第33讲 浅尝现代生物技术
1．组织培养的概念
取一部分植物组织，在无菌的条件下接种在三角瓶中的琼脂培养基上，给予一定的温度和光照，使之产生愈伤组织，或进而生根发芽。
2．组织培养的原理
植物细胞的全能性。
3．培养基中加入的激素
(1)
激素种类：生长素和细胞分裂素，两者的摩尔浓度比决定组织是生根还是生芽。
(2)激素的使用比例： 人工合成的萘乙酸代替生长素，人工合成的苄基腺嘌呤代替细胞分裂素。
5．菊花的组织培养的实验内容
以菊花为材料进行组织培养，首先，用细胞分裂素相对较多和生长素相对较少的培养基(发芽培养基)进行培养，使其长出较多的丛状苗；然后，将丛壮苗分株培养。分株后，再移入含有较多生长素的培养基(生根培养基)中，使其生根；将生根的苗从三角瓶中移至草炭土或蛭石中继续生长，待苗健壮后再移至土中。
6．菊花的组织培养的实验步骤
(1)配制MS 固体培养基：由大量元素、微量元素和有机成分组成。
(2)取外植体：在超净台上将无菌培养的菊花幼苗切段，每段至少有1张叶片。
(3)生芽培养：在生芽培养基中放入1～3段幼茎切段，日光灯下保持18～25 ℃的温度培养，每天的光照时间不少于14.5 h 。
(4)生根培养：2～3周后，将丛状苗在无菌条件下转入生根培养基中，在上述条件下进行培养。
(5)适应锻炼：将苗转移至草炭土或蛭石中，用玻璃罩或塑料布保持80%以上的湿度，2～3天后打开玻璃罩逐渐降低湿度进行锻炼，直至将罩全部打开处于自然湿度下为止。
(6)定植：将苗转移到土中培养。
(7)自然生长的茎进行组织培养的步骤：可取一段茎在70%乙醇中浸泡10 min ，再放入5%的次氯酸钠溶液中浸泡5 min ，然后用另一5%次氯酸钠溶液浸泡5 min ，最后在超净台中用无菌水清洗，将茎的切段培养在生芽培养基中。
1．植物组织培养过程的相关分析
(1)理论依据：植物细胞的全能性。
(2)基本过程：培养过程均须在无菌条件下进行。
外植体――→脱分化愈伤组织――→再分化丛芽――→诱导
生根―→移栽
(3)影响因素：选材、营养、激素、pH 、温度、光照等。
(4)生殖方式：选择花粉、花药培养时，为有性生殖；选择叶、芽、根、花瓣等培养时，与扦插、嫁接一样，为无性繁殖。
2．激素在植物组织培养过程中的作用
(1)培养基中加入的植物激素是生长素和细胞分裂素。
(2)以上两种激素的摩尔浓度比决定组织是生根还是生芽。
(3)植物激素的影响：
①使用顺序的影响
1．当今能源紧缺，污染严重，酒精成为备受关注的“绿色能源”。利用玉米等植物秸秆生产燃料酒精已成为大势所趋。请回答下列问题：
(1)利用植物组织培养可实现玉米的大规模快速繁殖，图解如下。由外植体通过植物组织培养技术培育成完整植物，这项技术利用了__________的原理。图中A 、B 代表__________、__________；过程Ⅰ、Ⅱ分别表示__________和__________。
离体幼茎――→ⅠA ――→Ⅱ
B ―→植株
(2)在植物组织培养中关于消毒和灭菌操作的叙述，正确的是__________。
A ．只要不碰外植体，操作者的双手可以不消毒
B ．离体幼茎可以用酒精消毒
C ．镊子等器械需用酒精灭菌
D ．接种后培养基需用高压蒸汽灭菌
(3)具有耐高糖和耐酸特性的酵母菌是理想的酒精发酵菌种，对野生酵母菌进行诱变后通过筛选可以得到具有这些特性的突变菌，诱变及筛选过程如下：
第一步：野生菌液体培养一段时间后接受紫外线照射诱变处理。
第二步：制备选择培养基。在基本培养基的基础上，还需____________________，加琼脂后灭菌，制成固体平板。
第三步：将紫外线照射后的菌液稀释涂布平板。
第四步：根据__________筛选出突变菌。
(4)随着生物技术的发展，生物学家可以“创造”出某些特定的、以前从未自
然存在过的生物体。有科学家将其他生物组织的基因植入细菌，设计并造出一种独特的大肠杆菌，能够将蔗糖转化为石油燃料，这种可遗传变异来源于__________。
【解析】植物组织培养过程中要求一系列的消毒、灭菌处理，并且进行无菌操作，外植体可以用70%的酒精消毒；操作者的双手必须用酒精消毒；镊子等器械需用火焰灼烧灭菌；接种后的培养基不能再用高压蒸汽灭菌，否则接种的组织细胞会死亡。
【答案】(1)植物细胞全能性愈伤组织胚状体脱分化再分化
(2)B
(3)添加高浓度蔗糖(或葡萄糖)、调低pH(加酸)是否能在该培养基上生长
(4)基因重组
2．下图为植物(菊花)组织培养过程示意图，请回答下列问题：
①②
(1)培养基①和培养基②分别为__________和__________，两者最主要的区别是_______________________________________________________________。
(2)若该培养基是MS固体培养基，则其基本组成是__________、__________、有机成分、激素和琼脂。
(3)愈伤组织发芽的根本原因是
_______________________________________________________________。
(4)菊花组织在接种到培养基之前需进行__________处理，整个组织培养过程需在__________条件下进行。
(5)本实验用人工合成的激素，而不用植物中存在的天然激素的原因是_______________________________________________________________。
【解析】(1)菊花组织在培养基①中形成愈伤组织后长出丛芽，在培养基②中生根后形成试管苗，所以①是发芽培养基，②是生根培养基，两者最主要的区别是发芽培养基中细胞分裂素的含量大于生长素的含量，而生根培养基中生长素
