（通用版）高考生物一轮复习 第十单元 生物技术实践 第37讲 植物的组织培养技术课件-人教版高三全册生物课件.ppt

第第3737讲植物的组织培养技术讲植物的组织培养技术考情分析备考导航考情分析备考导航考考纲纲解解读读全国卷五年考全国卷五年考题统题统计计最新考最新考纲纲核心内容核心内容植物的植物的组织组织培养培养1.1.植物植物组织组织培养的原理和培养的原理和基本基本过过程程2.2.花花药药离体培养的途径、离体培养的途径、过过程及其影响因素程及其影响因素20122012全国卷全国卷T39T39考点一植物考点一植物(菊花菊花)的组织培养的组织培养知识梳理知识梳理 自主学习自主学习 夯实基础夯实基础(2)(2)培养基培养基成分成分:大量元素、大量元素、有机物、有机物、和琼脂。和琼脂。类型类型:、发芽培养基和生根培养基。、发芽培养基和生根培养基。作用作用:植物组织或器官生长和发育的植物组织或器官生长和发育的 。配制配制:称量、溶解、称量、溶解、分装、分装(三角瓶三角瓶)、灭菌。、灭菌。微量元素微量元素植物激素植物激素MSMS固体培养基固体培养基营养条件营养条件调调pHpH2.2.菊花组织培养的过程菊花组织培养的过程(1)(1)影响植物组织培养的主要因素影响植物组织培养的主要因素选材选材:一般选择一般选择 植株的茎上部新萌生的侧枝。植株的茎上部新萌生的侧枝。未开花未开花激素激素:。生长素和细胞分裂素生长素和细胞分裂素高压蒸汽高压蒸汽 70%70%的酒精的酒精 0.1%0.1%的氯化汞的氯化汞 培养与移栽培养与移栽:在在181822 22 的的 中培养中培养,得到得到 后进行移栽后进行移栽酒精灯火焰酒精灯火焰 火焰灼烧火焰灼烧 无菌箱无菌箱试管苗试管苗重点透析重点透析 剖析考点剖析考点 拓展深化拓展深化1.1.脱分化与再分化的比较脱分化与再分化的比较比比较项较项目目脱分化脱分化再分化再分化过过程程由外植体形成愈由外植体形成愈伤组伤组织织由愈由愈伤组织伤组织形成形成丛丛芽、芽、胚胚状体状体特点特点高度分化的高度分化的细细胞恢复胞恢复分裂分裂能力能力未分化的未分化的细细胞重新分胞重新分化成不同的化成不同的组织组织器官器官相同点相同点其其实质实质均与基因的均与基因的选择选择性表达有关性表达有关2.2.植物激素与组织培养植物激素与组织培养生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素,其作用及特点其作用及特点:在生长素存在的情况下在生长素存在的情况下,细胞分裂素的作用呈现加强的趋势。细胞分裂素的作用呈现加强的趋势。使用顺序不同使用顺序不同,结果不同结果不同,具体如下具体如下:使用使用顺顺序序实验结实验结果果先使用生先使用生长长素素,后使用后使用细细胞分裂素胞分裂素有利于有利于细细胞分裂胞分裂,但但细细胞不分化胞不分化先使用先使用细细胞分裂素胞分裂素,后使用生后使用生长长素素细细胞既分裂也分化胞既分裂也分化同同时时使用使用分化分化频频率提高率提高用量比例不同用量比例不同,结果也不同结果也不同【清错破疑清错破疑】外植体消毒所用试剂外植体消毒所用试剂(1)(1)所用消毒剂为体积分数为所用消毒剂为体积分数为70%70%的酒精和质量分数为的酒精和质量分数为 0.1%0.1%的氯化汞溶的氯化汞溶液。液。(2)(2)所使用的清洗液是无菌水。所使用的清洗液是无菌水。题组例练题组例练 分类例练分类例练 提炼方法提炼方法1.(20151.(2015四川成都二诊节选四川成都二诊节选)剪秋罗是一种观赏价值和药用价值都很高剪秋罗是一种观赏价值和药用价值都很高的花卉植物的花卉植物,为大量繁殖该植物为大量繁殖该植物,某校研究性学习小组对剪秋罗的组织某校研究性学习小组对剪秋罗的组织培养进行了相关的探究。培养进行了相关的探究。(1)(1)植物组织培养常用植物组织培养常用MSMS培养基培养基,该培养基中的蔗糖能为离体组织细胞该培养基中的蔗糖能为离体组织细胞提供提供和能源和能源,同时能够维持细胞的同时能够维持细胞的。与微生物培养。与微生物培养基的营养成分相比基的营养成分相比,诱导愈伤组织的培养除了添加的糖类不同外诱导愈伤组织的培养除了添加的糖类不同外,还应还应该该。(2)(2)无菌技术是植物组织培养的关键无菌技术是植物组织培养的关键,一般使用一般使用法对培养基法对培养基进行灭菌进行灭菌;外植体消毒一般采用外植体消毒一般采用70%70%的酒精和的酒精和溶液处理溶液处理,但处理但处理既要考虑药剂的消毒效果既要考虑药剂的消毒效果,又要考虑植物的耐受能力。又要考虑植物的耐受能力。(3)(3)研究小组若要利用三种不同浓度的研究小组若要利用三种不同浓度的6 6-BA(BA(细胞分裂素类似物细胞分裂素类似物)溶液、三溶液、三种不同浓度的种不同浓度的NAA(NAA(生长素类似物生长素类似物)溶液来研究两者用量的比例对诱导丛芽溶液来研究两者用量的比例对诱导丛芽的影响的影响,理论上应设计理论上应设计 组实验。为了继续诱导生根组实验。为了继续诱导生根,研究小组研究小组对诱导丛芽的最佳激素用量比例作了调整对诱导丛芽的最佳激素用量比例作了调整,他们提高了他们提高了6 6-BABA的浓度而不改的浓度而不改变变NAANAA的浓度的浓度,然后将重新配制的两种植物生长调节剂溶液直接加入诱导丛然后将重新配制的两种植物生长调节剂溶液直接加入诱导丛芽的培养基中继续培养芽的培养基中继续培养,但指导老师告诉他们诱导生根的措施有明显错误但指导老师告诉他们诱导生根的措施有明显错误,请你帮助他们改正请你帮助他们改正:。解析解析:(1)MS(1)MS培养基中的碳源和能源是蔗糖培养基中的碳源和能源是蔗糖,MS,MS培养基中添加蔗糖还可以调培养基中添加蔗糖还可以调节渗透压。节渗透压。MSMS培养基中需添加植物激素和大量无机盐培养基中需添加植物激素和大量无机盐,微生物培养基中不微生物培养基中不需要。需要。(3)(3)用三种不同浓度的用三种不同浓度的6 6-BA(BA(细胞分裂素类似物细胞分裂素类似物)溶液和三种不同浓度的溶液和三种不同浓度的NAA(NAA(生长素类似物生长素类似物)溶液研究两者用量的比例对诱导丛芽的影响溶液研究两者用量的比例对诱导丛芽的影响,理论上理论上应设计应设计9 9组实验组实验,因为不同浓度的配比有因为不同浓度的配比有9 9种组合。生长素和细胞分裂素的种组合。生长素和细胞分裂素的比值高时比值高时,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,所以为了继续诱导生根所以为了继续诱导生根,应提应提高高NAANAA的浓度的浓度,重新配制培养基并进行转瓶培养。重新配制培养基并进行转瓶培养。答案答案:(1)(1)碳源渗透压添加植物激素、提供大量的无机盐碳源渗透压添加植物激素、提供大量的无机盐(2)(2)高压蒸汽灭菌高压蒸汽灭菌0.1%0.1%的氯化汞的氯化汞(3)9(3)9应提高应提高NAANAA的浓度的浓度,重新配制培养基转瓶培养重新配制培养基转瓶培养2.2.为了探究为了探究6-BA6-BA和和IAAIAA对某菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响对某菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响,某研某研究小组在究小组在MSMS培养基中加入培养基中加入6BA6BA和和IAA,IAA,配制成四种培养基配制成四种培养基(见下表见下表),),灭菌灭菌后分别接种数量相同、生长状态一致、消毒后的茎尖外植体后分别接种数量相同、生长状态一致、消毒后的茎尖外植体,在适宜条在适宜条件下培养一段时间后件下培养一段时间后,统计再生丛芽外植体的比率统计再生丛芽外植体的比率(m),(m),以及再生丛芽外以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数植体上的丛芽平均数(n),(n),结果如下表。结果如下表。培养基培养基编编号号浓浓度度/mg/mgL L-1-1m/%m/%n/n/个个6-BA6-BAIAAIAA1 10.50.50 076.776.73.13.12 20.10.177.477.46.16.13 30.20.266.766.75.35.34 40.50.560.060.05.05.0回答下列问题回答下列问题:(1)(1)按照植物的需求量按照植物的需求量,培养基中无机盐的元素可分为培养基中无机盐的元素可分为 和和两类。上述培养基中两类。上述培养基中,6-BA,6-BA属于属于 类生长调节剂。类生长调节剂。(2)(2)在该实验中在该实验中,自变量是自变量是 。因变量是。因变量是 ,自变量的取值范围是自变量的取值范围是 。(3)(3)从实验结果可知从实验结果可知,诱导丛芽总数最少的培养基是诱导丛芽总数最少的培养基是 号培号培养基。养基。(4)(4)为了诱导该菊花试管苗生根为了诱导该菊花试管苗生根,培养基中一般不加入培养基中一般不加入 (填填“6-BA6-BA”或或“IAAIAA”)。解析解析:(1)(1)根据植物的需水量根据植物的需水量,培养基中的元素分为大量元素和微量元培养基中的元素分为大量元素和微量元素素,6-BA,6-BA属于细胞分裂素类植物生长调节剂。属于细胞分裂素类植物生长调节剂。(2)(2)实验中的自变量是实验中的自变量是IAAIAA的浓度的浓度,因变量是再生丛芽外植体的比率因变量是再生丛芽外植体的比率(m)(m)和和再生丛芽外植体上的丛芽平均数再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)(n)。自变量的取值范围在。自变量的取值范围在0 00.5 0.5 mgLmgL-1-1之间。之间。(3)(3)诱导丛芽的总数量为诱导丛芽的总数量为m m与与n n的乘积的乘积,所以所以1 1号培养基诱导丛芽总数号培养基诱导丛芽总数最少。最少。(4)6(4)6-BABA属于细胞分裂素类生长调节剂属于细胞分裂素类生长调节剂,有利于芽的分化有利于芽的分化,抑制根的抑制根的形成。形成。答案答案:(1)(1)大量元素微量元素细胞分裂素大量元素微量元素细胞分裂素(2)IAA(2)IAA浓度再生丛芽外植体的比率浓度再生丛芽外植体的比率(m)(m)和再生丛芽外植物上的丛芽和再生丛芽外植物上的丛芽平均数平均数(n)(n)0 00.5 mg0.5 mgL L-1-1(3)1(3)1(4)6(4)6-BABA考点二月季的花药离体培养考点二月季的花药离体培养知识梳理知识梳理 自主学习自主学习 夯实基础夯实基础重点透析重点透析 剖析考点剖析考点 拓展深化拓展深化植物组织培养技术和花药离体培养技术的比较植物组织培养技术和花药离体培养技术的比较项项目目植物植物组织组织培养培养花花药药离体培养离体培养相相同同点点理理论论依据依据植物植物细细胞的全能性胞的全能性基本基本过过程程脱分化脱分化再分化再分化影响因素影响因素选选材、材、营营养、激素、温度、养、激素、温度、pHpH、光照等、光照等不不同同点点外植体外植体体体细细胞胞生殖生殖细细胞胞(花粉粒花粉粒)生殖方式生殖方式无性生殖无性生殖有性生殖有性生殖培养培养结结果果正常植株正常植株单单倍体植株倍体植株育性育性可育可育高度不育高度不育,秋水仙秋水仙素素处处理后可育理后可育操作流程操作流程制制备备培养基培养基外植体消毒外植体消毒接种接种培养培养移栽移栽栽培栽培选选材材材料的消毒材料的消毒接接种和培养种和培养筛选筛选和和诱导诱导移栽移栽栽培栽培选选育育【清错破疑清错破疑】实验操作中的两点提醒实验操作中的两点提醒(1)(1)材料的选取材料的选取:菊花的组织培养实验中菊花的组织培养实验中,应选择未开花植株的茎上部新应选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝萌生的侧枝;月季花药的培养实验中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应选择花粉发育过程中的单核靠边期的花粉进行培养。期的花粉进行培养。(2)(2)培养过程培养过程:在初期在初期,菊花的组织培养需光照菊花的组织培养需光照,月季花药的培养不需光照月季花药的培养不需光照;而在后期均需光照。而在后期均需光照。题组例练题组例练 分类例练分类例练 提炼方法提炼方法1.(20151.(2015东北三校二联东北三校二联)自自19641964年印度科学家培养曼陀罗花药获得单倍体植年印度科学家培养曼陀罗花药获得单倍体植株后株后,花药离体培养技术发展迅速花药离体培养技术发展迅速,据记载据记载,现在已经有现在已经有250250多种高等植物的多种高等植物的花药培养成功。花药培养成功。(1)(1)组织培养中组织培养中,常采用常采用 培养基培养基,其成分主要包括水、大量元素、其成分主要包括水、大量元素、有机物、有机物,还需要添加植物激素。还需要添加植物激素。(2)(2)细胞分裂素和生长素的使用顺序和用量会影响到植物细胞的发育方向。细胞分裂素和生长素的使用顺序和用量会影响到植物细胞的发育方向。如如,为了有利于细胞分裂而不分化为了有利于细胞分裂而不分化,两种激素的使用顺序为两种激素的使用顺序为:.。花粉植株产生的途径有两种。花粉植株产生的途径有两种:一种是花粉脱分化形成一种是花粉脱分化形成愈伤组织愈伤组织,另一种是形成另一种是形成。(3)(3)进行月季花药离体培养一般选择在五月初到五月中旬。对于花粉而言进行月季花药离体培养一般选择在五月初到五月中旬。对于花粉而言,要采用要采用期的花粉期的花粉,为了鉴定该时期的花粉为了鉴定该时期的花粉,常采用醋酸洋红法进行常采用醋酸洋红法进行染色鉴定。若是某些植物花粉细胞不易着色染色鉴定。若是某些植物花粉细胞不易着色,常采用常采用 法染色法染色,能能将花粉的细胞核染成将花粉的细胞核染成 色。色。(4)(4)消毒后的花蕾消毒后的花蕾,在无菌条件下除去萼片与花瓣在无菌条件下除去萼片与花瓣,剥离花药时剥离花药时,尽量不要损尽量不要损伤花药伤花药,同时要将同时要将彻底去除。彻底去除。解析解析:(1)(1)组织培养中组织培养中,常采用常采用MSMS固体培养基固体培养基,其成分主要包括水、大量元其成分主要包括水、大量元素、微量元素、有机物等素、微量元素、有机物等,还需要添加植物激素。还需要添加植物激素。(2)(2)细胞分裂素和生长素的使用顺序和用量会影响到植物细胞的发育方向细胞分裂素和生长素的使用顺序和用量会影响到植物细胞的发育方向,为了有利于细胞分裂而不分化为了有利于细胞分裂而不分化,两种激素的使用顺序为先生长素两种激素的使用顺序为先生长素,后细胞后细胞分裂素分裂素;花粉植株产生的途径有两种花粉植株产生的途径有两种:一种是花粉脱分化形成愈伤组织一种是花粉脱分化形成愈伤组织,另另一种是形成胚状体一种是形成胚状体。(3)(3)月季花药离体培养时月季花药离体培养时,对于花粉而言对于花粉而言,单核期对离体刺激敏感单核期对离体刺激敏感,因此要采因此要采用单核期的花粉用单核期的花粉;为了鉴定该时期的花粉为了鉴定该时期的花粉,常采用醋酸洋红法进行染色鉴定。常采用醋酸洋红法进行染色鉴定。若是某些植物花粉细胞不易着色若是某些植物花粉细胞不易着色,常采用焙花青常采用焙花青铬矾法染色铬矾法染色,能将花粉的能将花粉的细胞核染成蓝黑色细胞核染成蓝黑色。(4)(4)由于与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成由于与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成,因此要彻底除因此要彻底除去花丝。去花丝。答案答案:(1)MS(1)MS固体微量元素固体微量元素(2)(2)先生长素先生长素,后细胞分裂素胚状体后细胞分裂素胚状体(3)(3)单核单核(单核居中到单核靠边单核居中到单核靠边)焙花青焙花青铬矾法蓝黑铬矾法蓝黑(4)(4)花丝花丝2.2.如图表示菊花的嫩枝和月季的花药的离体培养过程如图表示菊花的嫩枝和月季的花药的离体培养过程,请回答请回答:(1)(1)对菊花来说对菊花来说,要选取生长旺盛的嫩枝来进行组织培养要选取生长旺盛的嫩枝来进行组织培养,其原因是其原因是 ;对月季来说对月季来说,适宜花粉培养的时期是适宜花粉培养的时期是 期。为确定花粉是否处期。为确定花粉是否处于该时期于该时期,最常用的镜检方法是最常用的镜检方法是 。(2)(2)在培养嫩枝组织和花粉的培养基中都要加入一定的植物激素在培养嫩枝组织和花粉的培养基中都要加入一定的植物激素,常用的常用的植物激素有植物激素有 。(3)(3)两种植物组织培养都需要接种两种植物组织培养都需要接种,在进行接种时应注意在进行接种时应注意()接种室要消毒接种室要消毒只要戴口罩只要戴口罩,操作时便可说话操作时便可说话外植体可预先用外植体可预先用体积分数为体积分数为70%70%的酒精浸泡的酒精浸泡,取出用无菌水冲洗后取出用无菌水冲洗后,再用再用0.1%0.1%的氯化汞溶的氯化汞溶液消毒液消毒,并用无菌水冲洗干净并用无菌水冲洗干净接种操作要在酒精灯火焰旁进行接种操作要在酒精灯火焰旁进行接种完毕应立即盖好瓶盖接种完毕应立即盖好瓶盖A.A.B.B.C.C.D.D.(4)(4)月季的花药培养与菊花的嫩枝组织培养不同月季的花药培养与菊花的嫩枝组织培养不同,从植物产生的途径来说从植物产生的途径来说,花粉植株产生的途径除了图中所示外花粉植株产生的途径除了图中所示外,还可以通过还可以通过阶段发育而阶段发育而来来,这两种发育途径的差别主要取决于这两种发育途径的差别主要取决于 。(5)(5)图中的图中的B B过程都需要过程都需要,因为愈伤组织形成幼小植物后因为愈伤组织形成幼小植物后,植物需植物需要叶绿素进行光合作用。要叶绿素进行光合作用。解析解析:菊花的组织培养菊花的组织培养,一般选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝一般选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝,主主要因为其分裂分化能力强要因为其分裂分化能力强;被子植物花粉发育过程要经历四分体时期、单被子植物花粉发育过程要经历四分体时期、单核期和双核期等阶段。其中单核期是绝大多数植物花药培养的适宜时期。核期和双核期等阶段。其中单核期是绝大多数植物花药培养的适宜时期。花药培养中常用的镜检方法为醋酸洋红法和焙花青花药培养中常用的镜检方法为醋酸洋红法和焙花青铬矾法。在组织培铬矾法。在组织培养中常要加入一些植物激素如生长素和细胞分裂素养中常要加入一些植物激素如生长素和细胞分裂素,在培养的不同时期加在培养的不同时期加入激素的比例不同入激素的比例不同,对于花药培养来说对于花药培养来说,还要加入赤霉素等激素。组织培还要加入赤霉素等激素。组织培养中要求进行严格的无菌操作养中要求进行严格的无菌操作,因为一旦出现细菌或真菌污染因为一旦出现细菌或真菌污染,就会导致就会导致实验失败实验失败,其要求除题目中提到的其要求除题目中提到的项外项外,还有工作人员即使戴上还有工作人员即使戴上口罩口罩,也不许说话、咳嗽等。花粉植株的产生也可以通过胚状体诱导而成。也不许说话、咳嗽等。花粉植株的产生也可以通过胚状体诱导而成。叶绿素的合成需要光照条件叶绿素的合成需要光照条件,所以当幼小植物形成后所以当幼小植物形成后,需要光照需要光照。答案答案:(1)(1)生长旺盛的嫩枝生理状况好生长旺盛的嫩枝生理状况好,容易诱导脱分化和再分化单核容易诱导脱分化和再分化单核醋酸洋红法醋酸洋红法(2)(2)细胞分裂素和生长素细胞分裂素和生长素(3)C(3)C(4)(4)胚状体培养基中激素的种类及其浓度配比胚状体培养基中激素的种类及其浓度配比(5)(5)光照光照构建知识网络强化答题语句构建知识网络强化答题语句【建网络图建网络图】填充填充:，.细胞的全能性细胞的全能性愈伤组织愈伤组织接种接种胚状体胚状体丛芽丛芽【要语强记要语强记】1.1.无论是菊花的组织培养还是月季的花药培养无论是菊花的组织培养还是月季的花药培养,其理论基础都是植物其理论基础都是植物细胞的全能性。细胞的全能性。2.2.植物组织培养包括脱分化和再分化等过程植物组织培养包括脱分化和再分化等过程,培养过程除了需要各种培养过程除了需要各种营养物质外营养物质外,还需要植物激素的调节。还需要植物激素的调节。3.3.产生花粉植株的途径有两条产生花粉植株的途径有两条:一种是花粉通过胚状体阶段发育为植一种是花粉通过胚状体阶段发育为植株株;另一种是花粉在诱导培养基上先形成愈伤组织另一种是花粉在诱导培养基上先形成愈伤组织,再将其诱导分化再将其诱导分化成植株。成植株。