山西省太原十六中高考生物 3.1菊花的组织培养教案 新人教版选修1(1).doc

山西省太原十六中2014年高中生物 3.1菊花的组织培养教案 新人教版选修1【教学目标】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。【重点难点】重点：植物组织培养过程中使用的无菌技术。难点：植物组织培养过程中使用的无菌技术。读书指导法、启发式教学【教学流程】一、基础知识： 自主预习一 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离体的植物组织、器官或细胞组织培养脱分化愈伤组织组织培养再分化根、芽等器官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。（2）植物激素 植物激素中_ 和_ 是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性因素。_、_ 以及_ 等，都会影响实验结果。（3）环境因素 _ 、_ 、 _等条件也能影响植物组织培养。菊花组织培养，一般ph控制在 _ ；温度控制在 _ ；每天用日光灯照射_小时。【思考】(1)ms培养基中，各种营养成分各有什么作用？与微生物培养基的配方相比，有什么不同?(2)生长素使用的先后顺序、用量比例不同分别会造成哪些影响？三、实验操作过程1.制备ms固体培养基实验室一般使用4保存的配制好的培养基母液来制备（1）配制各种母液。配制母液时，大量元素浓缩_ ，微量元素浓缩_ 。常温保存。激素类、维生素类以及用量比较小的有机物可以按照1mg/ml的质量浓度单独配制母液。用母液配制培养基时，需要根据各种母液的浓缩倍数，计算用量。（2）配制培养基。配制1lms培养基时，将称量好的琼脂加入800ml蒸馏水，加热熔化，然后加入蔗糖30g,依次加入母液，定容至1000ml。_，然后分装到锥形瓶中，每瓶分装_。（3）灭菌。高压蒸汽灭菌2、外植体消毒选取菊花茎段时，要取 _。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_；另一方面还要考虑植物材料的_。不同药剂、不同植物材料，甚至不同器官要区别对待。一般情况下，细菌污染可能是由接种人员造成的，真菌污染可能是_灭菌不当。过程：流水冲洗软刷刷洗流水冲洗过程流水冲洗软刷刷洗流水冲洗_无菌吸水纸吸干外植体表面体积分数为_的酒精中摇动23次，持续_无菌水清洗无菌吸水纸吸干外植体表面质量分数为0.1的_溶液中12min无菌水中至少清洗3次3、接种接种前，用体积分数70%的酒精将工作台擦拭，然后点燃酒精灯。所有的接种操作必须在酒精灯旁进行，并且每次使用器械后，都要用火焰灼烧灭菌4、培养接种后的锥形瓶最好放在_中培养。培养期间定期消毒，温度控制在18-22，并且每天用日光灯光照12h5、移栽6、栽培附：一般来说，容易进行_的植物，也容易进行组织培养。【思考】：（1）实验操作过程中为什么要进行一系列的消毒、灭菌，实验中是如何做到无菌操作的？（2）你打算做几组重复？你打算设置对照实验吗？【典例解析】例1 甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的 a.有丝分裂b.分化c.减数分裂d.全能性例2植物细胞表现出全能性的必要条件是a.导入其他植物细胞的基因b.将成熟的细胞核移植到去核的卵细胞中c.用适当浓度的秋水仙素处理d.脱离母体后，给予适宜的营养和适宜的温度等外界条件 例3 在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的a.消毒灭菌b.适宜的温度c.充足的光照 d.适宜的养料和激素例4下列关于植物组织培养中灭菌操作的叙述中，错误的是()a外植体可以用酒精消毒b镊子等器械需酒精灭菌c操作前操作者的手需酒精消毒d培养基需高压蒸汽灭菌例5在植物组织培养过程中，生长素和细胞分裂素的使用会影响实验结果。下列说法正确的是()a两种激素用量的比例影响实验结果b两种激素使用的先后顺序影响实验结果c两种激素使用时的浓度影响实验结果d以上说法全部正确例6下列实例中能体现细胞全能性的是()用悬浮液培养胡萝卜单个细胞可形成可育的植株植物用种子繁殖后代用烟草组织培养的单个细胞形成可育的完整植株a bc d【达标反馈】1.植物组织培养技术的理论基础之一是：a.植物细胞的完整性 b.植物细胞的多样性 c.植物细胞的全能性 d.植物细胞杂交2.要大量繁殖用植物体细胞杂交方法获得的植物，应该采用哪种繁殖方式 a.种子繁殖 b.分裂生殖 c.出芽生殖 d.营养生殖3.下列关于愈伤组织的说法中不正确的是a.愈伤组织的细胞能够进行细胞分裂b.用叶培养形成的愈伤组织细胞能够进行光合作用c.培养愈伤组织的培养基中应含有有机养料 d.人们可以从愈伤组织中提取所需物质4.在一个多细胞生物体内，存在形态、结构和生理功能上具有稳定性差异的细胞，是因为 a.细胞失去全能性 b不同的细胞，基因是不同的c.不同细胞中基因选择性表达的结果 d变异一般是不定向的5.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6.植物组织培养过程中的脱分化是指 a.植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞b.未成熟的种子经过处理培育出幼苗的过程c.植物的器官、组织或细胞，通过离体培养产生愈伤组织的过程d.取植物的枝芽培育成一株新植物的过程7.下列植物细胞全能性最高的是 a.形成层细胞 b.韧皮部细胞 c.木质部细胞 d.叶肉细胞8植物组织培养是指a离体的植物器官或细胞培育成愈伤组织b愈伤组织培育成植株c离体的植物器官、组织或细胞培养成完整植物体d愈伤组织形成高度液泡化组织9某园艺场经过长期精心选育，培养出一株形态优美的兰花，如果要保持母本的优良性状，并尽快大规模繁殖，最适合的繁殖方式是（ ）a分裂生殖b有性生殖c孢子生殖d组织培养10胡萝卜的韧皮部细胞通过组织培养，能发育成新的植株。下列有关的叙述中，不正确的是( ) a说明高度分化的植物细胞具有全能性 b植物细胞的全能性得以表达要离开母体c新植株的形成是细胞分裂和分化的结果 d高度分化的动物细胞也具有全能二、非选择题1. 乙醇等“绿色能源”的开发备受关注。利用玉米秸秆等生产燃料酒精已成为大势所趋。（1）植物组织培养可实现玉米等的大规模快速繁殖，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 原理，通过组织培养技术进行植物繁育，可以很好地保持亲本的优良性状，原因是 。a、b分别代表 和 ，过程、分别表示 和 。 （2）在玉米组织培养过程中，有关说法不正确的是（ ）a.培育出的玉米植株个体都是纯合子b.a细胞全能性最高c.从外植体到a的过程不需要光照d.从外植体到完整植株，细胞分裂都是有丝分裂（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：步骤1：野生菌液体培养一段时间后接受紫外线照射诱变处理。步骤2：制备选择培养基。在基本培养基的基础上，注意 和 ，加琼脂后灭菌，制成固体平板。步骤3：将紫外线照射后的菌液稀释涂布平板。步骤4：根据 筛选出突变菌。（4）上述步骤2、3和4的依据分别是 。（5）突变菌往往带有一些特殊的基因。在获得这些基因的过程中，pcr技术相当重要。pcr扩增反应中加入引物和dna聚合酶的作用分别是什么？2.人参是一种名贵中药材，其有效成分主要是人参皂苷。利用细胞培养技术生产人参皂苷的大致流程如下：请回答：(1)配制诱导愈伤组织的固体培养基，分装后要进行_。接种前，要对人参根进行_。(2)用于离体培养的根切块，叫做_。培养几天后发现少数培养基被污染，若是有颜色的绒毛状菌落，属于_污染；若是有光泽的黏液状菌落，属于_污染。(3) 用少量_酶处理愈伤组织，获取单细胞或小细胞团，在液体培养基中进行悬浮培养，可有效提高人参皂苷合成量。(4)人参皂苷易溶于水溶性(亲水性)有机溶剂，从培养物干粉中提取人参皂苷宜选用_方法，操作时应采用_加热。3.如图所示，图为植物组织培养流程图，图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）图中外植体是指从植物 分离出来的。（3）图中的和图a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）图中d培养物已经形成幼体。请根据植物组织培养过程对图重新排序： 。4.下图是利用基因型为aabb的某二倍体植物作为实验材料所做的一些实验示意图，请分析回答：（1）在途径1、2、3中过程所采用的生物学技术是 。（2）由途径1形成的植物b的可能基因型为 ，植株b成熟时不可育的原因是 。（3）从到到的培育过程，需要调控的植物激素至少有 。（4）一般情况下，相同发育程度的植株c与植株e的性状 。（填“相同”、“不相同”或“不一定相同”）（5）从植株a到植株c的过程属于 ，从植株a到植株d的过程属于 。（均填生殖方式）（6）在相同条件和相同发育程度的情况下，植株d的表现型与植株a相同的可能性为 。 【反思总结】【典例解析】答案：例1讲解：离体的植物器官、组织或细胞，在培养一段时间后，脱分化，通过细胞分裂，形成愈伤组织；脱分化的愈伤组织继续培养，又可重新分化成根或芽等器官；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。由愈伤组织发育为完整的植物体体现了细胞的全能性。植物组织培养的过程是无性繁殖的过程，不涉及减数分裂，减数分裂是生物在进行有性生殖的过程中的一种分裂方式。本题解决的关键是要了解植物的组织培养过程。答案：c例2讲解：植物细胞只有脱离了植物体，在一定的外部因素作用下，经过细胞分裂形成愈伤组织，才能表现出全能性，由愈伤组织细胞发育、分化出新的植物体。答案：d例3讲解：离体的植物器官、组织或细胞脱分化过程是在无菌条件下进行的，在愈伤组织形成过程中，需要适宜的温度、一定的营养物质和植物激素的诱导，但不需要阳光。答案：c例4讲解：植物组织培养需严格的无菌操作，包括：培养基需高压蒸汽灭菌；操作者的手需酒精消毒；外植体应浸泡在酒精中消毒；整个操作过程在酒精灯火焰旁进行，同时对镊子等器械灼烧灭菌。答案：b例5讲解：生长素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，抑制根的形成；比值适中时，促进愈伤组织的生长。先使用生长素，后使用细胞分裂素有利于细胞分裂，但细胞不分化；先使用细胞分裂素，后使用生长素，细胞既分裂也分化；同时使用两种激素，分化频率提高。答案：d例6讲解：细胞全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。其中和都是属于由分化的细胞经过培养形成可育的植株，体现了细胞的全能性。植物用种子繁殖后代，实际上就是由一个受精卵，通过细胞的增殖和分化发育成新个体，这是由未经分化的细胞(受精卵)发育成新个体的过程，因此不能体现细胞的全能性。答案：b【达标反馈】参考答案：一、选择题1.c 提示：一个生活的植物细胞，只要有完整的膜系统和细胞核，它就会有一整套发育成一个完整植株的遗传基础，在一个适当的条件下可以通过分裂、分化再生成一个完整植株，这就是所谓的植物细胞全能性（totipotency），这是植物组织培养的理论基础。2.d 提示：营养生殖属于无性繁殖，不会改变植物的性状。种子繁殖会有基因的重组，会改变植物的性状。分裂生殖和出芽生殖是低等生物的生殖方式。3.b 提示：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。愈伤组织细胞具有分裂和分化的能力，培养愈伤组织的培养基中需要含有其生长发育所需要的营养物质。人们可以从愈伤组织中提取所需要的物质。4.c 提示：细胞分化的结果是同一生物体内的细胞在形态、结构和功能上存在稳定性差异，这种差异是不同细胞中的基因选择性表达的结果。5.c 提示：细胞内含有个体发育所需要的全部基因，所以植物细胞具有全能性。6.c 提示：由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程叫做脱分化，脱分化产生的愈伤组织继续培养，又可以重新分化成根或芽等器官的过程叫做再分化。7.a 提示：植物形成层细胞保留分化的能力，所以全能性最高。8.c 提示：植物组织培养是指离体的植物器官、组织或细胞培养成完整植物体的过程。9.d 提示：组织培养出的子代可以保持亲本的所有性状，所以为了保持母本的优良性状可采用组织培养的方式培育后代。10.d 提示：胡萝卜的韧皮部细胞经过组织培养可发育成完整植株