高三生物一輪復(fù)習(xí) 第35講 植物的組織培養(yǎng)技術(shù)課件 新人教版選修1

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1、生物技術(shù)實(shí)踐生物技術(shù)實(shí)踐第第 35 35 講講植物的組織培養(yǎng)技術(shù)植物的組織培養(yǎng)技術(shù)選修11 1菊花的組織培養(yǎng)。菊花的組織培養(yǎng)。2 2月季的花藥培養(yǎng)。月季的花藥培養(yǎng)。1.人參是一種名貴中藥材，其有效成分主要是人參皂苷。利用細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)人參皂苷的大致流程如下：請(qǐng)回答：(1)配制誘導(dǎo)愈傷組織的固體培養(yǎng)基，分裝后要進(jìn)行。接種前，要對(duì)人參根進(jìn)行。(2)用于離體培養(yǎng)的根切塊，叫做。培養(yǎng)幾天后發(fā)現(xiàn)少數(shù)培養(yǎng)基被污染，若是有顏色的絨毛狀菌落，屬于污染；若是有光澤的黏液狀菌落，屬于污染。滅菌滅菌消毒消毒外植體外植體真菌真菌(霉菌霉菌)細(xì)菌細(xì)菌(3)用少量酶處理愈傷組織，獲取單細(xì)胞或小細(xì)胞團(tuán)，在液體培養(yǎng)基中進(jìn)行

2、懸浮培養(yǎng)，可有效提高人參皂苷合成量。(4)人參皂苷易溶于水溶性(親水性)有機(jī)溶劑，從培養(yǎng)物干粉中提取人參皂苷宜選用方法，操作時(shí)應(yīng)采用加熱。果膠果膠萃取萃取(浸取浸取)水浴水浴 山東理綜生物試題的選修試題，山東理綜生物試題的選修試題，歷年來(lái)，都是立足課本，主要考查課本歷年來(lái)，都是立足課本，主要考查課本的基礎(chǔ)知識(shí)，題目較簡(jiǎn)單。今年仍然立的基礎(chǔ)知識(shí)，題目較簡(jiǎn)單。今年仍然立足課本，以植物組織培養(yǎng)為材料背景考足課本，以植物組織培養(yǎng)為材料背景考查了植物組織培養(yǎng)過(guò)程中涉及的培養(yǎng)基查了植物組織培養(yǎng)過(guò)程中涉及的培養(yǎng)基及消毒滅菌的相關(guān)知識(shí)及污染后的菌落及消毒滅菌的相關(guān)知識(shí)及污染后的菌落特征的比較。同時(shí)考查了選修特

3、征的比較。同時(shí)考查了選修1中關(guān)于中關(guān)于物質(zhì)的提取和鑒定的專(zhuān)題，跨度較大，物質(zhì)的提取和鑒定的專(zhuān)題，跨度較大，考查的知識(shí)面較廣。考查的知識(shí)面較廣。(1)接種前，要對(duì)材料進(jìn)行消毒(不能填滅菌，滅菌時(shí)是采用強(qiáng)烈的因素殺菌)，配制培養(yǎng)基并分裝后要用滅菌鍋滅菌。(2)比較菌落特征：真菌污染：有顏色的絨毛狀菌落;細(xì)菌污染：有光澤的黏液狀菌落。(3)利用果膠酶處理愈傷組織可以獲得單個(gè)的細(xì)胞。(4)由題干知，人參皂苷易溶于親水性有機(jī)溶液，故而采用萃取的方法可以從培養(yǎng)物干粉中提取人參皂苷。2 2(2010(2010全國(guó)新課標(biāo)全國(guó)新課標(biāo)) )請(qǐng)回答：請(qǐng)回答：(1)(1)植物微型繁殖技術(shù)屬于植物組織培養(yǎng)的范植物微型繁

4、殖技術(shù)屬于植物組織培養(yǎng)的范疇。該技術(shù)可以保持品種的疇。該技術(shù)可以保持品種的 ，繁殖，繁殖種苗的速度種苗的速度 。離體的葉肉細(xì)胞在適宜的條。離體的葉肉細(xì)胞在適宜的條件下培養(yǎng)，最終能夠形成完整的植株，說(shuō)明件下培養(yǎng)，最終能夠形成完整的植株，說(shuō)明該葉肉細(xì)胞具有該植物的全部該葉肉細(xì)胞具有該植物的全部 。(2)(2)把試管苗轉(zhuǎn)接到新的培養(yǎng)基上時(shí)，需要在把試管苗轉(zhuǎn)接到新的培養(yǎng)基上時(shí)，需要在超凈工作臺(tái)上進(jìn)行，其原因是避免超凈工作臺(tái)上進(jìn)行，其原因是避免的污染。的污染。遺傳特性遺傳特性快快遺傳信息遺傳信息微生物微生物(3)微型繁殖過(guò)程中，適宜濃度的生長(zhǎng)素單獨(dú)使用可誘導(dǎo)試管苗 ，而與配比適宜時(shí)可促進(jìn)芽的增殖。若要抑

5、制試管苗的生長(zhǎng)，促使愈傷組織產(chǎn)生和生長(zhǎng)，需要使用的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑是 (脫落酸、2,4D)。生根生根細(xì)胞分裂素細(xì)胞分裂素2,4D(4)將某植物試管苗培養(yǎng)在含不同濃度蔗糖的培養(yǎng)基上一段時(shí)間后，單株鮮重和光合作用強(qiáng)度的變化如圖。據(jù)圖分析，隨著培養(yǎng)基中蔗糖濃度的增加，光合作用強(qiáng)度的變化趨勢(shì)是 ，單株鮮重的變化趨勢(shì)是 。據(jù)圖判斷，培養(yǎng)基中不含蔗糖時(shí)，試管苗光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物的量(能、不能)滿(mǎn)足自身最佳生長(zhǎng)的需要。逐漸減弱逐漸減弱 先增先增 加后下降加后下降不能不能(5)據(jù)圖推測(cè)，若要在誘導(dǎo)試管苗生根的過(guò)程中提高其光合作用能力，應(yīng) (降低、增加)培養(yǎng)基中蔗糖濃度，以便提高試管苗的自養(yǎng)能力。降低降低 植物組織

6、培養(yǎng)技術(shù)是利用植物細(xì)胞全能性的原理進(jìn)行的，是植物細(xì)胞工程的基礎(chǔ)。在操作過(guò)程中應(yīng)注意無(wú)菌操作，避免雜菌污染，因?yàn)榕囵B(yǎng)過(guò)程中使用的培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富。適宜濃度的生長(zhǎng)素可以誘導(dǎo)試管苗生根，而如果要促進(jìn)愈傷組織形成芽，則需要與細(xì)胞分裂素配比適宜。促進(jìn)愈傷組織產(chǎn)生和生長(zhǎng)應(yīng)該使用生長(zhǎng)素類(lèi)似物(如2,4D)。理論依據(jù)細(xì)胞的全能性過(guò)程簡(jiǎn)圖離體的植物組織或器官(外植體)脫分化愈傷組織再分化試管苗(先長(zhǎng)出叢芽后生根)移栽完整的植物體一、植物的組織培養(yǎng)理論依據(jù)細(xì)胞的全能性影響因素(1)外植體的選擇：材料本身的種類(lèi)，同一植物材料的年齡、保存時(shí)間的長(zhǎng)短等(2)營(yíng)養(yǎng)條件：無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)(大量元素、微量元素)和有機(jī)營(yíng)養(yǎng)(維生素、

7、甘氨酸、煙酸、肌醇以及蔗糖等)(3)植物激素常用激素：生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素使用這兩種激素順序不同，實(shí)驗(yàn)結(jié)果不同(見(jiàn)教材表)這兩種激素比值不同，對(duì)細(xì)胞發(fā)育方向的影響不同(見(jiàn)教材旁欄)理論依據(jù)細(xì)胞的全能性實(shí)驗(yàn)操作 制備MS培養(yǎng)基外植體消毒接種培養(yǎng)移栽栽培二、月季的花藥培養(yǎng)1.被子植物的花粉發(fā)育2.產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑這兩種途徑的區(qū)別主要取決于培養(yǎng)基中的配比。激素的種類(lèi)及其濃度激素的種類(lèi)及其濃度主要因素材料的選擇從花藥來(lái)看，應(yīng)當(dāng)選擇初花期的花藥從花粉來(lái)看，應(yīng)當(dāng)選擇的花粉從花蕾來(lái)看，應(yīng)當(dāng)選擇完全未開(kāi)放的花蕾培養(yǎng)基的組成培養(yǎng)基各成分中，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的水平和配比，常對(duì)誘導(dǎo)細(xì)胞的分裂、生長(zhǎng)和分化起決定作用

8、。在誘導(dǎo)愈傷組織或胚狀體產(chǎn)生的誘導(dǎo)培養(yǎng)基中，廣泛地使用2，4D、NAA等其他因素植物的種類(lèi)、親本植株的生長(zhǎng)條件、材料的預(yù)處理、種密度、培養(yǎng)的環(huán)境條件等3.影響花藥培養(yǎng)的因素低溫低溫單核期單核期項(xiàng)目花藥培養(yǎng)技術(shù)植物組織培養(yǎng)不同點(diǎn)生殖方式有性生殖無(wú)性生殖操作流程制備MS培養(yǎng)基外植體消毒接種培養(yǎng)移栽栽培材料的選取材料的消毒接種和培養(yǎng)鑒定和篩選三、花藥培養(yǎng)技術(shù)和植物組織培養(yǎng)技術(shù)的比較項(xiàng)目花藥培養(yǎng)技術(shù)植物組織培養(yǎng)不同點(diǎn)取材取材為花藥(需事先摸索時(shí)期適宜的花蕾)，培養(yǎng)的為單倍體幼苗，植株弱小，高度不育。必須用秋水仙素處理，使染色體加倍，恢復(fù)正常植株的染色體數(shù)，而且為純種外植體為體細(xì)胞，染色體數(shù)無(wú)需加倍項(xiàng)目

9、花藥培養(yǎng)技術(shù)植物組織培養(yǎng)不同點(diǎn)轉(zhuǎn)移培養(yǎng)花藥裂開(kāi)后釋放出的愈傷組織或胚狀體要及時(shí)更換培養(yǎng)基培養(yǎng)?；ㄋ幣囵B(yǎng)對(duì)培養(yǎng)基配方的要求更為嚴(yán)格不需轉(zhuǎn)移便可再分化為植株鑒定篩選需要不需要相同點(diǎn)(1)原理：植物細(xì)胞的全能性(2)過(guò)程：脫分化、再分化(3)操作：培養(yǎng)基配制方法、無(wú)菌技術(shù)及接種操作等基本相同激素使用實(shí)驗(yàn)結(jié)果使用順序先生長(zhǎng)素后細(xì)胞分裂素有利于細(xì)胞分裂，但細(xì)胞不分化先細(xì)胞分裂素后生長(zhǎng)素細(xì)胞既分裂也分化生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素同時(shí)使用分化頻率提高四、植物激素在組織培養(yǎng)中的重要作用生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素是啟動(dòng)細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵激素，其作用特點(diǎn)為：激素使用實(shí)驗(yàn)結(jié)果生長(zhǎng)素用量與細(xì)胞分裂素用量的比例該比值高時(shí)利

10、于根的分化，抑制芽的形成該比值低時(shí)利于芽的分化，抑制根的形成該比值適中時(shí)促進(jìn)愈傷組織的生長(zhǎng)1.植物細(xì)胞具全能性的原因是什么？不同細(xì)胞的全能性表達(dá)難易程度如何？ 植物細(xì)胞具有全能性的原因是因?yàn)橹参矬w的每一個(gè)具核的活細(xì)胞都包含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)。不同細(xì)胞的全能性表達(dá)難易程度不同。最易表達(dá)的是受精卵；其次是生殖細(xì)胞(未受精的卵細(xì)胞和花粉細(xì)胞)；第三是各種分生組織等薄壁細(xì)胞；然后是其他已經(jīng)分化的組織?？傊只潭仍降偷慕M織越易培養(yǎng)，分化程度越高的組織越難培養(yǎng)。2.為什么生物體內(nèi)的細(xì)胞不表現(xiàn)全能性?植物細(xì)胞體現(xiàn)全能性的條件是什么？ 生物體內(nèi)的細(xì)胞不表現(xiàn)全能性的原因是：在特定的時(shí)間和空間條件下

11、，細(xì)胞中的基因會(huì)有選擇性的表達(dá)出各種蛋白質(zhì)，從而構(gòu)成生物體的不同組織和器官。植物細(xì)胞體現(xiàn)全能性的條件有以下方面：離體狀態(tài)；一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；植物激素；其他適宜的外界條件(溫度、pH、氧氣、光照、無(wú)菌等)。3.培養(yǎng)基中各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有什么作用？MS培養(yǎng)基的配方與微生物培養(yǎng)基的配方相比有哪些明顯的不同？ 培養(yǎng)基中各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的作用分別是：微量元素和大量元素提供植物細(xì)胞生活所必需的無(wú)機(jī)鹽；蔗糖提供碳源，同時(shí)能夠維持細(xì)胞的滲透壓；甘氨酸、維生素等物質(zhì)主要是為了滿(mǎn)足離體植物細(xì)胞在正常代謝途徑受到一定影響后所產(chǎn)生的特殊營(yíng)養(yǎng)需求。微生物培養(yǎng)基以有機(jī)營(yíng)養(yǎng)為主。與微生物的培養(yǎng)不同，MS培養(yǎng)基則需提供大量無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)，無(wú)

12、機(jī)鹽混合物包括植物生長(zhǎng)必需的大量元素和微量元素兩大類(lèi)。4.為什么無(wú)菌技術(shù)是植物組織培養(yǎng)成功的關(guān)鍵？ 植物組織培養(yǎng)不同于扦插、分根、葉插等常規(guī)無(wú)性繁殖。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(duì)培養(yǎng)條件的要求較高。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(zhǎng)，如一些細(xì)菌、真菌等的生長(zhǎng)。培養(yǎng)材料一旦被微生物(如細(xì)菌)污染，其分裂快、生長(zhǎng)迅速，會(huì)爭(zhēng)奪培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)，還會(huì)產(chǎn)生代謝廢物毒害培養(yǎng)材料，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。因此要進(jìn)行嚴(yán)格的無(wú)菌操作。5.將花藥接種到MS培養(yǎng)基上之前，對(duì)消毒過(guò)的花蕾的處理應(yīng)注意哪些？ (1)在無(wú)菌條件下，除去萼片和花瓣。(2)在剝離花藥時(shí)，要盡量不損傷花藥，否則接種

13、后容易在受傷部位產(chǎn)生愈傷組織。(3)要徹底除去花絲，因?yàn)榕c花絲相連的花藥不利于愈傷組織或胚狀體的形成。6.實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)注意哪些問(wèn)題？ (1)材料的選?。壕栈ǖ慕M織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)選擇未開(kāi)花植株的莖上部新萌生的側(cè)枝；月季花藥的離體培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)選擇花粉發(fā)育過(guò)程中的單核靠邊期的花粉進(jìn)行培養(yǎng)。(2)外植體消毒：所用消毒劑為體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的氯化汞溶液，所使用的清洗液是無(wú)菌水。(3)培養(yǎng)過(guò)程：在初期，菊花的組織培養(yǎng)需光照，月季花藥的培養(yǎng)不需要光照；而在后期均需要光照。菊花的組織培養(yǎng) 植物組織培養(yǎng)所需營(yíng)養(yǎng)的敘述，不正確的是()A.MS培養(yǎng)基既含硝態(tài)氮又含銨態(tài)氮B.維生素以輔酶的形

14、式參與生物催化劑酶系活動(dòng)C.植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)包括生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素及赤霉素等D.植物組織培養(yǎng)過(guò)程中無(wú)需從外部供糖 D通常植物本身能進(jìn)行光合作用，產(chǎn)生糖類(lèi)，不需從外部供給糖。但植物組織培養(yǎng)過(guò)程中，離體組織或器官培養(yǎng)至愈傷組織的過(guò)程中，不能進(jìn)行光合作用合成糖類(lèi)，因此必須在培養(yǎng)基中添加糖，作為碳素來(lái)源和能量來(lái)源。下列關(guān)于影響植物組織培養(yǎng)因素，說(shuō)法正確的是()A.不同植物組織培養(yǎng)的難易程度不同,同一種植物材料培養(yǎng)的難易程度相同B.在植物的組織培養(yǎng)中,培養(yǎng)基中必須添加植物激素C.植物激素中生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的作用是互相獨(dú)立的D.pH、溫度、光照條件等對(duì)植物組織培養(yǎng)也特別重要D本題很易錯(cuò)選B項(xiàng)。在配制好的

15、MS培養(yǎng)基中常常需要添加植物激素，而不是必須。比如菊花的莖段的組織培養(yǎng)比較容易，因此不必添加植物激素。植物組織培養(yǎng)中，離體器官或組織的細(xì)胞都必須通過(guò)脫分化才能形成愈傷組織，愈傷組織可再分化形成根、芽等器官。相關(guān)概念歸納如下：(1)脫分化：讓已經(jīng)分化的細(xì)胞，經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)后，失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化細(xì)胞的過(guò)程。即是由高度分化的植物器官、組織或細(xì)胞，產(chǎn)生愈傷組織的過(guò)程。(2)愈傷組織：細(xì)胞排列疏松而無(wú)規(guī)則，是一種高度液泡化的呈無(wú)定形狀態(tài)的、具分生能力的薄壁細(xì)胞。愈傷組織的細(xì)胞中不含有葉綠體。(3)再分化：脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)進(jìn)行培養(yǎng)，又可以重新分化成根或芽等器官的過(guò)程。月季的花藥培養(yǎng) 進(jìn)

16、行月季花粉培養(yǎng)時(shí)選擇花粉的最佳時(shí)期為()A.盛開(kāi)期的月季花B.略微開(kāi)放的月季花C.完全未開(kāi)放的花蕾D.近凋謝時(shí)期的月季花 C選擇合適的花粉發(fā)育時(shí)期是提高誘導(dǎo)成功率的重要因素?；ǚ郯l(fā)育過(guò)程中，只有單核期核移向細(xì)胞一側(cè)的時(shí)期(單核靠邊期)，花粉培養(yǎng)成功率最高，因此，通常選擇完全未開(kāi)放的花蕾。關(guān)于花粉胚和愈傷組織的說(shuō)法正確的是()A.花粉胚的細(xì)胞含有與體細(xì)胞相同的染色體B.愈傷組織只能由體細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)生C.花粉胚具有直接發(fā)育成植株的能力D.愈傷組織分化的花粉植物為二倍體 CA錯(cuò)誤：花粉是有性生殖細(xì)胞，形成的花粉胚細(xì)胞中染色體數(shù)目與花粉粒中相同，為體細(xì)胞的一半。B錯(cuò)誤：花粉植物的培育過(guò)程中，由花藥中的花粉經(jīng)脫分化也可形成愈傷組織。C正確、D錯(cuò)誤：由單倍體性細(xì)胞產(chǎn)生的花粉胚也可發(fā)育成單倍體植株，但不能稱(chēng)二倍體。植物組織培養(yǎng)技術(shù)與花藥培養(yǎng)技術(shù)的異同相同之處：培養(yǎng)基配制方法、無(wú)菌技術(shù)及接種操作等基本相同。不同之處：花藥培養(yǎng)的選材非常重要，需事先摸索時(shí)期適宜的花蕾；花藥裂開(kāi)后釋放出的愈傷組織或胚狀體也要及時(shí)更換培養(yǎng)基；花藥培養(yǎng)對(duì)培養(yǎng)基配方的要求更為嚴(yán)格。這些都使花藥培養(yǎng)的難度大為增加。