专题3《植物的组织培养技术》专题整合人教版选修1

1、专专 题题 整整 合合植物组织培养所用的培养基营养丰富，加上培养植物组织培养所用的培养基营养丰富，加上培养的植物材料体积小、抗性差，所以对培养条件的的植物材料体积小、抗性差，所以对培养条件的要求较高，对无菌操作的要求非常严格。要求较高，对无菌操作的要求非常严格。植物组织培养过程中污染的预防植物组织培养过程中污染的预防 1污染有两种类型污染有两种类型(1)细细菌污染。菌斑呈黏液状，界限比较明显，菌污染。菌斑呈黏液状，界限比较明显，一般接种后一般接种后12 d即能发现。主要是大肠杆菌即能发现。主要是大肠杆菌和链球菌。一般是由接种人员造成的。和链球菌。一般是由接种人员造成的。(2)真菌污染。菌斑呈绒

2、毛状、絮状，界限不真菌污染。菌斑呈绒毛状、絮状，界限不明显，伴有不同颜色的孢子，接种后明显，伴有不同颜色的孢子，接种后310 d才才能发现。主要是霉菌污染，可能是植物材料灭能发现。主要是霉菌污染，可能是植物材料灭菌不当造成的。菌不当造成的。2组织培养过程各环节的防污染措施组织培养过程各环节的防污染措施操作过程要求操作过程要求注意事项注意事项防止外植防止外植体带菌体带菌选择好外植体采集时期和采集部位。选择好外植体采集时期和采集部位。在室在室内或无菌条件下进行预培养。内或无菌条件下进行预培养。外植体严格灭外植体严格灭菌。做灭菌效果试验，多次灭菌和交替灭菌。菌。做灭菌效果试验，多次灭菌和交替灭菌。保

3、证培养基保证培养基及接种器具及接种器具彻底灭菌彻底灭菌分装时，注射器勿与瓶接触，培养基勿粘瓶分装时，注射器勿与瓶接触，培养基勿粘瓶口。口。检查封口膜是否有破损。检查封口膜是否有破损。扎瓶口要位扎瓶口要位置适当、松紧适宜。置适当、松紧适宜。保证灭菌时间和高压锅保证灭菌时间和高压锅内温度。内温度。接种工具使用前彻底灭菌。接种工具使用前彻底灭菌。工作工作服、口罩、帽子等布质品定期进行湿热灭菌。服、口罩、帽子等布质品定期进行湿热灭菌。操作人员严操作人员严格遵守无菌格遵守无菌操作规程操作规程要规范着装，操作过程中不说话等。要规范着装，操作过程中不说话等。保证接种与培保证接种与培养环境清洁养环境清洁污染瓶

4、经高压灭菌后再清理。污染瓶经高压灭菌后再清理。接种环境接种环境定期熏蒸消毒、紫外灯照射或用臭氧灭菌和定期熏蒸消毒、紫外灯照射或用臭氧灭菌和消毒。消毒。定期对培养室消毒、防止高温。定期对培养室消毒、防止高温。(1)微型繁殖微型繁殖微型繁殖就是用于快速繁殖优良品种的植物组织微型繁殖就是用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，也叫快速繁殖技术。繁殖过程中的分培养技术，也叫快速繁殖技术。繁殖过程中的分裂方式是有丝分裂，亲、子代细胞内裂方式是有丝分裂，亲、子代细胞内DNA不变，不变，所以能够保证亲、子代遗传特性不变。所以能够保证亲、子代遗传特性不变。(2)作物脱毒作物脱毒作物脱毒是利用茎尖、根尖等无毒组

5、织，进行微作物脱毒是利用茎尖、根尖等无毒组织，进行微型繁殖，由于微型繁殖操作过程必须在无菌条件型繁殖，由于微型繁殖操作过程必须在无菌条件下操作，所以所获幼苗是无毒的。下操作，所以所获幼苗是无毒的。植物组织培养技术的实践应用植物组织培养技术的实践应用 (3)人工种子人工种子制作方法：人工种子是利用植物组织培养获得制作方法：人工种子是利用植物组织培养获得胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等，然后包上人工胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等，然后包上人工种皮就形成了人工种子，如图。种皮就形成了人工种子，如图。优点：可使在自然条件下不结实或种子昂贵的优点：可使在自然条件下不结实或种子昂贵的植物得以繁殖；保持亲本的优良

6、性状，因该过程植物得以繁殖；保持亲本的优良性状，因该过程为无性繁殖；节约粮食，减少种子的使用；可以为无性繁殖；节约粮食，减少种子的使用；可以控制添加一些物质，如除草剂、农药、促进生长控制添加一些物质，如除草剂、农药、促进生长的激素、有益菌等。的激素、有益菌等。(4)细胞产物的工厂化生产：用人工培养的愈伤细胞产物的工厂化生产：用人工培养的愈伤组织提取细胞中的某种成分，如紫草素、香料等。组织提取细胞中的某种成分，如紫草素、香料等。菊花组织培养与月季花药培养比较菊花组织培养与月季花药培养比较 比较比较菊花组织培菊花组织培养养月季花药培养月季花药培养相同点相同点原理原理细胞的全能性细胞的全能性环节环节

7、培养基配制方法、无菌技术及接种操作培养基配制方法、无菌技术及接种操作条件条件受激素、受激素、pH、温度、光照等条件影响、温度、光照等条件影响不同点不同点选材选材未开花植株的茎上未开花植株的茎上部新萌生的侧枝部新萌生的侧枝单核期的花药单核期的花药培养基培养基MS培养基培养基配方要求更严格配方要求更严格流程流程制备培养基制备培养基外植外植体消毒体消毒接种接种培培养养移栽移栽栽培栽培选材选材消毒消毒接种接种培养培养鉴定和筛选鉴定和筛选移栽移栽 【典例【典例1】 菊菊花的组织培养和月季的花药培养花的组织培养和月季的花药培养都是利用组织培养技术，关于两者的叙述下列都是利用组织培养技术，关于两者的叙述下列

8、说法中正确的选项有说法中正确的选项有()。序号序号比较项目比较项目菊花的组织培养菊花的组织培养月季的花药培养月季的花药培养植物激素植物激素不必添加不必添加需要添加需要添加染色体倍性的鉴定染色体倍性的鉴定不需要不需要需要需要光照光照每日日光灯照射每日日光灯照射12 h最初不需要，幼小最初不需要，幼小植株形成后需要植株形成后需要 形成愈伤组织或胚形成愈伤组织或胚状体后状体后不需更换培养基不需更换培养基需要更换培养基需要更换培养基ABC D解析解析菊花的组织培养用茎段来培养，比较容易，菊花的组织培养用茎段来培养，比较容易，不必添加植物激素；在菊花组织培养中不会发生不必添加植物激素；在菊花组织培养中不

9、会发生染色体倍性的变化；需要每天日光灯照射染色体倍性的变化；需要每天日光灯照射12 h；形成愈伤组织或胚状体后不必更换培养基。月季形成愈伤组织或胚状体后不必更换培养基。月季花药的离体培养需要添加细胞分裂素和生长素等花药的离体培养需要添加细胞分裂素和生长素等植物激素；在花药培养中，通过愈伤组织形成的植物激素；在花药培养中，通过愈伤组织形成的植株会出现染色体倍性的变化，所以需要染色体植株会出现染色体倍性的变化，所以需要染色体倍性的鉴定；最初不需要光照，幼小植株形成后倍性的鉴定；最初不需要光照，幼小植株形成后需要光照；形成愈伤组织或胚状体后需要转移到需要光照；形成愈伤组织或胚状体后需要转移到分化培养

10、基上进一步分化培养。分化培养基上进一步分化培养。答案答案D植物激素使用的先后顺序以及用量的比例等，对植物激素使用的先后顺序以及用量的比例等，对实验结果的影响不同。实验结果的影响不同。(1)按照不同的顺序使用这两类激素，会得到不按照不同的顺序使用这两类激素，会得到不同的实验结果同的实验结果植物激素对植物组织培养的影响植物激素对植物组织培养的影响 使用顺序使用顺序实验结果实验结果先使用生长素，后使用细胞先使用生长素，后使用细胞分裂素分裂素有利于细胞分裂，但细胞不分化有利于细胞分裂，但细胞不分化先使用细胞分裂素，后使用先使用细胞分裂素，后使用生长素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

11、用分化频率提高分化频率提高(2)当同时使用这两类激素时，两者用量的比例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影响植物细胞的发育方向生长素用量比生长素用量比细胞分裂素用量细胞分裂素用量植物细胞的发育方向植物细胞的发育方向比值高时比值高时有利于根的分化、抑制芽的形成有利于根的分化、抑制芽的形成比值低时比值低时有利于芽的分化、抑制根的形成有利于芽的分化、抑制根的形成比值适中时比值适中时促进愈伤组织的生长促进愈伤组织的生长【典例【典例2】 回回答下列有关植物组织培养的问题。答下列有关植物组织培养的问题。(1)用于植物组织培养的植物材料称为用于植物组织培养的植物材料称为_。(2)组

12、织培养中的细胞，从分化状态转变为未组织培养中的细胞，从分化状态转变为未分化状态的过程称为分化状态的过程称为_。(3)在再分化阶段所用培养基中，含有植物激在再分化阶段所用培养基中，含有植物激素素a和植物激素和植物激素b。逐渐改变培养基中这两种植。逐渐改变培养基中这两种植物激素的浓度比，未分化细胞群的变化情况如物激素的浓度比，未分化细胞群的变化情况如下图所示。据图指出两种激素的不同浓度比与下图所示。据图指出两种激素的不同浓度比与形成芽、根、愈伤组织的关系：形成芽、根、愈伤组织的关系：当植物激素当植物激素a与植物激素与植物激素b的浓度比等于的浓度比等于1时，时，_；_；_。(4)若植物激素若植物激素

13、b是生长素，在植物组织培养中其是生长素，在植物组织培养中其主要作用是主要作用是_，则植物激素则植物激素a的名称是的名称是_。(5)生产上用试管苗保留植物的优良性状，其原生产上用试管苗保留植物的优良性状，其原因是因是_。解析解析离体的植物组织、器官和细胞，即外植体，离体的植物组织、器官和细胞，即外植体，是用于植物组织培养的材料。外植体属于分化状是用于植物组织培养的材料。外植体属于分化状态的细胞，经培养脱分化形成愈伤组织，愈伤组态的细胞，经培养脱分化形成愈伤组织，愈伤组织是未分化的薄壁细胞。由图中信息可知，植物织是未分化的薄壁细胞。由图中信息可知，植物激素激素a与植物激素与植物激素b的浓度比等于的

14、浓度比等于1时，看对角线，时，看对角线，细胞群全部为愈伤组织；大于细胞群全部为愈伤组织；大于1时，看对角线的时，看对角线的下部，分化成芽，小于下部，分化成芽，小于1时，看对角线的上部，时，看对角线的上部，分化成根。植物组织培养中利用的是生长素和细分化成根。植物组织培养中利用的是生长素和细胞分裂素，生长素促进生根，细胞分裂素促进分胞分裂素，生长素促进生根，细胞分裂素促进分化成芽。植物组织培养使子代基本保持了亲代的化成芽。植物组织培养使子代基本保持了亲代的性状，属于无性繁殖。性状，属于无性繁殖。答案答案(1)外外植体植体(2)去分化去分化(脱分化脱分化)(3)未分化细胞群经分裂形成愈伤组织未分化细

15、胞群经分裂形成愈伤组织当当植物激素植物激素a与植物激素与植物激素b的浓度比大于的浓度比大于1时，未分时，未分化细胞群分化形成芽化细胞群分化形成芽当植物激素当植物激素a与植物激素与植物激素b的浓度比小于的浓度比小于1时，时，未分化细胞群分化形成根未分化细胞群分化形成根(4)促进细胞的生长促进细胞的生长(伸长伸长)、分裂和分化细胞分、分裂和分化细胞分裂素裂素(5)组织培养形成试管苗的过程属于无性生殖，组织培养形成试管苗的过程属于无性生殖，后代不发生性状分离后代不发生性状分离 【例【例1】 (2010浙江理综，浙江理综，40)将将无根的非洲无根的非洲菊幼苗转入无植物激素的培养基中，在适宜的菊幼苗转入

16、无植物激素的培养基中，在适宜的温度和光照等条件下培养一段时间后，应出现温度和光照等条件下培养一段时间后，应出现的现象是的现象是()。解析解析无根幼苗可自身产生植物激素，诱导分化无根幼苗可自身产生植物激素，诱导分化出根部。不可能脱分化形成愈伤组织，也不会在出根部。不可能脱分化形成愈伤组织，也不会在下部分化出芽。下部分化出芽。答案答案B【例【例2】 (2010全国新课标，全国新课标，40)请请回答：回答：(1)植物微型繁殖技术属于植物组织培养的范植物微型繁殖技术属于植物组织培养的范畴。该技术可以保持品种的畴。该技术可以保持品种的_，繁殖，繁殖种苗的速度种苗的速度_。离体的叶肉细胞在。离体的叶肉细胞

17、在适宜的条件下培养，最终能够形成完整的植株，适宜的条件下培养，最终能够形成完整的植株，说明该叶肉细胞具有该植物的全部说明该叶肉细胞具有该植物的全部_。(2)把试管苗转接到新的培养基上时，需要在把试管苗转接到新的培养基上时，需要在超净工作台上进行，其原因是避免超净工作台上进行，其原因是避免_的污染。的污染。(3)微型繁殖过程中，适宜浓度的生长素单独使微型繁殖过程中，适宜浓度的生长素单独使用可诱导试管苗用可诱导试管苗_，而与，而与_配比配比适宜时可促进芽的增殖。若要抑制试管苗的生长，适宜时可促进芽的增殖。若要抑制试管苗的生长，促使愈伤组织产生和生长，需要使用的生长调节促使愈伤组织产生和生长，需要使

18、用的生长调节剂是剂是_(脱落酸、脱落酸、2,4D)。(4)将某植物试管苗培养在含不同浓度蔗糖的培将某植物试管苗培养在含不同浓度蔗糖的培养基上一段时间后，单株鲜重和光合作用强度的养基上一段时间后，单株鲜重和光合作用强度的变化如图。据图分析，随着培养基中蔗糖浓度的变化如图。据图分析，随着培养基中蔗糖浓度的增加，光合作用强度的变化趋势是增加，光合作用强度的变化趋势是_，单株，单株鲜重的变化趋势是鲜重的变化趋势是_。据图判断，培。据图判断，培养基中不含蔗糖时，试管苗光合作用产生的有机养基中不含蔗糖时，试管苗光合作用产生的有机物的量物的量_(能、不能能、不能)满足自身最佳生长的需满足自身最佳生长的需要。

19、要。(5)据图推测，若要在诱导试管苗生根的过程中据图推测，若要在诱导试管苗生根的过程中提高其光合作用能力，应提高其光合作用能力，应_(降低，增加降低，增加)培培养基中蔗糖浓度，以便提高试管的自养能力。养基中蔗糖浓度，以便提高试管的自养能力。解析解析(1)植物组织培养属于无性繁殖，后代能植物组织培养属于无性繁殖，后代能够保持亲本的遗传特性。植物微型繁殖技术能够够保持亲本的遗传特性。植物微型繁殖技术能够实现快速繁殖。植物组织培养的原理是植物细胞实现快速繁殖。植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性，即已经分化的细胞，仍然具有发育具有全能性，即已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。成完整个体的潜能。(2)植物组织培养接种和试管植物组织培养接种和试管苗转接过程中都需要无菌操作，以避免微生物苗转接过程中都需要无菌操作，以避免微生物(杂杂菌菌)污染。污染。(3)微型繁殖培养基中使用的生长素与微型繁殖培养基中使用的生长素与细胞分裂素比例不同，可以分别诱导根、芽的形细胞分裂素比例不同，可以分别诱导根、芽的形成。使用高浓度