高考高考生物一轮复习-专题三 植物的组织培养技术(第四十五课时)课题1-2 菊花的组织培养、月季的花

2∶0.02
愈伤组织分化出根
2∶0.2
愈伤组织生长
2∶0.5
愈伤组织分化出芽
由此结果可以得出的结论是：愈伤组织的分化是
生长素和细胞分裂素 作用的结果,且 生长素和细胞 分裂素的浓度比例 会影响愈伤组织细胞分化的方向。
【解析】(1)实验一中,将含生长素的琼脂块插入到愈 伤组织中,一段时间后生长素会促进愈伤组织分化形成维 管组织,但这还不能得出结论：生长素可以促进细胞分化, 需设计一组空白对照实验加以证明。即取相同的愈伤组织, 将不含生长素的琼脂块插入其中。若现象是愈伤组织不分 化,则排除琼脂的作用,证明上述结论成立。
类及浓度配比。
(2)花粉植株的培养(如月季花药培养)包括材料的选 取、材料的消毒、接种和培养等过程。材料的选取可先对 花粉粒运用 醋酸洋红法或焙花青—铬矾法 进行染色, 然后通过镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期。
(3)花粉的形成经历了四分体时期、 单核期、双核 期 等阶段。该“四分体”与减数分裂过程中的四分体不
(2)实验二：将丁香幼苗插入到愈伤组织中,实验结果 如上图所示。由此推测丁香幼苗可能产生了 生长素 。
若要确定此物质的化学成分,可直接从丁香幼苗中再进一
步 提取这些物质,鉴定其化学成分
。
(3)以烟草为实验材料,探究植物激素在愈伤组织分化
过程中作用的实验结果如下表。
生长素浓度∶细胞分裂素浓度
实验结果
②生长素用量高于细胞分裂素时,有利根分化,故要 进一步诱导丛芽生根,新配制的培养基与诱导丛芽增殖的 培养基相比,在成分上的主要区别是 MS 培养基各成分用 量减半,NAA 含量增加。
考点三 月季的花药培养
【回扣教材】 1．花粉是由花粉母细胞经过 减数分裂 形成的,因此,花 粉是 单倍体 的生殖细胞。 2．被子植物花粉的发育要经历__小__孢__子__四__分__体___时期、 _单__核__ 期 和 双__核____ 期 等 阶 段 ， 其 中 单 核 期 又 分 为 _单__核__居__中__期和_单__核__靠__边___期两个时期，双核期包括花粉 管细胞核和__生__殖____细胞核。
4．培养：_无__菌__箱___中培养，培养期间__定__期__消__毒___， 培养温度控制在____1_8_～__2_2_℃____，每日用日光灯光照 12 h。
5．__移__栽___：打开培养瓶封口膜培养―→__流__水___清 洗 根 部 培 养 基 ―→ 移 植 到 消 毒 蛭 石 或 珍 珠 岩 等 环 境 ―→移栽到___土__壤___中。
6．在使用焙花青—铬钒溶液时，需要首先将花药用 ___卡__诺__氏__固__定__液____处理20 min。该试剂的配制方法是 将_无__水__酒__精__和__冰__醋__酸__按体积比为__3_∶__1__的比例混合均 匀。
7．花药培养中，特别是通过_愈__伤__组__织__形成的花粉植株， 常会出现___染__色__体__倍__性___的变化，因此需对培养出来的 植株作___进__一__步__鉴__定__和__筛__选___。
(1)有生长素存在,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,具体如下：
使用顺序
实验结果
先使用生长素,后使 用细胞分裂素
先使用细胞分裂素, 后使用生长素
有利于细胞分裂,但 细胞不分化
细胞既分裂又分化
同时使用
分化频率提高
(3)用量比例不同，结果也不同
【典例精析】 【例 1】在植物的生长和组织培养过程中,植物激素具有
(2)实验二中将丁香幼苗插入到愈伤组织中,一段时 间后愈伤组织分化形成维管组织。故由此推测丁香幼苗可 能产生了生长素。若要确定生长素化学成分,可直接从丁 香幼苗中提取这些物质,再进一步鉴定其化学成分。
(3)据表格实验数据可知,愈伤组织的分化是生长素 和细胞分裂素作用的结果,且生长素和细胞分裂素的浓度 比例会影响愈伤组织细胞分化的方向,比例较高时促进根 的分化,较低时促进芽的分化。
5．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，最常用的方法有_醋__酸__洋__红__法_， 但 某 些 植 物 的 花 粉 细 胞 核 __不__易__着__色_____ ， 需 采 用 ____焙__花__青__—_铬__矾_____法，这种方法能将花粉细胞核染成 __蓝__黑___色。
(3)pH、温度、光照等条件也很重要。进行菊花的组织 培养，一般将pH控制在 5.8 左右，温度控制在 _ 18～22℃ ，并且每日用日光灯照射 12 h 。
【知识拓展】
1.植物组织培养的流程
离体的植物器官、组织、细胞脱――分→化愈伤组织再―分―→化
长出丛芽―→生根―→移栽成活
2.生长素和细胞分裂素在组织培养中的作用及特点
2．脱分化：由 高度分化 的植物组织或细胞产生 _ 愈伤组织 的过程，称为植物细胞的 脱分化(去分化) 。
3．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 _的薄壁细胞。
4．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，叫再 分化。
5．影响植物组织培养的因素 (1) 植物材料 的选择直接关系到实验的成败。对 于 同一种 植物材料，材料的 年龄 、保存时间的 _ 长短 等也会影响实验结果。菊花的组织培养， 一般选择未开花植株的 茎上部新萌发 的侧枝。
【知识拓展】 实验流程
特别提醒
①在剥离花药时,要尽量不损伤花药,否则接种后容 易从受伤部位产生愈伤组织,同时还要彻底去除花丝,因 为与花药相连的花丝不利于愈伤组织或胚状体的形成。
②材料的选择 选取初花期的花,如月季一般选用完全未开放的月季 花蕾,一方面保证花粉发育处于单核期；另一方面,若选取 盛开或略开放的花,花瓣就有所松动,微生物就有可能侵 入到花药,给材料消毒带来困难。而选择单核期以前的花 药则质地幼嫩,极易破碎。 ③花药开裂长出愈伤组织或释放出胚状体时,应及时 转移到分化培养基上。
极其重要的作用。用愈伤组织做了如下实验。请回答有关问 题：
(1)实验一：将含生长素的琼脂块插入到愈伤组织中,一 段时间后出现的现象是 愈伤组织分化形成维管组织 。某 同学由此得出实验结论：生长素可以促进细胞分化,但此结 论不够严谨,还需设计一组实验加以证明。实验步骤如下： 取相同的愈伤组织, 将不含生长素的琼脂块插入其中 。若 现象是 愈伤组织不分化 ,则证明上述结论成立。
【典例精析】
【例 3】下列有关月季花药培养的叙述,正确的是( A )
①月季花粉是由花粉母细胞经过减数分裂而形成的单倍
体生殖细胞
②被子植物花粉形成过程中的四分体与高等动物精子形
成过程中的四分体概念相同
③被子植物一个小孢子母细胞经过减数分裂共形成了 8 个
精子
④任何时期的花粉都可以经过培养产生愈伤组织或胚状
专题3 植物的组织培养技术
第四十五课时 课题1~2 菊花的组织培养、 月季的花药培养
植物的组织培养
考点一 植物组织培养的基本过程
【回扣教材】
1 ． 细 胞 分 化 ： 在 植 物 的 个 体 发 育 过 程 中 ， 细 胞 在 __ _形态、结构和功能 上都会出现 稳定性 的差异，形成 这些差异的过程叫 细胞分化 。
同,是指由一个花粉母细胞经过减数分裂产生的连在一起 的 4 个细胞。月季花药培养时的花粉粒最好是 单核靠边期。
(4)材料消毒主要有以下几步：
①将花蕾在酒精中浸泡约 30 s
②放入氯化汞溶液中 2～4 min
③无菌水清洗,然后用吸水纸吸干花蕾表面的水分
④用无菌水冲洗 3～5 次 正确的顺序是 ①③②④ 。
(3)在研究植物生长调节剂对丛芽增殖的影响时,研究 人员设计了相关实验,实验结果如下表(6－BA 属于细胞 分裂素类似物、NAA 属于生长素类似物)：
组别
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
6－BA(mg/L) 0.1 0.1 0.5 0.5 1.0 1.0 2.0 2.0 3.0 3.0
NAA(mg/L) 2.0 1.0 2.0 1.0 0.5 0.1 0.5 0.1 0.5 0.1
3．产生花粉植株(即单倍体植株)的两种途径：一是花粉 通过_胚__状__体___阶段发育为植株，二是通过_愈__伤__组__织__阶段 发育为植株。这两种途径的区别主要取决于培养基中 ___激__素___的种类及其__浓__度___的配比。
4．诱导花粉植株能否成功及诱导成功率高低，受多种因 素的影响，其中_材__料__的__选__择___与___培__养__基__的__组__成____是主 要的影响因素。
丛芽增殖倍数 1.6 2.1 2.4 2.5 2.6 2.7 2.7 4.4 2.5 2.7
①据实验结果分析,6－BA 的浓度在 0.1～2.0 mg/L 之间时,丛芽的增殖倍数随之相应增加；当 6－BA 浓度一定时,NAA 浓度越 低 (低/高),丛芽的增殖效 果越明显。
② 若要进一步诱导丛芽生根,新配制的主要区别是 MS 培养 基各成分用量 减半 (增加/不变/减半)和 NAA 含量
考点二 菊花的组织培养的实验操 作
【回扣教材】
菊花植物组织培养的实验操作，归纳如下： 1．制备MS固体培养基：具体操作是配制各种_母__液__、 配制培养基、__灭__菌___。 2．外植体__消__毒___。 3．接种：要先消毒__工__作__台__(70%酒精)，所有的接种 操作都必须在__酒__精__灯___旁进行。
【典例精析】
【例 2】菊花是一种良好的观赏植物,并具有一定的药 用价值,科研人员通过组织培养技术可实现某些珍稀菊花 品种的快速繁殖。
(1) 进行组织培养所依据的原理是植物细胞的全能性； 配制 MS 固体培养基的母液时,微量元素应浓缩 100 倍。
(2) 接种前,外植体的消毒一般要用到 70%的酒精和 0.1%的氯化汞 两种药剂,由愈伤组织形成丛芽的过程 称为 再分化 。
增加 (增加/不变/减半)。
【解析】(1)组织培养所依据的原理是植物细胞的全 能性。配制 MS 固体培养基的母液时,微量元素应浓缩 100 倍,大量元素应浓缩 10 倍,常温保存。
(2)外植体的消毒一般要用到 70%的酒精和 0.1%的 氯化汞。愈伤组织形成丛芽的过程称为再分化。
(3)①据实验结果分析,6－BA 的浓度在 0.1～2.0 mg/L 之间时,丛芽的增殖倍数随之相应增加。当 6－BA 浓度一定时,NAA 浓度越低,丛芽的增殖效果越明显。
(5)某同学在进行组织培养过程中,发现只分裂而不分
化出芽和根,可能原因是 细胞分裂素和生长素配比不
对或先使用生长素后使用细胞分裂素
。
【解析】(1)通过花药培养产生单倍体植株一般有两 种途径：一种是花粉通过胚状体阶段发育为植株,另一种
(2)适宜的培养基(___M__S_培__养__基______)，主要成分包括： _N、P、K、Ca、Mg、S ； 微量元素 ，如B、Mn、 Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co； 有机物 ，如甘氨酸、 烟酸、肌醇、维生素以及蔗糖；常常添加植物激素，_ _生长素 和 细胞分裂素 是 启动 细胞分裂、脱分化 和再分化的 关键性 激素。
体
⑤花药培养初期不需要光照,幼小植株形成后才需要光照
A.①③⑤
B.②④⑤
C.②③④
D.①②③④⑤
【解析】被子植物花粉形成过程中的四分体与高等动 物精子形成过程中的四分体概念不同,只有处于单核时期 的花粉才可以经过培养产生愈伤组织或胚状体,A 正确。
【例 4】下列是用花粉培养植株的相关问题,请回答： (1)通过花药培养产生单倍体植株一般有两种途径： 一种是花粉通过 胚状体 阶段发育为植株,另一种是 在诱导培养基上先形成 愈伤组织 ,再将其诱导分化成 植株。这两种途径主要取决于培养基中 激素 的种
6．栽培：观察并记录幼苗__生__长__情__况__，适时浇水、 施肥，直至___开__花____。
【知识拓展】
在整个操作过程中,是如何来实现无菌环境的？ (1)培养基的灭菌(高压蒸汽灭菌)。 (2)外植体的消毒(酒精、氯化汞)。 (3)接种的无菌操作(酒精、酒精灯——灼烧)。 (4)无菌箱中的培养。 (5)移栽到消过毒的环境中生存一段时间。