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生物技术实践第三章植物组织培养第一节菊花的组织培养植物组织培养的基本过程离体的植物组织或细胞，在培养来一段时间以后，会通过细胞分裂，形成愈伤组织，愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的成无定形状态的薄壁细胞。
由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化，或者叫做去分化。
脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可重新分化成根或芽等器官，这个过程叫做再分化。
再分化形成的试管苗，移栽到地里，可以发育成完整的植物体。
影响植物组织培养的条件［材料］选取生长旺盛嫩枝进行组织培养，容易脱分化和再分化［营养］常用MS培养基［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。
在生长素存在的情况下，细胞分裂素的作用呈现加强趋势。
［环境条件］pH、温度、光等环境条件不同的植物对各种条件的要求往往不同。
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18－22℃，并且每日用日光灯照射12h。
MS固体培养基的成分琼脂、大量元素（N、P、S、K、Ca、Mg）、微量元素（Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、I、Co）、有机物（甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖）和植物激素植物激素在植物组织培养过程中的作用愈伤组织的特点愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞根尖分生组织和愈伤组织的比较植物组织培养技术的应用实现优良品种的快速繁殖；培育脱毒作物；制作人工种子；培育作物新品种以及细胞产物的工厂化生产等。
外植体的灭菌方法：高压蒸汽灭菌植物组织培养技术和花药离体培养技术的理论依据：植物细胞的全能性第二节月季的花药培养被子植物的雄蕊通常包含花药、花丝两部分。
花药为囊状结构，内部含有许多花粉。
花粉是由花粉母细胞经过减数分裂形成的，因此，花药是单倍体的生殖细胞。
被子植物花粉的发育过程花粉母细胞→小孢子四分体时期→单核期→双核期→花粉粒产生花粉植株的两种途径（1）花粉通过胚状体阶段发育成植物（2）花粉再诱导培养基上先形成愈伤组织，再将其诱导分化成植株。
生物选修1 专题3 植物的组织培养技术测试题第一部分：选择题（40分）一、选择题（每小题2分，共40分）1．植物细胞表现出全能性的必要条件是（）A.给予适宜的营养和外部条件B.导入其它细胞的基因C.脱离母体后，给予适宜的营养和外部条件D.将成熟筛管细胞核移植到去核的卵细胞内2．以下成为组织培养条件的是( )①C02 ②有机物③生长素④细胞分裂素⑤水⑥矿质元素A. ①③⑤⑥B. ②③⑤⑥C. ②③④⑤⑥D. ①②⑤⑥3．关于操作后出现培养物被污染的情况, 正确的叙述是( )①可立即打开培养瓶, 进行清洗②先将所有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③按要求操作一定不出现培养物被污染④细菌污染可能是由接种人员未戴口罩、接种时说话等引起的⑤真菌污染可能是植物材料灭菌不当引起的（）A. ②③⑤B. ②③④⑤C. ①③④⑤D. ②④⑤4．无菌技术是植物组织培养能否获得成功的关键, 以下说法正确的是( )①由于植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗性差, 对无菌操作的要求非常严格②对培养基及器械用高压蒸汽灭菌③对培养材料进行表面灭菌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④不同药剂、不同植物材料甚至不同器官要区别对待⑤对培养材料可用高压蒸汽灭菌⑥如果不小心导致污染, 将可能造成培养工作的前功尽弃A. ①②③④⑤B. ①②③④C. ①②③④⑥D. ①②③④⑤⑥5．愈伤组织分化过程中, 当培养基中细胞分裂素/ 生长素的比值较低时, 诱导分化的器官是( ) §1A. 根B. 芽C. 叶D. 胚性细胞团6．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, 但不分裂7．影响植物组织培养的因素包括( ) 。
①培养基的配制②外植体的选取③激素的运用④消毒⑤温度、pH 、光照A. ①②③④⑤B. ①②③C. ①②③④D. ①②③⑤8.下列描述中，属于改变物种遗传性状的最根本的途径是（）A．胚胎移植B．基因导入C．克隆D．组织培养9.在植物组织培养中，切取胡萝卜的外植体时一般选择（）A．具有木质部的部分B．具有韧皮部的部分C．具有形成层的部分D．具有髓的部分10．菊花的组织培养一般选择（）A．开过花的老枝B．正在开花的枝条C．未开花植株的茎上部新萌生的侧枝D．任何枝条均可11．动物细胞培养与植物组织培养的重要区别是（）A．培养基不同B．动物细胞不需要在无菌条件下进行C．动物细胞可以传代培养，而植物细胞不能D．动物细胞能够大量培养，而植物细胞只能培养成植株12．细胞具有全能性的原因是（）A.生物体细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能B.生物体的每一个细胞都具有全能性C.生物体的每一个细胞都含有个体发育的全部基因D.生物体的每一个细胞都是由受精卵发育来的13. 一个初级精母细胞在减数分裂的第一次分裂时，有一对同源染色体不发生分离，所形成的次级精母细胞减数分裂的第二次分裂正常；另一个初级精母细胞减数分裂的第一次分裂正常，减数第二次分裂时，在两个次级精母细胞中，有一个次级精母细胞的1条染色体姐妹染色单体没有分开。
课题1 菊花的组织培养编号：0103—01学习目标1.说明植物组织培养的基本原理。
2.学习植物组织培养的基本技术。
3.进行菊花或其他植物的组织培养。
学习重点与难点重点：1.植物组织培养的相关概念和过程2.影响植物组织培养的因素3.植物组织培养过程中使用的无菌技术。
难点：1.影响植物组织培养的因素。
2.植物组织培养过程中使用的无菌技术。
自主探究一．植物组织培养的相关概念和基本过程1.植物组织培养的相关概念（1）细胞分化：植物的个体发育过程中，细胞在__________、__________和__________上都会出现稳定性的差异，形成这些差异的过程就叫做细胞分化。
细胞分化是基因__________的结果。
（2）细胞的全能性：__________的植物细胞仍然具有发育成为__________的潜能。
细胞全能性是组织培养的基本原理。
（3）愈伤组织：由离体的植物器官、组织或细胞在一定的培养条件下经过__________过程形成的组织，就叫愈伤组织，愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一种__________的呈无定形状态的__________。
（4）脱分化：由__________的植物组织或细胞产生__________的过程，称为脱分化，又叫去分化。
（5）再分化：脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成__________，这个过程叫做再分化。
（6）外植体：用于离体培养的植物器官或组织片段。
2.植物组织培养的基本过程人为使用植物激素控制移植——→试管苗———→完整的植物体二．影响植物组织培养的因素1.内部因素：不同的植物组织，培养的难易程度差别很大。
同种植物材料，__________ ，__________ 等也会影响实验结果。
菊花的组织培养，一般选择__________的茎上部新萌生的侧枝。
2.外部因素：（1）营养条件常用的是__________ 培养基，其主要成分包括：__________，如_____________________________；__________ ，如______________________________ ；__________ 等。
第三节植物组织培养技术教学建议植物组织培养的基础知识对于学生来说还是有一定难度的。
教师最好在课前准备已脱分化的愈伤组织和再分化的丛芽等材料,让学生在课堂上观察,以增进学生的感性认识,帮助学生理解植物组织培养的基本原理。
关于培养基,可以让学生通过与微生物培养基配方的对比来认识用于植物组织培养的培养基的特点。
关于植物激素的使用,可以引导学生回顾高中必修教材《稳态与环境》中细胞分裂素和生长素的作用。
本课题耗时较长,需要提前做好计划。
有关培养基母液的配制、培养基高压灭菌、组培苗的培养以及栽培管理等工作,可在课下进行。
如果课时紧张,外植体的消毒和接种也可以在课下进行。
课上学生只需做一些关键步骤的操作,如分化转瓶、丛芽继代、生根转瓶等。
建议第一课时完成基础知识教学,学习操作方法并使用各种母液配制培养基。
第二课时学习外植体接种或继代转瓶。
此后学生可以利用课下时间做观察记录。
第三课时做生根组培苗的移栽。
大田栽培或盆栽管理工作可以在课外组织同学来做。
参考资料1.无菌技术是植物组织培养能否获得成功的关键植物组织培养不同于扦插、分根、叶插等常规无性繁殖。
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,对无菌操作的要求非常严格。
如果不小心引起污染,将可能造成培养工作的前功尽弃。
无菌技术包括培养基消毒灭菌和植物材料(外植体)的消毒灭菌。
对培养材料进行表面灭菌时,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。
不同药剂、不同植物材料,甚至不同器官要区别对待。
建议教师课前积极摸索成功经验,或先组织部分学生做外植体的接种,以培养实验骨干。
课上让骨干学生介绍经验,帮助大部分同学完成任务。
有条件的学校还可以将植物组织培养的全部过程拍摄成录像,供其他学生参考。
2.妥善处理被污染的培养物即使对于有经验的操作人员,操作后出现培养物被污染的情况也常有。
一般情况下,细菌污染可能是由接种人员造成的,如未戴口罩,接种时说话,或手及器械消毒不严等。
选修一植物组织培养
1．紫草素是紫草细胞的代谢产物，可作为生产治疗烫伤药物的原料。
用植物组织培养技术可以在生物反应器中通过培养紫草细胞生产紫草素。
下图记录了生物反应器中紫草细胞产量、紫草素产量随培养时间发生的变化。
(1)在生产前，需先加入紫草细胞作为反应器中的“种子”。
这些“种子”是应用组织培养技术，将紫草叶肉细胞经过______________而获得的。
这项技术的理论基础是______________。
(2)从图中可以看出：反应器中紫草细胞的生长呈现________________规律；影响紫草素产量的因素是________和________。
(3)在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌的目的是________和________。
解析：因为紫草素是从大量培养的紫草愈伤组织细胞中提取的，所以生产前必须要加入离体的紫草细胞进行脱分化培养，以获得大量的紫草愈伤组织细胞，这一过程利用了植物细胞的全能性。
从图中可以看出反应器中紫草细胞的数量呈“S”型增长，原因是开始生长较慢，要经过适应期，然后进入生长较快的对数期，随细胞数目的增多，食物、空间等生活条件成为限制因素，此时进入稳定期，细胞的数目相对稳定。
在这个时期紫草细胞要产生大量的次级代谢产物——紫草素，所以说紫草素产量的高低与紫草愈伤组织细胞的数目和生长期有关。
答案：(1)脱分化(或脱分化形成愈伤组织) 细胞的全能性(2)“S”型增长细胞数量细胞所处的生长期(3)保证氧气供应充足使细胞与培养液充分接触2．如图所示，图Ⅰ为植物组织培养流程图，图Ⅱ为植物组织培养过程的部分示意图，请据图回答：
(1)植物组织培养依据的原理是_
_______________________________________________________________________。
(2)图Ⅰ中外植体是指从植物__________分离出来的。
(3)图Ⅰ中的②和图ⅡB 中培养基上的培养物都是由无特定形态与功能的细胞组成，称为________。
(4)图Ⅱ中D 培养物已经形成幼体。
请根据植物组织培养过程对图Ⅱ重新排序：________________________________________________________________________。
答案：(1)植物细胞的全能性
(2)器官、组织、细胞、原生质体
(3)愈伤组织 (4)B→A→D→C
3．现有高秆抗病(DDTT)和矮秆不抗病(ddtt)的两个小麦品种，这两对性状是完全显性。
(1)现要用最短时间培育出矮秆抗病植株纯合子，最好采用________方法，其主要方法是________。
(2)育种过程首先将高秆抗病纯合子与矮秆不抗病纯合子杂交得F 1，其基因型是________。
(3)将F 1种下去，取F 1的花药进行离体培养，为了提高花药诱导成功率，选择________花药作实验材料。
对所选择的花药一般要通过进一步的镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期。
确定花粉发育期最常用的方法是________。
对不易着色的花粉细胞核需用________法，这种方法能将花粉细胞核染成________色。
(4)F 1花粉基因型理论上有4种，分别是________。
若这些花粉都能长成植物体，这些植物体的基因型是________，这些植物体称________，在花粉发育成植物体的过程中细胞分裂方式是________。
(5)假如每种基因型的花粉细胞都有机会发育成植物体，如何对这些幼苗进行筛选，请陈述。
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________
(6)对筛选出的矮秆抗病幼苗用________处理即可得到所需要的纯合子品种。
解析：单倍体育种可以大大缩短育种年限，其育种过程可以简写为：DDTT×ddtt――→
杂交F 1(DdTt)――→减数分裂配子(DT 、Dt 、dT 、dt)――→花药离体培养单倍体(DT 、Dt 、dT 、dt)――→选择dT(矮秆抗病)――→秋水仙素诱导
ddTT(纯合子)。
在“选择”过程中，对于高矮性状可以通过目测筛选，对于是否抗病，则一般选择用病原体侵染的方法进行检测。
答案：(1)单倍体育种 花药离体培养 (2)DdTt
(3)花蕾早期的 醋酸洋红法 焙花青—铬矾 蓝黑
(4)DT 、Dt 、dT 、dt DT 、Dt 、dT 、dt 单倍体 有丝分裂
(5)在幼苗期用病原体进行感染，叶片出现病斑的即为不抗病品种，淘汰掉，剩余为抗病品种。
这些小幼苗长大后对高矮进行目测筛选，淘汰掉高秆植株，剩下的矮秆植株即为矮秆抗病个体。
(6)一定浓度的秋水仙素溶液
4．如图表示水稻(体细胞中有24条染色体)的花药通过无菌操作接入试管后，在一定条件下形成试管苗的培
养过程，已知水稻的基
因型为AaBb。
(1)愈伤组织是花粉不断分裂后形成的不规则的细胞团，在愈伤组织形成过程中，必须从培养基中获得________、________和小分子有机物等营养物质。
为什么在植物的组织培养过程中强调一系列的消毒、灭菌及无菌操作？____________________。
(2)要促进花粉细胞分裂和生长，培养基中应添加________和________两类激素。
(3)愈伤组织再分化是指愈伤组织形成芽和根，再发育成具根、茎、叶的植物体。
这一过程必须给予光照，其原因是________利用光能制造有机物，供试管苗生长发育。
(4)试管苗的细胞中含有________条脱氧核苷酸链。
(5)从细胞工程角度看，这种育种技术叫________。
这种育种技术的原理是________。
解析：植物组织培养的脱分化及再分化出根、芽初期阶段，同化类型为异养，需要从培养基中获得各种养分，而再分化后期需光照使试管苗形成叶绿素，进行光合作用，这时同化类型已为自养。
答案：(1)水矿质元素外植体体积小，抗逆性差，易感染微生物腐烂(2)生长素细胞分裂素(3)叶绿体(4)24 (5)植物的组织培养植物细胞的全能性
5．请回答下列有关植物组织培养过程中的有关问题：
(1)植物组织培养最常用的培养基是________，制培养基时加琼脂的目的是
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
培养基中对外植体的生长发育起有关键作用的物质是
________________________________________________________________________。
(2)愈伤组织分化成根和芽，再由芽发育成叶和茎，这一过程称为________。
此过程中每天必须给予愈伤组织一定时间的光照，而且还需要控制好________等条件。
(3)无菌条件对组织培养的成功至关重要，在组织培养过程中，需要采取哪些措施以确保无菌条件？
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(4)植物组织培养技术除了用于植物的快速繁殖之外，请再举出一例其在生产、科研等方面的应用：
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
答案：(1)MS培养基使培养基呈固体状态植物激素(或：生长素、细胞分裂素等) (2)再分化温度、pH (3)培养基灭菌、外植体消毒、无菌接种等(4)培养脱毒苗、单倍体育种等(任答其中一种既可，其它合理答案也可)。
