2016-2017学年高中生物专题3植物的组织培养技术植物组织培养技术比较及应用微专题突破课件新人教版选修.ppt

微专题突破 植物组织培养技术比较及应用 1 菊花茎段组织培养与月季花药培养比较 项目 内容 菊花组织培养 月季的花药培养 理论依据 植物细胞的全能性 基本过程 脱分化 再分化 外植体的 细胞类型 体细胞 生殖细胞 操作流程 制备培养基 外植体消毒 接种 培养 移栽 栽培 选材 消毒 接种 培养 筛 选和诱导 移栽 栽培 选育 影响因素 选材、营养、激素、 pH 、温度、阳光等 培养结果 正常植株 单倍体植株 生殖方式 无性生殖 有性生殖 可育性 可育 高度不育，秋水仙素处理，使 染色体加倍后可育 2. 植物组织培养技 术的应用 (1) 微型繁殖，微型繁殖就是用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术， 也叫快速繁殖技术。繁殖过程中的分裂方式是有丝分裂，亲、子代细胞内 DNA 不变，所以能够保证亲、子代遗传特性不变。 (2) 作物脱毒：作物脱毒是利用茎尖、根尖等无毒组织，进行微型繁殖，由 于微型繁殖操作过程必须在无菌条件下，所以所获幼苗是无毒的。 (3) 人工种子 制作方法：人工种子又称为人造种子、合成种子或无性种子，就是将组 织培养所产生的体细胞胚、不定芽、顶芽、腋芽或小鳞茎等繁殖体，包裹在能 够提供养分的胶囊 ( 人工胚乳 ) 里，再在腔囊外面包 上一层具有保护功能和防止机 械损伤的外膜 ( 人工种皮 ) ，造成一种类似于种子的结构。如图人工种子能在一定 条件下萌发生长，形成完整植株。 优点：可使在自然条件下不结实或种子昂贵的植物得以繁殖；保持亲本 的优良性状，因该过程为无性繁殖；节约粮食，减少种子的使用；可以控制添 加一些物质，如除草剂、农药、促进生长的激素、有益菌等。 (4) 细胞产物的工厂化生产：用人工培养的愈伤组织提取细胞中的某种成分， 如紫草素、香料等。 1 菊花的组织培养和月季的花药培养都是利用组织培养技术，下列关于两 者的叙述中，正确的是 ( ) 序号 比较项目 菊花的 组织培养 月季的 花药培养 植物激素 不必添加 需要添加 染色体倍 性的鉴定 不需要 需要 光照 每日日光灯照射 12 h 最初不需要，幼小植 株形成后需要 形成愈伤组织 或胚状体后 不需更换培养基 需要更换培养基 A. B C D 【解析】 菊花的组织培养用茎段 来培养，比较容易，不必添加植物激素； 在菊花组织培养中不会发生染色体倍性的变化；需要每天日光灯照射 12 h ；形 成愈伤组织或胚状体后不必更换培养基。月季花药的离体培养需要添加细胞分 裂素和生长素等植物激素；在花药培养中，通过愈伤组织形成的植株会出现染 色体倍性的变化，所以需要染色体倍性的鉴定；最初不需要光照，幼小植株形 成后需要光照；形成愈伤组织或胚状体后需要转移到分化培养基上进一步分化 培养。 【答案】 D 2 用菊花的茎尖进行植物组织培养可培育出试管苗。下面关于这一过程的 说法正确的是 ( ) A 进行培养时，一次性 加足营养物质以防止污染 B 整个培养过程应在光下进行，有利于长叶 C 要根据培养过程的实际情况，更换培养基 D 整个培养过程都应在密闭条件下进行，以免杂菌的污染 【解析】 进行植物组织培养时，外植体不能进行光合作用，因此培养基 中要加入有机物。一般来说，从接种外植体到出现愈伤组织，需要经过 2 周时 间。 2 周以后，由于培养基中的营养成分已接近耗尽，必须更换培养基，进行继 代培养。首次培养愈伤组织时，恒温箱的门应该关闭，不必见光，因为在无光 条件下愈伤组织长得更快。在愈伤组织进行继代培养期间，可将恒温箱的门打 开，让愈伤组 织见光。愈伤组织见光后，颜色可以转为绿色。试管苗应该进行 见光培养。 【答案】 C 3 对人工种子正确的解释是 ( ) A 通过科学手段人工合成的种子 B 利用植物组织培养技术获得的种子 C 种皮能自我生成的种子 D 人工种子发芽率低 【解析】 人工种子是利用植物组织培养获得胚状体、不定芽、顶芽和腋 芽等，然后包上人工种皮就形成了人工种子。 【答案】 B 4 生物工程的研究成果已经广泛应用于各个领域，目前科学家利用植物的 茎尖和叶片、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， 使之发育成完整的植株。 下图是运用该技术培养兰花植株的示意图。下列关于 这种生物工程技术的叙述，错误的是 ( ) A 这种技术叫做组织培养，可以克隆生物体 B 过程的单细胞细胞质丰富，液泡小而细胞核大 C 用此方法克隆植物要尽量选择优良、细胞全能性表达不充分的材料 D 这种技术可与基因工程、航天工程结合培育高产、优质的作物品种 【解析】 过程的单细胞细胞质丰富，液泡小而细胞核大，这是胚性细 胞 ( 类似胚胎细胞 ) 的特征，在适宜的培养基中，这种单细胞可发育成胚状体。要 获得植物克隆的成功，要尽量选择优良、细胞全能性表达充分的材料。随着科 技的发展，植物组织培养 可与基因工程、航天工程结合培育高产、优质的作物 品种。 【答案】 C 5 (2014 江苏高考节选 ) 为了获得植物次生代谢产物，先用植物外植体获得 愈伤组织，然后在液体培养基中悬浮培养。请回答下列问题： (1) 外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为 _ 。 (2) 在愈伤组织悬浮培养时，细胞干重、蔗糖浓度和 pH 的变化如下图所示。 细胞干重在 12 d 后下降的原因有 _ ；培养液中蔗糖 的作用是 _ 、 _ 。 (3) 多倍体愈伤组织细胞产生的次生代谢产物量常高于二倍体。二倍体愈伤 组织细胞经 _ 处理，会产生染色体加倍的细胞。为检测愈伤组织细胞染 色体数目，压片前常用纤维素酶和 _ 酶解离愈伤组织。若愈伤组织细胞 (2 n ) 经诱导处理后，观察到染色体数为 8 n 的细胞，合理的解释是 _ 、 _ 。 【解析】 (1) 外植体经诱导形成愈伤组织的过程称为脱分化。 (2) 观察图示可知， 12 d 后蔗糖浓度和 pH 都下降到较低水平，影响能量的供 应和酶的活性，导致细胞干重下降。另外， 培养液中的蔗糖还具有调节渗透压 的作用。 (3) 在细胞分裂过程中，用低温或秋水仙素处理，都可抑制纺锤体的形成， 使子染色体不能移向两极，从而使细胞中染色体数目加倍。愈伤组织的细胞之 间含有纤维素和果胶，欲将其分散成单个细胞，压片前需用纤维素酶和果胶酶 处理。愈伤组织细胞经诱导处理后，有的细胞染色体数目加倍 (4 n ) ，有的细胞染 色体数目未加倍 (2 n ) ，也可能有的细胞在连续分裂中每次都因低温或秋水仙素抑 制了纺锤体的形成，导致细胞中染色体数目连续加倍，出现染色体数目为 8 n 的 细胞。所以染色体数目加倍到 4 n 的细胞处于有丝分裂后期时染色体数目为 8 n ， 染色体数目加倍到 8 n 的细胞处于有丝分裂中期时染色体数目也为 8 n 。 【答案】 (1) 脱分化 (2) 蔗糖浓度下降， pH 降低 提供能源 调节渗透压 (3) 秋水仙素 ( 低温 ) 果胶 经加倍到 4 n 的细胞处于有丝分裂后期 经加倍到 8 n 的细胞处于有丝分裂中期