1、学年高中生物第四部分浅尝现代生物技术第7课时植物的组织培养同步备课教学案浙科版选修1第7课时植物的组织培养考试要求知识内容考试属性及要求考情解读植物的组织培养加试1.进行菊花的组织培养。2.尝试植物激素的应用。3.说明植物组织培养的原理。一、植物的组织培养1.概念：取一部分植物组织，如叶、芽、茎、根、花瓣或花粉等，在无菌的条件下接种在三角瓶中的琼脂培养基上，给予一定的温度和光照，使之产生愈伤组织，或进而生根发芽。2.原理：植物细胞的全能性。3.过程：外植体愈伤组织芽、根植株4.实验中使用的激素(1)人工合成的萘乙酸代替生长素，人工合成的苄基腺嘌呤代替细胞分裂素。(2)两者的摩尔浓度比决定组织是
2、生根还是生芽。细胞分裂素与生长素的比例高时，诱导芽的生成；细胞分裂素与生长素的比例大致相等时，愈伤组织继续生长而不分化；细胞分裂素与生长素的比例低时，会趋于生根。阅读教材，结合所学知识和提供的材料分析下面的内容。烟草植株的组织培养过程如下图所示：1.根据图示植物组织培养的过程，回答相关问题。(1)B是愈伤组织，其特点是：细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。(2)A过程是脱分化，是指由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程，又叫去分化。(3)C过程是再分化，是指愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程。(4)植物体上的细胞没有表现出全能性，而是分化成了不同的组织器官，
3、这说明植物细胞全能性表达需要在离体的条件下进行。(5)全能性表达的条件离体的植物组织或细胞，在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下就可能表现出全能性，发育成完整植株。离体的植物组织或细胞叫做外植体。2.激素在植物组织培养过程中的作用(1)培养基中加入的植物激素是生长素和细胞分裂素。(2)两者的摩尔浓度比决定组织是生根还是生芽。(3)在植物组织培养中，应把握好生长素和细胞分裂素的浓度、用量比例及使用顺序。下表为生长素和细胞分裂素使用先后顺序对植物细胞发育方向的影响。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分裂，但细胞不分化先使用细胞分裂素，后使用生长素细胞既分裂也分化同时使
4、用分化频率提高3.植物组织培养的关键条件有哪些？体内细胞未表现全能性的原因是什么？答案条件之一：离体，一定的营养物质，激素(生长素、细胞分裂素)等；条件之二：培养基状态：固体培养基(需脱分化生根培养基及发芽培养基)。体内细胞未表现全能性的原因是基因的表达具有选择性。4.热图解读：在植物组织培养再分化阶段中，逐渐改变培养基中植物激素X和植物激素Y的浓度比，细胞群的变化情况如下图所示：若培养基中植物激素X的浓度为a、植物激素Y的浓度为a0.2，则细胞群分化的结果最可能是C试管，分析图可知，植物激素X的浓度小于植物激素Y的浓度时，有利于根的分化。1.下列关于影响植物组织培养的因素中，说法正确的是()
5、A.不同植物组织培养的难易程度不同，同一种植物材料培养的难易程度相同B.在植物组织培养中，培养基中必须添加植物激素C.植物激素中生长素和细胞分裂素的作用是互相独立的D.pH、温度、光照条件等对植物组织培养特别重要答案D解析不同植物组织培养的难易程度不同，同一种植物材料也会因年龄、保存时间的长短等导致实验结果不同；在植物组织培养中，培养基中常常要添加植物激素，但不是都必须添加植物激素，如菊花茎段组织培养不必添加植物激素；各种植物激素的作用是相互联系的，而不是互相独立的。2.下列关于植物组织培养中植物激素的使用的说法中，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
6、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，细胞既分裂又分化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解析用于植物组织培养的培养基中除营养成分外，还需添加植物激素，一般包括生长素和细胞分裂素；外植体脱分化、再分化的诱导方向取决于二者的比例。先使用生长素，后使用细胞分裂素，有利于细胞分裂，但细胞不分化；先使用细胞分裂素，后使用生长素，对细胞的分裂和分化均有利。一题多变判断正误：(1)植物组织培养就是将离体的细胞、组织、器官等培育成愈伤组织()(2)植物组织培养的原理是植物细胞的全能性()(3)培养基中生长素和细胞分裂素的比例会影
7、响脱分化和再分化()(4)植物组织培养过程需要严格的无菌操作()答案(1)(2)(3)(4)二、菊花的组织培养过程1.发芽培养基和生根培养基的比较(1)发芽培养基：细胞分裂素摩尔浓度大于生长素摩尔浓度的培养基。(2)生根培养基：生长素摩尔浓度大于细胞分裂素摩尔浓度的培养基。2.实验内容以菊花为材料进行组织培养，首先，用细胞分裂素相对较多和生长素相对较少的培养基(发芽培养基)进行培养，使其长出较多的丛状苗；然后，将丛壮苗分株培养。分株后，再移入含有较多生长素的培养基(生根培养基)中，使其生根；将生根的苗从三角瓶中移至草炭土或蛭石中继续生长，待苗健壮后再移至土中。3.菊花的组织培养操作流程配制MS
8、固体培养基外植体的消毒：用70%的乙醇和5%的次氯酸钠溶液对外植体进行消毒，注意时间不能太长接种：接种过程中插入外植体时形态学上端朝上，每个锥形瓶接种23个外植体。外植体接种与细菌接种相似，操作步骤相同，而且都要求无菌操作培养：应该放在无菌箱中进行，并定期进行消毒，保持适宜的温度和光照移栽：将生根的苗从锥形瓶中移至草炭土或蛭石中继续生长，苗健壮后再移至土中栽培1.MS培养基(植物组织培养用的培养基)的成分及各成分的作用成分作用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，维持细胞渗透压甘氨酸、维生素、烟酸、肌醇满足离体植物细胞在正常代谢途径受一定影响后所产生的特殊营养需求2.与
9、LB培养基相比，MS培养基有何特别之处？答案LB培养基以蛋白胨、酵母提取物等有机营养为主，MS培养基则需提供大量的无机营养，无机盐混合物包括植物生长必需的大量元素和微量元素两大类。此外进行植物组织培养，培养基中需添加特定配比的生长素和细胞分裂素。3.进行植物组织培养时为何必须保障“无菌”？为此需对外植体、培养基分别进行何种处理？答案若有杂菌污染，一方面可争夺营养，更重要的是可以产生毒素，从而使外植体受毒害而死亡，故必须保障无菌操作。为保障无菌，外植体需消毒，培养基则必须予以高压蒸汽灭菌。4.在选取菊花茎段时，为何要选取生长旺盛的嫩枝？答案外植体的生理状态是成功进行组织培养的重要条件之一，生长旺
10、盛的嫩枝生理状况好，容易诱导脱分化和再分化。5.不同植物、不同组织的生根和生芽是否都可使用与本实验相同的生长素和细胞分裂素浓度？答案不可以。6.本实验用人工合成的激素，而不用植物中存在的天然激素，为什么？答案天然激素都有相应的使之分解的酶，所以作用时间短，而人工合成的激素，植物体内没有分解酶，作用时间长，效果显著。小贴士影响植物组织培养的因素及成功的关键1影响因素内部因素：材料的选取。外部因素：营养成分的种类及配比；植物激素的用量及使用顺序；pH、温度、光照等。2获得成功的关键植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗逆性差、对培养条件要求较高。培养材料一旦被微生物污染，就会导致实验失败。原因是微
11、生物增殖快，生长迅速，消耗养分多，并产生代谢废物毒害培养材料。无菌技术主要包括对操作空间、实验用具、实验材料以及操作者的消毒或灭菌。3.下列关于MS培养基与微生物培养基的配方的不同之处，说法错误的是()A.MS培养基中常常添加植物激素，微生物培养基中不需要B.MS培养基中的碳源和能源是蔗糖，微生物培养基中的碳源和能源主要是葡萄糖C.MS培养基中需提供植物生长必需的大量元素和微量元素D.MS培养基中不需加维生素，微生物培养基中要加维生素作生长因子答案D解析MS培养基中需要加入甘氨酸、维生素等物质，主要是为了满足离体植物细胞在正常代谢途径受到一定影响后所产生的特殊营养需求。4.以野生菊花为材料进行
12、的组织培养步骤如下图所示：请回答：(1)按照菊花的需求量，MS培养基由大量元素、微量元素和_组成。MS培养基含有十几种化合物，配制不方便也难以称量准确，可将培养基中的各种成分扩大510倍分别称量，配成_，用于稀释。(2)步骤X中的野生菊花一般选择_。A.开过花的老枝B.未开花植株的茎上部新萌生的侧枝C.正在开花的枝条D.任何枝条均可(3)野生菊花外植体在接种前要用70%的_和5%的_溶液进行表面消毒。(4)过程A在无菌的条件下把消毒后的野生菊花外植体接种在三角瓶的琼脂培养基上，给予适宜条件，使之产生愈伤组织。过程B要在_培养基上进行培养，使之长出较多的丛状苗。植物组织培养实验用人工合成的植物生
13、长调节剂，而不用植物中存在的天然激素的原因是_。(5)步骤Y表示_，再移植到土中培养(定植)，即可长成植株并开花。答案(1)有机成分母液(2)B(3)乙醇次氯酸钠(4)发芽(或细胞分裂素多于生长素)人工合成的植物生长调节剂在植物中没有相应分解的酶，作用时间长，作用效果明显(意思合理即可)(5)移栽锻炼一题多变判断正误：(1)二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后可得到稳定遗传的植株()(2)培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是植物组织培养()(3)脱分化过程不需要植物激素，植物激素只有在再分化过程中发挥作用()(4)由于植物细胞都具有全能性，所以菊花的组织培养实验中选材不会影响实验的结果()答案(1)
14、(2)(3)(4)1.影响植物组织培养的因素包括()培养基的配制外植体的选取激素的使用消毒温度、pH、光照A. B.C. D.答案A解析植物组织培养过程受多种外界因素的影响，其中包括温度、光照、pH等，而培养基的成分、外植体的选取和消毒是否严格等也影响植物组织培养。2.下列对植物组织培养过程中脱分化的叙述，正确的是()A.植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞的过程B.体内分化的细胞形态、结构和功能发生改变的过程C.高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程D.愈伤组织分裂产生大量相同细胞的过程答案C3.在植物组织培养过程中，生长素用量与细胞分裂素用量的比值高时，下列描述正确的是()A.有利于根的分化和芽的形成B.不利于根的分化和芽的形成C.有利于芽的形成，抑制根的分化D.有利于根的分化，抑制芽的形成答案D解析生长素用量与细胞分裂素用量的比值高时，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。4.下图为植物(菊花)组织培养过程示意图，请回答下列问题：(1)培养基和培养基分别为_
