2016-2017学年高中生物第5章植物的组织培养技术第1节植物快速繁殖技术教案中图版选修

第一节植物快速繁殖技术

一、植物组织培养简介

1．理论基础：植物细胞的全能性。

(1)愈伤组织的特点：细胞是一种高度液泡化的薄壁细胞，呈无定形状态，排列疏松而无规则，具有很强的分生能力。 (2)脱分化：由高度分化的细胞重新恢复到未分化的状态。

(3)再分化：愈伤组织在适当的人工培养基上继续培养又可以重新分化成芽、根等器官，进而发育成一棵完整的植株。

3．培养基 (1)成分：除含外植体所需的各种营养物质外，还需添加生长素和细胞分裂素两种植物激素。

(2)类型：据外植体在不同发育阶段的要求，需配制“脱分化培养基”、“生芽培养基”、“生根培养基”。

4．无菌条件：培养基的灭菌要彻底、外植体的消毒要充分、接种时的无菌操作要严格。

二、月季的快速繁殖程序

1．配制培养基

先将各种营养成分按比例配制成MS 培养基母液，再利用母液配制所需的三种培养基。

(1)脱分化培养基：母液中加入质量浓度为0.1 mg/L 的6－BA 和IAA 。

(2)生芽培养基：去掉脱分化培养基中的IAA 即可。

(3)生根培养基：无机盐浓度为MS 的12

，另外添加质量浓度均为0.1 mg/L 的NAA 和IAA 。 2．外植体消毒

清水洗净→体积分数为70%的酒精浸5 s→质量分数为2%的次氯酸钠溶液中浸泡6 min ～10 min→用无菌水清洗至少3次，漂净消毒液→用无菌滤纸吸干。 3．接种：将已消毒的月季嫩茎接种到脱分化培养基上，使嫩茎的形态学下端接触培养基。

4．培养：接种后的锥形瓶放在恒温培养箱中培养，将愈伤组织接种到生芽培养基上，每天用日光灯光照12 h ，培养10 d 左右长出小芽，小芽继续长成枝条。待枝条长到3 cm 左右时，将它切下后插在生根培养基上诱导生根。

5．驯化试管苗

6．移栽

预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中

问题1

问题2

问题3

问题4

一、植物组织培养

1．原理——细胞的全能性

(1)原因：生物体的每个细胞都含有本物种生长、发育、遗传和变异的全部遗传信息。

(2)实现全能性的条件：离体状态和适宜的环境条件(如营养物质、激素、温度等)。

2．过程

植物组织(外植体)或细胞――→脱分化

愈伤组织

――→再分化

根芽―→植物体

3．培养基

(1)脱分化培养基：生长素与细胞分裂素比例适中。

(2)生芽培养基：生长素与细胞分裂素比例偏低。

(3)生根培养基：生长素与细胞分裂素比例偏高。

二、试管苗的培养过程中应注意的问题

1．培养一株完整的试管苗，必须先进行生芽培养，然后进行生根培养，如果顺序颠倒，先诱导生根，就不好诱导生芽了。

2．试管苗应该进行见光培养。

3．试管苗一般在高湿、弱光、恒温下异养生长，出瓶后一定要保温、保湿。

4．试管苗光合作用能力低，在移栽前给予较强光照闭瓶炼苗，以促进小苗向自养转化。

植物组织培养的过程及应用

为提高玉米产量，科学家在育种和栽培中进行大量实验研究。下面是

科学家关于玉米培养的实验过程，请回答：

玉米种子―→幼苗―→取茎尖――→脱分化①――→再分化

②―→移栽

(1)选取玉米幼苗茎尖进行脱分化处理，是因为茎尖细胞_________________。

(2)①表示________，它能被再次培养成为幼苗的根本原因是___________。

(3)若想制作人工种子，应选用________，若利用此项技术来获取细胞的代谢产物，培养将进行到________。(填编号)

【审题导析】 解答此题应注意：(1)掌握植物组织培养的过程，(2)了解各步骤的注意事项，(3)了解植物组织培养的应用。

【精讲精析】 茎尖细胞是具有旺盛分裂能力的细胞，更容易通过培养表达出全能性，同时由于细胞刚刚分裂产生，还没有被病毒或细菌感染，可以直接培养出无病毒植株。植物组织培养的原理是细胞具有全能性。在人工种子的制作中，必须培养到具有根、芽分化的胚状体方可进行，而要获取细胞代谢产物则应在愈伤组织阶段。

【答案】 (1)分裂旺盛且没有被病毒或细菌感染

(2)愈伤组织 植物细胞具有全能性

(3)② ①

植物组织培养技术的应用

(1)快速繁殖、培养无病毒植株。病毒在植株上的分布是不均匀的，老叶、老的组织和器官中病毒含量高，幼嫩的未成熟的组织和器官中病毒含量较低，茎尖、根尖生长点几乎不含病毒或病毒较少。

(2)组织培养除了在农业上的应用外，目前世界各国都在重视另一个方面，即有用化合物的工业化生产。有用化合物包括药物、橡胶、香精油、色素……这些化合物许多都是高等植物的次生代谢物。

(3)制作“人工种子”。所谓“人工种子”，是指以胚状体为材料，经过人工薄膜包装的种子。在适宜条件下它能萌发长成幼苗。

(4)转基因植物的培养也要利用植物组织培养技术。

1．利用植物的茎尖或叶片、茎段等，在无菌条件下，培养在玻璃器皿中人工配制的培养基上，使它发育成完整的植株，这种技术可以用来培育植物新品种，可以在较短的时间内大量繁殖植物，可以防止病毒的侵害。下列关于这种技术的叙述，正确的是( )

①这种技术利用了植物细胞的全能性

②这种技术叫做组织培养，可以克隆生物体

③这种技术属于细胞工程的应用领域之一

④这种技术是一种无性繁殖的方式

A．①B．①②③

C．①②D．①②③④

【答案】D

植物组织培养的影响因素

植物组织培养的培养基中加有激素。下表是培养基中两种植物激素在不同比例时的实验结果。请分析回答：(其中6－BA是一种细胞分裂素，IAA是一种生长素)

实验组别1234

激素种类及激素含量关系6－BA

6－BA

＞IAA

6－BA

＝IAA

6－BA

＜IAA

结果组织块

产生愈

伤组织

组织块分

化出芽

愈伤组织

不断生长

愈伤组

织有生根

趋势

(2)芽的分化条件是______，根的分化条件是________。

(3)在植物组织培养中，脱分化可用的激素组合是实验________和实验________中的激素含量关系，再分化时可用的激素组合是实验________和实验________中的激素含量关系。整个实验表明，植物的生根、发芽等生命活动是________的结果。

(4)植物组织培养的培养基中，除激素外，还必须含有______，它的成分至少应该含有______、______等。

(5)判断愈伤组织的依据是_____________________________。

【审题导析】(1)根据实验结果寻找条件，判断不同组织分化所需的条件。(2)掌握植物组织培养的条件。