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1、 生物技术实践 第35讲 植物的组织培养技术 选修1 1 菊花的组织培养 2 月季的花药培养 1 人参是一种名贵中药材 其有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
2、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 山东理综生物试题的选修 试题 历年来 都是立足课本 主要考查课本的基础知识 题目较简单 今年仍然立足课本 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
3、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 2 2010 全国新课标 请回答 1 植物微型繁殖技术属于植物组织培养的范畴 该技术可以保持品种的 繁殖种苗的速度 离体的叶肉细胞在适宜的条件下培养 最终能够形成完整的植株 说明该叶肉细胞具有该植物的全部 2 把试管苗转接到新的培养基上时 需要在超净工作台上进行 其原因是避免的污染 遗传特性 快 遗传信息 微生物 3 微型繁殖过程中 适宜浓度的生长素单独使用可诱导试管苗 而与配比适宜时可促进芽的增殖 若要抑制试管苗的生长 促使愈伤组织产生和生长 需要使用的生长调节剂是 脱落酸 2 4 D 生根 细胞分裂素 2 4 D 4
4、 将某植物试管苗培养在含不同浓度蔗糖的培养基上一段时间后 单株鲜重和光合作用强度的变化如图 据图分析 随着培养基中蔗糖浓度的增加 光合作用强度的变化趋势是 单株鲜重的变化趋势是 据图判断 培养基中不含蔗糖时 试管苗光合作用产生的有机物的量 能 不能 满足自身最佳生长的需要 逐渐减弱 先增加后下降 不能 5 据图推测 若要在诱导试管苗生根的过程中提高其光合作用能力 应 降低 增加 培养基中蔗糖浓度 以便提高试管苗的自养能力 降低 植物组织培养技术是利用植物细胞全能性的原理进行的 是植物细胞工程的基础 在操作过程中应注意无菌操作 避免杂菌污染 因为培养过程中使用的培养基营养物质丰富 适宜浓度的生长
5、素可以诱导试管苗生根 而如果要促进愈伤组织形成芽 则需要与细胞分裂素配比适宜 促进愈伤组织产生和生长应该使用生长素类似物 如2 4 D 一 植物的组织培养 二 月季的花药培养1 被子植物的花粉发育 2 产生花粉植株的两种途径这两种途径的区别主要取决于培养基中的配比 激素的种类及其浓度 3 影响花药培养的因素 低温 单核期 三 花药培养技术和植物组织培养技术的比较 四 植物激素在组织培养中的重要作用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激素 其作用特点为 1 植物细胞具全能性的原因是什么 不同细胞的全能性表达难易程度如何 植物细胞具有全能性的原因是因为植物体的每一个具核的活细胞都
6、包含有该物种所特有的全套遗传物质 不同细胞的全能性表达难易程度不同 最易表达的是受精卵 其次是生殖细胞 未受精的卵细胞和花粉细胞 第三是各种分生组织等薄壁细胞 然后是其他已经分化的组织 总之 分化程度越低的组织越易培养 分化程度越高的组织越难培养 2 为什么生物体内的细胞不表现全能性 植物细胞体现全能性的条件是什么 生物体内的细胞不表现全能性的原因是 在特定的时间和空间条件下 细胞中的基因会有选择性的表达出各种蛋白质 从而构成生物体的不同组织和器官 植物细胞体现全能性的条件有以下方面 离体状态 一定的营养物质 植物激素 其他适宜的外界条件 温度 pH 氧气 光照 无菌等 3 培养基中各种营养物
7、质有什么作用 MS培养基的配方与微生物培养基的配方相比有哪些明显的不同 培养基中各种营养物质的作用分别是 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 同时能够维持细胞的渗透压 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 微生物培养基以有机营养为主 与微生物的培养不同 MS培养基则需提供大量无机营养 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 4 为什么无菌技术是植物组织培养成功的关键 植物组织培养不同于扦插 分根 叶插等常规无性繁殖 由于植物组织培养所利用的植物材料体积小 抗性差 所以对培养条件的要求较高 用于
8、植物组织培养的培养基同样适合于某些微生物的生长 如一些细菌 真菌等的生长 培养材料一旦被微生物 如细菌 污染 其分裂快 生长迅速 会争夺培养基中的营养 还会产生代谢废物毒害培养材料 导致实验失败 因此要进行严格的无菌操作 5 将花药接种到MS培养基上之前 对消毒过的花蕾的处理应注意哪些 1 在无菌条件下 除去萼片和花瓣 2 在剥离花药时 要尽量不损伤花药 否则接种后容易在受伤部位产生愈伤组织 3 要彻底除去花丝 因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成 6 实验操作中应注意哪些问题 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茎上部新萌生的侧枝 月季花药的离体培养实验中 应
9、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要光照 而在后期均需要光照 菊花的组织培养植物组织培养所需营养的叙述 不正确的是 A MS培养基既含硝态氮又含铵态氮B 维生素以辅酶的形式参与生物催化剂酶系活动C 植物生长调节物质包括生长素 细胞分裂素及赤霉素等D 植物组织培养过程中无需从外部供糖 D 通常植物本身能进行光合作用 产生糖类 不需从外部供给糖 但植物组织培养过程中 离体组织或器官培养至愈伤组织的过程中 不能进行光合作
10、用合成糖类 因此必须在培养基中添加糖 作为碳素来源和能量来源 下列关于影响植物组织培养因素 说法正确的是 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 在植物的组织培养中 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也特别重要 D 本题很易错选B项 在配制好的MS培养基中常常需要添加植物激素 而不是必须 比如菊花的茎段的组织培养比较容易 因此不必添加植物激素 植物组织培养中 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 愈伤组织可再分化形成根 芽等器官 相关概念归纳如下 1 脱分化 让已经分
11、化的细胞 经过诱导后 失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程 即是由高度分化的植物器官 组织或细胞 产生愈伤组织的过程 2 愈伤组织 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 具分生能力的薄壁细胞 愈伤组织的细胞中不含有叶绿体 3 再分化 脱分化产生的愈伤组织继续进行培养 又可以重新分化成根或芽等器官的过程 月季的花药培养进行月季花粉培养时选择花粉的最佳时期为 A 盛开期的月季花B 略微开放的月季花C 完全未开放的花蕾D 近凋谢时期的月季花 C 选择合适的花粉发育时期是提高诱导成功率的重要因素 花粉发育过程中 只有单核期核移向细胞一侧的时期 单核靠边期 花粉培养成功率最高
12、 因此 通常选择完全未开放的花蕾 关于花粉胚和愈伤组织的说法正确的是 A 花粉胚的细胞含有与体细胞相同的染色体B 愈伤组织只能由体细胞培养产生C 花粉胚具有直接发育成植株的能力D 愈伤组织分化的花粉植物为二倍体 C A错误 花粉是有性生殖细胞 形成的花粉胚细胞中染色体数目与花粉粒中相同 为体细胞的一半 B错误 花粉植物的培育过程中 由花药中的花粉经脱分化也可形成愈伤组织 C正确 D错误 由单倍体性细胞产生的花粉胚也可发育成单倍体植株 但不能称二倍体 植物组织培养技术与花药培养技术的异同相同之处 培养基配制方法 无菌技术及接种操作等基本相同 不同之处 花药培养的选材非常重要 需事先摸索时期适宜的花蕾 花药裂开后释放出的愈伤组织或胚状体也要及时更换培养基 花药培养对培养基配方的要求更为严格 这些都使花药培养的难度大为增加
