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[赢在起点]2014高考生物第一轮复习学案 第59讲: 植物的组织培养技术

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(3)形成花粉的细胞分裂方式是________,花粉发育成植物体的细胞分裂方式是________。

(4)植株④叫做_________。若要得到可育植株,需要用________对③进行处理。 高考真题体验

1.2012山东34.(8分【生物)—生物技术实践】辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图。

(1)图中①和②分别表示辣椒组织培养中细胞的__________和__________过程。 (2)图中培养外植体的培养基中常用的凝固剂是__________。培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值__________(填“高”或“低”)时,有利于芽的分化。对培养基彻底灭菌时,应采用的灭菌方法是__________。

(3)图中外植体的消毒所需酒精的体积分数是__________。用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时,常用的酶是__________和纤维素酶。

(4)提取辣椒素过程中,萃取加热时需安装冷凝回流装置,其目的是__________。 2.(2011`上海高考)下列关于植物组织培养的表述,错误的是( ) A.外植体可以来自于植物的任何细胞 B.培养应在无菌条件下进行

C.以花粉作为外植体可得到单倍体植株

D.不同阶段的培养基中细胞分裂素和生长素的比例不同 3.(2011·江苏高考)下列有关植物组织培养的叙述,正确的是( ) A.愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞

B.二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株 C.用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工种子 D.植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl的培养基培养筛选而获得 4.(2010·安徽高考)草莓生产植方式易给后代。导致产量降低、品质变化。运用微型繁殖技术可以培育出无病毒出来。草莓常见繁殖的基本过程如下:

请回答 (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MS培养基的主要成分包括大量元素、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2-5d,若发现外植体局部污染,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 。

学案59 植物的组织培养技术

基础自查

一、植物组织培养技术

1.植物组织培养的基础知识 (1) 植物细胞具有全能性。 (2)基本过程:

再分化 脱分化

外植体―――→愈伤组织―――→试管苗―――→移栽

(3) ①选材:不同植物组织或同一植物组织的不同部分,培养的难易程度差别很大,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。

②培养基:植物组织培养需要适宜的培养基,常用的是MS培养基,在配制好的培养基中,常常需要添加细胞分裂素和生长素两种植物激素。

2.实验操作

(1)配制好的培养基要进行高压蒸汽灭菌。

(2) 70%酒精消毒6~7s 用无菌水清洗 0.1%的氯化汞消毒 用70%酒精清洗

(3) 始终在酒精灯旁进行,对于接种工具要用火焰灼烧 灭菌。 (4) 无菌箱

二、月季的花药培养

1.被子植物花粉的发育过程:花粉母细胞(小孢子母细胞)→四分体时期→单核期→ 双核期→精子。

2.产生花粉植株的两种途径

(1)花粉通过胚状体阶段分化发育为植株。

(2)花粉在诱导培养基上先形成愈伤组织,再将其诱导分化成单倍体植株。

3.影响花药培养的因素:主要因素是材料的选择和培养基的组成。一般月季的花药培养选在五月初到五月中旬,即月季的初花期。

课堂深化探究

一、植物组织培养的过程 1.菊花组织培养过程

菊花组织脱分化,F形成愈伤组织再分化,F长出丛芽―→生根移栽,F菊花植株。 2.月季的花药培养

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。

[来源学+科+网Z+X+X+K]

三、 生长素和细胞分裂素

1.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。 2. 使用顺序 3.

①高:利于根的分化、抑制芽的形成??

?②低:利于芽的分化、抑制根的形成 ??③适中:促进愈伤组织的生长

四、实验操作中应注意的几个问题 1.未开花植株的茎上部新萌生的侧枝; 花粉发育过程中的单核靠边期的花粉进行培养。 2.体积分数为70%的酒精和质量分数为0.1%的氯化汞溶液 无菌水。 3.菊花的组织培 月季花药的培养 均需光照。 对应训练

1.D [在该过程中,共要配制三种培养基,分别是脱分化培养基、生芽培养基和生根培养基,但这些培养基需要碳源是蔗糖,而不是无机碳;在对培养基进行高压蒸汽灭菌时,要在121℃下保持15分钟,以便于杀死所有微生物的细胞、芽孢和孢子等,100℃下不能杀死微生物的芽孢;在培养过程中要先让愈伤组织生芽后再使其生根;用酒精对外植体进行消毒时,持续的时间不能太长,否则容易杀死外植体细胞。]

2.在植物组织培养中,生长素用于诱导细胞的分裂和根的分化,细胞分裂素的主要作用是促进组织细胞分裂或从愈伤组织和器官上分化出不定芽。组织培养过程中,两者协同调控,当生长素含量高于细胞分裂素时,主要诱导植物组织脱分化和根原基的形成;当生长素含量低于细胞分裂素时,则主要诱导植物组织再分化和芽原基的形成。]

3.(1)有丝 单倍体 (2)减数分裂 连在一起的四个单倍体细胞 单核

(3)其分裂旺盛 更容易表达出全能性 外植体消毒 20 6~7 1~2 无菌水 漂净消毒液

(4)MS培养基 大量元素 微量元素 有机物 细胞分裂素 生长素 pH 温度 光照

(5)先打开培养瓶封口膜,让试管苗在培养间生长几天,然后用流水清洗掉培养基,移植到消过毒的蛭石珍珠岩环境下生活一段时间,等幼苗长成后再移栽到土壤中

实验探究

【答案】(1)在单核期细胞核由中央移向细胞一侧 (2)培养基中激素的种类及其浓度配比

(3)使培养基呈固体状态,有利于外植体的生长

(4)如不无菌操作,微生物会在培养基上快速繁殖,与离体培养的植物组织竞争 (5)细胞分裂素 生长素 脱分化 再分化

【解析】(1)图中花粉应选择细胞核由中央移向一侧的单核期,此时细胞培养成功率高。

[来源:Z*xx*k.Com]实验结果 有利于细胞分裂,但细胞不分化 细胞既分裂又分化 分化频率提高 (2)图示第一种途径是再分化形成丛芽,第二种途径是再分化生根,两个途径的主要区别是培养基中激素的种类及比例不同。

(3)植物培养基中加入琼脂的目的是形成固体培养基,有利于植物的固定、生长。 (4)杂菌污染会影响植物体的培养,使培养失败。

(5)花粉的离体培养过程需添加细胞分裂素和生长素。

限时训练 1. 【答案】C

【解析】①为脱分化过程,②为再分化过程,③为个体发育。再分化过程进行的是有丝分裂而不是减数分裂;脱分化和再分化过程需要生长素和细胞分裂素;植物组织培养技术体现了植物细胞的全能性;花药离体培养获得植株为单倍体。

2. 【答案】B

【解析】当生长素与细胞分裂素的比例为较高、适中、较低时,分别促进根的分化、愈伤组织的生长和芽的分化。

3. 【答案】D 【解析】 绿色开花植物的细胞有两种:体细胞和生殖细胞,这两种细胞所含的核型(基因)是不同的,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可能不相同。

4. 【答案】A

【解析】植物组织培养依据的原理是细胞的全能性。培养过程是:离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织,然后再分化成根、芽最终形成植物体。影响植物细胞脱分化产生愈伤组织的一个重要因素是植物激素。当细胞分裂素与生长素共同使用时,能强烈地刺激愈伤组织的形成。

5. 【答案】B 【解析】人工种子是利用植物组织培养获得的,若利用植物的体细胞进行植物组织培养得到人工种子,则该人工种子繁殖属于无性生殖;若利用花粉进行植物组织培养得到人工种子,则该人工种子繁殖属于有性生殖。

6. 【答案】D

【解析】菊花的组织培养用茎段来培养,比较容易,不必添加植物激素;在菊花组织培养中不会发生染色体倍性的变化;需要每天日光灯照射12小时;形成愈伤组织或胚状体后不必更换培养基。月季花药的离体培养需要添加细胞分裂素和生长素等植物激素;在花药培养中,通过愈伤组织形成的植株会出现染色体倍性的变化,所以需要染色体倍性的鉴定;最初不需要光照,幼小植株形成后需要光照;形成愈伤组织或胚状体后需要转移到分化培养基上进一步分化培养。

7. 【答案】(1)ABD 醋酸洋红 (2)水 无机盐 (3)减数分裂 有丝分裂

(4)单倍体 秋水仙素

【解析】(1)从月季花粉细胞到愈伤组织的细胞内没有叶绿体,不进行光合作用,所以不需要光照;选择花药时,一般要通过镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期,最常用的方法为醋酸洋红。

(2)花粉细胞培养的过程中需要水、无机盐和小分子营养物质。

(3)花粉细胞是生殖细胞,生殖细胞的形成方式是减数分裂;花粉发育成植物体细胞的细胞分裂方式是有丝分裂。

(4)植株④的发育起点是花粉,属于配子,所以植株④是单倍体植株;若要得到可育植株,应该对其进行人工诱导染色体数目加倍,需要用秋水仙素对③进行处理。

高考真题体验

1.【答案】(1)脱分化(或去分化) ; 再分化 (2)琼脂; 低; 高压蒸汽灭菌 (3)70%; 果胶酶 (4)防止有机溶剂的挥发

【解析】(1)由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程称为脱分化,脱分化

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