1、第3讲 植物的组织培养技术一、植物组织培养的过程1.菊花的组织培养过程二、影响植物组织培养的因素及成功的关键 1影响因素 (1)内部因素：材料的选取。(2)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(1)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。(2)培养材料一旦被微生物污染，就会导致实验失败。原因是微生物增殖快，生长迅速，消耗养分多，并产生代谢废物毒害培养材料。(3)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灭菌。三、实验操作中应注意的几个问题1材料的选取：菊花的组织培养实验中，应选择未开花植株的
2、茎上部新萌生的侧枝；月季花药的培养实验中，应选择花粉发育过程中的单核靠边期的花粉进行培养。2外植体消毒：所用消毒剂为体积分数为70%的酒精和质量分数为0.1%的氯化汞溶液，所使用的清洗液是无菌水。3培养过程：在初期，菊花的组织培养需光照，月季花药的培养不需光照，而在后期均需光照。【例1】利用植物组织培养的方法可快速、大量繁殖植物，在培养过程中，取该植物的花芽并将其分别培养在含有不同比例的生长素和细胞分裂素的培养基中，花芽的生长状况如下表所示：生长素细胞分裂素花芽生长状况A组花芽00组织切块B组花芽3 ppm0.2 ppm形成愈伤组织C组花芽3 ppm0.002 ppm愈伤组织分化出根D组花芽0
3、.03 ppm1.0 ppm愈伤组织分化出嫩枝E组花芽00.2 ppm稍生长(1)在此过程中能实现脱分化的花芽是_组。从实验结果可以看出，能诱导新的花芽形成的条件是_。(2)上述实验结果说明，在植物组织培养过程中，诱导芽和根形成的关键是培养基中_。在生产实践中，欲快速、大量获得此植物的花芽，可选用_组的培养基进行扩大生产。【解析】脱分化、再分化过程与植物激素生长素和细胞分裂素有关，且生长素用量与细胞分裂素用量直接影响培养过程。当生长素/细胞分裂素比值高时，有利于根的分化，抑制芽的分化，即表中的C组；当生长素/细胞分裂素比值低时，有利于芽的分化，抑制根的分化，即表中的D组；当比值适中时，有利于促
4、进愈伤组织的生长，即表中的B组。欲快速、大量获得此植物的花芽，必须首先获得大量的嫩枝。【答案】(1)B、C、D 细胞分裂素浓度大于生长素浓度(2)细胞分裂素含量与生长素含量之间的比例(或培养基中细胞分裂素与生长素的浓度比)D1植物激素在组织培养过程中的作用2.如果发现培养物被污染，特别是真菌性污染，一定不要打开培养瓶。应先将被污染的培养瓶统一放在高压蒸气锅内进行高压蒸汽灭菌，再打开培养瓶进行清理。区分污染类型的方法：比较菌落特征。真菌污染：有颜色的绒毛状菌落；细菌污染：有光泽的黏液状菌落。1.(2008江苏)下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是()A培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透
5、压B培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化C离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织D同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因相同D【解析】此题考查学生对植物组织培养技术的掌握。培养基中加入蔗糖的目的：一方面可以提供营养，另一方面可以调节渗透压；在整个组织培养过程中影响再分化的关键是生长素和细胞分裂素的使用比例和使用顺序；组织培养过程中的第一个关键环节是脱分化，从而形成愈伤组织；组织培养的对象既可以是体细胞也可以是生殖细胞，因此获得的愈伤组织的基因组成不一定相同，采用绿色开花植物的生殖器官部位如花药进行培养获得的愈伤组织的基因只有体细胞的一半。2.(2
6、008江苏)某组织培养实验室的愈伤组织被真菌严重污染，为查找污染原因设计了4个实验，实验条件除图示外其他均相同。下列各图表示实验结果，据图可得出的初步结论是(多选)()ABCDA污染主要不是培养基灭菌时间短造成的B污染主要来源于组织培养所用的离体组织C调节培养基pH不能解决污染问题D调节培养温度不能解决污染问题【解析】从图一不难看出培养基灭菌时间长短不是污染的主要原因；无论调节pH还是调节温度都不能解决污染的问题；由于其他实验条件都相同，只要离体组织灭菌的时间足够长，污染率会大大降低，说明没有其他污染途径，因此离体组织灭菌时间不够是污染的主要来源。3.(2009山东)人参是一种名贵中药材，其有
7、效成分主要是人参皂苷。利用细胞培养技术生产人参皂苷的大致流程如下：请回答：(1)配制诱导愈伤组织的固体培养基，分装后要进行_。接种前，要对人参根进行_。(2)用于离体培养的根切块，叫做_。培养几天后发现少数培养基被污染，若是有颜色的绒毛状菌落，属于_污染；若是有光泽的黏液状菌落，属于_污染。灭菌消毒外植体真菌(霉菌)细菌(3)用少量_酶处理愈伤组织，获取单细胞或小细胞团，在液体培养基中进行悬浮培养，可有效提高人参皂苷合成量。(4)人参皂苷易溶于水溶性(亲水性)有机溶剂，从培养物干粉中提取人参皂苷宜选用_方法，操作时应采用_加热。果胶萃取(浸取)水浴【解析】山东理综生物试题的选修1试题，历年来，
8、都是立足课本，主要考查课本的基础知识，题目较简单。以植物组织培养为材料背景考查了植物组织培养过程中涉及的培养基及消毒灭菌的相关知识及污染后的菌落特征的比较。同时考查了选修1中关于物质的提取和鉴定的专题，跨度较大，考查的知识面较广。(1)接种前，要对材料进行消毒(不能填灭菌，灭菌时是采用强烈的因素杀菌)，配制培养基并分装后要用灭菌锅灭菌。(2)比较菌落特征：真菌污染：有颜色的绒毛状菌落；细菌污染：有光泽的黏液状菌落。(3)利用果胶酶处理愈伤组织可以获得单个的细胞。(4)由题干知，人参皂苷易溶于亲水性有机溶液，故而采用萃取的方法可以从培养物干粉中提取人参皂苷。4.在月季花药培养成单倍体植株的过程中
9、，应选择哪个时期最易成活()A单核期前的花药B单核期后的花药C单核期花药D双核期C【解析】单核期花药(花粉)具有较强的分裂能力，故而易成活。5.(2011东北四校模拟)菊花的组织培养的大致过程如下图所示。请回答下列问题：(1)外植体的消毒：选取生长旺盛的嫩枝，冲洗干净。用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分，放入体积分数为70%的中摇动23次，持续67 s，立即将外植体取出，在无菌水中清洗。吸干表面水分，放入质量分数为0.1%的溶液中12 min。取出后，在无菌水中至少清洗3次，其目的是。酒精氯化汞或升汞漂净消毒液(2)菊花组织培养过程中，启动细胞分裂、B(填名称)、再分化的关键激素是。通过B过程产
10、生的愈伤组织细胞与枝条韧皮部细胞形态结构(相同/不同)，其根本原因是。(3)该实验操作成功的关键是，所以要对外植体、超净工作台等消毒，对等灭菌，实验操作过程都要在旁进行。试管幼苗的获得证明菊花体细胞具有性。脱分化细胞分裂素、生长素不同基因的选择性表达无菌操作或无菌 技术培养基或培养器具酒精灯的火焰全能6.(原创)胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作接种入试管后，在一定条件下可以形成试管苗，请回答下列问题：(1)在组织培养过程，如果先使用生长素，后使用细胞分裂素，则。(2)对外植体(韧皮部)消毒：先用消毒，再用消毒。(3)在培养基中加入蔗糖的目的是。有利于分裂但不分化体积分数为70%的酒精质量分数为0.1%的氯化汞溶液提供营养和调节渗透压7.(改编)(1)植物组织培养可实现玉米等植物的大规模快速繁殖，图解如下，由外植体通过植物组织培养技术培育成完整植物，这项技术利用了原理，通过培养技术进行植物繁育，可以很好地保持亲本的优良性状，原因是。A、B分别代表和，过程、分别表示和。植物细胞全能性子代遗传物质与亲代相同，不会像有性生殖一样出现性状分离愈伤组织胚状体脱分化再分化(2)在玉米组织培养过程中，下列有关说法不正确的是()A培育出的玉米植株个体都是纯合子BA细胞全能性最高C从外植体到A的过程不需要光照D从外植体到完整植株，细胞分裂都是有丝分裂A
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