高中生物 第1部分 专题3 课题1 菊花的组织培养课件 新人教版选修1

第第1部部分分专专题题3课课题题1理解教材理解教材新知新知把握热点把握热点考向考向应用创新应用创新演练演练知识点一知识点一知识点二知识点二考向一考向一考向二考向二 1.植物组织培养的理论基础是细胞的全能性。植物组织培养的理论基础是细胞的全能性。 2植物组织培养的一般过程为：植物组织培养的一般过程为： 外植体外植体 愈伤组织愈伤组织 幼苗。幼苗。 3生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱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。分化和再分化的关键性激素。4影响植物组织培养的因素有：植物材料、营养物质、植物影响植物组织培养的因素有：植物材料、营养物质、植物激素及激素及pH、温度、光照等。、温度、光照等。5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。侧枝，且培养基中不必添加植物激素。 自读教材自读教材夯基础夯基础 1植物组织培养的基本过程植物组织培养的基本过程(1)理论基础：植物细胞具有理论基础：植物细胞具有 。(2)过程：过程：离体的离体的 或细胞或细胞 脱分化脱分化全能性全能性植物组织植物组织愈伤组织：细胞排列愈伤组织：细胞排列 ，是高度，是高度 的的 呈无定形状态的呈无定形状态的 细胞细胞 根、芽根、芽 生长发育生长发育完整植株完整植株疏松、无规则疏松、无规则液泡化液泡化薄壁薄壁 2影响植物组织培养的因素影响植物组织培养的因素 (1)材料选取：材料选取： 不同的植物组织，培养的难易程度差别很大。不同的植物组织，培养的难易程度差别很大。 同一种植物材料，材料的年龄、同一种植物材料，材料的年龄、 长短也长短也有影响。有影响。 菊花的组织培养一般选择菊花的组织培养一般选择 植株茎上部植株茎上部 。保存时间保存时间未开花未开花新萌新萌生的侧枝生的侧枝大量元素大量元素微量元素微量元素有机物有机物 (3)植物激素：植物激素： 和和 是启动细胞分裂、是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素，两者使用顺序不同，得到脱分化和再分化的关键性激素，两者使用顺序不同，得到的实验结果也不同。的实验结果也不同。生长素生长素细胞分裂素细胞分裂素使用顺序使用顺序实验结果实验结果先使用生长素，后使用细胞分先使用生长素，后使用细胞分裂素裂素有利于有利于 ，但细胞，但细胞先使用细胞分裂素，后使用生先使用细胞分裂素，后使用生长素长素细胞细胞 同时使用同时使用 提高提高细胞分裂细胞分裂不分化不分化既分裂也分化既分裂也分化分化频率分化频率(4)pH、温度、光照等。、温度、光照等。 愈伤组织的形成和分化，不仅与激素的绝对含量有关，愈伤组织的形成和分化，不仅与激素的绝对含量有关，而且还取决于细胞分裂素和生长素的比例，不同的品种间有差而且还取决于细胞分裂素和生长素的比例，不同的品种间有差异，甚至同一品种因取材部位异，甚至同一品种因取材部位(外植体外植体)不同，对激素的要求也不同，对激素的要求也不同，据此探讨以下问题：不同，据此探讨以下问题： 1当同时使用生长素和细胞分裂素时，两者的用量比例当同时使用生长素和细胞分裂素时，两者的用量比例对愈伤组织的分化方向有何影响？对愈伤组织的分化方向有何影响？ 提示：提示：生长素的用量与细胞分裂素用量，比值高时有利于生长素的用量与细胞分裂素用量，比值高时有利于根的分化、抑制芽的形成；比值低时，有利于芽的分化、抑制根的分化、抑制芽的形成；比值低时，有利于芽的分化、抑制根的形成；比值适中时，则促进愈伤组织的生长。根的形成；比值适中时，则促进愈伤组织的生长。 2生长素和细胞分裂素在植物组织培养过程中的作用生长素和细胞分裂素在植物组织培养过程中的作用关系，说明了什么问题？关系，说明了什么问题？ 提示：提示：在植物的生长发育和适应环境变化的过程中，各在植物的生长发育和适应环境变化的过程中，各种植物激素并不是孤立地起作用，而是多种激素相互作用共种植物激素并不是孤立地起作用，而是多种激素相互作用共同调节植物体的生命活动。同调节植物体的生命活动。 3菊花的组织培养，为什么一般选择未开花植株的茎菊花的组织培养，为什么一般选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝？上部新萌生的侧枝？ 提示：提示：外植体的生理状态是成功进行组织培养的重要条外植体的生理状态是成功进行组织培养的重要条件之一，生长旺盛的嫩枝生理状况好，容易诱导脱分化和再件之一，生长旺盛的嫩枝生理状况好，容易诱导脱分化和再分化。分化。 跟随名师跟随名师解疑难解疑难 1细胞的全能性细胞的全能性 (1)原因：生物体的每个细胞都含有本物种生长、发育、原因：生物体的每个细胞都含有本物种生长、发育、遗传和变异的全部遗传信息。遗传和变异的全部遗传信息。 (2)实现全能性的条件：离体状态和适宜的环境条件实现全能性的条件：离体状态和适宜的环境条件(如如营养物质、激素、温度等营养物质、激素、温度等)。 (3)细胞全能性大小与细胞种类的关系：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；植物细胞动物细胞；受精卵生殖细胞体细胞；植物细胞动物细胞；分化程度低的细胞分化程度高的细胞。分化程度低的细胞分化程度高的细胞。 一般地说，离体后的植物细胞的全能性在一定条件一般地说，离体后的植物细胞的全能性在一定条件下可充分体现。下可充分体现。 离体的动物细胞的全能性受到限制，但其细胞核的离体的动物细胞的全能性受到限制，但其细胞核的全能性可借助卵细胞的细胞质体现出来。全能性可借助卵细胞的细胞质体现出来。 未离体的细胞的全能性不能表达，只是在机体的调未离体的细胞的全能性不能表达，只是在机体的调控下进行定向分化。控下进行定向分化。2植物组织培养的一般过程分析植物组织培养的一般过程分析过程名称过程名称过程过程形成体特点形成体特点条件条件脱分化脱分化由外植体形成由外植体形成愈伤组织愈伤组织排列疏松、高排列疏松、高度液泡化的薄度液泡化的薄壁细胞团壁细胞团离体离体提供营养物质提供营养物质(有机物、无机物有机物、无机物) 提供激素提供激素提供其他适宜提供其他适宜条件条件再分化再分化由愈伤组织形由愈伤组织形成幼苗或胚状成幼苗或胚状体结构体结构有根、芽或有有根、芽或有生根发芽的能生根发芽的能力力营养生长营养生长生殖生长生殖生长发育成完整的发育成完整的植物体植物体由根、茎、叶、由根、茎、叶、花、果实、种花、果实、种子组成子组成 栽培栽培 自读教材自读教材夯基夯基础础 菊花组织培养的操作过程菊花组织培养的操作过程母液母液灭菌灭菌70%酒精酒精无菌水无菌水0.1%氯化汞氯化汞无菌水无菌水70%的酒精的酒精倒插倒插流水流水(4)培养：最好在培养：最好在 中培养。培养期间应定期中培养。培养期间应定期 ， 培养温度控制在培养温度控制在 ，且每日用日光灯，且每日用日光灯 光照光照12 h(5)移栽和栽培：移栽前应先打开培养瓶的封口膜，让试管移栽和栽培：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苗在培养间生长几日。然后用流水清洗根部的 ，将幼苗移植到将幼苗移植到 的蛭石或珍珠岩等环境下生活一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段时间，等幼苗长壮后再移栽到土壤中18 22 培养基培养基消过毒消过毒无菌箱无菌箱消毒消毒 1外植体为什么要经过消毒才能接种？外植体为什么要经过消毒才能接种？ 提示：提示：外植体上残留的杂菌会和外植体争夺培养基中外植体上残留的杂菌会和外植体争夺培养基中的营养物质，并且产生大量对外植体有害的物质，导致外的营养物质，并且产生大量对外植体有害的物质，导致外植体死亡，所以要先消毒再接种。植体死亡，所以要先消毒再接种。 2试管苗在栽培之前为什么要进行移栽？试管苗在栽培之前为什么要进行移栽？ 提示：提示：移栽的主要目的是壮苗。移栽的主要目的是壮苗。 跟随名师跟随名师解疑难解疑难 1试管苗的培养过程中应注意的问题试管苗的培养过程中应注意的问题 (1)培养一株完整的试管苗，必须先进行生芽培养，然培养一株完整的试管苗，必须先进行生芽培养，然后进行生根培养，如果顺序颠倒，就不好诱导生芽了。后进行生根培养，如果顺序颠倒，就不好诱导生芽了。 (2)试管苗应该进行见光培养。试管苗应该进行见光培养。 (3)试管苗一般在高湿、弱光、恒温下异养生长，移出试管苗一般在高湿、弱光、恒温下异养生长，移出瓶后一定要保温、保湿。瓶后一定要保温、保湿。 (4)试管苗光合作用能力低，在移栽前应给予较强光照试管苗光合作用能力低，在移栽前应给予较强光照且进行闭瓶炼苗，以促进小苗向自养转化。且进行闭瓶炼苗，以促进小苗向自养转化。 2实验结果分析与评价实验结果分析与评价 (1)对接种操作中污染情况的分析：对接种操作中污染情况的分析： 接种接种34 d后，在接种操作中被杂菌污染的培养物会后，在接种操作中被杂菌污染的培养物会表现出被污染的现象。统计污染率，分析原因：一般情况表现出被污染的现象。统计污染率，分析原因：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。种时说话，或手及器械消毒不严等。 (2)是否完成植物组织的脱分化和再分化：是否完成植物组织的脱分化和再分化： 观察实验结果，看是否培养出愈伤组织，记录愈伤组观察实验结果，看是否培养出愈伤组织，记录愈伤组织的出现时间，统计更换培养基后愈伤组织进一步分化成织的出现时间，统计更换培养基后愈伤组织进一步分化成根和芽的比例和时间。根和芽的比例和时间。 (3)是否进行了统计、对照与记录：是否进行了统计、对照与记录： 做好统计和对照，填好结果记录表，从第一步开始做好做好统计和对照，填好结果记录表，从第一步开始做好实验记录。可以分组配制不同培养基，如诱导愈伤组织直接实验记录。可以分组配制不同培养基，如诱导愈伤组织直接分化丛芽的培养基，做不同培养基配方的实验比较。分化丛芽的培养基，做不同培养基配方的实验比较。 (4)生根苗的移栽技术：生根苗的移栽技术： 关键是既要充分清洗根系表面的培养基，又不能伤及根关键是既要充分清洗根系表面的培养基，又不能伤及根系。一般先使用无土栽培的办法，培养基要提前消毒，苗壮系。一般先使用无土栽培的办法，培养基要提前消毒，苗壮后再移植到土壤。可通过统计成活率来衡量移栽水平。后再移植到土壤。可通过统计成活率来衡量移栽水平。 例例1 下列关于影响植物组织培养的因素，说法正确的是下列关于影响植物组织培养的因素，说法正确的是 () A不同植物组织培养的难易程度不同，同一种植物材不同植物组织培养的难易程度不同，同一种植物材料培养的难易程度相同料培养的难易程度相同 B在植物组织培养中，培养基中必须添加植物激素在植物组织培养中，培养基中必须添加植物激素 C植物激素中生长素和细胞分裂素的作用是互相独立植物激素中生长素和细胞分裂素的作用是互相独立的的 DpH、温度、光照条件等对植物组织培养也特别重要、温度、光照条件等对植物组织培养也特别重要 解析解析不同植物组织培养的难易程度不同，同一种不同植物组织培养的难易程度不同，同一种植物材料也会因年龄、保存时间的长短等导致实验结果不植物材料也会因年龄、保存时间的长短等导致实验结果不同，故同，故A错误；在植物组织培养中，培养基中常常要添加错误；在植物组织培养中，培养基中常常要添加植物激素，但不是都必须添加植物激素，如菊花茎段组织植物激素，但不是都必须添加植物激素，如菊花茎段组织培养不必添加植物激素，故培养不必添加植物激素，故B错；各种植物激素的作用是错；各种植物激素的作用是相互联系的，而不是互相独立的，故相互联系的，而不是互相独立的，故C错。错。 答案答案D 植物组织培养时一般使用人工合成激素的原因植物组织培养时一般使用人工合成激素的原因 组织培养时不用天然激素而是用人工合成的激素，是组织培养时不用天然激素而是用人工合成的激素，是因为植物中存在相应的分解天然激素的酶而没有分解相应因为植物中存在相应的分解天然激素的酶而没有分解相应的人工合成激素的酶，所以天然激素在植物体内作用和存的人工合成激素的酶，所以天然激素在植物体内作用和存在的时间短，人工合成激素的作用和存在的时间长，作用在的时间短，人工合成激素的作用和存在的时间长，作用效果明显。效果明显。 例例2 回答下列有关植物组织培养的问题。回答下列有关植物组织培养的问题。 (1)用于植物组织培养的植物材料称为用于植物组织培养的植物材料称为_。 (2)组织培养中的细胞，从分化状态转变为未分化状态组织培养中的细胞，从分化状态转变为未分化状态的过程称为的过程称为_。 (3)在再分化阶段所用的培养基中，含有植物激素在再分化阶段所用的培养基中，含有植物激素X和和植物激素植物激素Y，逐渐改变培养基中这两种植物激素的浓度比，逐渐改变培养基中这两种植物激素的浓度比，未分化细胞群的变化情况如下图所示，据图指出两种激素未分化细胞群的变化情况如下图所示，据图指出两种激素的不同浓度比与形成芽、根、愈伤组织的关系：的不同浓度比与形成芽、根、愈伤组织的关系：当植物激素当植物激素X与植物激素与植物激素Y的浓度比等于的浓度比等于1时，时，_；_；_。(4)若植物激素若植物激素Y是生长素，在植物组织培养中其主要作用是生长素，在植物组织培养中其主要作用是是_；则植物激素则植物激素X的名称是的名称是_。(5)生产上用试管苗保留植物的优良性状，其原因是生产上用试管苗保留植物的优良性状，其原因是_。 解析解析本题主要考查植物组织培养的相关知识。本题主要考查植物组织培养的相关知识。(1)用用于离体培养的植物器官或组织片段，叫做外植体。于离体培养的植物器官或组织片段，叫做外植体。(2)由分化由分化状态到未分化状态叫做去状态到未分化状态叫做去(脱脱)分化，由未分化状态到再分化分化，由未分化状态到再分化出根和芽叫做再分化。出根和芽叫做再分化。(3)由图中可以看出植物激素由图中可以看出植物激素X与与Y的的比例为比例为1时，愈伤组织不分化；当植物激素时，愈伤组织不分化；当植物激素X与与Y比值大于比值大于1时，时，有利于生芽；当植物激素有利于生芽；当植物激素X与与Y比值小于比值小于1时，有利于生根。时，有利于生根。(4)生长素能够在脱分化中促进细胞的纵向伸长生长，在再分生长素能够在脱分化中促进细胞的纵向伸长生长，在再分化过程中还能促进细胞分裂和分化。生长素和细胞分裂素是化过程中还能促进细胞分裂和分化。生长素和细胞分裂素是植物组织培养过程中两种重要的植物激素，共同调控脱分化植物组织培养过程中两种重要的植物激素，共同调控脱分化和再分化。和再分化。(5)无性繁殖可以保持亲本的优良性状。无性繁殖可以保持亲本的优良性状。 答案答案(1)外植体外植体 (2)脱分化脱分化(去分化去分化) (3)未分化细胞群经分裂形成愈伤组织未分化细胞群经分裂形成愈伤组织 当植物激素当植物激素X与植物激素与植物激素Y的浓度比大于的浓度比大于1时，未分时，未分化细胞群分化形成芽化细胞群分化形成芽 当植物激素当植物激素X与植物激素与植物激素Y的浓度比小于的浓度比小于1时，未分时，未分化细胞群分化形成根化细胞群分化形成根 (4)促进细胞的生长促进细胞的生长(伸长伸长)、分裂和分化细胞分裂素、分裂和分化细胞分裂素 (5)组织培养形成试管苗的过程属于无性生殖，后代组织培养形成试管苗的过程属于无性生殖，后代不发生性状分离不发生性状分离 巧记生长素与细胞分裂素的比值与生根、发芽的巧记生长素与细胞分裂素的比值与生根、发芽的关系。由于生长素能促进扦插枝条生根，因此当生长素含关系。由于生长素能促进扦插枝条生根，因此当生长素含量高时，可促进根分化。量高时，可促进根分化。