学而思讲义植物组织培养

1、jiyr 第 7讲植物组织培养新课标剖析咼考 要求内容要求层次具体要求In植物组织培养V植物组织培养过程V影响组织培养的因素V细胞的全能性V被子植物花粉发育过程V影响花药培养的因素V花药离体培养的过程013護竈_7J菊花的组织培知识点睛一、植物组织培养过程中的几个概念 分化：植物个体发育过程中，细胞在形态、结构和生理功能上都会出现稳定性的差异，形成 这些差异的过程叫做细胞分化。 愈伤组织：离体的植物组织或细胞，在培养一段时间以后，形成的细胞排列疏松而无规则，高 度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞团。 脱分化：由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程，也叫做去分化。 再分化：脱分化产生的愈伤组

2、织继续进行培养，又可以重新分化成根或芽等器官的过程、植物组织培养过程离体的植物器官、组织或细胞（外植体）脱分化 > 愈伤组织再分化 > 芽、根一-植物体。过程名称过程形成体的特点条件脱分化由外植体形成愈伤组织排列疏松、高度液泡化 的薄壁细胞团 离体； 提供营养物体（有机 物、无机物） 提供激素； 提供其他适宜条件再分化由愈伤组织形成幼苗或 胚状体结构有根、芽或有生根发芽 的能力营养生长 生殖生长发育成完整的植物体由根、茎、叶、花、果 实、种子组成栽培 植物器官、组织或细胞，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后，才能表现出全能性。 植物组织培养的原理：

3、植物细胞的全能性。 植物组织培养过程中要适时地更换培养基。 再分化过程中，必须先诱导生芽，再诱导生根。 无菌技术是植物组织培养能否成功的关键。 植物组织培养技术的优点：可以现实优良品种的快速繁殖，保持遗传性状的一致；可以培养出大量不含病毒的幼苗高作物的产量；可以实现花卉的连续生产，不受开花季节的限制。三、影响植物组织培养的因素影响因素材料：种类、年龄、保存时间长短等严量元素：N、'微量元素：B、 有机物：甘氨酸、烟酸、常用植物激素：生长素、细胞分裂素等 高：利于根分化，抑制芽形成 低：利于芽分化，抑制根形成 适中：促进愈伤组织生长营养严机物1P、K、Ca、Mg、SMn、Cu、Zn、Fe

4、、Mo、I、Co肌醇、维生素、蔗糖等生长素与细胞分裂素的比值激素pH : 5.8左右温度：18C 22C光照：每日用日光灯照12h四、细胞的全能性 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。 实现全能性的条件：离体状态和适宜的环境条件（如营养物质、激素、温度等）。细胞的全能性大小与细胞种类的关系 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。 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。 离体后的动物细胞的全能性受限制，但其细胞核的全能性借助卵细胞的细胞质可体现出来。 未离体的细胞全能性不能表达，只是在机体的调控下进行

5、定向分化。五、植物组织培养的实验操作 制备MS固体培养基 配制各种母液配制培养基灭菌外植体消毒接种 工作台要用体积分数为 70%的酒精擦拭，所有接种操作都必须在酒精灯旁进行 器械每次使用后，都要用火焰灼烧灭菌 将菊花茎段插入时应注意方向，不要倒插 培养接种后的锥形瓶要在无菌箱中培养，温度控制在18C 22C，并且每日用日光灯照射移栽栽培12h。六、外植体被污染的原因取材的原因：老的材料比幼嫩材料带菌多，田间材料比温室材料带菌多。消毒不彻底：植物组织只能进行表面消毒，对材料内部所带的细菌、霉菌等杂菌往往难以应付， 可在培养基中添加抗生素解决。人为污染：如使用未消毒工具或呼吸排出细菌；手接触材料或

6、器皿边缘；使用过的工作器具未 消毒而再继续使用，造成交叉污染；接种室空气污染，使真菌孢子在培养基上繁殖。七、接种时注意的问题所有操作都必须在酒精灯旁进行。外植体放入培养基时，必须放平。每瓶培养基放置外植体的数量，应根据锥形瓶的大小确定，要分布均匀，以充分利用营养及光 照。插入时应注意方向，不要插倒。接种的火焰不要调得太高，接种应靠近火焰操作，速度要快。 接种后及时盖好瓶盖，做好标记，写明材料名称、接种日期。【例1】【答案】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. 导人其他植物细胞的基因C. 脫离母体后，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

7、【例2】【答案】下列不能作为植物组织培养的材料是A 秋海棠的叶 B马铃薯的块茎C成熟的花粉 D 木质部中的导管细胞D靛斉壽看培俄课程第二级（上）尖子-目标第7讲教师版【例3】【答案】以下不能说明细胞全能性的实验是A胡萝卜韧皮部细胞培育出植株B. 紫色糯性玉米种子培育出植株C. 转入抗虫基因的棉花细胞培育出植株D. 番茄与马铃薯体细胞杂交后培育出植株B【例4】【答案】【例5】【答案】【例6】【答案】【例7】【答案】生长素与细胞分裂素在植物组织培养中的作用是A .生长素促进芽的生长，细胞分裂素促进根的生长B. 生长素促进根的生长，细胞分裂素促进芽的生长C. 生长素与细胞分裂素均促进根的生长D. 生

8、长素与细胞分裂素均促进芽的生长B把胡萝卜的单个韧皮部的细胞放入配制的培养基上培养，获得了许多完整的植株。这种繁殖方 式和细胞工程技术分别属于A 孢子生殖和细胞杂交技术C.配子生殖和细胞拆合技术B用植物组织培养技术可以培养或生产出A 次生代谢产物B 无病毒植物DB .无性生殖和植物组织培养D .卵式生殖和细胞培养C.人工种子下图所示胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作，接入试管后，在一定的条件下，形成试管苗的培 育过程，请据图回答下列问题：愈怙组织/培养基"(1) 要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素。营养物质包括激素包括细胞分裂素和两类植物激素。(2) 此过程依据的原理是 。A和

9、B阶段主要进行的分裂方式是分裂外，还进行细胞 等。此过程要无菌操作，主要是指对和小分子有机物,B阶段除了细胞进行灭菌消毒，Bo(4)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶的叶肉细胞具有叶绿素，这是基因(1) 无机物生长素(2) 细胞的全能性有丝分裂分化芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件培养基第二级(上)尖子-目标第7讲教师版阶段需要光照，原因是的结果。(4)选择性表达師齐高看摺償谍涯【例8】紫草素是紫草细胞的代谢产物，可作为生产治疗烫伤药物的原料。用组织培养技术可以在生物 反应器中通过培养紫草细胞生产紫草素。下图记录了生物反应器中紫草细胞产量、紫草素产量 随培养时间发生的变化。h.OO 0

10、0000 O 03 69258 4 O7 6 5443 2 2 7 020.30 6 4 2 0T丄L星W4)锻省專M20（1 ）在生产前，需先加入紫草细胞作为反应器中的种子”这些 种子”是应用组织培养技术，将紫草叶肉细胞经过而获得的。这项技术的理论基础是（2） 从图中可以看出：反应器中紫草细胞的生长呈现 规律；影响紫草素产量的因素是 和。（3） 在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌的目的是和【答案】（1）脱分化（或脱分化形成愈伤组织）细胞的全能性（2）S型增长 细胞数量 细胞所处的生长期【例9】（3） 保证氧气供应充足使细胞与培养液充分接触请回答下列有关植物组织培养的几个问题：（1）

11、离体植物组织和细胞培养常用的一种培养基是，培养中常用的两种植物激素是和。（2） 植物组织培养的一般实验操作步骤包括、外植体消毒、培养、移栽、栽培。（3）图示植物组织培养的部分过程： 过程是 ，过程是 ，A是 （4）组织培养过程中还需要维持一定的外界条件，一是要有适宜的，二是环境。【答案】（1） MS培养基生长素细胞分裂素（2） 制备MS固体培养基 接种（3） 脱分化 再分化愈伤组织（4）温度 无菌_ 二二【町|7.2月季的花药培养例题精讲_ 一一、被子植物花粉的发育1.发育过程如图所示。花药 横切匕小抱子 母细胞花粉靈1个 小殖子蹩卩细胞核生殖细胞核 花粉粒O） 一I勞4个 小抱予-小抱了（单

12、核居中期X单核靠边期）（奴技期）2.被子植物的花粉发育可以归纳为:花粉母细胞4个小孢子（小孢子母细胞）一减数分裂T （四分体时期）一有丝分J :（2n ）（n ）4个花粉管细胞核4个生殖细胞核有丝4 2个精子nI （n）说明：4个小孢子经过有丝分裂形成4个花粉管细胞核和 4个生殖细胞核，是指每个小孢子形成1个花粉粒，每个花粉粒中含有1个花粉管细胞核、1个生殖细胞核。4个生殖细胞核有丝分裂4 2个精子，是指4个生殖细胞核形成的 8个精子中，每个花粉管中由同一生殖细胞核形成的2个精子的基因组成完全相同。二、花药培养产生花粉植株的两种途径 花药中的花粉 脱分化，胚状体 花药中的花粉 脱分化 '

13、;愈伤组织脱分化分化再分化:芽移栽三、影响花药培养的因素材料的选择 不同种类植物的诱导成功率不同。 同一种植物，亲本植株的生理状况对诱导成功率的直接影响。 合适的花粉发育时期：花期早期时的花药最佳。注意：月季的花药培养时间一般选在五月初到五月中旬，即月季的初花期。 最合适的选择时期：单核居中期或单核靠边期。a.不选择单核期以前花药的原因：质地幼嫩，极易破碎。b 不选择单核期以后花药的原因：花瓣已有些松动，给材料的消毒带来困难。c.挑选单核期花药的方法：通常选择完全未开放的花蕾。说明：合适的花粉发育期是提高诱导花药培养成功率的重要因素。最适宜的花药发育时期会 因植物种类和品种的不同而不同，但对大

14、多数植物而言，适宜进行花药培养的时期是 单核居中期或单核靠边期。 亲本植株生长的条件、材料的低温预处理及接种密度对诱导的成功率都有一定影响。第二级（上）尖子-目标第7讲教师版 培养基的组成：小麦为 N6培养基，马铃薯、月季为MS培养基，油菜为DC拉关苴B5培养基。四、花药离体培养的实验操作过程选材：通常选择完全未开放的花蕾保证处于单核期减少微生物侵入带来的消毒困难问题消毒：花蕾_体积分数为70%的酒精浸泡一竺_立即取J 无菌水清洗_豐_吸Zt质量分 数为0.1%的氯化汞溶液浸泡 兰巴上丄无菌水冲洗35次花药处理：不损伤花药且彻底去除花丝U无菌处理接种：每瓶接种花药7 10个U无菌操作培养基.八

15、 一 ：MS母液 1000mL 亠2 , 4 - D 0.4mg 亠KT 0.2mg 亠 IAA 4mgpH : 5.8温度:25C光照：开始不需要光照，幼小植株形成后需要光照转移愈伤组织：转移到分化培养基上胚状体：在花药开裂后尽快将幼小植株分开，分别移植到新的培养基上 移栽IU栽培选育：鉴定和筛选染色体组数目的倍性变化注意事项：要无菌操作。 在剥离花药时，要尽量不损伤花药，还要彻底去除花丝。 温度控制在25C左右，不需光照，幼小植株形成后才需光照。 必须在花药开裂后尽快将幼小植株分开。 因花药培养过程中，常常会出现染色体组数目的变化，因此还需要对培养出来的植株作 进一步的鉴定和筛选。五、花粉

16、植株出现染色体组数目变化的原因分析在花药培养过程中，尤其是通过愈伤组织形成的花粉植株，常常会出现染色体组数目的变化，其原 因有以下几个方面：花粉细胞的融合；接种花粉的过程中混有小孢子母细胞；在材料的低温预处理时，低温抑制了纺锤体的形成；在双核时期时，生殖细胞核和花粉管细胞核并没有分裂成两个细胞。而是两个核发生了融合。例题精讲第二级（上）尖子-目标第7讲教师版【例10】下列关于菊花的组织培养，错误的是A. PH值控制在5.8左右B. 温度控制在 18-22 CC. 由于要先获得愈伤组织，所以必须在黑暗中培养D. 接种后的锥形瓶最好放在无菌箱中培养【答案】C【例11】【答案】在菊花组织培养的接种过

17、程中，下列相关操作程序正确的是 接种操作必须在酒精灯旁进行 装有培养基的锥形瓶整齐地排列在酒精灯左侧 每次使用器械后，都需要用火焰灼烧灭菌 由于工作台已经消毒，封口膜可以放在右侧的工作台上A. B .C.D .B【例12】花药培养属器官培养，花粉培养属细胞培养，但花药培养和花粉培养的目的一样，都是 A .得到无病毒双倍体植株B. 形成愈伤组织，发育成植株C. 形成无病毒种子D. 要诱导花粉细胞发育成单倍体细胞，最后发育成单倍体植株【答案】B【例13】用花药离体培养出马铃薯单倍体植株，当它进行减数分裂时，观察到染色体两两配对，形成12对，则可推知产生花药的马铃薯是：A .二倍体B .三倍体C.四

18、倍体D .六倍体【答案】C【例14】已知某种小麦的基因型是 AaBbCc,三对基因分别位于三对同源染色体上，利用花药离体培养, 获得N株小麦，再通过秋水仙素处理，其中基因型为aabbcc的个体有A. N/4B . N/8C. N/16D. 0【答案】B【例15】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【答案】D【例16】试种苗册织肝培-养基 也dk花药一愈伤组织培养基-a aB.C.D.a：用花药离体培养法获得单倍体植株； c:培养基有乙烯和脱落酸；a：用花药离体培养法获得二倍体植株； c：培养基中至少应有生长素和

19、细胞分裂素; a：用花药离体培养法获得单倍体植株； c：培养基中至少应有生长素和细胞分裂素;a：用花药离体培养法获得二倍体植株； c:培养基有乙烯和脱落酸；养基b：通过有丝分裂产生愈伤组织； d :试管苗的生长发育不需要光照 b：通过减数分裂产生愈伤组织； d：试管苗的生长发育不需光照 b：通过有丝分裂产生愈伤组织； d：试管苗的生长发育需要光照 b：通过有丝分裂产生愈伤组织； d：试管苗的生长发育需要光照水稻(基因型为AaBb)的花药通过无菌操作，接入试管，经过如下过程培育试管苗。以下选项中 正确的是【答案】C【例17】某二倍体植物是杂合体，图为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生完整

20、植株的过程。 据图回答：(1) 图中表示的是该花粉培养过程中的过程，表示的是过程，X代表的是 ，表示的是 过程，表示的是诱导 过程。(2) 图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条，具体通过那一条途径主要取决于培养基成分中的种类及其浓度配比，最后获得的来源于未成熟花粉的完整植株都称为植株(甲)。未成熟花粉经培养能形成完整植株，说明未成熟花粉具有。(3) 对植株进行 ，才能使其结实产生后代(乙)，否则植株甲只有通过 的方式才能产生后代 (丙)。乙、丙两种植株中， 能产生可育花粉的是 植株， 该植株群体中每一植株产生可育花粉的基因组成种类数为种，该群体植株产生可育花粉的基因组成种类数为种。花药培养在

21、育种上的特殊意义是，从而开辟育种新途径。【答案】(1) 脱分化再分化(2) 激素 单倍体胚状体 分化(或发育)细胞的全能性生根(3)染色体加倍无性生殖乙一多缩短育种周期【例18】人工种子是人们模仿天然种子的结构造出来的生命有机体，它能像天然种子一样萌发生长。人 工种子的核心部分是被外层物包埋的具有类似种子胚功能的胚状体，胚状体不同于一般种子的 胚，它是由非合子细胞分化形成的类似于胚的结构物，所以又称 体细胞胚”花粉胚”。胚状体可从悬浮培养的单细胞中得到，也可以通过试管培养的茎尖、芽尖、子房、花粉等获得。将胚状 体包埋在一个能提供营养的胶质中，便成了所谓的人工种子”。其培育过程如下图所示：请根据以上材料回答：人工种子植物体胚状休外魏体，经过(1) 人工种子依据的原理是 而成的。(2) 包埋胚状体的胶质可以看作是种子的哪部分结构？(3) 某二倍体植物基因型有DdTt，利用这种生物技术采用花药离体培养的方法，可培育成花粉胚”，也可制成人工种子，这种种子萌发形成的个体为，基因