比例配制成 MS 培养基母液,再利用母液配制所需的三种培养基。 (1)脱分化培养基:母液中加入质量浓度为 0.1 mg/L 的 6BA 和 IAA。 (2)生芽培养基:去掉脱分化培养基中的 IAA 即可。 (3)生根培养基 : 无机盐浓度为 MS 的 ,另外添加质量浓度均为 0.1 mg/L 的 NAA 和 IAA。 1 2 2外植体消毒 清水洗净体积分数为70%的酒精浸5 s质量分数为2%的次氯酸钠溶液中浸泡6 min 10 min用无菌水清洗至少 3 次,漂净
3、消毒液用无菌滤纸吸干。 3 接种 : 将已消毒的月季嫩茎接种到脱分化培养基上, 使嫩茎的形态学下端接触培养基。 4培养:接种后的锥形瓶放在恒温培养箱中培养,将愈伤组织接种到生芽培养基上, 每天用日光灯光照 12 h,培养 10 d 左右长出小芽,小芽继续长成枝条。待枝条长到 3 cm 左 右时,将它切下后插在生根培养基上诱导生根。 5驯化试管苗 6移栽 预习完成后,请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中 问题 1 问题 2 问题 3 问题 4 一、植物组织培养 1原理细胞的全能性 (1)原因:生物体的每个细胞都含有本物种生长、发育、遗传和变异的全部遗传信息。 (2)实现全能性的条件:离体状
4、态和适宜的环境条件(如营养物质、激素、温度等)。 2过程 植物组织(外植体)或细胞愈伤组织 脱分化 根芽植物体 再分化 3培养基 (1)脱分化培养基:生长素与细胞分裂素比例适中。 (2)生芽培养基:生长素与细胞分裂素比例偏低。 (3)生根培养基:生长素与细胞分裂素比例偏高。 二、试管苗的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。 植物
5、组织培养的过程及应用 为提高玉米产量,科学家在育种和栽培中进行大量实验研究。下面是 科学家关于玉米培养的实验过程,请回答: 玉米种子幼苗取茎尖移栽 脱分化 再分化 (1)选取玉米幼苗茎尖进行脱分化处理,是因为茎尖细胞_。 (2)表示_,它能被再次培养成为幼苗的根本原因是_。 (3)若想制作人工种子,应选用_,若利用此项技术来获取细胞的代谢产物,培 养将进行到_。(填编号) 【审题导析】 解答此题应注意 : (1)掌握植物组织培养的过程,(2)了解各步骤的注意 事项,(3)了解植物组织培养的应用。 【精讲精析】 茎尖细胞是具有旺盛分裂能力的细胞,更容易通过培养表达出全能性, 同时由于细胞刚刚分裂
6、产生,还没有被病毒或细菌感染,可以直接培养出无病毒植株。植物 组织培养的原理是细胞具有全能性。在人工种子的制作中,必须培养到具有根、芽分化的胚 状体方可进行,而要获取细胞代谢产物则应在愈伤组织阶段。 【答案】 (1)分裂旺盛且没有被病毒或细菌感染 (2)愈伤组织 植物细胞具有全能性 (3) 植物组织培养技术的应用 (1)快速繁殖、培养无病毒植株。病毒在植株上的分布是不均匀的,老叶、老的组织和 器官中病毒含量高,幼嫩的未成熟的组织和器官中病毒含量较低,茎尖、根尖生长点几乎不 含病毒或病毒较少。 (2)组织培养除了在农业上的应用外,目前世界各国都在重视另一个方面,即有用化合 物的工业化生产。有用化
7、合物包括药物、橡胶、香精油、色素这些化合物许多都是高等 植物的次生代谢物。 (3)制作“人工种子” 。所谓“人工种子” ,是指以胚状体为材料,经过人工薄膜包装的 种子。在适宜条件下它能萌发长成幼苗。 (4)转基因植物的培养也要利用植物组织培养技术。 1利用植物的茎尖或叶片、茎段等,在无菌条件下,培养在玻璃器皿中人工配制的培 养基上,使它发育成完整的植株,这种技术可以用来培育植物新品种,可以在较短的时间内 大量繁殖植物,可以防止病毒的侵害。下列关于这种技术的叙述,正确的是( ) 这种技术利用了植物细胞的全能性 这种技术叫做组织培养,可以克隆生物体 这种技术属于细胞工程的应用领域之一 这种技术是一
8、种无性繁殖的方式 A B C D 【答案】 D 植物组织培养的影响因素 植物组织培养的培养基中加有激素。下表是培养基中两种植物激素在 不同比例时的实验结果。请分析回答:(其中 6BA 是一种细胞分裂素,IAA 是一种生长素) 实验组别1234 激素种类及激 素含量关系 6BA 6BA IAA 6BA IAA 6BA IAA 结果 组织块 产生愈 伤组织 组织块分 化出芽 愈伤组织 不断生长 愈伤组 织有生根 趋势 (1)促进愈伤组织产生的条件是_,愈伤组织生长的条件是_。 (2)芽的分化条件是_,根的分化条件是_。 (3)在植物组织培养中,脱分化可用的激素组合是实验_和实验_中的激 素含量关系
9、,再分化时可用的激素组合是实验_和实验_中的激素含量关系。 整个实验表明,植物的生根、发芽等生命活动是_的结果。 (4)植物组织培养的培养基中,除激素外,还必须含有_,它的成分至少应该含有 _、_等。 (5)判断愈伤组织的依据是_。 【审题导析】 (1)根据实验结果寻找条件, 判断不同组织分化所需的条件。 (2)掌握植 物组织培养的条件。 【精讲精析】 从表中数据可以看出, 只有靠细胞分裂素和生长素的共同作用及适当的 比例,才能使组织培养过程顺利进行。培养基中必须具备植物激素、无机物(矿质元素)、有 机物等营养物质。而愈伤组织的特点是细胞排列疏松而无规则,呈无定形状态。 【答案】 (1)必须有
10、细胞分裂素 细胞分裂素和生长素含量相等 (2)细胞分裂素的含量大于生长素 生长素的含量大于细胞分裂素 (3)1 3 2 4 多种激素共同作用 (4)营养物质 无机物(矿质元素) 有机物 (5)细胞排列疏松而无规则,呈无定形状态 生长素和细胞分裂素的使用对分化的影响 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也分化 同时使用分化频率提高 生长素量与细胞分裂素量比值高有利于根的分化 生长素量与细胞分裂素量比值低有利于芽的分化,抑制根的形成 生长素量与细胞分裂素量比值适中促进愈伤组织的生长 2为了探究 6BA 和 IAA 对
11、某菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响,某研究小组在 MS 培养基中加入 6BA 和 IAA,配制成四种培养基(见下表),灭菌后分别接种数量相同、生长 状态一致、消毒后的茎尖外植体,在适宜条件下培养一段时间后,统计再生丛芽外植体的比 率(m),以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n),结果如下表。 回答下列问题: (1)按照植物的需求量,培养基中无机盐的元素可分为_和_两类。上述 培养基中,6BA 属于_类生长调节剂。 (2)在该实验中,自变量是_,因变量是_,自变量的取值 范围是_。 (3)从实验结果可知,诱导丛芽总数最少的培养基是_号培养基。 (4)为了诱导该菊花试管苗生根, 培养基中一般不加入
12、_(填 “6BA” 或 “IAA” )。 【解析】 按照植物的需求量, 在培养基中加入的无机盐的元素可分为大量元素和微量 元素。6BA 是细胞分裂素类生长调节剂,由于该实验探究的是 6BA 和 IAA 对菊花品种茎 尖外植体再生丛芽的影响, 而 6BA 的浓度在各实验组中相同, 因此实验的自变量是 IAA 浓 度, 取值范围是 00.5 mgL1, 因变量是再生丛芽外植体的比率及再生丛芽外植体上的丛 芽平均数,即表中的m和n。再生外植体数乘以外植体上的丛芽平均数即为丛芽总数,计算 可知诱导丛芽总数最少的是 1 号培养基。 在植物组织培养中, 生长素用于诱导细胞的分裂和 根的分化,细胞分裂素主要
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