人教版2017年高中生物选修1第三讲植物的组织培养技术(专题3)(47页)课件

1、选选修修一一高考成功方案高考成功方案 第第1步步高考成功方案高考成功方案 第第2步步高考成功方案高考成功方案 第第3步步第第三三讲讲一、菊花的组织培养一、菊花的组织培养1植物组织培养的原理和程序植物组织培养的原理和程序(1)原理：原理： 。(2)程序：程序：植物细胞的全能性植物细胞的全能性2植物组织培养的影响因素植物组织培养的影响因素(1)选材：不同植物组织或同一植物组织的不同部分，培选材：不同植物组织或同一植物组织的不同部分，培养的难易程度差别很大，菊花的组织培养，一般选择养的难易程度差别很大，菊花的组织培养，一般选择 。(2)培养基：植物组织培养需要适宜的培养基，常用的是培养基：植物组织培

2、养需要适宜的培养基，常用的是 ，在配制好的培养基中，常常需要添加，在配制好的培养基中，常常需要添加 和和 两种植物激素。两种植物激素。(3)其他条件：其他条件： 等条件对于植物组织的等条件对于植物组织的培养也很重要。培养也很重要。未开花植株的茎上部新萌生的侧枝未开花植株的茎上部新萌生的侧枝MS培养基培养基细胞分裂素细胞分裂素生长素生长素pH、温度和光照、温度和光照3实验操作实验操作(1)配制好的培养基要进行配制好的培养基要进行 。(2)外植体要先用外植体要先用 消毒消毒67 s，取出后用，取出后用 清清洗，再用洗，再用 消毒，最后再用消毒，最后再用 清洗。清洗。(3)接种时要始终在接种时要始终

3、在 进行，对于接种工具要进行，对于接种工具要用用 灭菌。灭菌。(4)在在1822的的 中培养，得到中培养，得到 后进行移栽。后进行移栽。高压蒸汽灭菌高压蒸汽灭菌70%酒精酒精无菌水无菌水0.1%的氯化汞的氯化汞无菌水无菌水酒精灯火焰旁酒精灯火焰旁火焰灼烧火焰灼烧无菌箱无菌箱试管苗试管苗二、月季的花药培养二、月季的花药培养1被子植物花粉的发育过程被子植物花粉的发育过程花粉母细胞花粉母细胞(小孢子母细胞小孢子母细胞) 时期时期单核期单核期 期期精子。精子。双核双核四分体四分体2产生花粉植株产生花粉植株(1)产生花粉植株的两种途径：产生花粉植株的两种途径：(2)上述两种途径并无绝对界限，主要取决于上

4、述两种途径并无绝对界限，主要取决于 。培养基中激素的培养基中激素的种类及其浓度配比种类及其浓度配比3影响花药培养的因素影响花药培养的因素(1)主要影响因素：主要影响因素： 与与 。(2)其他条件：如亲本植株的生长条件、材料的其他条件：如亲本植株的生长条件、材料的 预处理、预处理、接种接种 等。等。(3)花药培养成功率最高的时期为花药培养成功率最高的时期为 期，为此常选择期，为此常选择 的花蕾做实验材料。的花蕾做实验材料。材料的选择材料的选择培养基的组成培养基的组成低温低温密度密度单核单核完全未开放完全未开放考点一考点一植物组织培养的过程及条件植物组织培养的过程及条件考情考情解读解读 近几年高考

5、对该部分内容的考查频率逐渐走近几年高考对该部分内容的考查频率逐渐走高，命题形式以简答题为主，选择题也有所呈现。高，命题形式以简答题为主，选择题也有所呈现。命题主要以植物组织培养为材料背景考查植物组命题主要以植物组织培养为材料背景考查植物组织培养过程、织培养过程、MS培养基的配制及消毒灭菌的相关培养基的配制及消毒灭菌的相关的知识。预计的知识。预计2013年高考将植物组织培养的有关年高考将植物组织培养的有关知识与植物激素的应用和植物中有效成分的提取知识与植物激素的应用和植物中有效成分的提取相联系进行综合考查的可能性较大。相联系进行综合考查的可能性较大。做一题做一题例例1如下图所示，胡萝卜的韧皮部细

6、胞通过无菌操作如下图所示，胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作，植入试管后，在一定的条件下形成试管苗的培育过程，植入试管后，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：，请据图回答下列问题：(1)要促进细胞分裂生长，培养基中应含有营养物质和激要促进细胞分裂生长，培养基中应含有营养物质和激素，营养物质包括素，营养物质包括_和小分子有机物；激素和小分子有机物；激素包括细胞分裂素和包括细胞分裂素和_两类植物激素。两类植物激素。(2)此过程依据的原理是此过程依据的原理是_。A和和B阶段细胞进行阶段细胞进行分裂的主要方式是分裂的主要方式是_，B阶段除了细胞分裂外阶段除了细胞分裂外，还进行细胞，还进

7、行细胞_等。等。(3)此过程要无菌操作，主要是指对此过程要无菌操作，主要是指对_进行灭菌。进行灭菌。B阶段需要光照，原因是阶段需要光照，原因是_。(4)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶肉细胞具有叶绿试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶肉细胞具有叶绿 素，这是基因素，这是基因_的结果。的结果。(5)将胡萝卜组织块接种到培养基上时，为防止细菌污染将胡萝卜组织块接种到培养基上时，为防止细菌污染应如何操作？应如何操作？_。解析解析该题综合考查植物组织培养过程、所需条件等方面该题综合考查植物组织培养过程、所需条件等方面的知识。解答本题应着重从植物组织培养的原理、过程、的知识。解答本题应着重从植物组织培养的原理、

8、过程、影响因素及相关的无菌操作技术等方面入手。影响因素及相关的无菌操作技术等方面入手。(1)植物组织植物组织培养使用的培养基应含有供组织细胞生长发育所需要的无培养使用的培养基应含有供组织细胞生长发育所需要的无机盐和小分子有机物，还需供调节细胞发育方向的细胞分机盐和小分子有机物，还需供调节细胞发育方向的细胞分裂素和生长素等激素。裂素和生长素等激素。(2)植物细胞的全能性是植物组织培植物细胞的全能性是植物组织培养的理论基础，脱分化和再分化阶段中细胞的增殖方式均养的理论基础，脱分化和再分化阶段中细胞的增殖方式均为有丝分裂，再分化阶段愈伤组织经细胞有丝分裂和分化为有丝分裂，再分化阶段愈伤组织经细胞有丝

9、分裂和分化形成试管苗。形成试管苗。(3)植物组织培养过程一定要做到无菌操作，植物组织培养过程一定要做到无菌操作，包括外植体、培养基、容器、工具等均应消毒灭菌，其中包括外植体、培养基、容器、工具等均应消毒灭菌，其中培养基的灭菌最为重要；再分化阶段需要光照，因为叶绿培养基的灭菌最为重要；再分化阶段需要光照，因为叶绿素的合成需要光照条件。素的合成需要光照条件。(4)同一植株的所有细胞所含有的同一植株的所有细胞所含有的遗传信息相同，但表达不同，故形态功能也存在差异。遗传信息相同，但表达不同，故形态功能也存在差异。(5)酒精灯火焰旁温度较高，可有效杀死空气中的细菌。酒精灯火焰旁温度较高，可有效杀死空气中

10、的细菌。答案答案 (1)无机盐生长素无机盐生长素(2)植物细胞的全能性植物细胞的全能性有丝分裂分化有丝分裂分化(3)培养基芽发育成叶，叶肉细胞培养基芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件中叶绿素的合成需要光照条件(4)选择性表达选择性表达(5)接接种要在酒精灯火焰旁进行种要在酒精灯火焰旁进行链一串链一串1植物细胞的全能性植物细胞的全能性(1)细胞具有全能性的物质基础：生物体的每一个细胞都含细胞具有全能性的物质基础：生物体的每一个细胞都含有本物种所特有的全套遗传物质，都有发育成完整个体所有本物种所特有的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必需的全套基因。必需的全套基因。(2)植物细胞只有脱

11、离了植物体，在一定的外部因素作用下，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。经过细胞分裂形成愈伤组织，才能表现出全能性。2影响植物组织培养的主要因素影响植物组织培养的主要因素(1)培养材料：培养材料：不同的植物组织，培养的难易程度差别很大，容易不同的植物组织，培养的难易程度差别很大，容易进行无性繁殖的植物也容易进行组织培养。进行无性繁殖的植物也容易进行组织培养。同一种植物材料，材料的年龄、保存时间的长短对同一种植物材料，材料的年龄、保存时间的长短对培养也有影响。幼龄、保存时间短的植物材料容易培培养也有影响。幼龄、保存时间短的植物材料容易培养

12、成功。养成功。(2)无菌条件：培养基上有细菌等微生物存在时，它们比植无菌条件：培养基上有细菌等微生物存在时，它们比植物细胞生长、繁殖得更快，而且它们会产生毒素，使培物细胞生长、繁殖得更快，而且它们会产生毒素，使培养的植物细胞很快中毒死亡，因此在培养过程中要求进养的植物细胞很快中毒死亡，因此在培养过程中要求进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作。行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作。(3)植物激素：在配制好的植物激素：在配制好的MS培养基中，常常需要添加植培养基中，常常需要添加植物激素。其中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱物激素。其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

13、性激素。植物激素的浓度、使用的分化和再分化的关键性激素。植物激素的浓度、使用的先后顺序以及用量的比例等，都会影响实验结果。先后顺序以及用量的比例等，都会影响实验结果。按照不同的顺序使用这两类激素，会得到不同的按照不同的顺序使用这两类激素，会得到不同的实验结果实验结果(如下表如下表)。使用顺序使用顺序实验结果实验结果先使用生长素，后使用先使用生长素，后使用细胞分裂素细胞分裂素有利于细胞分裂，但细胞不有利于细胞分裂，但细胞不分化分化先使用细胞分裂素，后先使用细胞分裂素，后使用生长素使用生长素细胞既分裂也分化细胞既分裂也分化同时使用同时使用分化频率提高分化频率提高当同时使用这两类激素时，两者用量的比

14、例影响植物当同时使用这两类激素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向细胞的发育方向(如下表如下表)。生长素与细胞生长素与细胞分裂素的用量比值分裂素的用量比值植物细胞的发育方向植物细胞的发育方向比值高比值高有利于根的分化、抑制芽的形成有利于根的分化、抑制芽的形成比值低比值低有利于芽的分化、抑制根的形成有利于芽的分化、抑制根的形成比值适中比值适中促进愈伤组织的生长促进愈伤组织的生长关键一点关键一点(1)无菌技术是植物组织培养获得成功的关键，无菌技术包括无菌技术是植物组织培养获得成功的关键，无菌技术包括培养基的灭菌、植物材料培养基的灭菌、植物材料(外植体外植体)的消毒和接种时的无菌的消毒和接种时的

15、无菌操作。操作。(2)在生产实践中取材必须选取易表达全能性的部位，这样可在生产实践中取材必须选取易表达全能性的部位，这样可加大成功的机会，降低生产成本。对大多数植物来说，茎加大成功的机会，降低生产成本。对大多数植物来说，茎尖是较好的部位，由于其形态已基本建成，生长速度快，尖是较好的部位，由于其形态已基本建成，生长速度快，遗传性能稳定，是获得无病毒植株的良好材料。遗传性能稳定，是获得无病毒植株的良好材料。通一类通一类1下列过程中不涉及植物组织培养技术的是下列过程中不涉及植物组织培养技术的是 ()A由马铃薯的茎尖培育出无病毒植株由马铃薯的茎尖培育出无病毒植株B白菜和甘蓝经体细胞交杂并培育出杂种植株

16、白菜和甘蓝经体细胞交杂并培育出杂种植株C转入抗卡那霉素基因的烟草细胞培育出转基因植转入抗卡那霉素基因的烟草细胞培育出转基因植株株D二倍体水稻的种子经秋水仙素处理后培育出四倍二倍体水稻的种子经秋水仙素处理后培育出四倍体植株体植株解析：解析：用二倍体水稻的种子培育出四倍体植株属用二倍体水稻的种子培育出四倍体植株属于个体发育的过程，不涉及植物组织培养。于个体发育的过程，不涉及植物组织培养。答案：答案：D2下图是基因型为下图是基因型为AaBb的菊花茎尖离体培养示意图，据的菊花茎尖离体培养示意图，据图回答下列问题：图回答下列问题：(1)图中图中A是是_，B是是_。菊花茎尖培养成植物。菊花茎尖培养成植物体

17、的根本原因是体的根本原因是_。(2)菊花的组织培养过程中，细胞增殖主要通过菊花的组织培养过程中，细胞增殖主要通过_分分裂来完成。在培养形成试管苗的过程中，其中应大量供裂来完成。在培养形成试管苗的过程中，其中应大量供给的元素是给的元素是_。试管苗形成过程中要给予一定光。试管苗形成过程中要给予一定光照，其目的是照，其目的是_。要促进茎。要促进茎尖细胞分裂和生长，培养基中应有尖细胞分裂和生长，培养基中应有_和和_两类激素。两类激素。(3)脱分化和再分化这两个过程的进行需要一定的外界条脱分化和再分化这两个过程的进行需要一定的外界条件，一是要有适宜的件，一是要有适宜的_，二是要，二是要_，否则植物组织培

18、养就不能成功。否则植物组织培养就不能成功。(4)如此培养成的试管苗的基因型是如此培养成的试管苗的基因型是_，这种繁殖，这种繁殖方式是方式是_。解析：解析：(1)图中图中A为脱分化结果即为脱分化结果即“愈伤组织愈伤组织”，B为根和芽为根和芽。(2)植物组织培养中，细胞增殖方式为有丝分裂，培养植物组织培养中，细胞增殖方式为有丝分裂，培养基中需提供的大量元素为基中需提供的大量元素为N、S、P、K、Ca、Mg，且需，且需添加细胞分裂素及生长素等。添加细胞分裂素及生长素等。(3)菊花茎尖组织培养需适菊花茎尖组织培养需适宜的温度，且保障无菌条件。宜的温度，且保障无菌条件。(4)组织培养属无性繁殖，组织培养

19、属无性繁殖，其基因型保持不变。其基因型保持不变。答案：答案：(1)愈伤组织根和芽植物细胞具有全能性愈伤组织根和芽植物细胞具有全能性(2)有丝有丝N、S、P、K、Ca、Mg让试管苗进行光合作让试管苗进行光合作用合成有机物细胞分裂素生长素用合成有机物细胞分裂素生长素(3)温度无菌温度无菌(4)AaBb无性生殖无性生殖考点二考点二花药离体培养花药离体培养考情考情解读解读 近几年高考对花药培养的考查较少，预计近几年高考对花药培养的考查较少，预计今后高考对本内容的考查将以简答题为主，花今后高考对本内容的考查将以简答题为主，花药离体培养技术的操作及与植物组织培养的区药离体培养技术的操作及与植物组织培养的区

20、别将是命题的主要方向。别将是命题的主要方向。做一题做一题例例2下图是花药培养产生花粉植株的两种途径，回答下下图是花药培养产生花粉植株的两种途径，回答下列相关问题：列相关问题：(1)通过花药培养产生花粉植株有两种途径，一种是花粉通通过花药培养产生花粉植株有两种途径，一种是花粉通过过A_阶段发育成植株，另一种是花粉在诱导培阶段发育成植株，另一种是花粉在诱导培养基上先形成养基上先形成B愈伤组织，再将其诱导分化成植株。这愈伤组织，再将其诱导分化成植株。这两种途径并没有绝对的界限，主要取决于培养基中两种途径并没有绝对的界限，主要取决于培养基中_。(2)诱导花粉植株能否成功及诱导成功率的高低，受多种因诱导

21、花粉植株能否成功及诱导成功率的高低，受多种因素影响，其中主要的影响因素是素影响，其中主要的影响因素是_与与_。(3)选择花药时，一般要通过选择花药时，一般要通过_来确定其中的花粉是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醋否处于适宜的发育期。确定花粉发育时期的方法有醋酸洋红法和酸洋红法和_。(4)材料消毒过程中用到的试剂有材料消毒过程中用到的试剂有_、0.1%的氯化的氯化汞溶液、无菌水。汞溶液、无菌水。(5)消毒后的花蕾，要在消毒后的花蕾，要在_条件下接种到培养基上。条件下接种到培养基上。培养过程中不需要光照，同时要控制好温度。培养过程中不需要光照，同时要控制好温度。(6

22、)在花药培养中，常常会出现在花药培养中，常常会出现_的变化，因此需要的变化，因此需要对培养出来的植株作进一步的鉴定和筛选。对培养出来的植株作进一步的鉴定和筛选。解析解析(1)通过花药培养产生花粉植株的两种途径，一种通过花药培养产生花粉植株的两种途径，一种是通过形成胚状体，再形成幼苗；另一种是通过愈伤组织是通过形成胚状体，再形成幼苗；另一种是通过愈伤组织，再形成幼苗。这两种的差异在于激素的种类和浓度配比，再形成幼苗。这两种的差异在于激素的种类和浓度配比不同。不同。(2)材料的选择和培养基的组成是花粉植株能否成功材料的选择和培养基的组成是花粉植株能否成功培育的主要因素。培育的主要因素。(3)通过镜

23、检，可以判断花粉发育的时期通过镜检，可以判断花粉发育的时期，具体的方法有醋酸洋红法和焙花青铬矾法两种。，具体的方法有醋酸洋红法和焙花青铬矾法两种。(4)材材料的消毒用到的药剂有料的消毒用到的药剂有70%的酒精、的酒精、0.1%的氯化汞等。的氯化汞等。(5)灭菌后的花蕾需在无菌条件下接种。灭菌后的花蕾需在无菌条件下接种。(6)花药培养中常会出花药培养中常会出现染色体倍性的变化，故需作进行进一步筛选与鉴定。现染色体倍性的变化，故需作进行进一步筛选与鉴定。答案答案(1)胚状体激素的种类及其浓度配比胚状体激素的种类及其浓度配比(2)材料的材料的选择培养基的组成选择培养基的组成(3)镜检焙花青镜检焙花青

24、铬矾法铬矾法(4)70%的酒精的酒精(5)无菌无菌(6)染色体倍性染色体倍性 （染色体组数目）（染色体组数目）链一串链一串1花粉培养成功的关键花粉培养成功的关键(1)培养材料：选择早期花药培养材料：选择早期花药(单核期单核期)。(2)材料的消毒：对花蕾及实验用具均要消毒或灭菌。材料的消毒：对花蕾及实验用具均要消毒或灭菌。(3)培养条件的控制：包括培养基的营养成分及温度、培养条件的控制：包括培养基的营养成分及温度、光等。光等。2植物组织培养技术和花药离体培养技术的异同植物组织培养技术和花药离体培养技术的异同植物组织植物组织培养技术培养技术花药离体培养技花药离体培养技术术不同点不同点选材选材体细胞

25、体细胞生殖细胞生殖细胞(花粉花粉)生殖方式生殖方式无性生殖无性生殖有性生殖有性生殖关键一点关键一点其他条件对花药培养的影响其他条件对花药培养的影响(1)光照：离体花药对光照的反应是不同的。一般认为，光照：离体花药对光照的反应是不同的。一般认为，花花 药培养在诱导愈伤组织和胚状体期间进行暗培养或给药培养在诱导愈伤组织和胚状体期间进行暗培养或给 以散射光处理比较好。强光虽然有利于以后的绿苗分以散射光处理比较好。强光虽然有利于以后的绿苗分 化，但会抑制愈伤组织的形成，而弱的散射光既不影响化，但会抑制愈伤组织的形成，而弱的散射光既不影响 愈伤组织的形成，也有利于以后的绿苗分化。愈伤组织的形成，也有利于以后的绿苗分化。(2) 温度：培养条件中最主要的是温度。离体花药对温度温度：培养条件中最主要的是温度。离体花药对温度比较敏感，是诱导小孢子发育的关键因素。比较敏感，是诱导小孢子发育的关键因素。(3) 接种密度：花药接种密度对植物的花药培养有一定的接种密度：花药接种密度对植物的花药培