专题三 植物的组织培养技术.doc

专题三 植物的组织培养技术 【学习导航】在学习本专题的过程中应引导学生联系与微生物培养基的对比来认识植物组织培养的MS培养基的特点；学会正确配制MS培养基的方法；与有关植物激素的作用、原理等相联系，来正确理解植物组织培养技术的原理、培养基的配制等具体操作过程。同时还可与单倍体育种常用方法花药离体培养相联系，使植物组织培养技术应用到生产实践中去。植物的花药培养在育种上有特殊的意义。育种工作者可以采用花药培养的方法，使花粉粒发育为单倍体植株，再经过人工诱导使染色体数目加倍，重新恢复到正常植株的染色体数目。这样的植株不仅能够正常生殖，而且每对染色体上的成对的基因都是纯合的，自交产生的后代不会产生性状分离。单倍体育种不仅缩短了育种周期，也为新品种的培育开辟了新途径。课题1 菊花的组织培养【导学诱思】一、基础知识(一)植物组织培养的基本过程 1原理：细胞全能性（概念： ） 不同细胞全能性的程度不同：受精卵 生殖细胞 体细胞2过程： 操作的关键是： 3愈伤组织特点： 4细胞分化： 概念：结果：原因： 分化后的不同细胞之间的相同点是 不同点是 思考：为什么生物体内细胞没有表现出全能性，而是分化成不同的饿组织、器官？5植物细胞表现出全能性的条件： 必须离体一定的营养物质（水、蔗糖、维生素、矿质元素、有机添加剂）、激素适宜的培养条件（光照、温度、PH） 6应用（二）影响植物组织培养的因素1材料：2营养（培养基的配置）常用的培养基是 ，主要成分： 配置好的培养基中还需添加 。 启动细胞分裂、分化的关键性激素是 。 两种激素按不同顺序使用与实验结果的关系：使用顺序实验结果 两种激素用量的比例与植物细胞发育的方向关系：生长素与细胞分裂素的比值植物发育的方向3环境 二、实验操作（一）、制备MS固体培养基 具体操作：1配置各种母液2配置培养基3灭菌（二）外植体消毒（三）接种 （四）培养 （五）移栽 （六）栽培【课堂演练】一、选择题 1、用植物组织培养技术，可以培养或生产出 （ ）A食品添加剂 B无病毒植物 C.人工种子 D前三项都2、植物组织培养的过程可以归纳为：，叙述有错误的是答案：DA的再分化过程中，细胞增殖的方式为有丝分裂B植物组织培养依据的原理是细胞的全能性C过程指植物的营养生长和生殖生长阶段D将经脱分化培养成时，再植上人造种皮可获得人工种子3、植物细胞表现出全能性的必要条件是 （ ）A.给予适宜的营养和外界条件 B.导入其他植物细胞的基因C.脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件D.将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内4、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5、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6、.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7、物体内细胞没有表现出全能性，原因是 （）A.细胞丧失了全能性 B.基因的表达有选择性C.基因发生了变化 D.不同细胞基因不同8、有关全能性的叙述，不正确的是答案：CA受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高B生物体内细胞由于分化全能性不能表达C卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性很高D植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性9、科学工作者把胡萝卜的韧皮部细胞分离出来，将单个细胞放入配制的培养基上培养，长出许多完整的植株，这些植株的特点是答案：AA彼此性状极相似 B变异频率高 C单倍体 D都是纯合体10、下图表示基因型为AaBb水稻的花药通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下形成试管苗的培育过程。下列相关叙述错误的是答案：DA愈伤组织是花粉细胞通过有丝分裂后形成的不规则的细胞团B在愈伤组织的形成中，必须从培养基中获得水、无机盐和小分子有机物等营养物质C为促进花粉细胞分裂生长，在培养基中应加入适宜浓度的生长素等激素D试管苗可能出现的基因型有AABB或AAbb或aaBB或aabb11、下图是植物组织培养的简略表示。据此回答： 脱分化 再分化 （1）表示，它能被培养成为的根本原因是。（2）表示，它与相比分化程度，全能性。（3）若想制作人工种子，应该选用（填编号） 。（4）若是花药，则是 ，继续对其使用 处理可获得的正常植株，该过程称为。（5）若是胡萝卜根尖细胞，则培养成的的叶片的颜色是 ，这说明根尖细胞 。（6）若利用此项技术制造治疗烫伤、割伤的药物紫草素，培养将进行到（填编号）。 12、我国植物学家将名贵兰花的茎尖细胞放进培养基中进行培养，最终发育成完整的新植株。下图是细胞培养形成兰花植株示意图，请根据图回答：答案：(1)细胞分裂；分化；组织器官的形成，可逐渐发展成为完整植株(2)矿质元素；植物激素；无菌环境(3)保持母本的优良性状；培养周期短，繁殖效率高 (4)动物细胞培养液需加动物血清注：胚状体即等同于植物种子的胚的结构。(1)过程由愈伤组织形成胚状体要经过_和_过程，过程主要是指_。(2)在培养过程中，除了提供水分和必要的有机营养物质外，还需要在培养基中加入_和_。同时，培养过程中，除保证必要的温度、光照和氧气等外界条件外，还必须保证的关键条件是_。(3)一个兰花茎尖在一年之内可以生产出400万株兰花苗，与有性生殖相比，植物组织培养的优势主要体现在_和_。(4)用于动物细胞培养的培养液与植物组织培养的培养基相比，在成分上的主要区别是_ _。课题2 月季的花药培养【导学诱思】1、被子植物的花粉发育被子植物花粉的发育要经历 、 和 等阶段。花粉是由花粉母细胞经过 而形成的，因此花粉是 。2、产生花粉植物的两种途径通过花药培养产生花粉植株的两种途径：花药中的花粉花药中的花粉 丛芽丛芽 诱导生根移栽脱分化脱分化 思考：（1）花药培养产生花粉植株的两种途径的差别主要取决于什么？（2）什么是体细胞胚？（3）单倍体性细胞产生的花粉胚，也可发育成为单倍体植株，这和植物的体细胞克隆有区别吗？3、影响花药培养的因素诱导花粉植株能否成功及诱导成功率的高低，受多种因素影响，其中 与 是主要的影响因素； 也是提高诱导成功率的重要因素；另外亲本植株的生长条件、 以及 等对诱导成功率都有一定影响。思考：（1）为什么选择合适的花粉发育期是诱导花药培养成功率的重要因素？（2）为什么花药的培养要选择完全未开放的花蕾？4、实验操作（1）材料的选取 选择花药时，一般要通过 来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期。确定花粉发育时期的方法有 和 。（2）材料的消毒 材料消毒过程中用的0.1%的氯化汞溶液,实验完毕应如何处理?（3）接种和培养 剥离花药时，应注意哪些问题？花药培养过程中应注意哪些问题？【疑难点拨】1为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难？花瓣松动后，微生物就可能侵入到花药，给材料的消毒带来困难。2植物组织培养技术与花药培养技术有何区别？相同之处：培养基的配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同。不同之处：花药培养的选材非常重要，需事先摸索时期适宜的花蕾；花药裂开后释放出的愈伤组织或胚状体也要及时更换培养基；花北培养对培养基配方的要求更为严格。这些都使花药的培养难度加大。【典例解析】例1 某名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。为了防止性状分离并快速繁殖，可以利用该植物的一部分器官或组织进行离体培养，发育出完整植株。进行离体培养时不应采用该植株的（ ）A茎尖 B子房壁 C叶片 D花粉粒例2 一个初级精母细胞在减数分裂的第一次分裂时，有一对同源染色体不发生分离，所形成的次级精母细胞减数分裂的第二次分裂正常；另一个初级精母细胞减数分裂的第一次分裂正常，减数第二次分裂时，在两个次级精母细胞中，有一个次级精母细胞的1条染色体姐妹染色单体没有分开。以上两个初级精母细胞可产生染色体数目不正常的配子（以下简称不正常的配子）。上述两个初级精母细胞减数分裂最终结果应当是A 两者产生的配子全部都不正常 B 前者产生一半不正常的配子，后者产生的配子不正常C 两者都产生一半不正常的配子D前者产生全部不正常的配子，后者只产生一半不正常的配子例3下图是被子植物的受精过程(1)写出图中数字所代表的结构的名称： （2）草履虫进行 生殖；蘑菇进行 生殖，酵母菌和水螅常常进行 生殖。（3）下列图解表示水稻（2n=24）胚珠中胚囊的发育过程，试根据图回答：四分体（n）胚囊母细胞（2n） 薄壁细胞 直接发育 减数分裂珠心 孢原细胞（2n） 成熟胚囊（7细胞8核）单核胚囊（n） 三次有丝分裂水稻种子的种皮遗传物质应为 n，其中遗传物质应与 相同。水稻胚珠中的胚囊应共有染色体 条，其中卵细胞中含染色体 条；若水稻授粉受精后发育成胚和胚乳，则胚细胞中含有染色体 条，胚乳细胞中含染色体 条。7细胞或8核中的7细胞其中就包括了一个卵细胞和两个极核，若水稻的基因型为AaBb，则胚囊母细胞基因型为 。如果水稻卵细胞基因型应为Ab，则极核的基因型为 ，其原因是 。【课堂演练】一、选择题 1、在月季花药培养成单倍体植株的过程中，应选择哪个时期最易成活（ ）A单核期前的花药 B单核期后的花药 C单核期花药 D双核期2、影响花药培养的主要因素是A材料的选择与培养基的组成 B亲本植株的生理状况 C选择合适的花粉发育时期 D材料的低温处理与接种密度3粗糙脉孢菌的单倍体细胞中具有7条染色体。两 个不同类型的粗糙脉孢菌A和a融合后成为二倍体，随即发生典型的减数分裂，紧接着又进行一次有丝分裂。此过程最终形成的子细胞数及每个子细胞中的染色体数分别为（ ）A8个、7条 B8个、14条 C4个、7条 D4个、14条4某高等植物体细胞内假设有6条染色体，它们是AaBbDd，那么，一个花粉管中的两个精子中的染色体是（ ）AABD和abd BAbD和abd CAaB和Bbd DAbd和Abd5、用兰花茎尖细胞可快速培养兰花苗，这种生殖方式不能叫 （ ）A无性生殖 B组织培养 C植物克隆 D有性生殖6、有同源染色体存在，但在光镜下一定看不到同源染色体之间两两配对联会的是（ ）A初级精母细胞 B次级精母细胞 C精细胞 D根尖分生区细胞7玉米的体细胞含有20条染色体。在正常情况下，它的卵细胞、一个极核、胚细胞、胚乳细胞、珠被细胞和子房壁细胞所含染色体数目依次应为（ ）A10、10、20、20、20、20 B10、10、30、30、20、20C10、10、20、30、20、20 D10、20、20、30、20、208如果某种植物的基因型为AABb，这两对基因分别位于两对同源染色体上，去雄后授以aabb植株的花粉，其胚乳可能的基因型是（ ）AAAaBBb、AAabbb、AAaBbb BAABB、AABb CAaaBBb、Aaabbb DAaaBbb、Aaabbb9番茄的染色体数目是24，一个番茄细胞发生减数分裂，形成的细胞中有三个退化消失。剩下一个细胞迅速发生了三次有丝分裂，你会找到多少个细胞核？这些核含有多少个染色体（ ）A4个核，各有12个染色体 B4个核，各有24个染色体C8个核，各有24个染色体 D8个核，各有12个染色体10一个豆荚中种子的数目，从理论上讲取决于（ ）A花中雌蕊的数目 B雌蕊中柱头的数目 C子房中受精胚珠的数目 D胚囊中胚的数目二、非选择题11 现有甲、乙两个烟草品种（2N=48），其基因型分别为aaBB和Aabb，这两对基因位于非同源染色体上，且在光照强度大于800勒克斯时，都不能生长，这是由于它们中的一对隐性纯合基因（aa或bb）作用的结果。取甲乙两品种的花粉分别培养成植株，将它们的叶肉细胞制成原生质体，并将二者相混，使之融合，诱导产生细胞团。然后，放到大于800勒