（浙江专版）高中生物第四章实验七植物的组织培养教学案浙科版选修1一、植物组织培养 1．概念：取一部分植物组织，在无菌的条件下接种在培养基上，给予一定的温度和光照，使之产生愈伤组织，或进而生根发芽，培养为成熟植株的技术。
2．理论基础：植物细胞的全能性。
3．培养基(1)发芽培养基：细胞分裂素浓度大于生长素浓度的培养基。
(2)生根培养基：生长素浓度大于细胞分裂素浓度的培养基。
4．培养过程外植体――→脱分化愈伤组织――生芽丛状苗―→生根幼苗――→ 植株二、菊花的组织培养1．材料 MS 培养基、发芽培养基、生根培养基、萘乙酸(NAA)、苄基腺嘌呤(BA)、菊花幼苗。
2．操作流程 1.植物组织培养的理论基础是植物细胞的全能性。
2.影响植物组织培养的因素有：植物材料、营养物质、植物激素及pH 、温度、光照等。
3.植物组织培养的一般过程为：离体的植物器官、组织、细胞――→脱分化愈伤组织――→发芽培养基丛状苗――→生根培养基生根――→ 植株 4.发芽培养基中细胞分裂素相对较多而生长素相对较少；生根培养基中生长素较多而细胞分裂素较少。
1．不同植物、不同组织的生根和生芽是否都要使用相同的生长素和细胞分裂素浓度？提示：不相同。
2．本实验用人工合成的激素，而不用植物中存在的天然激素，为什么？提示：天然激素都有相应的使之分解的酶，所以使用时间短，而人工合成的，没有分解酶，作用时间长，效果显著。
3．植物组织培养过程中，产生污染的途径有哪些？提示：①外植体带菌；②培养基及接种器具灭菌不彻底；③接种操作时带入；④环境不清洁。
核心要点一| 有关植物组织培养的几个问题及分析1．细胞的全能性(1)概念：指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。
(2)原因：生物体的每一个体细胞都是由受精卵经有丝分裂而来的，含有本物种的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必需的全套基因。
(3)植物细胞表达全能性的条件：①离体状态；②一定的营养物质；③植物激素；④其他适宜的外界条件(温度、pH、氧气、光照、无菌等)。
2．激素用量比例产生的影响生长素与细胞分裂素比值结果[题组冲关]1．下列有关植物组织培养的叙述，正确的是( )A．培养基中生长素和细胞分裂素的比例不会影响脱分化和再分化B．植物组织培养的原理是植物细胞的全能性C．植物组织培养就是将离体的细胞、组织、器官等培育成愈伤组织D．植物组织培养过程不需要严格的无菌操作解析：选B 植物组织培养包括脱分化和再分化两个关键过程，愈伤组织的形成只是脱分化过程，还有愈伤组织再分化的过程。
2．下列需要采用植物组织培养技术的是( )①利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，获得多倍体植株②获取大量的脱毒苗③利用基因工程培育抗棉铃虫的植株④单倍体育种⑤无子西瓜的快速大量繁殖A．①②③B．②③④⑤C．①②④⑤ D．②③④解析：选B 多倍体育种是用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，使其染色体加倍，此过程不涉及组织培养技术。
3．下列不是植物组织培养过程中分化出根、芽之前必需的物质的是( )A．无机盐B．CO2C．O2D．有机小分子解析：选B 植物组织培养中必须有无机盐，细胞呼吸需要氧气，最初阶段植物组织细胞的同化作用类型是异养型，所以也需要有机物。
组织培养中分化出根、芽之前植物不会进行光合作用，所以CO2不是必需的。
核心要点二| 菊花的组织培养1．操作流程及注意事项2．造成培养物污染的原因与处理污染的预防措施污染种类细菌污染真菌污染污染原因可能是由操作人员造成的，如超净台使用不当、接种时说话、手未消毒或器械灭菌不彻底等可能是由植物材料消毒不当引起的处理措施将被污染的培养瓶统一放在高压蒸汽锅内进行高压蒸汽灭菌，然后再打开培养瓶进行清洗[题组冲关]4．把菊花单个细胞放入配制的培养基上培养，获得了许多完整的植株。
这些植株( ) A．变异频率较高B．都是单倍体C．都是纯合子D．彼此性状极相似解析：选D 单个细胞经组织培养发育成的植物体，彼此性状相似，此植物体是纯合子还是杂合子由母本基因型决定。
5．启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性植物激素是( )A．乙烯和细胞分裂素B．生长素和细胞分裂素C．生长素和脱落酸D．乙烯和脱落酸解析：选B 植物组织培养要通过脱分化和再分化两个重要的过程。
在这两个过程中，植物激素起到了很好的诱导作用。
常用的植物激素是细胞分裂素和生长素。
6．辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。
辣椒素的获得途径如图。
(1)图中①和②分别表示辣椒组织培养中细胞的________________和________过程。
(2)图中培养外植体的培养基中常用的凝固剂是____________。
培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值________(填“高”或“低”)时，有利于芽的分化。
对培养基彻底灭菌时，应采取的灭菌方法是______________。
(3)图中外植体的消毒所需乙醇的体积分数是_____。
用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时，常用的酶是________和纤维素酶。
解析：(1)由植物组织培养的过程可知，①为脱分化形成愈伤组织，②为愈伤组织再分化为根、芽。
(2)培养外植体需要用固体培养基，固体培养基的凝固剂为琼脂；生长素和细胞分裂素的比例低时利于发芽，高时利于生根；固体培养基要用高压蒸汽灭菌。
(3)外植体消毒一般用70%的乙醇；由于植物细胞有细胞壁，所以将愈伤组织分离成单个细胞需要用纤维素酶和果胶酶。
答案：(1)脱分化(或去分化) 再分化(2)琼脂低高压蒸汽灭菌(3)70% 果胶酶[随堂基础巩固]1．实验中对已长出的健壮丛状苗，紧接着应该进行的处理是( )A．移入日光灯下，在发芽培养基中培养B．移入日光灯下，在生根培养基中培养C．转入遮阳环境中，在草炭土或蛭石中继续培养D．转入遮阳环境中，土中栽种解析：选B 发芽培养获得的丛状苗应在无菌条件下转入日光灯下的生根培养基中进行生根培养。
2．影响植物组织培养的因素包括( )①培养基的营养组成②外植体的选取③植物激素的使用④消毒⑤温度、pH、光照A．①②③④⑤B．①②③C．①②③④ D．①②③⑤解析：选A 培养基的营养组成、外植体的种类和生长发育状况、植物激素的浓度和使用顺序以及温度、光照、pH都是影响植物组织培养的因素，并且植物组织培养在离体、无菌条件下才能完成。
3．某生物兴趣小组用芦荟新鲜茎的一部分作为材料进行组织培养，出现了愈伤组织能正常形成且继续长大，但正常根和芽却迟迟不能形成的情况。
你认为导致该情况出现的最可能的原因是( )A．葡萄糖、氨基酸等有机营养供应不足B．培养环境光照、温度、pH或氧气浓度不适宜C．生长素和细胞分裂素比例不协调D．无菌条件没有控制好解析：选C 因为“愈伤组织能正常形成且继续长大”，说明培养基营养充足、环境条件适宜且没有受到杂菌污染；当生长素和细胞分裂素的比例达到一定值的时候，才能使愈伤组织分化出根和芽。
4．下列关于植物组织培养所需营养的叙述，错误的是( )A．MS培养基既含硝态氮，又含铵态氮B．维生素以辅酶的形式参与生物催化剂酶系活动C．植物生长调节物质包括生长素、细胞分裂素及赤霉素等D．植物组织培养过程中无需从外部供糖解析：D 通常植物本身能进行光合作用，产生糖类，不需从外部供给糖，但在植物组织培养初期，不能进行光合作用来合成糖类，因此必须在培养基中添加糖，作为碳素来源和能量来源。
[课时跟踪检测]1．培养获得丛状苗的培养基是( )A．MS培养基B．发芽培养基C．生根培养基D．普通培养基解析：选B 丛状苗是植物组织趋向芽分化后所形成的，因此培养基应为发芽培养基。
2．下列关于植物组织培养中灭菌操作的叙述，错误的是( )A．外植体可以用乙醇消毒B．镊子等器械需乙醇消毒C．操作前手需乙醇消毒D．培养基需高压蒸汽灭菌解析：选B 植物组织培养需严格的无菌操作，包括：培养基需用高压蒸汽锅灭菌；操作前手需乙醇消毒；外植体应浸泡在乙醇中消毒；整个操作过程在酒精灯火焰旁进行，同时对镊子等器械灼烧灭菌。
3．下列关于植物组织培养的叙述，错误的是( )A．外植体可以来自于植物的任何细胞B．培养应在无菌条件下进行C ．以花粉作为外植体可得到单倍体植株D ．不同阶段的培养基中细胞分裂素和生长素的比例不同解析：选A 外植体必须是活的有细胞核的细胞，而木质部、导管都是死细胞，成熟的筛管细胞无细胞核，都不能取其作为外植体。
4．菊花的组织培养操作完成3～4 d 后，观察同一温室中的外植体，发现有的瓶内外植体正常生长，有的瓶内外植体死亡，你认为外植体死亡的原因不可能是( )A ．培养条件，比如光照、温度等不适宜B ．接种时外植体未消毒C ．接种工具灼烧后未待冷却就接种外植体D ．将外植体倒插入培养基中解析：选A 若光照、温度等不适宜，则同一温室中的外植体都会死亡。
5．下图是植物组织培养的一般过程，相关说法错误的是( )离体的植物组织或细胞――→a b ――→c d ―→完整的植物体 A ．过程a 指的是脱分化，过程c 指的是再分化B ．此技术依据的原理是植物细胞的全能性C ．若用此技术进行细胞产物的工厂化生产，须将细胞培养到d 阶段才行D ．生长素含量高时，有利于根原基的形成解析：选C 植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。
从图中可以看出，过程a 、c 分别是脱分化和再分化，b 、d 是愈伤组织和具有生根发芽能力的胚状体。
若用此技术进行细胞产物的工厂化生产，须将细胞培养到愈伤组织阶段即可。
生长素与细胞分裂素的协同调控作用在植物组织培养中非常重要，当生长素含量高于细胞分裂素时，主要诱导根原基的形成。
6．某组织培养实验室的愈伤组织被真菌严重感染，为查找污染原因设计了4个实验，实验条件除图示以外其他均相同。
下列各图表示实验结果，据图可得出的初步结论是( )A ．污染主要是由培养基灭菌时间长短造成的。