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1、一、植物组织培养技术一、植物组织培养技术1植物组织培养的基础知识植物组织培养的基础知识(1)理论基础：植物细胞具有全能性。理论基础：植物细胞具有全能性。(2)基本过程：基本过程：(3)影响因素影响因素 选材：不同植物组织或同一植物组织的不同部分，培养选材：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，一般选择的难易程度差别很大，菊花的组织培养，一般选择 的茎上部新萌生的侧枝。的茎上部新萌生的侧枝。愈愈伤组织再分化再分化 未开花未开花 植株植株 培养基：植物组织培养需要适宜的培养基，常用的是培养基：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
2、养基中，常常需要添加培养基，在配制好的培养基中，常常需要添加 和和 两种植物激素。两种植物激素。2实验操作实验操作(1)配制好的培养基要进行配制好的培养基要进行 灭菌。灭菌。(2)外植体要先用外植体要先用 消毒消毒67s，取出后用无菌水清洗，取出后用无菌水清洗， 再用再用0.1%的氯化汞的氯化汞消毒，最后再用消毒，最后再用 清洗。清洗。(3)接种时要始终在接种时要始终在 旁进行，对于接种工具要用旁进行，对于接种工具要用 灭菌。灭菌。(4)在在1822d的的 中培养，得到中培养，得到 后进行移栽。后进行移栽。细胞分裂素细胞分裂素生长素生长素高压蒸汽高压蒸汽70%酒精酒精酒精灯酒精灯火焰灼火焰灼烧
3、烧无菌箱无菌箱试管苗试管苗无菌水无菌水二、月季的花药培养二、月季的花药培养1被子植物花粉的发育过程：被子植物花粉的发育过程：花粉母细胞花粉母细胞(小孢子母细胞小孢子母细胞) 时期时期单核期单核期 期期精子。精子。2产生花粉植株的两种途径产生花粉植株的两种途径(1)花粉通过花粉通过 阶段分化发育为植株。阶段分化发育为植株。(2)花粉在诱导培养基上先形成花粉在诱导培养基上先形成 ，再将其诱导分化成，再将其诱导分化成 植株。植株。3影响花药培养的因素：影响花药培养的因素：主要因素是主要因素是 的选择和培养基的的选择和培养基的 。一般月季的花药培养选在五月初到五月中旬，即月。一般月季的花药培养选在五月
4、初到五月中旬，即月 季的初花期。季的初花期。 四分体四分体双核双核胚状体胚状体愈伤组织愈伤组织材料材料 组成组成考点一考点一植物植物组织培养的培养的过程及条件程及条件命命题解解读 近几年高考对该部分内容的考查频率逐渐走近几年高考对该部分内容的考查频率逐渐走高，命题形式以简答题为主，选择题也有所呈现。高，命题形式以简答题为主，选择题也有所呈现。命题主要以植物组织培养为材料背景考查了植物命题主要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组织培养过程中涉及的MS培养基及消毒灭菌的相培养基及消毒灭菌的相关的知识。预计关的知识。预计2012年高考将植物组织培养的有年高考将植物组织培养的有关知
5、识与植物激素的应用和植物中有效成分的提关知识与植物激素的应用和植物中有效成分的提取相联系进行综合考查的可能性较大。取相联系进行综合考查的可能性较大。示例示例1如下图所示胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作，植如下图所示胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作，植入试管后，在一定的条件下，形成试管苗的培育过程，请据入试管后，在一定的条件下，形成试管苗的培育过程，请据图回答下列问题：图回答下列问题：(1)要促进细胞分裂生长，培养基中应含有营养物质和激素，要促进细胞分裂生长，培养基中应含有营养物质和激素， 营养物质包括营养物质包括_和小分子有机物；激素包括细胞分和小分子有机物；激素包括细胞分 裂素和裂素和_两类植物
6、激素。两类植物激素。(2)此过程依据的原理是此过程依据的原理是_。A和和B阶段主要进行的分裂阶段主要进行的分裂 方式是方式是_，B阶段除了细胞分裂外，还进行细胞阶段除了细胞分裂外，还进行细胞_等。等。(3)此过程要无菌操作，主要是指对此过程要无菌操作，主要是指对_进行灭菌消毒。进行灭菌消毒。B 阶段需要光照，原因是阶段需要光照，原因是_。(4)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶的叶肉细胞具有叶绿素，试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶的叶肉细胞具有叶绿素， 这是基因这是基因_的结果。的结果。(5)将胡萝卜组织块接种到培养基上时，为防止细胞污染应如将胡萝卜组织块接种到培养基上时，为防止细胞污染应如 何操作
7、？何操作？ _。解析解析该题综合考查植物组织培养过程、所需条件等方面该题综合考查植物组织培养过程、所需条件等方面的知识。解答本题应着重从植物组织培养的原理、过程、影的知识。解答本题应着重从植物组织培养的原理、过程、影响因素及相关的无菌操作技术等方面入手。响因素及相关的无菌操作技术等方面入手。(1)植物组织培养植物组织培养使用的培养基应含有供组织细胞生长发育所需要的无机盐和使用的培养基应含有供组织细胞生长发育所需要的无机盐和小分子有机物，还需供调节细胞发育方向的细胞分裂素和生小分子有机物，还需供调节细胞发育方向的细胞分裂素和生长素等激素。长素等激素。(2)植物细胞的全能性是植物组织培养的理论基植
8、物细胞的全能性是植物组织培养的理论基础，脱分化和再分化阶段中细胞的增殖方式均为有丝分裂，础，脱分化和再分化阶段中细胞的增殖方式均为有丝分裂，再分化阶段愈伤组织经细胞有丝分裂和分化形成试管苗。再分化阶段愈伤组织经细胞有丝分裂和分化形成试管苗。(3)植物组织培养过程一定要做到无菌操作，包括外植体、培养植物组织培养过程一定要做到无菌操作，包括外植体、培养基、容器、工具等均应消毒灭菌，其中培养基的灭菌最为基、容器、工具等均应消毒灭菌，其中培养基的灭菌最为重要；重要；再分化阶段需要光照，因为叶中叶绿素的合成需要再分化阶段需要光照，因为叶中叶绿素的合成需要光照条件。光照条件。(4)同一植株的所有细胞所含有
9、的遗传信息相同，同一植株的所有细胞所含有的遗传信息相同，但表达不同，故形态功能也存在差异。但表达不同，故形态功能也存在差异。(5)酒精灯火焰旁温酒精灯火焰旁温度较高，可有效杀死空气中的细菌。度较高，可有效杀死空气中的细菌。答案答案(1)无机盐生长素无机盐生长素(2)植物细胞的全能性有植物细胞的全能性有丝分裂分化丝分裂分化(3)培养基芽发育成叶，叶肉细胞中叶培养基芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件绿素的合成需要光照条件(4)选择性表达选择性表达(5)接种要在接种要在酒精灯火焰旁进行酒精灯火焰旁进行1影响植物组织培养的因素影响植物组织培养的因素(1)内因：植物的种类及同一种植物材料的年
10、龄、保存时间内因：植物的种类及同一种植物材料的年龄、保存时间 的长短、部位等。的长短、部位等。2植物组织培养的关键植物组织培养的关键(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。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。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、实验材料以无菌技术主要包括对操作空间、实验用具
11、、实验材料以 及操作者的消毒灭菌。及操作者的消毒灭菌。 1(2011朝阳统考朝阳统考)科学家将分离得到的成熟的胡萝卜韧皮科学家将分离得到的成熟的胡萝卜韧皮 部细胞进行如下处理，最终由单个细胞发育成为完整的新部细胞进行如下处理，最终由单个细胞发育成为完整的新 植株。请回答下列问题：植株。请回答下列问题：(1)科学家所用的这种生物技术叫做科学家所用的这种生物技术叫做_。该项技术表。该项技术表明，当植物细胞处于明，当植物细胞处于_状态时，在一定的营养物质、状态时，在一定的营养物质、_和其他外界条件的作用下，可能表现出全能性，和其他外界条件的作用下，可能表现出全能性，发育成完整植株。发育成完整植株。(
12、2)图中图中B过程称为过程称为_，通过，通过B过程产生的愈伤组织细过程产生的愈伤组织细胞与根韧皮部细胞形态结构不同，其根本原因是胞与根韧皮部细胞形态结构不同，其根本原因是_。解析：解析：植物组织培养技术可以将单个的离体植物组织或植物组织培养技术可以将单个的离体植物组织或细胞培养成完整的个体，这说明了离体的植物细胞可以细胞培养成完整的个体，这说明了离体的植物细胞可以在适宜条件下表现全能性；由离体植物细胞培养成愈伤在适宜条件下表现全能性；由离体植物细胞培养成愈伤组织时，需先使细胞脱分化；细胞的形态结构不同，是组织时，需先使细胞脱分化；细胞的形态结构不同，是细胞分化的结果，根本原因在于细胞中的基因执
13、行功能细胞分化的结果，根本原因在于细胞中的基因执行功能的区别，即基因的选择性表达。的区别，即基因的选择性表达。答案：答案：(1)植物组织培养离体植物激素植物组织培养离体植物激素(2)脱分化脱分化基因的选择性表达基因的选择性表达考点二考点二月季的花月季的花药培养培养命命题解解读 近几年高考对花药培养的考查较少，预计近几年高考对花药培养的考查较少，预计今后高考对本内容的考查将以简答题为主，花今后高考对本内容的考查将以简答题为主，花药离体培养技术的操作及与植物组织培养的区药离体培养技术的操作及与植物组织培养的区别将是命题主要的方向。别将是命题主要的方向。示例示例2(2011银川模拟银川模拟)下图是月
14、季花药离体培养产生花粉下图是月季花药离体培养产生花粉植株的两种途径，请据图回答有关问题：植株的两种途径，请据图回答有关问题：(1)选用的材料合适与否是成功诱导出花粉植株的重要因素，选用的材料合适与否是成功诱导出花粉植株的重要因素， 一般来说选用一般来说选用_ 期的花粉可提高成功率。选择期的花粉可提高成功率。选择 花粉时，一般要通过花粉时，一般要通过 _ 来确定花粉是否处于合来确定花粉是否处于合 适的发育期，这时需要对花粉的细胞核进行染色，常用适的发育期，这时需要对花粉的细胞核进行染色，常用 的染色剂是的染色剂是 _ 。(2)上图中花药经脱分化产生胚状体还是愈伤组织主要取决于培养上图中花药经脱分
15、化产生胚状体还是愈伤组织主要取决于培养 基中基中_ 。(3)胚状体与愈伤组织在结构上的主要区别在于愈伤组织的细胞排胚状体与愈伤组织在结构上的主要区别在于愈伤组织的细胞排 列疏松无规则的列疏松无规则的 _ 细胞。胚状体与细胞。胚状体与_ 发育形成的胚发育形成的胚有类似的结构，即具有胚芽、胚轴和有类似的结构，即具有胚芽、胚轴和 胚根。胚根。(4)无菌技术也是成功诱导出花粉植株的重要因素，请说明下列各无菌技术也是成功诱导出花粉植株的重要因素，请说明下列各 项需要消毒，还是需要灭菌。项需要消毒，还是需要灭菌。 培养基，培养基，培养皿，培养皿，接种环，接种环，花蕾，花蕾，实验操作者的双实验操作者的双 手
16、，手，三角锥形瓶。三角锥形瓶。_ (填编号填编号)需要灭菌，需要灭菌， _(填填 编号编号)需要消毒。需要消毒。(5)试管苗移栽到土壤前，通常要进行壮苗处理，应如何壮苗？试管苗移栽到土壤前，通常要进行壮苗处理，应如何壮苗？ _。解析解析(1)并不是任何时期的花粉都可以培养产生愈伤组织并不是任何时期的花粉都可以培养产生愈伤组织或胚状体，只有花粉发育到一定时期对离体的刺激才最敏感。或胚状体，只有花粉发育到一定时期对离体的刺激才最敏感。对大多数植物而言，单核中期至晚期的花粉最容易形成花粉对大多数植物而言，单核中期至晚期的花粉最容易形成花粉胚或花粉愈伤组织。在培养花药之前，通常用醋酸洋红染色胚或花粉愈
17、伤组织。在培养花药之前，通常用醋酸洋红染色制片法制片镜检以确定花粉发育时期。制片法制片镜检以确定花粉发育时期。(2)花药培养产生花粉植株一般有两种途径：其一是花药中的花药培养产生花粉植株一般有两种途径：其一是花药中的花粉通过胚状体阶段发育为小植株；其二是花药中花粉在诱花粉通过胚状体阶段发育为小植株；其二是花药中花粉在诱导培养基上先形成愈伤组织，再诱导其分化成植株。两种途导培养基上先形成愈伤组织，再诱导其分化成植株。两种途径并无绝对界限，主要取决于培养基中的激素种类及其浓度径并无绝对界限，主要取决于培养基中的激素种类及其浓度配比。配比。(3)愈伤组织是一团高度液泡化的薄壁细胞，植物组织培养愈伤组
18、织是一团高度液泡化的薄壁细胞，植物组织培养得到的胚状体与正常受精卵发育成的胚均有胚芽、胚根和胚得到的胚状体与正常受精卵发育成的胚均有胚芽、胚根和胚轴。轴。(4)灭菌是用理化方法杀死物体内外所有的微生物细胞、芽灭菌是用理化方法杀死物体内外所有的微生物细胞、芽孢和孢子。消毒是杀死物体表面的微生物。在微生物培养过孢和孢子。消毒是杀死物体表面的微生物。在微生物培养过程中通常对培养基、培养皿、接种环、三角锥形瓶，进行灭程中通常对培养基、培养皿、接种环、三角锥形瓶，进行灭菌处理；对花蕾、实验操作者的双手进行消毒处理。菌处理；对花蕾、实验操作者的双手进行消毒处理。(5)详详见答案。见答案。答案答案(1)单核
19、镜检单核镜检(显微镜观察显微镜观察)醋酸洋红醋酸洋红(2)激素的种类及其浓度配比激素的种类及其浓度配比(3)薄壁正常受精卵薄壁正常受精卵(或受精卵或受精卵)(4)(5)将试管苗移栽到经消毒过的培养基中生活一段时间，等将试管苗移栽到经消毒过的培养基中生活一段时间，等幼苗长壮后再移栽到土壤中幼苗长壮后再移栽到土壤中(1)材料的选取：月季花药的培养实验中，应选择花粉发育材料的选取：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药进行培养，且在花蕾期，因过程中的单核靠边期的花药进行培养，且在花蕾期，因 为此时质地幼嫩，花瓣未开，微生物不易侵入，容易消为此时质地幼嫩，花瓣未开，微生物不易侵
20、入，容易消 毒。毒。(2)剥离花药时，尽量不要损伤花药，同时还要彻底去除花剥离花药时，尽量不要损伤花药，同时还要彻底去除花 丝，防止对实验产生干扰。丝，防止对实验产生干扰。(3)外植体消毒：所用消毒剂为体积分数为外植体消毒：所用消毒剂为体积分数为70%的酒精和质的酒精和质 量分数为量分数为0.1%的氯化汞溶液，所使用的清洗液是无菌水。的氯化汞溶液，所使用的清洗液是无菌水。(4)培养过程：在初期，月季的花药培养不需光照，幼小植培养过程：在初期，月季的花药培养不需光照，幼小植 株形成后才需光照。株形成后才需光照。2关于影响花药培养的因素的说法，不正确的是关于影响花药培养的因素的说法，不正确的是 (
21、) A材料的选取和消毒是花粉植株诱导成功的关键材料的选取和消毒是花粉植株诱导成功的关键 B选择盛开的或略微开放的花作为实验材料选择盛开的或略微开放的花作为实验材料 C选择合适的花粉发育时期选择合适的花粉发育时期 D亲本植株生长条件、材料的低温预处理、接种密度亲本植株生长条件、材料的低温预处理、接种密度 都对实验有影响都对实验有影响.解析：解析：如果选择盛开的或略微开放的花作为实验材料，花如果选择盛开的或略微开放的花作为实验材料，花瓣有所松动，微生物可能侵入到花药，结果会给材料消毒瓣有所松动，微生物可能侵入到花药，结果会给材料消毒带来困难。带来困难。答案：答案：B3接种和培养花药时应注意的事项全
22、对的一组是接种和培养花药时应注意的事项全对的一组是 () 不损伤花药不损伤花药彻底去除花丝彻底去除花丝幼小植株形成后需要幼小植株形成后需要 光照光照花药开裂释放出的幼小植株会分别发育成单倍体，花药开裂释放出的幼小植株会分别发育成单倍体， 无需分开无需分开 AB C D解析：解析：花药受损伤，易从受损部位产生愈伤组织；与花花药受损伤，易从受损部位产生愈伤组织；与花丝相连的花药不利愈伤组织或胚状体的形成；幼小植株丝相连的花药不利愈伤组织或胚状体的形成；幼小植株形成后需阳光，由异养转化为自养；花药开裂释放出的形成后需阳光，由异养转化为自养；花药开裂释放出的胚状体要尽快分开，分别移植到新培养基上，否则
23、这些胚状体要尽快分开，分别移植到新培养基上，否则这些植株将难以分开。植株将难以分开。答案：答案：A示例示例利用植物组织培养的方法可快速、大量繁殖植物，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在培养过程中，取该植物的花芽并将其分别培养在含有不别培养在含有不同比例的吲哚乙酸和细胞分裂素的培养基中，花芽的生长同比例的吲哚乙酸和细胞分裂素的培养基中，花芽的生长状况如下表所示：状况如下表所示：吲哚乙酸乙酸细胞分裂素胞分裂素花芽生花芽生长状况状况A组花芽花芽00组织切切块B组花芽花芽3 ppm0.2 ppm形成愈形成愈伤组织 C组花芽花芽3 ppm0.002 ppm
24、愈愈伤组织分化出根分化出根 D组花芽花芽0.03 ppm1.0 ppm愈愈伤组织分化出嫩枝分化出嫩枝 E组花芽花芽00.2 ppm稍生稍生长(1)在此过程中会出现脱分化的是在此过程中会出现脱分化的是_组。从实验结组。从实验结 果可以看出，能诱导新的花芽形成的条件是果可以看出，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 根形成的关键是根形成的关键是_。 在生产实践中，欲快速、大量获得此植物的花芽，可选在生产实践中，欲快速、大量获得此植物的花芽，可选 用用_组的培养基进行扩大生产。组的培养基进行扩大生产。解
25、析解析脱分化、再分化过程与植物激素脱分化、再分化过程与植物激素生长素和细胞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。当用量比值高时，养过程。当用量比值高时， 有利于根的分化，抑制芽的分有利于根的分化，抑制芽的分化，即表中的化，即表中的C组；当用量比值低时，有利于芽的分化，抑组；当用量比值低时，有利于芽的分化，抑制根的分化，即表中的制根的分化，即表中的D组；当比值适中时，有利于促进愈组；当比值适中时，有利于促进愈伤组织的生长，即表中的伤组织的生长，即表中的B组。欲快速、大量获得此植物的组。欲快速、大量获得此植物的花芽，
26、必须首先获得大量的嫩枝。花芽，必须首先获得大量的嫩枝。答案答案(1)B、C、D细胞分裂素浓度大于生长素浓度细胞分裂素浓度大于生长素浓度(2)培养基中细胞分裂素含量与生长素含量之间的比例培养基中细胞分裂素含量与生长素含量之间的比例(或或培养基中细胞分裂素与生长素的浓度比培养基中细胞分裂素与生长素的浓度比)D 生长素和细胞分裂素在组织培养中的作用及特点生长素和细胞分裂素在组织培养中的作用及特点(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。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)使用顺序不同，结果不同使用顺序不同，结果不同使用使用顺序序实验结果果 先使用生先使用生长素，后使用素，后使用细胞分裂素胞分裂素有利于有利于细胞分裂，但胞分裂，但细胞不分化胞不分化 先使用先使用细胞分裂素，后使胞分裂素，后使用生用生长素素细胞既分裂又分化胞既分裂又分化 同同时使用使用分化分化频率提高率提高 (3)用量比例不同，结果也不同用量比例不同，结果也不同点击此图片进入点击此图片进入“创新演练创新演练大冲关大冲关”
