高二人教版生物選修一課件專(zhuān)題整合提升專(zhuān)題3植物的組織培養(yǎng)技術(shù)

專(zhuān)題整合提升專(zhuān)題3植物的組織培養(yǎng)技術(shù)知識(shí)系統(tǒng)構(gòu)建熱點(diǎn)考題集訓(xùn)規(guī)律方法整合內(nèi)容索引知識(shí)系統(tǒng)構(gòu)建理論基礎(chǔ)——①_____________影響因素實(shí)驗(yàn)操作：MS固體培養(yǎng)基的制備→④

→

接種→⑤

→移栽→⑥_____植物的組織培養(yǎng)技術(shù)菊花的組織培養(yǎng)②

的選擇無(wú)菌條件營(yíng)養(yǎng)③

和其他環(huán)境條件細(xì)胞的全能性材料激素外植體消毒培養(yǎng)栽培基礎(chǔ)知識(shí)實(shí)驗(yàn)操作植物的組織培養(yǎng)技術(shù)月季的花藥培養(yǎng)被子植物⑦

的發(fā)育產(chǎn)生⑧

的兩種途徑影響⑨

培養(yǎng)的因素⑩

的選擇材料的消毒?

和培養(yǎng)花粉花粉植株花藥材料接種必背要語(yǔ)1.植物組織培養(yǎng)的一般過(guò)程為：2.生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素是啟動(dòng)細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素。3.影響植物組織培養(yǎng)的因素有：植物材料、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、植物激素及pH、溫度、光照等。4.花藥培養(yǎng)產(chǎn)生花粉植株有兩種途徑：一是胚狀體途徑，二是愈傷組織途徑，這兩種途徑主要取決于培養(yǎng)基中激素的種類(lèi)及其濃度配比。5.影響花藥培養(yǎng)的主要因素是材料的選擇與培養(yǎng)基的組成。6.選擇單核靠邊期的花藥培養(yǎng)成功率最高。7.確定花粉發(fā)育時(shí)期的方法有醋酸洋紅法(最常用)和焙花青－鉻礬法(花粉細(xì)胞核不易著色時(shí))。8.對(duì)培養(yǎng)出來(lái)的植株作進(jìn)一步鑒定和篩選的原因是在花藥培養(yǎng)中，特別是通過(guò)愈傷組織形成的花粉植株，常常會(huì)出現(xiàn)染色體倍性的變化。規(guī)律方法整合整合一細(xì)胞的全能性1.概念細(xì)胞的全能性是指已經(jīng)分化的細(xì)胞仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。2.原因構(gòu)成生物體的所有體細(xì)胞都是由受精卵通過(guò)有絲分裂發(fā)育而來(lái)的，含有相同的遺傳物質(zhì)，都含有本物種的所有遺傳信息，因此每個(gè)體細(xì)胞都有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。生物的生殖細(xì)胞在一定條件下也具有全能性，是因?yàn)樯臣?xì)胞中含有本物種生長(zhǎng)發(fā)育的全部遺傳信息，盡管其遺傳物質(zhì)是體細(xì)胞的一半。3.表達(dá)的條件由于基因的選擇性表達(dá)，細(xì)胞的全能性在植株上受到限制不能表達(dá)，只有在離體條件下，在營(yíng)養(yǎng)、激素和其他條件適宜的情況下，細(xì)胞才能表達(dá)其全能性。動(dòng)物細(xì)胞難以表達(dá)其全能性，但是通過(guò)核移植后，細(xì)胞核仍可表達(dá)其全能性。4.表達(dá)的難易程度植物細(xì)胞全能性易表達(dá)，而動(dòng)物細(xì)胞的全能性不易表達(dá)，但動(dòng)物細(xì)胞核的全能性可以表達(dá)。在所有細(xì)胞中，受精卵可直接發(fā)育為個(gè)體，有的生殖細(xì)胞也可在一定條件下表達(dá)其全能性。5.意義細(xì)胞全能性是植物組織培養(yǎng)和體細(xì)胞雜交的理論基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代動(dòng)物體細(xì)胞克隆技術(shù)的理論基礎(chǔ)。例1下列實(shí)例中能體現(xiàn)細(xì)胞全能性的是①用懸浮培養(yǎng)的胡蘿卜單個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)成可育的植株②植物用種子繁殖后代③用煙草組織培養(yǎng)的單個(gè)細(xì)胞形成了可育的完整植株A.①②

B.①③

C.②③

D.①②③答案解析解析細(xì)胞的全能性是指已經(jīng)分化的細(xì)胞仍具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。其中①和③都屬于由已經(jīng)分化的細(xì)胞經(jīng)過(guò)培養(yǎng)形成可育的植株，體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性。用植物種子繁殖后代，實(shí)際上是個(gè)體發(fā)育的過(guò)程，不能體現(xiàn)出細(xì)胞的全能性。整合二菊花的組織培養(yǎng)和月季花藥離體培養(yǎng)的比較項(xiàng)目菊花的組織培養(yǎng)月季花藥離體培養(yǎng)理論依據(jù)植物細(xì)胞的全能性材料選取未開(kāi)花植株莖上部新萌生的側(cè)枝完全未開(kāi)放的花蕾光照狀況每日用日光燈照射12h開(kāi)始不需要光照，幼小植株形成后需要光照操作流程制備MS固體培養(yǎng)基→外植體消毒→接種→培養(yǎng)→移栽→栽培選材→材料消毒→接種和培養(yǎng)→篩選和誘導(dǎo)→移栽→栽培、選育影響因素選材、營(yíng)養(yǎng)、激素、pH、溫度、光照等基本過(guò)程脫分化、再分化例2植物組織培養(yǎng)和花藥離體培養(yǎng)都是實(shí)驗(yàn)室條件下快速得到大量幼苗的兩種方法。下列關(guān)于兩者的比較中，錯(cuò)誤的是A.植物組織培養(yǎng)和花藥離體培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)是細(xì)胞具有全能性B.花藥能誘導(dǎo)為單倍體植株的原因是花藥細(xì)胞中含有本物種生長(zhǎng)發(fā)育的

全部遺傳信息，盡管遺傳物質(zhì)是體細(xì)胞的一半，但仍具有全能性。C.植物組織培養(yǎng)獲得的試管苗必須經(jīng)過(guò)移栽、煉苗后才能在大田栽培，

而花藥培養(yǎng)不需要D.植物組織培養(yǎng)中若發(fā)生突變，則其后代不一定表現(xiàn)其突變性狀，但是

花藥培養(yǎng)中的突變一定表現(xiàn)相應(yīng)突變性狀答案解析解析花藥培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)的理論依據(jù)都是細(xì)胞的全能性。盡管花藥細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)是體細(xì)胞的一半，但仍含有本物種生長(zhǎng)發(fā)育所需的全部基因(或遺傳信息)，因此仍具有全能性。在組織培養(yǎng)過(guò)程中，若發(fā)生隱性的基因突變，由于基因成對(duì)存在，所以不一定表現(xiàn)其突變性狀，仍能保持親代的性狀；而花藥中基因單個(gè)存在，若有突變，則性狀就發(fā)生變化。兩種方法所得到的試管苗，都必須通過(guò)移栽、煉苗后方可進(jìn)行大田栽培。整合三微生物的培養(yǎng)技術(shù)、植物組織培養(yǎng)技術(shù)、無(wú)土栽培技術(shù)在設(shè)計(jì)

思路和具體操作上的異同1.無(wú)土栽培是利用溶液培養(yǎng)法的原理，把植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中所需的各種礦質(zhì)元素，按照一定比例配成營(yíng)養(yǎng)液，并利用這種營(yíng)養(yǎng)液栽培植物的技術(shù)。在培養(yǎng)過(guò)程中，需用基質(zhì)墊底并固定幼苗，先放在陰涼處，再根據(jù)植物習(xí)性，放置在光照和溫度適宜的地方發(fā)育成完整的植株。培養(yǎng)液只含植物生長(zhǎng)發(fā)育所需要的必需礦質(zhì)元素，無(wú)有機(jī)質(zhì)。2.植物組織培養(yǎng)，是在無(wú)菌條件下，把植物體的器官或組織切下來(lái)，接種在適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)基上進(jìn)行離體培養(yǎng)，這些器官或組織的細(xì)胞就會(huì)經(jīng)脫分化和再分化過(guò)程，逐步產(chǎn)生出植物的各種組織和器官進(jìn)而發(fā)育成完整的植株，其過(guò)程包括培養(yǎng)基的配制、滅菌、接種(外植體)、培養(yǎng)。培養(yǎng)基中包括礦質(zhì)元素、蔗糖、維生素、植物激素和有機(jī)添加物，需滅菌。消毒包括接種室、接種箱、操作箱、外植體等的消毒。培養(yǎng)過(guò)程中更換培養(yǎng)基，調(diào)節(jié)細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素的比例，先誘導(dǎo)生芽，再誘導(dǎo)生根，最后移栽發(fā)育成植株。3.微生物培養(yǎng)也需要配制培養(yǎng)基，培養(yǎng)基含碳源、氮源、生長(zhǎng)因子、無(wú)機(jī)鹽和水，不含植物激素，培養(yǎng)基需滅菌、擱置斜面、接種、培養(yǎng)。在整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程中無(wú)需更換培養(yǎng)基，接種過(guò)程中需分離純化。例3用于植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基和無(wú)土栽培時(shí)所用的培養(yǎng)液相比，最大的差別是A.必須含植物必需的礦質(zhì)元素B.必須含有機(jī)物C.濃度必須小于細(xì)胞液濃度D.不一定含有植物激素解析在植物組織培養(yǎng)初期，需經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的異養(yǎng)階段，所以必須在培養(yǎng)基中加入有機(jī)營(yíng)養(yǎng)；而無(wú)土栽培所用的培養(yǎng)液中主要成分為植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的各種礦質(zhì)元素，不需加入有機(jī)營(yíng)養(yǎng)。答案解析熱點(diǎn)考題集訓(xùn)1.以下不能說(shuō)明植物細(xì)胞全能性的實(shí)驗(yàn)是A.胡蘿卜韌皮部細(xì)胞培養(yǎng)出植株B.紫色糯性玉米種子培育出植株C.轉(zhuǎn)入抗蟲(chóng)基因的棉花細(xì)胞培育出植株D.小麥花藥離體培育出植株√解析種子發(fā)育成植株是個(gè)體發(fā)育的過(guò)程，因?yàn)榉N子不是一個(gè)細(xì)胞而是具有胚芽、胚根等器官的幼體。23415789610答案解析2.下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)的敘述中，錯(cuò)誤的是A.培養(yǎng)基中添加蔗糖的目的是提供營(yíng)養(yǎng)和調(diào)節(jié)滲透壓B.培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素影響愈傷組織的生長(zhǎng)和分化C.離體的組織或細(xì)胞都必須通過(guò)脫分化才能形成愈傷組織D.同一株綠色開(kāi)花植物不同部位的細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)獲得的愈傷組織核基因數(shù)

目相同答案解析√2341578961023415789610解析培養(yǎng)基中加入蔗糖的目的一方面可以提供營(yíng)養(yǎng)，另一方面可以調(diào)節(jié)滲透壓；在整個(gè)組織培養(yǎng)過(guò)程中影響再分化的關(guān)鍵因素是生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的使用比例和使用順序；組織培養(yǎng)過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是脫分化，從而形成愈傷組織；組織培養(yǎng)的對(duì)象既可以是體細(xì)胞也可以是生殖細(xì)胞，因此獲得的愈傷組織的基因數(shù)目不一定相同。3.植物組織培養(yǎng)是依據(jù)細(xì)胞的全能性，在體外將植物組織細(xì)胞培養(yǎng)成一個(gè)完整植株的過(guò)程，如下圖所示。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是A.甲和丙分別是脫分化和再分化B.乙是愈傷組織，是通過(guò)離體的植物組織或細(xì)胞經(jīng)過(guò)細(xì)胞增殖與分化形

成的C.離體的植物細(xì)胞之所以能培養(yǎng)成完整植株，因?yàn)橹参锛?xì)胞具有全能性D.丙過(guò)程的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)√23415789610答案解析23415789610解析植物組織培養(yǎng)的基本過(guò)程包括脫分化和再分化，分別是圖中的甲和丙，A正確；愈傷組織的形成過(guò)程是脫分化，脫分化過(guò)程只進(jìn)行細(xì)胞增殖不進(jìn)行細(xì)胞分化，B錯(cuò)誤；植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)是細(xì)胞的全能性，C正確；細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)，D正確。4.在菊花的組織培養(yǎng)操作完成了3～4天后，觀察同一溫室中的外植體，發(fā)現(xiàn)有的瓶中外植體正常生長(zhǎng)，有的瓶中外植體死亡，你認(rèn)為外植體死亡的原因不可能是A.接種時(shí)培養(yǎng)基滅菌不徹底B.接種工具灼燒后未待冷卻就接種外植體C.培養(yǎng)時(shí)每日用日光燈照12hD.培養(yǎng)過(guò)程中保持溫度、pH的適宜，但沒(méi)有及時(shí)調(diào)整各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素

的比例√解析菊花的組織培養(yǎng)過(guò)程中需每日用日光燈照12h，這不會(huì)造成外植體死亡。23415789610答案解析5.菊花的組織培養(yǎng)需要嚴(yán)格的無(wú)菌操作，下列說(shuō)法不正確的是A.對(duì)培養(yǎng)基連同其他器械一起進(jìn)行高壓蒸汽滅菌B.幼苗要先移植到消過(guò)毒的蛭石或者珍珠巖等環(huán)境下生活一段時(shí)間C.用于植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基同樣適合于某些微生物的生長(zhǎng)，一旦感染

雜菌則前功盡棄D.將菊花莖段插入時(shí)應(yīng)注意方向，不應(yīng)倒插，是為了防止雜菌污染√答案23415789610解析將菊花莖段插入時(shí)，要注意形態(tài)學(xué)上端朝上，而不應(yīng)倒插，是因?yàn)樯L(zhǎng)素的運(yùn)輸為極性運(yùn)輸，倒插的菊花莖段不能形成愈傷組織，而不是為了防止雜菌污染。解析6.選擇花藥時(shí)，一般要通過(guò)鏡檢來(lái)確定花粉的發(fā)育時(shí)期，以下說(shuō)法正確的是A.確定花粉發(fā)育時(shí)期最常用的方法是焙花青－鉻礬法B.對(duì)某些植物的花粉細(xì)胞核不易著色時(shí)采用醋酸洋紅法C.焙花青－鉻礬法能將細(xì)胞核染成藍(lán)黑色D.醋酸洋紅法和焙花青－鉻礬法染色過(guò)程完全一樣答案解析23415789610√23415789610解析在選擇花藥時(shí)，鏡檢確定花粉的發(fā)育時(shí)期，最常用的方法是醋酸洋紅法；對(duì)于某些植物的花粉細(xì)胞，因細(xì)胞核不易著色，可采用焙花青－鉻礬法；焙花青－鉻礬法可將花粉細(xì)胞核染成藍(lán)黑色，醋酸洋紅法與焙花青－鉻礬法過(guò)程不同，前者需用鑷柄將花粉搗碎，后者在染色前需用卡諾氏固定液固定。7.下列關(guān)于花藥培養(yǎng)過(guò)程中的注意事項(xiàng)的敘述，正確的是A.花藥培養(yǎng)成功與否與材料選擇無(wú)關(guān)B.花藥培養(yǎng)成幼苗后，一定不能分瓶培養(yǎng)C.花藥培養(yǎng)成幼苗的過(guò)程中，除了維持適宜的溫度、pH等，還要注意給

予光照D.一般來(lái)說(shuō)，選用單核期的花藥培養(yǎng)成功率較高√23415789610答案解析一般來(lái)說(shuō)，單核期的花藥離體培養(yǎng)的成功率最高?；ㄋ幣囵B(yǎng)初期要在黑暗中培養(yǎng)，幼小植株形成后再進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓庹张囵B(yǎng)。解析8.菊花的組織培養(yǎng)和月季的花藥培養(yǎng)都是利用組織培養(yǎng)技術(shù)，下列關(guān)于兩者的敘述中，正確的是答案23415789610序號(hào)比較項(xiàng)目菊花的組織培養(yǎng)月季的花藥培養(yǎng)①植物激素不必添加需要添加②染色體倍性的鑒定不需要需要③光照每日日光燈照射12h最初不需要，幼小植株形成后需要④形成愈傷組織或胚狀體后不需更換培養(yǎng)基需要更換培養(yǎng)基A.①②③

B.②③④

C.①②④

D.①②③④√解析23415789610解析菊花的組織培養(yǎng)用莖段來(lái)培養(yǎng)，比較容易，不必添加植物激素；在菊花組織培養(yǎng)中不會(huì)發(fā)生染色體倍性的變化；需要每天日光燈照射12h；形成愈傷組織或胚狀體后不必更換培養(yǎng)基。月季花藥的離體培養(yǎng)需要添加細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素等植物激素；在花藥培養(yǎng)中，通過(guò)愈傷組織形成的植株會(huì)出現(xiàn)染色體倍性的變化，所以需要染色體倍性的鑒定；最初不需要光照，幼小植株形成后需要光照；形成愈傷組織或胚狀體后需要轉(zhuǎn)移到分化培養(yǎng)基上進(jìn)一步分化培養(yǎng)。9.辣椒素作為一種生物堿廣泛應(yīng)用于食品保健、醫(yī)藥工業(yè)等領(lǐng)域。辣椒素的獲得途徑如圖，據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)圖中①和②分別表示辣椒組織培養(yǎng)中細(xì)胞的_________________和_______過(guò)程。23415789610脫分化(或去分化)再分化答案解析23415789610解析由高度分化的植物組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過(guò)程，稱(chēng)為植物細(xì)胞的脫分化，或者叫作去分化。對(duì)脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)進(jìn)行培養(yǎng)，其又可重新分化成根或芽等器官，這個(gè)過(guò)程叫作再分化。(2)圖中培養(yǎng)外植體的培養(yǎng)基中常用的凝固劑是______。培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)素用量和細(xì)胞分裂素用量的比值____(填“高”或“低”)時(shí)，有利于芽的分化。對(duì)培養(yǎng)基徹底滅菌時(shí)，應(yīng)采取的滅菌方法是_____________。瓊脂低解析培養(yǎng)基中常用的凝固劑是瓊脂。使用生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素時(shí)，兩者用量的比值影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向。生長(zhǎng)素用量和細(xì)胞分裂素用量的比值低時(shí)，有利于芽的分化；比值高時(shí)，有利于根的分化；比值適中時(shí)，促進(jìn)愈傷組織的形成。培養(yǎng)基應(yīng)用高壓蒸汽滅菌法滅菌。高壓蒸汽滅菌23415789610答案解析(3)圖中外植體的消毒所需酒精的體積分?jǐn)?shù)是_____。70%解析外植體消毒所用酒精的體積分?jǐn)?shù)是70%。23415789610答案解析10.將基因型為AaBb的月季(14條染色體)的花粉細(xì)胞通過(guò)無(wú)菌操作接入對(duì)應(yīng)的培養(yǎng)基中，在一定條件下誘導(dǎo)形成幼苗。其過(guò)程如下：月季的花粉細(xì)胞①―→愈傷組織②―→叢芽③―→植株④(1)①―→②過(guò)程需要的條件有_____(多選)。A.營(yíng)養(yǎng)

B.激素

C.光照

D.pH23415789610√答案解析圖中①―→②過(guò)程為脫分化過(guò)程，該過(guò)程不需要光照，但是需要一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素和適宜的pH。解析√√(2)愈傷組織是花粉細(xì)胞不斷分裂后形成的不規(guī)則的細(xì)胞團(tuán)，愈傷組織形成過(guò)程中，必須從培養(yǎng)基中獲得___、_______和小分子有機(jī)物等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。水無(wú)機(jī)鹽23415789610答案解析在愈傷組織形成過(guò)程中，植物細(xì)胞需要從外界吸收水、無(wú)機(jī)鹽(或礦質(zhì)元素)和小分子有機(jī)物等。解析(3)形成花粉細(xì)胞的分裂方式是_________，花粉發(fā)育成植物體細(xì)胞的分裂方式是___