选修一生物31菊花的组织培养学案人教版.docx
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选修一生物31菊花的组织培养学案人教版
选修一生物3.1菊花的组织培养学案(人教版)
题1 菊花的组织培养1.说出植物组织培养的基本原理。
2.学习植物组织培养的基本技术。
3.进行菊花或其他植物的组织培养。
一、植物组织培养的基本原理
植物细胞具有________。
即植物细胞脱离了原所在植物体的器官或组织而处于______状态时,在一定的__________、______和其他外界条的作用下,表现出可以发育成____________的能力。
二、植物组织培养的基本过程
1.在植物的个体发育过程中,细胞在形态、结构和生理功能上都会出现________的差异,形成这些差异的过程叫做__________。
2.过程
离体的植物细胞、组织、器官――→(脱分化) 组织――→( )丛芽或根等――→(生长)完整的植物体
思考:
马铃薯长期种植,产量会降低而且易感染病毒,要想提高马铃薯的产量,培育无病毒的马铃薯应该怎么办?
三、影响植物组织培养的因素
1.材料的选择
植物材料的选择直接关系到实验的成败。
植物的种类、材料的______和________________等都会影响实验结果。
菊花的组织培养,一般选择____________的茎上部新萌生的侧枝。
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,其主要成分包括:
__________,如N、P、、a、g、S;__________,如B、n、u、Zn、Fe、、I、;________,如甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素,以及______等;还常常需要添加______________。
3.植物激素
植物激素中________和____________是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。
培养基中添加的植物激素的______、________________以及____________等,都会影响实验结果。
以生长素和细胞分裂素为例。
使用顺序实验结果
先使用生长素,后使用细胞分裂素有利于细胞____,
但细胞不____
先使用细胞分裂素,后使用生长素细胞____________
同时使用______频率提高
生长素/细胞分裂素比值与结果
比值高时有利于____的分化,抑制____的形成
比值低时有利于____的分化,抑制____的形成
比值适中促进__________形成
4其他影响因素
pH、温度、光照等条是重要因素,不同的植物对各种条的要求往往不同。
进行菊花的组织培养时,一般将pH控制在______左右,温度控制在________℃,每日用日光灯照射____h。
四、实验操作
1.制备S固体培养基
(1)配制各种母液。
(2)配制培养基。
(3)灭菌
将分装好的培养基连同其他器械一起进行__________________。
2.外植体消毒
菊花茎段用水冲洗、加洗衣粉用软刷进行刷洗、用流水冲洗,吸干水分。
外植体要用体积分数为70%的酒精______,然后用无菌水清洗,吸干表面的水分,再用质量分数为01%的氯化汞______,最后用________清洗。
3.接种
所有的接种操作都必须在________旁进行,并且每次使用器械后,都需要用______________。
4.培养
接种后的锥形瓶最好放在无菌箱中培养,培养期间应定期______。
.移栽
6.栽培
答案:
一、全能性 离体 营养物质 激素 完整的植株
二、1稳定性 细胞分化
2.愈伤 再分化
思考:
长期进行无性繁殖的植物,只有根尖和茎尖中几乎无病毒,因此可利用植物组织培养获得无病毒的马铃薯植株。
三、1年龄 保存时间的长短 未开花植株
2.S 大量元素 微量元素 有机物 蔗糖 植物激素
3.生长素 细胞分裂素 浓度 使用的先后顺序 用量的比例 分裂 分化 既分裂也分化 分化 根 芽 芽 根 愈伤组织
4.8 18~22 12
四、1高压蒸汽灭菌
2.消毒 消毒 无菌水
3.酒精灯 火焰灼烧灭菌
4.消毒1细胞分化与植物细胞的全能性
多细胞生物体,一般是由一个受精卵通过细胞的增殖和分化发育而成的。
细胞分裂只能繁殖出许多含有相同遗传物质的细胞,只有经过细胞分化才能形成不同的组织,进一步形成各种器官、系统,从而完成生物的个体发育过程。
当细胞分化开始时,受遗传因素和环境因素的调节,不同细胞的不同基因会在特定的时间、空间被激活,活化一段时间后有些基因的活动停止,而有些基因还在继续活动,从而产生了特定的蛋白质(即基因有选择性的表达),进而产生了不同的组织,也就是在个体发育中相同细胞的后代,在形态、结构和生理功能上发生了稳定性差异——细胞分化,这是发生在生物体一生中的一种持久变化,当然胚胎时期达到最大限度。
一般说,分化了的细胞将一直保持分化后的状态,直到死亡。
由于体细胞大多是通过有丝分裂繁殖而的,一般已经分化的细胞仍有一套和受精卵相同的染色体,含有与本物种相同的DNA分子。
因此,已分化的细胞具有发育成完整新个体的潜能,即全能性。
在合适的条下,有些分化的细胞具有恢复分裂、重新分化发育成完整新个体的能力。
植物细胞的全能性比较强,动物细胞的全能性受到了限制,特别是一些高度特化的动物细胞,很难用它培养成一个新个体,但它的细胞核中仍有保持物种遗传性的全部遗传物质,保持着全能性,例如已取得成功的克隆羊——多利就是一例。
2愈伤组织
愈伤组织是通过细胞分裂形成的,其细胞排列疏松而无规则,高度液泡化呈无定形状态的薄壁细胞。
它容易与根尖、茎尖的分生组织发生混淆。
可以通过下表比较根尖分生组织和愈伤组织的异同。
组织类型细胞细胞形态细胞结构细胞排列细胞去向
根尖
分生组织受精卵正方形无液泡紧密分化成多种细胞组织
愈伤组织高度分化细胞无定形高度液泡化疏松再分化成
新个体
相同点都通过有丝分裂进行细胞增殖
3污染的预防
污染就是指在组织培养过程中,培养容器内滋生菌斑,使培养材料不能正常生长发育,从而导致培养失败的现象。
植物组织培养不同于扦插、分根、叶插等常规无性繁殖。
由于植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗性差,所以对培养条的要求较高,对无菌操作的要求非常严格。
污染有两种类型,一种是细菌污染一般是由接种人员造成的,如未戴口罩,接种时说话,或手及器械消毒不严等。
另一种是真菌污染可能是由植物材料灭菌不当造成的。
可以通过以下措施做好预防。
(1)防止外植体带菌。
①选择好外植体采集时期和采集部位。
外植体采集以春秋为宜,优先选择地上部分作为外植体,阴雨天勿采,晴天下午采,采前喷杀虫剂、杀菌剂或套塑料袋。
②在室内或无菌条下进行预培养。
③外植体严格消毒。
做消毒效果试验,多次消毒和交替消毒。
(2)保证培养基及接种器具彻底灭菌。
①分装时,注射器勿与瓶接触,培养基勿粘瓶口。
②检查封口膜是否有破损。
③扎瓶口要位置适当、松紧适宜。
④保证灭菌时间和高压锅内温度。
⑤接种工具使用前彻底灭菌。
⑥工作服、口罩、帽子等布质品定期进行湿热灭菌。
(3)操作人员严格遵守无菌操作规程。
如一定要规范着装,操作过程中不说话等。
(4)保证接种与培养环境清洁。
①污染瓶经高压灭菌后再清洁。
②接种环境定期熏蒸消毒、紫外灯照射或用臭氧灭菌和消毒。
③定期对培养室消毒、防止高温。
对外植体进行表面消毒时,既要考虑到药剂的消毒效果,又要考虑到植物的耐受力。
不同药剂、不同植物材料,甚至不同器官要区别对待。
消毒用过的有毒药品应收集后统一交给有关专业部门处理,以免引起环境污染。
一旦发现培养材料被污染,特别是真菌性污染,一定不要打开培养瓶。
应先将所有被污染的培养瓶统一放在高压蒸汽灭菌锅中灭菌后,再打开培养瓶进行清洗。
题型一细胞的全能性
【例题1】下列实例中能体现细胞全能性的是( )。
①用培养基培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株②植物用种子进行繁殖 ③用单个烟草组织培育出了可育的完整植株
A.①②B.①③.②③D.①②③
解析:
①和③都属于已分化的细胞经过培养形成可育的植株,体现了细胞的全能性。
植物用种子繁殖后代,实际上是由一个受精卵,通过细胞的增殖和分化发育成新个体,是由未经分化的细胞(受精卵)发育成新个体的过程,因此不能体现细胞全能性。
答案:
B
题型二植物细胞表达全能性的条
【例题2】植物细胞表现出全能性的必要条是( )。
A.给予适宜的营养和外界条
B.导入其他植物细胞的基因
.脱离母体后的具有完整细胞核的细胞或组织,给予适宜的营养和外界条
D.将成熟筛管细胞的细胞核移植到去核卵细胞中
解析:
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、激素和其他适宜的外界条的作用下,植物细胞就可以表现出全能性。
答案:
反思领悟:
植物细胞表达全能性的条:
一是离体的组织或细胞;二是需要一定的激素、营养及其他适宜条;三是具有完整细胞核的细胞。
题型三植物组织培养的过程及影响因素
【例题3】(2010•安徽理综)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――→①愈伤组织――→②芽根―→植株
请回答下列问题。
(1)微型繁殖培育无病毒草莓时,一般选取____________作为外植体,其依据是________________。
(2)在过程①中,常用的S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~d,若发现外植体边缘局部污染,原因可能是____________。
(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____________________________________________。
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)S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1.下列关于细胞分化的叙述,错误的是( )。
A.细胞分化是一种持久性的变化,它发生在生物体的整个生命过程中
B.细胞分化在胚胎时期达到最大限度
.随着细胞分化的进行,细胞中的遗传物质种类会发生变化
D.高度分化的动物细胞的细胞核保持着全能性
2.下列有关植物组织培养的叙述,错误的是( )。
A.植物组织培养的原理是细胞的全能性B.主要包括脱分化和再分化两个阶段
.外植体形成愈伤组织的过程需要阳光D.植物组织培养的过程中要求无菌操作
3.下列关于愈伤组织形成过程的正确叙述是( )。
A.愈伤组织的形成是离体的植物细胞分化的结果
B.愈伤组织的形成是离体的植物细胞分裂的结果
.愈伤组织的形成是离体的动物细胞分化的结果
D.愈伤组织的形成是离体的动物细胞分裂的结果
4.下列关于接种时应注意的事项,全部正确的是( )。
①接种室要消毒 ②无菌操作 ③接种时可以谈话 ④外植体如茎段、茎尖可随机放入培养基 ⑤接种时要防止交叉污染 ⑥接种完立刻盖好瓶口
A.①②③④B.①②③④⑤⑥.③④⑤⑥D.①②⑤⑥
.在离体的植物组织、器官或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中,需要下列哪些条?
( )
①消毒灭菌 ②一定浓度的植物激素 ③适宜的温度 ④充足的光照 ⑤充足的养料
A.①③④⑤B.②③⑤.①②③D.①②③⑤
答案:
1. 细胞分化不会使遗传物质种类发生变化,它的实质是遗传物质在时间和空间上有选择性地表达。
2. 植物组织培养是指离体的植物细胞、组织或器官在无菌操作下经脱分化和再分化形成完整植物体的过程,其原理是植物细胞的全能性。
在脱分化形成愈伤组织的过程中,恒温箱的门应该关闭,不必见光,因为在无光条下愈伤组织长得更快。
3.B 愈伤组织只存在于植物细胞;离体的植物组织细胞,在培养了一段时间以后,会通过细胞分裂形成愈伤组织。
4.D 整个接种过程必须在无菌条下进行,不能谈话,防止呼吸产生污染,因此操作过程应禁止谈话,并戴口罩;接种的外植体放入培养基时注意将形态学下端插入,而且分布均匀,不能随机放入,以保证必要的营养和光照条。
.D 离体的植物相关结构在形成愈伤组织的过程中不需要光照,因为该过程无法进行光合作用,其营养物质自培养基。
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