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1、 第第3 3讲讲 植物的组织培养技术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
2、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 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、3 ppm0.002 ppm愈伤组织 分化出根D组花芽0.03 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
4、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
5、.(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
6、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.(2008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
7、 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
8、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，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
9、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，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，
10、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
11、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
