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第40讲 植物组织培养和从生物材料中提取某些特定的成分,考纲要求 (1)植物的组织培养 (2)从生物材料中提取某些特定的成分,教材导学 一、植物组织培养 1.组织培养过程,2.培养基 (1)成分：大量元素、_、有机物、_和琼脂。 (2)类型：_、发芽培养基和生根培养基。 (3)作用：植物组织或器官生长和发育的_。 (4)配制：称量、溶解、_、分装(三角瓶)、灭菌。,(3)接种：始终在_旁进行，对接种工具要用_灭菌。将菊花茎段插入培养基中时注意_。 (4)培养与移栽：在18-22 的_中培养，得到试管苗后进行移栽。 4.月季的花药培养 (1)被子植物的花粉发育过程： 花粉母细胞_单核期_花粉粒。,(4)实验操作： 材料的选取：月季花药培养一般选择_期，细胞核由中央移向细胞一侧的时期。确定花粉发育时期最常用的方法是_法。某些植物的花粉细胞核不易着色，需采用_，这种方法能将细胞核染成_色。 接种：消毒后的花蕾，在无菌条件下除去_，并立即将花药接种到培养基上。剥离花药时尽量不要损伤_。 培养：温度控制在_左右，幼小植株形成后才需要_。如果花药开裂释放出胚状体，必须在花药开裂后尽快将_。,二、从生物材料中提取某些特定的成分 1.植物芳香油的主要化学成分 萜类化合物及其衍生物，具有很强的挥发性。提取方法有：_、_和_等。 2.玫瑰精油的提取实验 方法：_法。,3.橘皮精油的提取实验 方法：一般用_法。 流程：_浸泡橘皮_压榨过滤静置再次过滤橘皮油。 4.胡萝卜素的提取 胡萝卜素的性质：不溶于水，微溶于乙醇，易溶于_等有机溶剂 方法：_法。 流程：胡萝卜_萃取过滤浓缩胡萝卜素。 鉴定方法：_法。,自我校对 一、1.脱分化 愈伤组织 再分化 2.(1)微量元素 植物激素 (2)MS培养基 (3)营养条件 (4)调pH 3.(1)MS固体 灭菌 (2)体积分数为70%的酒精 质量分数为0.1%的氯化汞 无菌水 (3)酒精灯火焰 火焰灼烧 不要倒插 (4)无菌箱 4.(1)小孢子四分体时期 双核期 (2)脱分化 愈伤组织 从芽 (3)材料的选择 培养基的组成 生长条件 低温预处理 密度 (4)单核 醋酸洋红 焙花青铬矾法 蓝黑 萼片和花瓣 花药 25 光照 幼小植株分开 二、1.蒸馏 压榨 萃取 2.水蒸气蒸馏 油水混合物 2.压榨 石灰水 漂洗 3.石油醚 萃取 粉碎 干燥 纸层析,3.探究植物激素对实验结果的影响 (1)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，其作用及特点如下： 在生长素存在的情况下，细胞分裂素的作用呈现加强的趋势。,【注意】 (1)材料的选取：菊花的组织培养实验中，应选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝；月季花药的培养实验中，应选择花粉发育过程中的单核靠边期的花粉进行培养。 (2)外植体消毒：所用消毒剂为体积分数为70%的酒精和质量分数为0.1%的氯化汞溶液，所使用的清洗液是无菌水。,(3)培养过程：在初期，菊花的组织培养需要光照，月季花药的培养不需光照；而在后期均需要光照。 (4)月季花药培养得到的并不都是单倍体植株：花粉壁发育成二倍体，花药发育成单倍体。 (5)花药开裂长出愈伤组织或释放出胚状体时，应及时转移到分化培养基上。,【例1】 (2014安徽合肥一模)植物的花药培养在育种上有特殊的意义。植物组织培养可用于无病毒植株及细胞产物的工厂化生产等方面。请回答相关问题。 (1)利用月季的花药离体培养产生单倍体时，选材非常重要。一般来说，在_期花药培养的成功率最高。为了选择该期的花药，通常选择_的花蕾。确定花粉发育时期最常用的方法有_法，但是对于花粉细胞核不易着色的植物，需采用_法，该法能将花粉细胞核染成_色。,(2)若要进行兰花无病毒植株的培育，首先选择兰花的_作为外植体。从外植体到无病毒植株试管苗，要人为控制细胞的_和_过程。 (3)进行组织培养需配制MS培养基，在该培养基中常需要添加_、_等激素。欲有利于根的分化，植物激素的用量比例应为_。 (4)不同植物的组织培养除需营养和激素外，_等外界条件也很重要。,(5)无菌技术也是成功诱导出花粉植株的重要因素，下列各项中使用化学药剂进行消毒的是_，采用灼烧方法进行灭菌的是_。(填序号) 培养皿 培养基 实验操作者的双手 三角锥形瓶 接种环 花蕾,【解析】 (1)早期的花药比后期的更容易培养成功。一般来说，在单核期，细胞核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养成功率最高。该时期的花药通常存在于完全未开放的花蕾中。 (2)根尖、茎尖约0-0.1 mm区域中几乎不含病毒。病毒通过维管系统移动，而分生组织中不存在维管系统，且茎尖分生组织中，代谢活力高，竞争中病毒复制处于劣势。,(3)生长素与细胞分裂素等植物激素可调节脱分化和再分化。当生长素含量多于细胞分裂素含量时，利于生根。 (4)植物培养时，除需要营养、激素外，还需要适宜的温度、pH和光照等。 (5)对实验器具进行灭菌处理，对实验过程中的具有生物活性的材料或用具进行消毒处理。,【答案】 (1)单核靠边 完全未开放 醋酸洋红 焙花青铬矾 蓝黑 (2)茎尖分生组织 脱分化(或去分化) 再分化 (3)生长素 细胞分裂素(两空顺序可以颠倒) 生长素多于细胞分裂素 (4)pH、温度、光照 (5) ,归纳：不同物质的提取是根据其理化性质的不同来进行的，因此在提取物质时，应先确定该物质的理化性质，然后再选择适宜的提取方法进行提取。,【例2】 (2011海南)许多植物含有天然香料，如薄荷叶中含有薄荷油。现用薄荷叶提取薄荷油。回答问题： (1)薄荷油是挥发性物质，提取薄荷油时应选用_(填“鲜”或“干”)薄荷叶作原料，其原因是_ _。 (2)用萃取法提取薄荷油时，采用的溶剂是_，原理是_。,(3)用水蒸气蒸馏法提取薄荷油时，在油水混合物中加入氯化钠的作用是_。 常用于分离油层和水层的器皿是_。分离出的油层中加入无水硫酸钠的作用是_， 除去固体硫酸钠的常用方法是_。,【解析】 (1)薄荷油易挥发，干燥过程中会使薄荷油挥发掉，因此选择鲜薄荷叶作为原料。 (2)薄荷油易溶于有机溶剂，因此萃取时所选用的溶剂必须是有机溶剂，如酒精或石油醚、乙醚、戊烷等。 (3)增加盐的浓度，可使分层更明显；分离油层和水层的器皿一般选用分液漏斗；无水硫酸钠是干燥剂，可以用来吸收油层中的水分；除去固体硫酸钠最简单的方法是过滤。,【答案】 (1)鲜 薄荷油易挥发，干燥过程中会使薄荷油挥发掉 (2)酒精或石油醚、乙醚、戊烷等 薄荷油易溶于有机溶剂 (3)增加盐的浓度，使分层更明显 分液漏斗 吸收油层中的水分 过滤,课堂练习 1.下列关于月季花药培养的叙述，错误的是 ( ) A.花粉的选择与培养基的组成影响花药培养的成功率 B.选择花药的最适宜时期是完全未开放的花蕾，镜检花粉常用的染色方法是醋酸洋红法 C.选取的材料一定要进行消毒 D.花粉培养形成的胚状体可继续在原培养基中分化形成植株,解析 影响花药培养成功率的因素有多种，其中材料的选择与培养基的组成是主要因素；为了挑选到单核期的花药，通常选择完全未开放的花蕾，镜检花粉常用醋酸洋红法；为了避免细菌污染，选取的材料一定要消毒；花粉培养形成的胚状体需转移至新的培养基上，否则植株很难分开。 答案 D,2.下列橘皮精油提取操作中，应该注意的问题是 ( ) 橘皮在石灰水中浸泡时间为10小时以上 橘皮要浸透，压榨时才不会滑脱 压榨液的黏稠度要高，从而提高出油率 压榨时加入0.25%的小苏打和5%的硫酸钠 A. B. C. D.,解析 橘皮在石灰水中充分浸泡，使橘皮浸透而不会滑脱，并且压榨液的黏稠度不应太高，过滤时才不会堵塞筛眼。为了使橘皮精油与水分离，压榨时需要加入小苏打和硫酸钠。 答案 C,3.图中为胡萝卜素的纸层析结果示意图，属于标准样品的层析点的是 ( ) A. B. C. D.,解析 标准样品中的色素种类单一，在滤纸上扩散的速度相同，因此只出现一个色素圆点。 答案 B,4.草莓生产中传统的繁殖方式易将所感染的病毒传播给后代，导致产量降低、品质变差。运用微型繁殖技术可以培育出无病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本过程如下： 外植体愈伤组织芽、根植株 请回答：,(1)微型繁殖培育无病毒草莓苗时，一般选取_作为外植体，其依据是_。 (2)在过程中，常用的MS培养基主要成分包括大量元素、微量元素和_。在配制好的培养基中，常常需要添加_，有利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织。接种后2-5 d，若发现外植体边缘局部污染，原因可能是_。 (3)在过程中，愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根，但分化出了芽，其原因可能是_ _。,解析 (1)因茎尖(或根尖)病毒极少，甚至无病毒，所以常用其作为外植体培育无病毒植株。 (2)在植物组织培养的培养基中，除了添加植物必需的矿质元素外，还要添加有机物，添加植物激素有利于启动细胞分裂，实现脱分化形成愈伤组织，并且可诱导愈伤组织细胞的再分化过程。若对外植体消毒不彻底，会造成外植体边缘局部污染。 (3)在培养基中生长素与细胞分裂素的用量比值不同，诱导生根发芽的结果不同，当比值低时，有利于发芽；比值高时，有利于生根。,答案 (1)茎尖(或根尖) 茎尖(或根尖)病毒极少，甚至无病毒 (2)有机物 植物激素 外植体消毒不彻底 (3)培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量的比值偏低,5.下列是与芳香油提取相关的问题，请回答： (1)玫瑰精油适合用水蒸气蒸馏法提取，其理由是玫瑰精油具有_的性质。 蒸馏时收集的蒸馏液_(填“是”或“不是”)纯的玫瑰精油，原因是_。 (2)当蒸馏瓶中的水和原料量一定时，蒸馏过程中，影响精油提取量的主要因素有蒸馏时间和_。当原料量等其他条件一定时，提取量随蒸馏时间的变化趋势是_ _。,(3)如果蒸馏过程中不进行冷却，则 精油提取量会_，原因是_。 (4)密封不严的瓶装玫瑰精油保存时 最好存放在温度_的地方， 目的是_。 (5)某植物花中精油的相对含量随花 的不同生 长发育时期的变化趋势如图所示。提取精油 时采摘花的最合适时间为_天左右。,(6)从薄荷叶中提取薄荷油时_(能、不能)采用从玫瑰花中提取玫瑰精油的方法，理由是_。,解析 植物芳香油的提取方法有蒸馏、压榨和萃取等，具体采用哪种方法要根据植物原料的特点来决定。而水蒸气蒸馏法是植物芳香油提取的常用方法，它的原理是利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来，形成油水混合物，冷却后，混合物又会重新分出油层和水层。玫瑰精油的化学性质稳定，难溶于水，易溶于有机溶剂，能随水蒸气一同蒸馏，所以使用水蒸气蒸馏法提取。,答案 (1)易挥发、难溶于水、化学性质稳定 不是 玫瑰精油随水蒸气一起蒸馏出来，所得到的是油水混合物 (2)蒸馏温度 在一定时间内提取量随蒸馏时间的延长而增加，一定时间后提取量不再增加 (3)下降 部分精油会随水蒸气挥发而流失 (4)较低 减少挥发 (5)a (6)能 薄荷油和玫瑰精油的化学性质相似,
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