2019_2020学年高中生物专题3课题1菊花的组织培养教学案含解析新人教版选修.pdf
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1、菊花的组织培养菊花的组织培养 一、植物组织培养的基本过程 1理论基础:植物细胞的全能性。 2细胞分化:在植物的个体发育过程中,细胞在形态、结构和生理功能上出现稳定性差 异的过程。 3基本过程 (1)愈伤组织:由离体的植物组织或细胞经脱分化形成的一团排列疏松而无规则、高度 液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。 (2)脱分化:又叫去分化,是由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程。 (3)再分化:愈伤组织继续培养,重新分化成根或芽等器官的过程。 二、影响植物组织培养的因素 1植物材料 (1)不同的植物组织,培养的难易程度差别很大。 (2)同一种植物材料,材料的年龄、保存时间的长短等也会影响实验结果
2、。菊花的组织培 养一般选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝。 2营养物质 (1)大量元素,如 N、P、K、Ca、Mg、S。 1.植物组织培养的理论基础是植物细胞的全能性。 2植物组织培养的一般过程为: 脱分化,再分化, 离体的植物器官、组织 或细胞外植体 愈伤组织 根、芽植物体 3影响植物组织培养的因素有 : 植物材料、营养物质、植物激素及 pH、温度、 光照等。 4菊花茎段组织培养一般选择未开花的植株茎上部新萌生的侧枝,且培养基 中不必添加植物激素。 5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。 6菊花组织培养的实验操作流程: 制备 MS 固体培养基外植体消毒接种培养移栽栽
3、培。 (2)微量元素,如 B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co。 (3)有机物,如甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素,以及蔗糖等。 3植物激素: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,二 者的浓度、使用的顺序及用量的比例等都会影响实验结果。 4环境条件:如 pH、温度、光照等,进行菊花的组织培养一般将 pH 控制在 5.8 左右, 温度控制在 1822 ,并且每日用日光灯照射 12 h。 三、菊花组织培养的实验操作 制备MS固 体培养基 外植体 消毒 接 种 培 养 移 栽 栽 培 1制备 MS 固体培养基: 配制各种母液配制培养基灭菌。 2外植体消毒 : 取菊花嫩枝流水冲
4、洗加洗衣粉刷洗流水冲洗 20 min 吸干,体 积分数为70%的酒精消毒67 s无菌水清洗质量分数为0.1%的氯化汞溶液消毒12 吸干 min无菌水清洗(至少 3 次)。 3接种:菊花茎段插入培养基时注意方向,不要倒插。每瓶接种 68 块外植体。 4培养:最好放在无菌箱中培养,并定期消毒。培养温度控制在 1822_,并且每日 用日光灯照射 12_h。 5移栽:移栽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。 6栽培 : 将幼苗移栽后,每天观察并记录幼苗的生长情况,适时浇水、
5、施肥,直至开花。 1植物学家将胡萝卜根的韧皮部细胞分离出来,将单个细胞放入特定的培养基中培养, 获得了许多完整的植株。此过程依据的原理和技术是( ) A细胞的分裂和细胞工程 B细胞的分化和基因工程 C细胞的全能性和组织培养 D花药离体培养和单倍体育种 解析:选 C 由单个细胞到完整植株,依据的原理是植物细胞的全能性,该过程是植物组 织培养。 2在植物组织培养过程中,愈伤组织的形成和形态的发生是十分关键的。这除需要必备 的营养和一些刺激因素外,还需要有诱导作用的物质,它们是( ) A铜、锌等微量元素 B细胞分裂素和生长素 C蔗糖和葡萄糖 D维生素和氨基酸 解析:选 B 愈伤组织的形成除了必备的营
6、养和一些刺激因素外,还需加入植物激素,如 细胞分裂素和生长素等,用以调节细胞分裂和分化。 3当先使用细胞分裂素后使用生长素时,实验结果是( ) A有利于细胞分裂,但细胞不分化 B细胞既分裂又分化 C分化频率提高 D有利于细胞分化,但细胞不分裂 解析:选 B 细胞分裂素和生长素的使用顺序不同,培养的结果不同。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;两者同时使用,细胞分化频率提高。 4菊花的组织培养需要严格的无菌操作,下列说法错误的是( ) A培养基连同其他器械一起进行高压蒸汽灭菌 B幼苗要先移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境
7、下生活一段时间 C用于植物组织培养的培养基同样适合于某些微生物的生长,一旦感染杂菌则前功尽弃 D将菊花茎段插入时应注意方向,不应倒插,是为了防止杂菌污染 解析:选 D 植物组织培养需进行无菌操作,外植体要消毒,培养基及其他器械要灭菌; 经组织培养获得的幼苗需先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;接种时要注意茎段的形态学上下端,不能倒插。 5下列符合菊花组织培养基本步骤的是( ) 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
8、种移栽培养栽培 解析:选 A 植物组织培养的操作程序为“制备 MS 培养基外植体消毒接种培养 移栽栽培” 。接种后先培养再移栽,最后是栽培。 Error!核心要点一植物组织培养的基本过程及影响因素 1细胞的全能性 (1)概念:指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。 (2)原因:生物体的每一个体细胞都是由受精卵经有丝分裂而来的,含有本物种的全套遗 传物质,都有发育成完整个体所必需的全套基因。 (3)植物细胞表达全能性的条件:离体状态;一定的营养物质;植物激素;其他 适宜的外界条件(温度、pH、氧气、光照、无菌等)。 (4)细胞全能性大小与细胞种类的关系: 受精卵生殖细胞体细胞;植物细胞
9、动物细胞;分化程度低的细胞分化程度高的细胞。 2MS 培养基中各成分的作用 成分作用 微量和大量元素提供植物细胞生活所必需的无机盐 蔗糖提供碳源,维持细胞渗透压 甘氨酸、维生素、烟酸、肌醇等 满足离体植物细胞在正常代谢途径受一定影 响后所产生的对特殊营养的需求 3植物组织培养的基本过程分析 名称过程形成体特点条件 脱分化 由外植体形成愈伤组 织 排列疏松、 高度液泡化的薄壁细胞 团 再分化 由愈伤组织形成幼苗 或胚状体结构 有根、芽或有生根发芽的能力 离体 提供营养物质(有机 物、 无机物) 提供激素 提供其他适宜条件 营养生长生 殖生长 发育成完整的植物体 由根、茎、叶、花、果实、种子组 成
10、 栽培 4植物激素在植物组织培养过程中的作用 在配制好的 MS 培养基中,常常需要添加植物激素。其中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。 (1)激素使用的先后顺序产生的影响: 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 巧记为:“先生” ,分裂不分化;“后生” ,分裂又分化;“同使” ,分化频率高 (2)激素用量比例产生的影响: 生长素/细胞分裂素比值结果 比值高时促根分化,抑芽形成 比值低时促芽分化,抑根形成 比值适中促进愈伤组织的形成 简记为“高根、低芽、中愈
11、伤” 题组冲关 1下列关于植物组织培养中植物激素使用的说法,错误的是( ) A植物组织培养中的关键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,细胞既分裂也分化 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分化方向 解析:选 B 在植物组织培养中,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。 2下图是植物组织培养的简略表示图。请据图回答: (1)把组织培养的过程按正确顺序排列 _(用字母和箭头表示)。 (2)外植体发育成一个完整个体需经过_
12、和_两个过程。 (3)外植体若是菊花的根尖组织,则在正常环境下培养成的新菊花植株叶片的颜色是 _,这一过程体现了植物细胞具有_的特点。 解析:植物组织培养的基本过程:外植体脱分化形成愈伤组织,愈伤组织经再分化,形 成根和芽。根据图中的植物发育情况可以看出组织培养的顺序为 BDCA。由根尖细胞培 养成的新植株的叶片之所以是绿色的,是因为由愈伤组织分化而来的叶片细胞中,控制叶片 绿色性状的基因选择性表达,体现了植物细胞的全能性。 答案:(1)BDCA (2)脱分化 再分化 (3)绿色 全能性 Error!核心要点二菊花组织培养的实验操作 1实验流程及注意事项 名师点拨 无菌技术是植物组织培养成功的
13、关键 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。用 于植物组织培养的培养基同样适合于某些微生物的生长,如一些细菌、真菌等的生长。培养 材料一旦被微生物(如细菌)污染,这些微生物就会争夺培养基中的营养,还会产生代谢废物 毒害培养材料,导致实验失败。因此要进行严格的无菌操作。 2造成培养物污染的原因与处理 污染种类细菌污染真菌污染 污染原因 可能是由操作人员造成的,如未戴口罩、接种时说话、 手未消毒或器械灭菌不彻底等 可能是由植物材料消毒 不当引起的 处理措施 将被污染的培养瓶统一放在高压蒸汽锅内进行高压蒸汽灭菌,然后再打开培养瓶 进行清洗 题组冲关 3关于生根的试
14、管苗的移栽,下列说法错误的是( ) A关键是既要充分清洗根系表面的培养基,又不能伤及根系 B一般使用无土栽培的办法 C在培养基上移栽试管苗后要用 5%的高锰酸钾消毒 D新移栽的试管苗要在温室生长几天,等壮苗后再定植大田 解析:选 C 移栽生根的试管苗时,应提前对培养基进行消毒,而不是移栽后。 4无菌条件是植物组织培养能否获得成功的关键,以下说法正确的是( ) 植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗性差,因此对无菌操作的要求非常严格 对培养基及器械要进行灭菌处理 对培养材料进行表面消毒时,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 培养过程中不同药剂、不同植物材料,甚至不同
15、器官要区别对待 对培养材料可用高压蒸汽灭菌 如果不小心引起污染,将可能造成培养工作前功尽弃 A B C D 解析:选 C 不同的材料或灭菌对象,所采用的灭菌方法不同,对培养材料不能采取高压 蒸汽灭菌,否则会导致培养物死亡。在操作过程中一定要严格无菌操作,以免杂菌污染,造 成培养工作前功尽弃。 随堂基础巩固 1下列各项中,不属于植物细胞表现出全能性必要条件的是( ) A具有完整的细胞核 B离体状态 C导入其他植物细胞的基因 D一定的营养物质和激素 解析:选 C 植物细胞(具有完整细胞核的细胞)只有在离体和一定营养物质及激素等的共 同作用下,经脱分化形成愈伤组织,然后由愈伤组织再分化形成幼苗等才能
16、表现出全能性。 导入其他植物细胞的基因与细胞全能性的表现无关。 2下列关于愈伤组织的说法,正确的是( ) A细胞大,排列整齐,分裂能力强 B细胞高度液泡化,形状呈正方形 C用叶培养形成的愈伤组织能够进行光合作用 D细胞具有较高的全能性 解析:选 D 愈伤组织的细胞排列疏松而无规则,还没有分化,具有较高的全能性。 3植物组织培养的过程可以归纳为:。下列对此叙 述错误的是( ) A的再分化过程中,当细胞分裂素与生长素的浓度比低时,有利于根的分化 B植物组织培养所依据的原理是细胞的全能性 C过程指植物的营养生长和生殖生长阶段 D植物组织培养获得的植株不能保持亲本性状 解析:选 D 在植物组织培养时,
17、通过调节生长素和细胞分裂素的比值能影响愈伤组织分 化出根或芽。 的再分化过程中, 当细胞分裂素与生长素的浓度比低时, 有利于根的发生 ; 植物组织培养的原理是细胞的全能性;为个体发育过程,该过程包括细胞分裂和细胞 分化;植物组织培养技术是无性生殖,获得的植株能保持亲本的遗传性状。 4影响植物组织培养的因素包括( ) 培养基的营养组成 外植体的选取 植物激素的使用 消毒 温度、pH、光 照 A B C D 解析:选 A 培养基的营养组成、外植体的种类和生长发育状况、植物激素的浓度和使用 顺序以及温度、光照、pH 都是影响植物组织培养的因素,并且植物组织培养在离体、无菌条 件下才能完成。 5某生物
18、兴趣小组用芦荟新鲜茎的一部分作为材料进行组织培养,出现了愈伤组织能正 常形成且继续长大,但正常根和芽却迟迟不能形成的情况。你认为导致该情况出现的最可能 的原因是( ) A葡萄糖、氨基酸等有机营养供应不足 B培养环境光照、温度、pH 或氧气浓度不适宜 C生长素和细胞分裂素比例不协调 D无菌条件没有控制好 解析:选 C 因为“愈伤组织能正常形成且继续长大” ,说明培养基营养充足、环境条件 适宜且没有受到杂菌污染;当生长素和细胞分裂素的比例达到一定值的时候,才能使愈伤组 织分化出根和芽。 6下列属于 MS 培养基和培养微生物所配制的培养基的主要区别是( ) AMS 培养基一般含植物激素,微生物培养基
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