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《菊花的组织培养》学案张建尚江苏省赣榆高级中学【学习目标】1.说明植物组织培养的基本原理。2.学习植物组织培养的基本技术。3.进行菊花或其他植物的组织培养。【重点和难点】植物组织培养过程中使用的无菌技术。【课前预习】1.愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一种____①____的呈无定形状态的____②____。由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为③，又叫④。愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化形成____⑤____，这个过程叫做再分化。答案1.①高度液泡化②薄壁细胞③脱分化④去分化⑤根或芽2.菊花的组织培养，一般选择__①___植株的茎上部新萌生的侧枝，利用MS培养基进行培养。该培养基的主要成分包括__________②____________等，添加的植物激素主要是____③________。植物激素的浓度、使用的____④__以及___⑤___等，都会影响实验结果。菊花组织培养，一般pH控制在__⑥__左右，温度控制在___⑦___，每天用日光灯照射12h。2.①未开花②大量元素、微量元素和有机物③生长素和细胞分裂素④先后顺序⑤用量的比例⑥5.8⑦18~223.配制MS固体培养基母液时，大量元素浓缩___①__倍，微量元素浓缩___②___倍，常温保存。激素类、维生素类以及用量比较小的有机物可以按照③的质量浓度单独配制母液。配制1LMS培养基时，将称量好的琼脂加入④mL蒸馏水，加热熔化，然后加入蔗糖30g,依次加入母液，定容至1000mL，调节__⑤__，然后分装到锥形瓶中，每瓶分装__⑥____。分装好的培养基连同其它器械一起进行⑦。3.①10②100③1mg/mL④800⑤pH⑥50mL或100mL⑦高压蒸汽灭菌4.外植体消毒时先用流水冲洗、吸干，再放入体积分数为75%的①中摇动2~3次，无菌水清洗、吸干，然后放入质量分数为0.1%的②中1~2min，取出后用无菌水漂净消毒液。接种时所有的接种操作必须在③进行，并且每次使用器械后，都要用④灭菌。接种后的锥形瓶最好放在____⑤___中培养。4.①酒精②氯化汞溶液③无菌箱④酒精灯旁⑤火焰灼烧【课堂探究】一、基础知识1.植物组织培养的基本过程（1）图中a是①，b是②，c是③。（2）比较：组织类型细胞来源细胞形态细胞结构细胞排列细胞去向根尖分生组织受精卵1①无液泡④⑥愈伤组织高度分化细胞②③⑤再分化成新个体离体的植物组织、器官或细胞a愈伤组织b根、芽等器官试管苗人为使用c控制（3）愈伤组织细胞能够分化为根、芽等器官的根本原因是①。一、1.（1）①脱分化②再分化③植物激素（2）①正方形②无定形状态③高度液泡化④紧密⑤疏松⑥分化成多种细胞组织⑦有丝（3）①基因的选择性表达2.影响植物组织培养的因素（1）内部因素：分析以下事实：a.烟草和胡萝卜的组织培养较为容易，而枸杞愈伤组织的芽诱导就比较困难；b.月季当年生的嫩枝较生长多年的枝条容易培养。事实a说明①，事实b说明②。（2）营养条件：以下是某同学配制的MS培养基成分表，据表分析：该培养基中的大量矿质元素是①，微量元素是②，其作用是③。蔗糖的作用是④，维生素和甘氨酸的作用是⑤。要得到固体培养基还需要添加⑥。与微生物培养基相比，MS培养基有哪些特点？⑦。（3）植物激素：激素使用的先后顺序及其用量比例对细胞分裂和分化的影响，请完成下表：（4）环境因素：影响植物组织培养的环境因素有①等。2.（1）①不同的植物组织，培养的难易程度差别很大②同一种植物材料的年龄不同，培养的难易程度不同（2）①N、P、K、S、Mg、Na②Fe③提供植物细胞所必需的无机盐④提供碳源，维持细胞渗透压⑤满足离体植物细胞在正常代谢途径受到一定影响后所产生的特殊营养需求⑥琼脂⑦微生物培养基以有机营养为主，MS培养基则需提供大量无机营养（3）①有利于分裂但不分化②细胞既分裂也分化③分化频率提高④促根分化，抑芽形成⑤促芽分化，抑根形成⑥促进愈伤组织生长（4）①pH、温度、光照二、实验操作1.制备MS固体培养基（1）为什么要配制培养基母液？___①_______。（2）配制1LMS培养基时，将称量好的琼脂加入800mL蒸馏水，加热熔化。加热过程中要不断用玻璃棒搅拌，原因是___①_______。配制并分装好的培养基连同其它器械一起进行②。二、（1）①避免每次配制培养基时因称量几十种成分所带来的麻烦（2）①防止琼脂糊底而导致烧杯破裂②高压蒸汽灭菌2.外植体消毒（1）填写下列流程图：相同点都通过进行⑦分裂细胞增殖成分KH2PO4NH4NO3MgSO4FeSO4NaHPO4蔗糖维生素甘氨酸水含量1.4g2.1g0.2g0.1g10.0g10g0.1g1.0g适量使用顺序实验结果先生长素，后细胞分裂素①先细胞分裂素，后生长素②同时使用③生长素／细胞分裂素比值与结果比值高时④比值低时⑤比值适中⑥旺盛嫩枝(流水)冲洗①20分钟左右(无菌吸水纸)吸干表面水分②摇动2-3次6-7秒③(无菌吸水纸)吸干表面水分④浸泡1～2分钟无菌水清洗3次（2）在此消毒过程中，是不是强度越大越好，为什么？①。2.（1）①刷洗，冲洗②70％的酒精③无菌水清洗④0.1%氯化汞溶液（2）①不是。对外植体进行表面消毒时，既要考虑到药剂的消毒效果，又要考虑到植物的耐受力。3.接种外植体接种与细菌接种相似之处是①。保证无菌操作的措施是②。3.①操作步骤基本相同，而且都要求无菌操作②用体积分数70%的酒精将工作台擦拭；所有的接种操作都在酒精灯旁进行；每次使用器械后都用火焰灼烧灭菌4.培养、移栽和栽培（1）培养过程中的无菌操作是①，环境要求是②。外植体在培养过程中可能会被污染，你认为造成污染的原因有哪些？③。（2）试管苗在栽培前进行移栽炼苗的原因是①。（1）①无菌箱中培养，并定期进行消毒②温度控制在18~22℃，每天用日光灯光照12h③外植体消毒不彻底；培养基灭菌不彻底；接种中被杂菌污染；锥形瓶密封性差等（2）①试管苗的组织分化不完善，光合自养能力弱，适应性差，炼苗可提高其对环境的适应能力。【课堂巩固】1.（08江苏）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.离体器官或组织的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1.D植物组织培养的碳源一般是蔗糖而不是葡萄糖，因为同浓度的葡萄糖比蔗糖的渗透压高，且微生物容易利用葡萄糖而不利用蔗糖，培养基不会被杂菌污染，A项正确；生长素和细胞分裂素的配比影响愈伤组织的生长和分化，B项正确；离体器官或组织的细胞是已经分化的细胞，本身没有分裂能力，只有都通过脱分化才能形成具有分裂能力的愈伤组织，C项正确；同一绿色植物不同部位的细胞经组织培养后其基因组成不一定相同。如体细胞和花药离体培养，D项错误。2.如图是植物组织培养的简略表示，请据图回答：（1）离体植物组织和细胞培养培养中常用的两种植物激素是和。某同学在进行组织培养的过程中，发现③根的分化明显，而芽的分化不明显，可能的原因是。(2)①称为，该种材料在培养前应进行（消毒、灭菌）。由①培养成为④的过程说明。(3)②是，它的细胞特点是。(4)试管苗的光合作用能力较弱，需要逐步适应外界环境才能往大田移栽。研究人员进行了“改变植物组织培养条件缩短试管苗适应过程”的实验，实验在适宜温度下进行，图甲和图乙表示其中的两个实验结果。①②③④脱分化再分化①图甲的实验是在大气CO2浓度下进行的。据图分析，试管苗在不加蔗糖的培养中和更高。②图乙是试管苗在密闭、无糖培养基条件下测得的24h内CO2浓度变化曲线。图中c－d段CO2浓度急剧下降是因为试管苗。若d点时打开培养瓶塞，试管苗的光合速率。③根据上述实验结果推知，采用无糖培养基、和可缩短试管苗的适应过程。2.（1）生长素；细胞分裂素；细胞分裂素和生长素配比不合适（2）外植体；消毒；植物细胞具有全能性（3）愈伤组织；排列疏松、高度液泡化、细胞壁薄（4）①光合速率；光饱和点②c-d段光照增强，光合作用随之增强,消耗较多的CO2；升高③延长光照时间、增加光照强度、增加CO2浓度(任选两个)不加蔗糖加蔗糖光照强度0图甲光合速率cbCO2浓度da时间11:0015:0019:0023:003:007:0011:00光照黑暗光照CO2浓度图乙