2021高中生物3植物的组织培养技术课题1菊花的组织培养教案

课题1菊花的组织培养

学习目标：1.知道细胞分化、细胞的全能性、组织培养流程

及影响组织培养的因素。(重点)2。识记MS培养基的营养要

素及功能.(重点)3o尝试植物组织培养的实验操作过程.(难点)

课前自主学习自主预习。探新知必备知识感知

工基础知识填充口

1.植物组织培养的基本过程

(1)理论基础：植物细胞的全能性。

(2)细胞分化：在植物的个体发育过程中，细胞在形态、结

构和生理功能上出现稳定性差异的过程。

(3)基本过程

错误!错误!错误!错误!错误!＞错误！

①愈伤组织：由离体的植物组织或细胞经脱分化形成的一团

排列疏松而无规则、高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞.

②脱分化：又叫去分化，是由高度分化的植物组织或细胞产

生愈伤组织的过程。

③再分化：愈伤组织继续培养，重新分化成根或芽等器官的

过程。

2.影响植物组织培养的因素

(1)植物材料

①不同的植物组织,培养的难易程度差别很大。

②同一种植物材料，材料的年龄、保存时间的长短等也会影

响实验结果.菊花的组织培养一般选择未开花植株的茎上部新萌

生的侧枝。

(2)营养物质

①大量元素，如N、P、K、Ca、Mg、S。

②微量元素,如B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co。

③有机物，如甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素.以及蔗糖等。

(3)植物激素：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,二者的浓度、使用的顺序及用量的比

例等都会影响实验结果。

(4)环境条件：如pH、_温度、光照等，进行菊花的组织培养

一般将pH控制在11左右，温度控制在18〜22℃,并且每日用

日光灯照射12h。

3.菊花组织培养的实验操作

错误!一错误!一错误!一错误!一错误!一错误！

(1)制备MS固体培养基：

配制各种更液一＞配制培养基一

(2)外植体消毒：取菊花嫩枝一＞流水冲洗一＞加洗衣粉刷

洗一＞流水冲洗20min错误!体积分数为70%的酒精消毒6〜7

s—＞无菌水清洗错误!质量分数为0。1%的氯化汞溶液消毒1〜2

min-----＞无菌水清洗(至少3次)。

(3)接种：菊花茎段插入培养基时注意方向，不要倒插.每瓶

接种6~8块外植体。

(4)培养:最好放在无菌箱中培养,并定期消毒.培养温度控制

在18〜22℃,并且每日用日光灯照射12h。

(5)移栽：移栽前应先打开培养瓶的封卫度，让试管苗在培养

间生长几日然后用流水清洗根部的培养基,将幼苗移植到消过

毒的蛭石或珍珠岩等环境下生活一段时间，等幼苗垣i后再移

栽到土壤中。

(6)栽培:将幼苗移栽后，每天观察并记录幼苗的生足情况，适

时浇水、施肥，直至开花。

一预习效果验收口

1.判断对错

(1)一般来说，容易进行无性繁殖的植物，也容易进行组织

培养。()

(2)对菊花茎段进行组织培养，不加植物激素也能成功。

()

(3)接种后的锥形瓶放入无菌箱中，给予适宜的温度和光照即

可.()

(4)通过有丝分裂进行细胞增殖。()

提示：(l)d(2)4

(3)x在植物组织培养过程中，分化程度越低的材料，越容

易脱分化形成愈伤组织，接种后的锥形瓶放入无菌箱中，给予适

宜的温度和光照进行培养，培养期间应定期消毒，防止细菌等微

生物污染。

(4)4

2.在植物组织培养过程中，愈伤组织的形成和形态的发生是

十分关键的。这除需要必备的营养和一些刺激因素外，还需要

有诱导作用的物质，它们是()

A.铜、锌等微量元素

B.细胞分裂素和生长素

C.蔗糖和葡萄糖

D.维生素和氨基酸

B［愈伤组织的形成除了必备的营养和一些刺激因素外，还

需加入植物激素，如细胞分裂素和生长素等，用以调节细胞分

裂和分化。］

3.下列符合菊花组织培养的基本步骤的是()

A.制备MS培养基一外植体消毒一接种一培养一移栽一栽

培

B.制备MS培养基一外植体消毒一接种一培养一栽培一移

栽

C.制备MS培养基一外植体消毒一接种一栽培一培养一移

栽

D.制备MS培养基一外植体消毒一接种一移栽一培养一栽

培

A［植物组织培养的操作程序为“制备MS培养基一外植体

消毒一接种一培养一移栽一栽培”。接种后先培养再移栽，最后

是栽培。］

…更举闻题解.惑合作探究。攻重睢学科素养形成

植物组织培养的

晚究好基本过程及影响

因素

［合作交流］

1.植物组织培养的基本过程是怎样的？

提示:错误!错误!错误!错误!错误!一错误！

2.在生物体内，细胞并不表现出全能性，而是分化为不同的

组织、器官的原因是什么？

提示:细胞全能性表达的基本条件之一是离体状态.例如:植株

上的分生组织细胞在体内只能进行分裂分化，形成不同的组织,

但不能表现出全能性，这是生物体内基因程序性表达的结果。

「归纳总结1_________________________________________

1.细胞的全能性

(1)概念:指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜

能。

(2)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。

(3)体现条件：①离体状态；②一定的营养物质；③植物激

素；④其他适宜的外界条件(温度、pH、氧气、光照、无菌等)。

(4)细胞全能性大小与细胞种类的关系：

①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。

②一般地说，离体后的植物细胞的全能性在一定条件下可充

分体现。

③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。

④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。

2.植物组织培养的过程

过程名

过程形成体特点条件

称

由外植

排列疏松、高度液

体形成

脱分化泡化的薄壁细胞①离体②提供营养

愈伤组

团物质（有机物、无机

织

物）

由愈伤

③提供激素

组织形

有根、芽或有生根④提供其他适宜条

再分化成幼苗

发芽的能力件

或胚状

体结构

营养生发育成

由根、茎、叶、花、

长生殖完整的栽培

果实、种子组成

生长植物体

3.MS培养基中各成分的作用

成分作用

微里和大里儿余提供植物细胞生活所必需的无机盐

蔗糖提供碳源，维持细胞渗透压

甘氨酸、维生素、烟满足离体植物细胞在正常代谢途径受

酸、肌醇等一定影响后所产生的特殊营养需求

4o植物激素在组织培养过程中的重要作用

(1)在配制好的MS培养基中，常常需要添加植物激素.植物激

素中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。

(2)激素使用的先后顺序及其用量的比例对细胞分裂和分化

的影响.

①激素使用的先后顺序产生的影响：

使用顺序实验结果

先使用生长素，后使用细胞分裂有利于细胞分裂，但细胞不分

素化

先使用细胞分裂素，后使用生长

细胞既分裂也分化

素

同时使用分化频率提高

②激素用量比例产生的影响:

生长素/细胞分裂素比值结果

比值高时促根分化，抑芽形成

比值低时促芽分化，抑根形成

比值适中促进愈伤组织的形成

［典题通关］

草莓生产上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：

外植体错误!愈伤组织错误!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①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

2〜5d,若发现外植体边缘局部污染，原因可能是

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(3)在过程②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。

［技巧点拨］(1)无病毒植株的培育是植物组织培养技术

在作物育种方面的重要应用，所选择的材料应不含有病毒。

(2)MS培养基的配方中无植物激素,但植物组织培养过程需

要植物激素的调节，所以在配制好MS培养基之后要加入植物

激素.

(3)生长素/细胞分裂素的比值高时，有利于根的分化而抑制

芽的形成，比值低时有利于芽的分化而抑制根的形成。

［解析］(1)植物组织培养时常采用根尖或茎尖部位，原

因是该部位含病毒极少，甚至无病毒.(2)MS培养基的成分包括

大量元素、微量元素和有机物，在配制好的培养基中，常需要

添加生长素和细胞分裂素等植物激素.植物组织培养也应注意无

菌操作。(3)生长素用量比细胞分裂素用量的比值低时，有利

于芽的分化，比值高时，有利于根的分化。

［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

［深化探究］⑴如果通过植物组织培养，要从愈伤组织中提取某

种成分，则生长素和细胞分裂素的使用顺序该是怎样的？

(2)为什么用于植物组织培养的材料一般是幼嫩的茎组织？

提示：(1)先使用生长素后使用细胞分裂素，这样有利于细胞

分裂但细胞不分化。

(2)因为幼嫩的茎组织中的细胞具有较强的细胞分裂与分化

的能力。

金凝鳍物

1.科学家将胡萝卜根韧皮部细胞分离出来，将单个细胞放入

特定的培养基中培养，获得了许多完整的植株，此过程依据的原

理和技术是（）

A.细胞的分裂和细胞工程

B.细胞的分化和基因工程

C.细胞的全能性和组织培养

D.花药离体培养和单倍体育种

C［由单个细胞发育成许多完整个体，尽管涉及细胞的分裂、

细胞的脱分化和再分化等，但其原理仍然是细胞的全能性。要

完成植物外植体的脱分化、再分化等，必须进行植物组织培养,

当然从工程技术的分类范畴分析，组织培养技术属于细胞工程.

故选C。］

2.某植物组织培养实验室的愈伤组织被真菌严重污染，为查

找污染原因设计了4个实验，实验条件除图示外其他均相同。下

列各图表示实验结果，据图可得出的初步结论是（）

污染率/%污染率/%

100r100r

4.55.56.57.58.5202224262830323436

培养基pH培养温度/P

A.污染主要是由培养基灭菌时间短造成的

B.污染主要来源于组织培养所用的离体组织

C.调节培养基pH能解决污染问题

D.调节培养温度能解决污染问题

B［通过4个曲线图可以看出培养基灭菌时间、培养基pH、

培养温度对污染率没有太大影响。由离体组织灭菌时间越长污

染率越低可知，污染主要来源于组织培养所用的离体组织。］

探究点2菊花组织培养的实验操作

［合作交流］

1.MS培养基中各营养物质的作用是什么？

提示:微量元素和大量元素提供植物细胞生活所必需的无机

盐；蔗糖提供碳源，同时维持细胞的渗透压；甘氨酸、维生素

等物质，主要是满足离体植物细胞的特殊营养要求。

2.外植体为什么要经过消毒才能接种？

提示：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，导致外植体死亡，所

以要先消毒再接种。

「归纳总结1_________________________________________

1.实验流程及注意事项

制备MS:菊花茎段的组织培养较容易，培养基中可

固体培养基：以不添加植物激素

L———JI,

I外植力消毒li

既要考虑药剂的消毒效果又要考虑植物材

:料的耐受能力

|接种I—.③每瓶接种6~8块外植体，注意植物材料插

:人的方向

n:①无菌箱中培养并定期消毒②先进行生芽：

:培养，然后进行生根培养，如果顺序颠倒，则：

I培养不容易诱导生芽③一般情况下，急伤组织;

;形成过程中不需要光照，试管苗形成后需进:

u:行见光培养：

I移栽|一注天前美京尾市区底M呢曾'：

♦二二二二二二二二二二二二二二二二二二

I栽培|一：每天观察幼苗生长情况，适时浇水、施肥:

2.造成培养物污染的原因与处理

污染不修细菌污染真菌污染

可能是由操作人员造成

的,如未戴口罩、接种时可能是由植物材料消

污染原因

说话、手未消毒或器械毒不当引起的

灭菌不彻底等

将被污染的培养瓶统一放在高压蒸汽锅内进行

处理措施

高压蒸汽灭菌，然后再打开培养瓶进行清洗

特别提醒：试管苗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.

(3)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。

(4)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。

~~［典题通关］

如图是运用某种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()

③

试管植物|①「胚状体|卫

愈伤组织

A.这种技术叫做植物组织培养，可以克隆生物体

B.③、④过程需要生长素和细胞分裂素的调节

C.用此方法克隆植物要尽量选择优良、细胞全能性表达不

充分的基因型

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

C［用此方法克隆植物要尽量选择优良、细胞全能性表达充

分的基因型，C错误。］

［深化探究］(1)为什么选择茎尖细胞作为植物组织培养的材料？

(2)某同学在进行如上图所示的操作过程中，结果形成了愈

伤组织而不能形成试管植物，请从植物激素的角度分析可能的原

因是什么.

提示：(1)因为茎尖细胞分裂和分化的能力较强，脱分化和

再分化更容易进行；并且含有的病毒极少，甚至不含有病毒.

(2)先使用了生长素再使用细胞分裂素，且生长素和细胞分

裂素的比值适中.

试管苗在移栽前进行一系列操作，使幼苗生长健壮，耐环境

变化能力增强，这一过程叫炼苗。下列关于移栽的叙述，正确的

是()

A.培养的试管苗打开封口膜后，可直接移栽至大田

B.试管苗在移栽时不需要在培养间进一步培养

C.试管苗在培养间培养一段时间后，用无菌水清洗掉根部培

养基后，移栽入大田

D.试管苗在培养间培养一段时间后，最好用无菌水清洗根

部培养基，再移入消过毒的蛭石、珍珠岩等环境中炼苗

D［试管苗光合作用能力弱，对不良环境的耐受能力差，一定

要保温、保湿。在培养一段时间后，逐渐由异养苗向自养苗转

化，并且要在蛭石、珍珠岩等无毒的环境中培养一段时间，待

适应外界环境后，再移栽至大田。故选D。］

［课堂小结］

知识网络构建核心语句归纳

1。植物组织培养的理论基础是细胞

的全能性。

2.植物组织培养的基本过程是：外

植体错误!愈伤组织错误!胚状体一＞新

植物体。

影响植物组织培养的因素包括材

植物组织培养的原理3o

植物组织培养的基本过程

1菊花的组织培养料选择、培养基的成分及配比、、

影响植物组织培养的因素pH

\菊花组织培养的实验操作温度、光照等。

4.组织培养中，生长素的使用量大

于细胞分裂素，有利于根的分化，抑

制芽的形成；反之，则利于芽的分

化，抵制根的形成。

5.菊花组织培养的实验操作流程：

制备MS固体培养基一外植体消毒

一1接种一九H6一移栽一栽珞o

……驯拱佥考查当堂达标。提素养关键能力培养….

1.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卵细胞中

C［在生物体内，细胞没有表现出全能性，而是分化成为

不同的组织、器官，这是基因在特定的时间和空间条件下选择

性表达的结果。当植物细胞脱离母体后，在一定的营养物质、

激素和其他外界条件的作用下，植物细胞就可以表现出全能

性。］

2.植物材料的选择直接关系到实验的成败，菊花选材一般选

择的是（）

A.未开花植株的茎上部新萌生的侧枝

B.开花植株的茎上部枝条

C.开花植株上的花药

D.未开花植株的茎下部的枝条

A［进行组织培养一般选用幼嫩部分。］

3.在下列选项中，需要采用植物组织培养技术的是（）

①利用秋水仙素处