專題三植物的組織培養(yǎng)技術(shù)課題一菊花的組織培養(yǎng)1．說明植物組織培養(yǎng)的基本原理；2．說出植物細(xì)胞全能性的概念、基礎(chǔ)和條件；3．簡(jiǎn)述植物組織培養(yǎng)的基本過程；4．簡(jiǎn)述影響植物組織培養(yǎng)的因素；5．說出生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素在植物組織培養(yǎng)中的作用。一、植物組織培養(yǎng)的基本原理植物細(xì)胞具有_________。即植物細(xì)胞在脫離了原來所在植物體的器官或組織而處于_______狀態(tài)時(shí)，在一定的_____________、_________和其他外界條件的作用下，表現(xiàn)出可以發(fā)育成_____________的能力。全能性離體營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)激素完整的植株二、植物組織培養(yǎng)的基本過程1．在植物的個(gè)體發(fā)育過程中，細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上都會(huì)出現(xiàn)___________的差異，形成這些差異的過程叫_____________。2．過程穩(wěn)定性細(xì)胞分化外植體脫分化愈傷組織再分化1．馬鈴薯長(zhǎng)期種植，產(chǎn)量會(huì)降低而且易感染病毒，要想提高馬鈴薯的產(chǎn)量，培育無病毒的馬鈴薯應(yīng)該怎么辦？提示：長(zhǎng)期進(jìn)行無性繁殖的植物，只有根尖和莖尖中幾乎無病毒，因此可利用植物組織培養(yǎng)獲得無病毒的馬鈴薯植株。三、影響植物組織培養(yǎng)的因素1．材料的選擇植物的種類、材料的______和__________________等都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。如______和_________的組織培養(yǎng)較為容易，而枸杞愈傷組織的芽誘導(dǎo)就比較難。菊花的組織培養(yǎng)，一般選擇____________的莖上部新萌生的側(cè)枝作材料。年齡保存時(shí)間的長(zhǎng)短煙草胡蘿卜未開花植株2．培養(yǎng)基植物組織培養(yǎng)需要適宜的培養(yǎng)基，常用的是____培養(yǎng)基，其主要成分包括：____________，如N、P、K、Ca、Mg、S；_________，如B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co；_______，如甘氨酸、煙酸、肌醇、維生素，以及________等；還常常需要添加___________，如_________和_____________是啟動(dòng)細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素。MS大量元素微量元素有機(jī)物蔗糖植物激素生長(zhǎng)素細(xì)胞分裂素3．植物激素培養(yǎng)基中添加的植物激素的_____、________________、____________等都會(huì)影響結(jié)果。以生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素為例。濃度使用的先后順序用量的比例分裂分化既分裂也分化分化4.其他影響因素pH、溫度、光照等條件是重要因素，pH一般控制在____左右，溫度控制在__________℃，每日用日光燈照射_____小時(shí)。根芽芽根愈傷組織5.818～2212各種母液培養(yǎng)基滅菌流水70%酒精無菌水0.1%氯化汞溶液無菌水酒精燈方向倒插(4)培養(yǎng)：最好在__________中培養(yǎng)，培養(yǎng)期間應(yīng)定期________。培養(yǎng)溫度控制在___________，且每日用_________光照12h。(5)移栽和栽培：移栽前應(yīng)先打開培養(yǎng)瓶的封口膜，讓試管苗在培養(yǎng)間生長(zhǎng)幾日，然后用流水清洗根部的________，將幼苗移植到________的蛭石或珍珠巖等環(huán)境下生活一段時(shí)間，等幼苗長(zhǎng)壯后再移栽到______中。無菌箱消毒18～22℃日光燈培養(yǎng)基消過毒土壤2．為什么說無菌技術(shù)是植物組織培養(yǎng)能否獲得成功的關(guān)鍵？提示：植物組織培養(yǎng)所用的植物材料極小，抗逆性差，所以對(duì)培養(yǎng)條件的要求較高。一、植物組織培養(yǎng)技術(shù)的理論依據(jù)和基本過程1．理論依據(jù)植物組織培養(yǎng)技術(shù)是建立在細(xì)胞全能性理論基礎(chǔ)上的生物操作技術(shù)，其基本原理即細(xì)胞的全能性，這是因?yàn)槊恳粋€(gè)活的體細(xì)胞中都包含本物種的全部遺傳信息。2．基本過程分析：此技術(shù)要獲得成功，必須滿足兩個(gè)基本條件：(1)植物組織或細(xì)胞處于離體狀態(tài)下。(2)外部環(huán)境條件適宜，如溫度、pH、無菌操作等。1．在離體的植物器官、組織或細(xì)胞脫分化形成愈傷組織的過程中，下列哪項(xiàng)條件是不需要的(

)A．滅菌 B．適宜的溫度C．充足的光照 D．適宜的養(yǎng)料和激素解析：在植物組織培養(yǎng)過程中，對(duì)外植體及操作裝置都要滅菌。在其培養(yǎng)過程中，外植體從培養(yǎng)基上獲取養(yǎng)料，激素可誘導(dǎo)細(xì)胞分化。適宜的溫度促進(jìn)新陳代謝。但在脫分化過程中是不需光照的，產(chǎn)生了幼苗后才需要光進(jìn)行光合作用。答案：C二、植物組織培養(yǎng)過程中的注意事項(xiàng)1．污染的預(yù)防(1)防止外植體帶菌。①選擇好外植體采集時(shí)期和采集部位。外植體采集以春秋為宜，優(yōu)先選擇地上部分作為外植體，陰雨天勿采，晴天下午采，采前噴殺蟲劑、殺菌劑或套塑料袋。②在室內(nèi)或無菌條件下進(jìn)行預(yù)培養(yǎng)。③外植體嚴(yán)格滅菌。做滅菌效果試驗(yàn)，多次滅菌和交替滅菌。(2)保證培養(yǎng)基及接種器具徹底滅菌。①分裝時(shí)，注射器勿與瓶接觸，培養(yǎng)基勿粘瓶口。②檢查封口膜是否有破損。③扎瓶口要位置適當(dāng)、松緊適宜。④保證滅菌時(shí)間和高壓鍋內(nèi)溫度。⑤接種工具使用前徹底滅菌。⑥工作服、口罩、帽子等布質(zhì)品定期進(jìn)行濕熱滅菌。(3)操作人員嚴(yán)格遵守?zé)o菌操作規(guī)程。如一定要規(guī)范著裝，操作過程中不說話等。(4)保證接種與培養(yǎng)環(huán)境清潔。①污染瓶經(jīng)高壓滅菌后再清潔。②接種環(huán)境定期熏蒸消毒、紫外燈照射或用臭氧滅菌和消毒。③定期對(duì)培養(yǎng)室消毒、防止高溫。

對(duì)外植體進(jìn)行表面消毒時(shí)，既要考慮到藥劑的消毒效果，又要考慮到植物的耐受力。不同藥劑、不同植物材料，甚至不同器官要區(qū)別對(duì)待。消毒用過的有毒藥品應(yīng)收集后統(tǒng)一交給有關(guān)專業(yè)部門處理，以免引起環(huán)境污染。一旦發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)材料被污染，特別是真菌性污染，一定不要打開培養(yǎng)瓶。應(yīng)先將所有被污染的培養(yǎng)瓶統(tǒng)一放在高壓蒸汽滅菌鍋中滅菌后，再打開培養(yǎng)瓶進(jìn)行清洗。2．試管苗的培養(yǎng)過程中應(yīng)該注意的問題(1)培養(yǎng)一株完整的試管苗，必須先進(jìn)行生芽培養(yǎng)，然后進(jìn)行生根培養(yǎng)，如果順序顛倒，先誘導(dǎo)生根，就不易誘導(dǎo)生芽。(2)試管苗應(yīng)該進(jìn)行見光培養(yǎng)。(3)試管苗一般在高濕、弱光、恒溫等條件下培養(yǎng)生長(zhǎng)，出瓶后一定要注意保溫、保濕。(4)試管苗光合作用能力低，在移栽前應(yīng)給予較強(qiáng)光照閉瓶煉苗，以促進(jìn)小苗向自養(yǎng)轉(zhuǎn)化。2．下列關(guān)于影響植物組織培養(yǎng)的因素，說法正確的是(

)A．不同植物組織培養(yǎng)的難易程度不同，同一種植物材料培養(yǎng)的難易程度相同B．在植物組織培養(yǎng)中，培養(yǎng)基中必須添加植物激素C．植物激素中生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的作用是互相獨(dú)立的D．pH、溫度、光照等條件對(duì)植物組織培養(yǎng)也特別重要解析：不同植物組織培養(yǎng)的難易程度不同，同一種植物材料也會(huì)因年齡、保存時(shí)間的長(zhǎng)短等導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果不同，故A錯(cuò)誤；在植物組織培養(yǎng)中，培養(yǎng)基中常常要添加植物激素，但不是都必須添加植物激素，如菊花莖段組織培養(yǎng)不必添加植物激素，故B錯(cuò)；各種植物激素的作用是相互聯(lián)系的，而不是互相獨(dú)立的，故C錯(cuò)。答案：D細(xì)胞的全能性

下列實(shí)例中能體現(xiàn)細(xì)胞全能性的是①用培養(yǎng)基培養(yǎng)的胡蘿卜單個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)成了可育的植株②植物用種子進(jìn)行繁殖③用煙草組織培養(yǎng)的單個(gè)組織培育出了可育的完整植株A．①②

B．①③C．②③ D．①②③解析：本題考查對(duì)細(xì)胞全能性概念的理解。①和③都屬已分化的細(xì)胞經(jīng)過培養(yǎng)形成可育的植株，體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性。植物用種子繁殖后代，實(shí)際上是由一個(gè)受精卵，通過細(xì)胞的增殖和分化發(fā)育成新個(gè)體，所以是由未經(jīng)分化的細(xì)胞(受精卵)發(fā)育成新個(gè)體的過程。答案：B植物組織培養(yǎng)的過程及影響因素

回答下列有關(guān)植物組織培養(yǎng)的問題。(1)用于植物組織培養(yǎng)的植物材料稱為______。(2)組織培養(yǎng)中的細(xì)胞，從分化狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槲捶只癄顟B(tài)的過程稱為______。(3)在再分化階段所用培養(yǎng)基中，含有植物激素X和植物激素Y。逐漸改變培養(yǎng)基中這兩種植物激素的濃度比，未分化細(xì)胞群的變化情況如下圖所示。據(jù)圖指出兩種激素的不同濃度比與形成芽、根、愈傷組織的關(guān)系：①當(dāng)植物激素X與植物激素Y的濃度比等于1時(shí)，_______；②___________________________________________；③___________________________________________。(4)若植物激素Y是生長(zhǎng)素，在植物組織培養(yǎng)中其主要作用是______________；則植物激素X的名稱是______。(5)生產(chǎn)上用試管苗保留植物的優(yōu)良性狀，其原因是________________________________。解析：(1)在植物組織培養(yǎng)中，人們將離體的植物組織、器官、細(xì)胞稱為外植體。(2)外植體在培養(yǎng)時(shí)首先要使用激素處理使之脫去原有的分化狀態(tài)，這一過程稱為脫分化。(3)據(jù)圖判斷，激素X與Y的比例小于1時(shí)，細(xì)胞群形成根，大于1時(shí)形成芽，等于1時(shí)則形成更多愈傷組織。(4)Y激素的作用為促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)、分裂和分化，在植物組織培養(yǎng)中，常用生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素處理使愈傷組織分裂或分化。(5)植物組織培養(yǎng)為無性生殖，可以保留母本的性狀，而不發(fā)生性狀分離。答案：(1)外植體(2)去分化(脫分化)(3)①未分化細(xì)胞群經(jīng)分裂形成愈傷組織②當(dāng)植物激素X與植物激素Y的濃度比大于1時(shí)，未分化細(xì)胞群分化形成芽③當(dāng)植物激素X與植物激素Y的濃度比小于1時(shí)，未分化細(xì)胞群分化形成根(4)促進(jìn)細(xì)胞的生長(zhǎng)(伸長(zhǎng))、分裂和分化細(xì)胞分裂素(5)組織培養(yǎng)形成試管苗的過程屬于無性生殖，后代不發(fā)生性狀分離旁欄思考1．你能說出各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的作用嗎？同專題2中微生物培養(yǎng)基的配方相比，MS培養(yǎng)基的配方有哪些明顯的不同？提示：微量元素和大量元素提供植物細(xì)胞生活所必需的無機(jī)鹽；蔗糖提供碳源，同時(shí)能夠維持細(xì)胞的滲透壓；甘氨酸、維生素等物質(zhì)主要是為了滿足離體植物細(xì)胞在正常代謝