生物学案：专题课题菊花的组织培养

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精课题1菊花的组织培养问题导学一、植物组织培养的基本过程活动与探究11．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？2．愈伤组织有何特点?什么叫脱分化？3．什么叫再分化？你能用流程图表示植物组织培养的生物学过程吗？迁移与应用1云南山茶花是我国著名的传统名花，利用其外植体经脱分化等过程可培育出山茶花幼苗，这里的脱分化是指(）。A．山茶花的分生组织通过细胞分裂产生新细胞B．将山茶花的幼枝嫁接到砧木上培育出幼苗的过程C．山茶花的器官、组织或细胞通过离体培养产生愈伤组织的过程D．山茶花的幼芽发育成枝条的过程1．植物组织培养过程的生物学分析（1)细胞分裂类型:主要为有丝分裂.（2）遗传物质的行为：不考虑基因突变时，遗传物质不发生改变,但会表现为选择性地表达。2．植物组织培养的应用(1）可以快速繁殖、培育无病毒植物。（2）可以通过大规模的植物细胞培养来生产药物、食品添加剂、香料、色素和杀虫剂等。例如，从大量培养的紫草愈伤组织中提取的紫草素，是治疗烫伤和割伤的药物以及染料和化妆品的原料.(3）用植物组织培养的方法,诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状结构,包裹上人造种皮和提供发育所需营养的人工胚乳组成胚状体，可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题，可以工业化生产，提高农业的自动化。人造胚乳除加胚状体所需营养物质外，还可添加固氮细菌、农药、除草剂和植物激素，此外人工种子可以节约粮食.（4）转基因植物的培养，也要用到植物组织培养的方法.二、影响植物组织培养的因素活动与探究21．阅读教材第33页“(二)影响植物组织培养的因素"部分,总结出这些因素.2．菊花进行茎段组织培养时,培养基中为什么要添加有机物？3．植物组织培养常用的植物激素有哪些？对它们使用时应考虑到哪几个方面的问题?迁移与应用2影响植物组织培养的因素包括（）。①培养基的配制②外植体的选取③激素的运用④消毒⑤温度、pH、光照A．①②③④⑤B．①②③C．①②③④D．①②③⑤1．菊花组织培养时选择的材料菊花的组织培养，一般选择未开花植株的茎上部新萌发的侧枝。2．MS培养基的配方同专题2中微生物培养基的配方的不同微生物的培养基以有机营养为主。与微生物的培养不同,MS培养基则需提供大量无机营养，无机盐混合物包括植物生长必需的大量元素和微量元素。3．植物组织培养营养条件中的有机营养（1）维生素类：植物组织培养中经常使用维生素C、维生素B1（盐酸硫胺素）、维生素B6（盐酸吡哆素）、维生素H（生物素）、叶酸和烟酸等，一般使用浓度为0。1～10mg/L。(2）氨基酸类：有甘氨酸、丝氨酸、酪氨酸、谷氨酰胺、天冬酰胺、水解酪蛋白（CH）和水解乳蛋白（LH）等，是重要的有机氮源。（3）有机添加物:是一些成分比较复杂，大多含氨基酸、激素、酶等的复杂化合物，它们对细胞和组织的增殖与分化有明显的促进作用。4．当同时使用生长素和细胞分裂素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向eq\f(生长素用量,细胞分裂素用量)植物细胞的发育方向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形成三、实验设计和注意事项活动与探究31．写出菊花组织培养的操作流程。2．什么叫外植体？外植体在培养过程中可能会被污染,你认为造成污染的原因有哪些？3．用流程图表示外植体消毒的过程。4．对外植体进行消毒的消毒剂是什么？消毒强度是否越大越好？为什么？5．外植体消毒后的接种要做几个重复组？如何设置对照实验？6．在整个组织培养过程中，是如何来实现无菌操作的?迁移与应用3下列关于植物组织培养中灭菌操作的叙述,错误的是（）.A．外植体可以用酒精消毒B．镊子等器械需用酒精灭菌C．操作者的手需用酒精消毒D．培养基需用高压蒸汽灭菌1．外植体的选择考虑的因素说明外植体的年龄一般情况，外植体的年龄越小，分化的程度越低,组织培养的成功率就越高.因此，尽量选择幼嫩的植物组织或器官作为外植体外植体的大小外植体过小和过大都不合适，过小的外植体极容易死亡,过大的外植体不容易消毒，因此，要选择大小适中的外植体。例如，如果用菊花的芽进行组织培养，选取的芽可为3mm左右外植体所在的部位一般选择植物的芽尖、根尖或幼嫩的茎作为外植体，这些部位的细胞分裂能力强，容易形成愈伤组织外植体的外观形态由于外植体的消毒工作非常重要，因此，选择那些表面相对光滑容易消毒的外植体较好2．植物组织培养中,要进行消毒、灭菌及无菌操作的原因植物组织培养利用的植物材料体积小、抗性差，对培养条件的要求较高.用于植物组织培养的培养基同样适合于某些微生物的生长，如一些细菌、真菌等的生长.而培养物一旦受到微生物的污染，就会导致实验前功尽弃,因此要进行严格的无菌操作。3．试管苗的培养过程中应该注意的问题（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，先诱导生根，就不易诱导生芽.(2)试管苗应该进行见光培养。(3）试管苗一般在高湿、弱光、恒温等条件下培养生长，出瓶后一定要注意保温、保湿。（4）试管苗光合作用能力低，在移栽前应给予较强光照闭瓶炼苗，以促进小苗向自养转化。答案：课前·预习导学【预习导引】一、1．植物细胞的全能性离体状态营养物质激素2．形态结构生理功能3．离体外植体脱分化再分化试管苗（1）脱分化排列疏松液泡化(2）高度分化愈伤组织（3）根或芽预习交流1：（1）提示：几乎所有的细胞（个别细胞例如哺乳动物成熟的红细胞除外)都含有本物种生长发育所需的全套遗传物质，储存的遗传信息在一定的条件下可以表达出来。（2)提示:不能表达。因为细胞分化具有不可逆转性.（3）提示:具有细胞核的细胞.因为真核细胞的DNA主要储存在细胞核里。（4）提示:①受精卵＞生殖细胞＞体细胞;②植物细胞＞动物细胞;③分裂能力强的细胞＞分裂能力弱的细胞;④全能性最高的细胞是受精卵。二、1．差别很大年龄长短2．（1)MS大量元素微量元素有机物（2）生长素细胞分裂使用浓度先后顺序比例（3）pH、温度、光照三、1．配制各种母液配制培养基灭菌2．洗衣粉体积分数为70％的酒精质量分数为0．1％的氯化汞3．无菌6～84．无菌箱18～22125．培养间消过毒的蛭石或珍珠岩长壮6．幼苗生长预习交流2：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.课堂·合作探究【问题导学】活动与探究1：1．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，但不能表达出全能性，这是生物体内基因程序性表达的结果。2．提示:愈伤组织具有细胞排列疏松而无规则、细胞壁薄、高度液泡化而呈无定形状态等几个特点。由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程,称为植物细胞的脱分化，或者叫做去分化。3．提示:脱分化产生的愈伤组织继续培养，重新分化成根或芽等器官的过程叫做再分化。植物组织培养的生物学过程可表示为:迁移与应用1：C解析:脱分化是指由已经分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程。活动与探究2：1．提示：（1）内因:植物的种类，同一种植物材料的年龄、保存时间的长短、部位等。（2）外因：营养、调节剂、环境因素等。2．提示：因为外植体此时不能进行光合作用合成有机物，为维持其生命活动的进行，必须在其培养基中添加一些利于外植体吸收和利用的有机成分。3．提示:常用的植物激素有生长素、细胞分裂素、赤霉素等。对它们使用时要考虑到:按照培养目的确定它们的使用顺序、浓度、用量的比例等。迁移与应用2：A解析：材料的选择，环境、营养条件，培养基的配制，激素的比例等都影响植物组织培养.活动与探究3：1．提示：制备MS固体培养基→外植体消毒→接种→培养→移栽→栽培.2．提示:用于离体培养的植物器官或组织片段，叫做外植体。外植体被污染的原因：外植体消毒不彻底;培养基灭菌不彻底；接种过程中被杂菌污染;锥形瓶密封性差等.3．提示：流水冲洗→软刷刷洗→流水冲洗→无菌吸水纸吸干表面水分→用体积分数为70％的酒精消毒→无菌水冲洗→无菌吸水纸吸干表面水分→用质量分数为0.1％的氯化汞溶液消毒→无菌水清洗。4．提示：消毒剂是体积分数为70%的酒精和质量分数为0.1%的氯化汞溶液。消毒强度并非越大越好，因为植物对消毒剂的耐受力是一定的。5．提示：至少要做一组以上的重复。设置对照实验可以取用一个经过灭菌的装有培养基的锥形瓶，与接种操作后的锥形瓶一同培养，用以说明培养基制作合格没有被杂菌污染。6．提示：(1)培养基的灭菌(高压蒸汽灭菌）；（2）外植体的消毒(酒精、氯化汞）;（3)接种的无菌操作（酒精、酒精灯-—灼烧)；（4）无菌箱中的培养;（5)移栽到消过毒的环境中生存一段时间等。迁移与应用3：B解析：植物组织培养需要严格的无菌操作，包括：培养基需要用高压蒸汽灭菌;操作者的手需用酒精消毒；外植体应浸泡在酒精中消毒;对镊子等器械应进行灼烧灭菌；同时整个操作过程在酒精灯火焰旁或超净工作台上进行。当堂检测1．科学家将胡萝卜的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．细胞的分裂和组织培养B．细胞的分化和基因工程C．细胞的全能性和组织培养D．花药离体和单倍体培养答案：C解析：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.2．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．适宜的养料和激素答案：C解析:离体的植物器官、组织或细胞脱分化的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，但不需要光照，愈伤组织再分化时才需要光照。3．下列关于植物组织培养中植物激素使用的说法，不正确的是(）。A．植物组织培养中的关键性激素是生长素和细胞分裂素B．先使用生长素，后使用细胞分裂素，有利于细胞分裂和分化C．先使用细胞分裂素,后使用生长素，细胞既分裂也分化D．同时使用生长素和细胞分裂素时,两者用量的比例影响植物细胞的发育方向答案：B解析:考查植物激素对植物组织培养的影响。先用生长素，后用细胞分裂素，有利于细胞分裂,但细胞不分化.4．下列哪项是植物组织培养和微生物培养的共同点？（）。A．培养材料用酒精消毒B．操作者的手用酒精消毒C．培养基需加入植物激素D．诱导愈伤组织再分化答案：B解析：A项：植物组织培养的材料外植体需要用酒精消毒，微生物培养的材料菌种不能用酒精消毒，因为酒精会使菌体变性死亡.C项：微生物培养基不需加入植物激素。D项:微生物培养没有脱分化和再分化过程.5．