高中生物选修1优质学案：3.1 菊花的组织培养

课题1 菊花的组织培养

学习目标

1.阐明植物组织培养的原理、过程及影响因素。

2.学会菊花的组织培养技术。

|预知概念|

一、植物组织培养

1.原理 植物细胞具有全能性。

2.过程

外植体――→脱分化愈伤组织――→再分化胚状体、丛芽等→植物体

3.影响因素

（1）植物材料的选择直接关系到实验的成败。

（2）对营养、环境等条件有相对特殊的要求，常用MS 培养基。

（3）植物激素中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。

（4）pH 、温度、光照等条件对组织培养也很重要。

二、菊花的组织培养

1.制备MS 固体培养基 可分为配制各种母液、配制培养基、灭菌。其中，灭菌常用的方法是高压蒸汽灭菌。

2.外植体消毒

将外植体用流水冲洗后，用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分，先用体积分数为70%的酒精消毒，再用无菌水清洗，仍用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分，然后用质量分数为0.1%的氯化汞溶液消毒，最后再用无菌水清洗。

3.接种

接种时要始终在点燃的酒精灯旁进行，对接种工具要灭菌。将外植体插入培养基中时应注意方向，不要倒插，每瓶接种6～8块外植体。

4.培养

培养过程应该在无菌箱中进行，并定期进行消毒，保持适宜的温度和光照。

5.移栽

移栽前应先打开培养瓶的封口膜，让试管苗在培养间生长几日。然后用流水清洗根部的培养基，将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境下生活一段时间，等幼苗长壮后再移栽到土壤中。

6.栽培

将幼苗移栽后，每天观察，并记录幼苗生长情况，适时浇水、施肥，直至开花。

|过程评价|

1.愈伤组织是脱分化的结果，它是由高度液泡化、无定形状态的薄壁细胞组成（）

2.脱分化过程不需要植物激素，植物激素只有在再分化过程中发挥作用（）

3.生长素和细胞分裂素的使用顺序和用量比例会影响植物组织培养的结果（）

4.由于植物细胞都具有全能性，所以菊花的组织培养实验中选材不会影响实验的结果（）

5.在无菌箱中培养获得试管苗之后，即可移栽到土壤中（）

[答案] 1.√ 2.× 3.√ 4.× 5.×

|联想·质疑|

★植物组织培养的过程

★植物组织培养（无性生殖）的产物

★科学家利用菊花花瓣培养的菊花

制备好的MS培养基用于植物组织培养时，还需要加入植物激素吗？提示：需要。

科学探究1植物组织培养的过程及影响因素

1.为什么高度分化的植物细胞还具有全能性？

提示高度分化的植物细胞中含有该物种的全套遗传物质。

2.菊花的组织培养中，一般选

择 作为外植体，原因是____________________________________________________________________。 提示 未开花植株的茎上部新萌生的侧枝 生长旺盛的嫰枝细胞的全能性高，容易诱导脱分化和再分化

3.植物组织培养常用的MS 培养基中蔗糖的作用是_________________________； 不用葡萄糖替代蔗糖的原因是_____________________________________。

提示 既可提供碳源，又可维持相对适中的渗透压 葡萄糖在与蔗糖提供等量碳源的前提下，其渗透压可能会过高，使细胞失水死亡

1.植物组织培养的一般过程分析（见下表） 过程名称

过程 形成体特点 条件 脱分化 由外植体形成愈伤

组织

排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞团 ①离体；②提供营养物质（有机物、无机物）；③提供激素；④提供其他适宜条件 再分化 由愈伤组织形成幼

苗或胚状体结构

有根、芽或有生根发芽的能力 营养生长及生殖生长

发育成完整的植物

体 由根、茎、叶、花、果实、种子组成 栽培

（1）内因：植物的种类，同一植物材料的年龄、保存时间的长短等。

（2）外因⎝ ⎛营养⎩⎪⎨⎪⎧矿质元素（含大量元素：如N 、P 、K 、Ca 、Mg 、S ；微量元素：如B 、Mn 、Cu 、Zn 、Fe 、Mo 、I 、Co ）有机物：甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等

调节剂：生长素、细胞分裂素⎩⎪⎨⎪⎧使用顺序不同→结果不同两者用量比不同→植物发育方向不同

环境因素：pH 、温度、光照等

3.无菌技术是组织培养获得成功的关键点

（1）由于植物组织培养所利用的植物材料体积小，抗逆性差，所以对培养条件要求较高，对无菌操作的要求也非常严格。

（2）无菌技术包括对培养基和植物材料（外植体）的消毒灭菌。对培养材料进行表面消毒时，一方面要考虑药剂的消毒效果，另一方面要考虑植物材料的耐受性。

[探究应用]

1.下列有关植物组织培养的叙述中，错误的是（）

A.花药、胚不能作为组织培养的材料

B.植物细胞具有全能性

C.外植体是指用于离体培养的植物组织或器官

D.外植体可诱导出愈伤组织

[解析]植物细胞具有全能性，花药、胚都可以作为组织培养的材料。

[答案] A

2.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、组织或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

[解析]同一株绿色开花植物体细胞经培养获得的愈伤组织与花粉经培养获得的愈伤组织基因不同。

[答案] D

科学探究2菊花的组织培养

1.菊花是一种自养生物，在菊花的组织培养过程中为什么还需添加有机碳源？提示菊花外植体经脱分化形成的愈伤组织细胞实际上是一种异养细胞，细胞中不含有叶绿体。

2.植物组织培养过程中的无菌操作至关重要，简述操作过程中哪些环节进行了怎样的无菌操作。