学而思植物组织培养-精教材

高考要求内容要求层次具体要求ⅠⅡ植物组织培养√植物组织培养过程√影响组织培养的因素√细胞的全能性√被子植物花粉发育过程√影响花药培养的因素√花药离体培养的过程一、植物组织培养过程中的几个概念⑴分化：植物个体发育过程中，细胞在形态、结构和生理功能上都会出现稳定性的差异，形成这些差异的过程叫做细胞分化。

⑵愈伤组织：离体的植物组织或细胞，在培养一段时间以后，形成的细胞排列疏松而无规则，高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞团。

⑶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，也叫做去分化。

⑷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的过程二、植物组织培养过程离体的植物器官、组织或细胞（外植体）−−−→脱分化愈伤组织−−−→再分化芽、根−−→植物体。

知识点睛新课标剖析7.1 菊花的组织培第7讲植物组织培养过程名称过程形成体的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提供营养物体（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植物器官、组织或细胞，只有脱离了植物体，在一定的外部因素作用下，经过细胞分裂形成愈伤组织后，才能表现出全能性。

②植物组织培养的原理：植物细胞的全能性。

③植物组织培养过程中要适时地更换培养基。

④再分化过程中，必须先诱导生芽，再诱导生根。

⑤无菌技术是植物组织培养能否成功的关键。

⑥植物组织培养技术的优点：可以现实优良品种的快速繁殖，保持遗传性状的一致；可以培养可以实现花卉的连续生产，不受开花季节的限制。

三、影响植物组织培养的因素四、细胞的全能性⑴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。

⑵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）。

⑶①受精卵生殖细胞体细胞；植物细胞动物细胞；分化程度低的细胞分化程度高的细胞。

②③离体后的动物细胞的全能性受限制，但其细胞核的全能性借助卵细胞的细胞质可体现出来。

④未离体的细胞全能性不能表达，只是在机体的调控下进行定向分化。

pH 5.818~2212h⎧⎪⎧⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎩⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎩常用植物激素生长素、细胞分裂素等高利于根分化，抑制芽形成生长素与细胞分裂素的比值低利于芽分化，抑制根形成适中促进愈伤组织生长激素左右温度℃℃光照每日用日光灯照∶∶∶∶∶∶∶N P K Ca Mg SB Mn Cu Zn Fe Mo I Co⎧⎪⎧⎧⎪⎪⎨⎪⎨⎩⎪⎪⎪⎩⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎩材料种类、年龄、保存时间长短等大量元素、、、、、无机物营养微量元素、、、、、、、有机物甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等影响因素∶∶∶∶五、植物组织培养的实验操作⑴制备MS 固体培养基①②配制培养基③灭菌⑵外植体消毒⑶接种①工作台要用体积分数为70%的酒精擦拭，所有接种操作都必须在酒精灯旁进行②器械每次使用后，都要用火焰灼烧灭菌③将菊花茎段插入时应注意方向，不要倒插⑷培养接种后的锥形瓶要在无菌箱中培养，温度控制在18~22℃℃，并且每日用日光灯照射12h。

⑸移栽⑹栽培六、外植体被污染的原因⑴取材的原因：老的材料比幼嫩材料带菌多，田间材料比温室材料带菌多。

⑵消毒不彻底：植物组织只能进行表面消毒，对材料内部所带的细菌、霉菌等杂菌往往难以应付，可在培养基中添加抗生素解决。

⑶人为污染：如使用未消毒工具或呼吸排出细菌；手接触材料或器皿边缘；使用过的工作器具未消毒而再继续使用，造成交叉污染；接种室空气污染，使真菌孢子在培养基上繁殖。

七、接种时注意的问题⑴所有操作都必须在酒精灯旁进行。

⑵外植体放入培养基时，必须放平。

每瓶培养基放置外植体的数量，应根据锥形瓶的大小确定，要分布均匀，以充分利用营养及光照。

⑶插入时应注意方向，不要插倒。

⑷接种的火焰不要调得太高，接种应靠近火焰操作，速度要快。

⑸接种后及时盖好瓶盖，做好标记，写明材料名称、接种日期。

【例1】植物细胞表现出全能性的必要条件是A．给予适宜的营养和外界条件B．导人其他植物细胞的基因C．脫离母体后，给予适宜的营养和外界条件D．将成熟筛管的细胞核移植到去核卵细胞中【例2】下列不能作为植物组织培养的材料是A．秋海棠的叶B．马铃薯的块茎C．成熟的花粉 D．木质部中的导管细胞例题精讲【例3】以下不能说明细胞全能性的实验是A．胡萝卜韧皮部细胞培育出植株B．紫色糯性玉米种子培育出植株C．转入抗虫基因的棉花细胞培育出植株D．番茄与马铃薯体细胞杂交后培育出植株【例4】生长素与细胞分裂素在植物组织培养中的作用是A．生长素促进芽的生长，细胞分裂素促进根的生长B．生长素促进根的生长，细胞分裂素促进芽的生长C．生长素与细胞分裂素均促进根的生长D．生长素与细胞分裂素均促进芽的生长【例5】把胡萝卜的单个韧皮部的细胞放入配制的培养基上培养，获得了许多完整的植株。

这种繁殖方式和细胞工程技术分别属于A．孢子生殖和细胞杂交技术B．无性生殖和植物组织培养C．配子生殖和细胞拆合技术D．卵式生殖和细胞培养【例6】用植物组织培养技术可以培养或生产出A．次生代谢产物B．无病毒植物C．人工种子D．A，B，C均可【例7下图所示胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作，接入试管后，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：(1)要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素。

营养物质包括_______和小分子有机物，激素包括细胞分裂素和________两类植物激素。

(2)此过程依据的原理是________。

A和B阶段主要进行的分裂方式是_______，B阶段除了细胞分裂外，还进行细胞_________等。

(3)此过程要无菌操作，主要是指对______进行灭菌消毒，B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，这是基因______的结果。

(2)细胞的全能性有丝分裂分化(3)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(4)选择性表达【例8紫草素是紫草细胞的代谢产物，可作为生产治疗烫伤药物的原料。

用组织培养技术可以在生物反应器中通过培养紫草细胞生产紫草素。

下图记录了生物反应器中紫草细胞产量、紫草素产量随培养时间发生的变化。

（1）在生产前，需先加入紫草细胞作为反应器中的“种子”。

这些“种子”是应用组织培养技术，将紫草叶肉细胞经过________________________而获得的。

这项技术的理论基础是_______________________。

（2）从图中可以看出：反应器中紫草细胞的生长呈现______________________________规律；影响紫草素产量的因素是_____________________和________________________。

（3）在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌的目的是_________________________和_______________________________________________（2）S型增长细胞数量细胞所处的生长期（3）保证氧气供应充足使细胞与培养液充分接触【例9请回答下列有关植物组织培养的几个问题：（1）离体植物组织和细胞培养常用的一种培养基是，培养中常用的两种植物激素是和。

（2）植物组织培养的一般实验操作步骤包括、外植体消毒、______、培养、移栽、栽培。

（3）图示植物组织培养的部分过程：①过程是，②过程是，A是（4）组织培养过程中还需要维持一定的外界条件，一是要有适宜的____ ____ ，二是________ ____ __环境。

离体的器官、组织或细胞① A ②植物体【答案】（1） MS培养基生长素细胞分裂素（2）制备MS固体培养基接种（3）脱分化再分化愈伤组织（4）温度无菌一、被子植物花粉的发育⒈发育过程如图所示。

⒉被子植物的花粉发育可以归纳为：()()2n花粉母细胞小孢子母细胞−−−−→减数分裂()()4n个小孢子四分体时期()()()4442nnn⎧⎪⎪−−−−→⎨−−−→⨯⎪⎪⎩有丝分裂有丝分裂个花粉管细胞核个生殖细胞核个精子说明：①4个小孢子经过有丝分裂形成4个花粉管细胞核和4个生殖细胞核，是指每个小孢子形成1个花粉粒，每个花粉粒中含有1个花粉管细胞核、1个生殖细胞核。

②4个生殖细胞核42−−−−→⨯有丝分裂个精子，是指4个生殖细胞核形成的8个精子中，每个花粉管中由同一生殖细胞核形成的2个精子的基因组成完全相同。

二、花药培养产生花粉植株的两种途径⎫−−−→−−−→⎪−−−→−−→⎬−−−→−−−→⎪⎭脱分化分化诱导脱分化再分化花药中的花粉胚状体丛芽生根移栽花药中的花粉愈伤组织丛芽三、影响花药培养的因素⑴材料的选择①不同种类植物的诱导成功率不同。

②同一种植物，亲本植株的生理状况对诱导成功率的直接影响。

③合适的花粉发育时期：花期早期时的花药最佳。

注意：月季的花药培养时间一般选在五月初到五月中旬，即月季的初花期。

④最合适的选择时期：单核居中期或单核靠边期。

a．不选择单核期以前花药的原因：质地幼嫩，极易破碎。

b．不选择单核期以后花药的原因：花瓣已有些松动，给材料的消毒带来困难。

例题精讲7.2 月季的花药培养c．挑选单核期花药的方法：通常选择完全未开放的花蕾。

说明：合适的花粉发育期是提高诱导花药培养成功率的重要因素。

最适宜的花药发育时期会因植物种类和品种的不同而不同，但对大多数植物而言，适宜进行花药培养的时期是单核居中期或单核靠边期。

⑤亲本植株生长的条件、材料的低温预处理及接种密度对诱导的成功率都有一定影响。

⑵培养基的组成：小麦为N6培养基，马铃薯、月季为MS培养基，油菜为B5培养基。

四、花药离体培养的实验操作过程()30s2~4min70%0.1%3~57~10MS1000mL24D0.4⎧⎨⎩⇓−−→−−−−−→−−−−→−−−−−→⇓⇓⇓+-，立即取出取出，吸干，取出保证处于单核期选材∶通常选择完全未开放的花蕾减少微生物侵入带来的消毒困难问题消毒∶花蕾体积分数为的酒精浸泡无菌水清洗质量分数为的氯化汞溶液浸泡无菌水冲洗次花药处理∶不损伤花药且彻底去除花丝无菌处理接种∶每瓶接种花药个无菌操作培养基∶母液，培养()()()mg KT0.2mg IAA4mgpH 5.825⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪++⎧⎨⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⇓⎪⎪⎧⎪⎨⎪⎩⎪⇓⎪⎪⎪⎪⇓⎪⎪⎩∶温度∶℃光照∶开始不需要光照，幼小植株形成后需要光照愈伤组织∶转移到分化培养基上转移胚状体∶在花药开裂后尽快将幼小植株分开，分别移植到新的培养基上移栽栽培选育∶鉴定和筛选染色体组数目的倍性变化注意事项：①要无菌操作。