（组织设计）专题三植物的组织培养技术.pdf

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(组织设计)专题三植
物的组织培养技术:.
《新教材导学练》(选修1)编写体例
专题三植物的组织培养技术
【学****导航】
利用植物的一块组织,甚至一个细胞,就能培养出完整的植株,靠的就
是植物组织培养技术。运用这种技术,可以实现优良品种的快速繁殖,保持
遗传性状的一致;可以培育出大量不含病毒的幼苗,提高作物产量;可以实
现花卉的连续生产,不受开花季节的限制……
在学****本专题的过程中应引导学生联系与微生物培养基的对比来认识
植物组织培养的MSMS培养基的特点;学会正确配制培养基的方法;与有关
植物激素的作用、原理等相联系,来正确理解植物组织培养技术的原理、培
养基的配制等具体操作过程。同时还可与单倍体育种常用方法——花药离
体培养相联系,使植物组织培养技术应用到生产实践中去。
植物的花药培养在育种上有特殊的意义。育种工作者可以采用花药培养
的方法,使花粉粒发育为单倍体植株,再经过人工诱导使染色体数目加倍,
重新恢复到正常植株的染色体数目。这样的植株不仅能够正常生殖,而且每
对染色体上的成对的基因都是纯合的,自交产生的后代不会产生性状分离。
单倍体育种不仅缩短了育种周期,也为新品种的培育开辟了新途径。
课题2月季的花药培养
【导学诱思】

被子植物花粉的发育要经历、和等阶段。
花粉是由花粉母细胞经过而形成的,因此花粉
是。

通过花药培养产生花粉植株的两种途径:
①
②
思考:(1)花药培养产生花粉植株的两种途径的差别主要取决于什么?
(2)什么是体细胞胚?
(3)单倍体性细胞产生的花粉胚,也可发育成为单倍体植株,这和植
物的体细胞克隆有区别吗?

诱导花粉植株能否成功及诱导成功率的高低,受多种因素影响,其中
与
是主要的影响因素;也是提高诱导成功率的重要
因素;另外亲本植株的生长条件、以及
等对诱导成功率都有一定影响。:.
思考:(1)为什么选择合适的花粉发育期是诱导花药培养成功率的重
要因素?
(2)为什么花药的培养要选择完全未开放的花蕾?

(1)材料的选取
选择花药时,一般要通过来确定其中的花粉是否处于适宜的发育
期。确定花粉发育时期的方法有
和。
(2)材料的消毒
%的***化***溶液,实验完毕应如何处理?
(3)接种和培养
剥离花药时,应注意哪些问题?花药培养过程中应注意哪些问题?
【疑难点拨】
?
花瓣松动后,微生物就可能侵入到花药,给材料的消毒带来困难。
?
相同之处:培养基的配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同。
不同之处:花药培养的选材非常重要,需事先摸索时期适宜的花蕾;花
药裂开后释放出的愈伤组织或胚状体也要及时更换培养基;花北培养对培养
基配方的要求更为严格。这些都使花药的培养难度加大。
【典例解析】
。为了防止性状分离并
快速繁殖,可以利用该植物的一部分器官或组织进行离体培养,发育出完整
植株。进行离体培养时不应采用该植株的()

解析:本题主要考查无性生殖特点。涉及知识点有:组织培养、体细胞、
生殖细胞等。抓住无性生殖能够保持原物种特性这一特点。组织培养就是无
性生殖的一种方式,它是由体细胞培养而来的,含有原物种的全部基因,而
花粉粒是生殖细胞。该题易陷入思维定势,联想到花粉粒的离体培养。可见,
植物组织培养若取自体细胞则为无性生殖;若取自生殖细胞则为有性生殖。
答案:D
,有一对同源染色
体不发生分离,所形成的次级精母细胞减数分裂的第二次分裂正常;另一个
初级精母细胞减数分裂的第一次分裂正常,减数第二次分裂时,在两个次级
精母细胞中,有一个次级精母细胞的1条染色体姐妹染色单体没有分开。以
上两个初级精母细胞可产生染色体数目不正常的配子(以下简称不正常的配
子)。上述两个初级精母细胞减数分裂的最终结果应当是

,后者产生的配子不正常:.

,后者只产生一半不正常的配子
解析:初级精母细胞的减数第一次分裂过程,是同源染色体分开,进入
两个次级精母细胞。若此过程中同源染色体不发生分离,形成的两个次
级精母细胞中,一个多了一条染色体,另一个少了一条染色体。次级精
母细胞进行的减数分裂的第二次分裂,是姐妹染色单体分开,平均分配
到两个精子细胞中。若此过程中姐妹染色单体不分开,形成的两个精子
细胞中的染色体数目均不正常。
答案:D

(1)写出图中数字所代表的结构的名称:①
①②③④⑤⑥②
(2)草履虫进行生殖;蘑菇进行生殖,酵母菌和水螅④③
常常进行生殖。⑤
(3)下列图解表示水稻(2n=24)胚珠中胚囊的发育过程,试根据图回⑥
答:
薄壁细胞直接发育减数分裂
珠心孢原细胞(2n)
三次有丝分裂
①水稻种子的种皮遗传物质应为n,其中遗传物质应与
相同。
②水稻胚珠中的胚囊应共有染色体条,其中卵细胞中含染色体
条;若水稻授粉受精后发育成胚和胚乳,则胚细胞中含有染色体
条,胚乳细胞中含染色体条。
③787核中的细胞或细胞其中就包括了一个卵细胞和两个极核,若水
稻的基因型为AaBb,则胚囊母细胞基因型为。
④如果水稻卵细胞基因型应为Ab,则极核的基因型为,其
原因是
。
解析:图中给出一个被子植物子房结构示意图,首先要求学生能够正确
识图,弄清各数字代表的结构名称。胚囊中7个细胞,从图解中我们可以看
出是由一个胚囊母细胞发育而来的,所以这几个细胞的基因型完全相同(卵
细胞和极核的基因型完全相同)。花粉粒落到雌蕊柱头上萌发生出花粉管,
花粉管通过珠孔进入胚囊,释放出两个精子,一个精子与卵细胞结合,形成
受精卵,受精卵发育成植物的胚;另一个精子与极核结合,形成受精极核,
将来发育成胚乳(双子叶植物胚乳发育过程中,胚乳被子叶吸收)。
答案:(1)花粉管子房壁珠被受精极核受精卵珠孔(2)分裂孢子
出芽(3)2122436AaBbAb母方卵细胞和极核是由单核胚囊经三次有丝分裂
而来:.
【课堂演练】
一、选择题
,应选择哪个时期最易成活()




。两个不同类型的粗糙
脉孢菌Aa融合后成为二倍体,随即发生典型的减数分裂,紧接着又和
进行一次有丝分裂。此过程最终形成的子细胞数及每个子细胞中的染色
体数分别为()
、条个、条个、条个、条
,那么,一条染色体,它们是
个花粉管中的两个精子中的染色体是()

,这种生殖方式不能叫()

,但在光镜下一定看不到同源染色体之间两两配
对联会的是()

。在正常情况下,它的卵细胞、一个
极核、胚细胞、胚乳细胞、珠被细胞和子房壁细胞所含染色体数目依次
应为()
、10、20、20、20、、10、30、30、20、20
、10、20、30、20、、20、20、30、20、20
,这两对基因分别位于两对同源染色
体上,去雄后授以aabb植株的花粉,其胚乳可能的基因型是()
、AAabbb、、AABb
、、Aaabbb
,一个番茄细胞发生减数分裂,形成的细胞
中有三个退化消失。剩下一个细胞迅速发生了三次有丝分裂,你会找到
多少个细胞核?这些核含有多少个染色体()
,各有个染色体个核,各有个染色体
,各有个染色体个核,各有个染色体
,从理论上讲取决于()


二、非选择题﹙2--4个﹚
(条染色体)的花药通过无菌操作,接入:.
试管后,在一定条件下培养形成试管苗。
(1)愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规则的细胞团,愈伤组
织形成中,必须从培养基中获得和小分子有机物等
营养物质。
(2)要促进花粉细胞分裂生长,培养基中应有和
两种激素。
(3)愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根,再由芽发育成叶和茎。
这一过程必须给予光照,其原因是①
② 。
(4)试管苗的细胞核中含有条脱氧核苷酸链。
(5)培育成的试管苗可能出现的基因型
有。
、乙两个烟草品种(2N=48),其基因型分别为aaBBAabb,这两和
勒克斯时,都不能生长,对基因位于非同源染色体上,且在光照强度大于800
这是由于它们中的一对隐性纯合基因(aabb)作用的结果。或
取甲乙两品种的花粉分别培养成植株,将它们的叶肉细胞制成原生质体,并
将二者相混,使之融合,诱导产生细胞团。然后,放到大于800勒克斯光照
下培养,结果有的细胞团不能分化,有的能分化发育成植株。请回答下列问
题:
(1)甲、乙两烟草品种的花粉的基因型分别为和。
(2)将叶肉细胞制成原生质体时,使用破除细胞壁。
(3)在细胞融合技术中,常用的促融剂是。
(4)细胞融合后诱导产生的细胞团叫。
(5)在大于800种细胞团不能分化;能勒克斯光照下培养,有
分化的细胞团是由的原生质体融合来的(只考虑2个原生质体
的相互融合)。由该细胞团分化发育成的植株,其染色体数是,
基因型是。该植株自交后代中,在
大于800勒克斯光照下,出现不能生长的植株的概率
是。
答案:
!!.(1)水、无机盐(2)细胞分裂素生长素(3)叶绿素的形成需要光
试管苗的生长发育所需营养来自叶绿体利用光能制造的有机物
(4)24(5)AB、Ab、Ab、ab
:(1)aBAb(2)纤维素酶(3)聚乙二醇(4)愈伤组织
(5)248AaBb7/16甲、乙两烟草品种的花粉
专题知识归纳
概念:
原理:细胞的全能性专题知识检测基础:
一、选择题﹙50分﹚
条件:
脱分化再分化
植物组织培养的基本过程:外植体愈伤组织胚状体幼苗
外植体的选择
影响植物组织培养的因素:营养、环境等
植物激素的用法
温度、pH、光照等
实验操作:制备MS培养基外植体消毒接种培养移栽栽培
被子植物花粉的发育:花粉母细胞→减数分裂→小孢子母细胞→四分体时期
→单核期→双核期→精子
产生花粉植株的两种途径:
脱分化分化
花药中的花粉胚状体丛芽诱导
再分化生根移栽
脱分化
花药中的花粉愈伤组织丛芽
主要因素:材料的选择与培养基的组成
影响花药培养的因素:重要因素:选择合适的花粉发育时期
影响因素:亲本植株的生长条件、低温处理和
接种密度等
材料的选取:确定花粉发育时期的方法
实验操作:材料的消毒:
接种和培养:
鉴定和筛选::.
,没有采用植物组织培养技术的一项是()
,得到多倍体植株


“番茄-马铃薯”杂种植株
,属于改变物种遗传性状的最根本的途径是()

,切取胡萝卜的外植体时一般选择()


()

,给予适宜的营养和外界条件

()

,需要提供大量的()

()

()

定光照
()


、脱分化和再分化的
关键性因素。在植物组织培养过程中,如何使用这两种激素更有利于胚
状体的形成()
,,后使用生

、脱分化和再分化的
关键性因素。在植物组织培养过程中,如何使用这两种激素更有利于愈
伤组织的形成()



()
:.
,哪一项不是必须的()


14..下图是某二倍体植株一个正在分裂的细胞,下列叙述正确的是()
①该植株的基因型必为AaBB②若该植株是由花粉粒发育而来的,则其亲本是
四倍体③该类型植株不能产生Ab型配子④该细胞发生过基因突变
A.①②B.③④C.①③D.②④
、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中,下列哪
一项是不需要的()

()

,而植物细胞不能
,而植物细胞只能培养成植株
,全能性最高的是()

()
,是细胞全能性的体现



,遗传物质全部来自一
个亲本的方法是()

()




()




()


、组织或细胞通过离体培养产生愈伤组织的过程
:.
,培养过程中能形成愈伤组织的
是()
①细胞和组织培养②植物体细胞杂交③动物细胞融合④动物细胞
核移植
A.①②B.③④C.①③D.②④
()




,美国科学家斯图尔德用胡萝卜韧皮部细胞培养出完整的胡
萝卜植株。该过程不需要()


二、非选择题﹙50分﹚
,全素标准培养液完全按植物生长发育所需
要的矿质元素的种类和数量配制的,在培养过程中又及时添加该种培养液。
第一周长势正常,第二周起出现缺素症状且越来越严重。第三周全株萎蔫,
继而死亡,实验失败。请分析回答:
(1)既然配制的是全素标准培养液,为什么还会出现缺素症状?
。应采取怎样的补救措
施?。
(2)培养液中并不缺水,但植物到第三周竟然萎蔫,其原因是
。这个事实也说明了
植物根系吸收水分和吸收矿质离子的关系
是。
(3)为了解决第三周出现萎蔫的问题,可以采取的措施
是。
,请回答:
(1)若用于培养微生物,该培养液中有类营养物质,可培养的微
生物同化作用类型是。
(2)此营养液若用来培养固氮微生物,则应除去的成分
是,应加入的物质是。:.
(3)若用该培养液培养大肠杆编号成分含量
菌,应加入的物质①(NH4)
是,为检测大肠②
杆菌的存在与否还应加入③
和,将呈现④
反应。⑤维生素少许
(4)此培养液若用于培养金黄⑥水1000ml
色葡萄球菌并观察菌落形态,
除有机物外还应加入,为使其正常生长繁殖,同时又抑制其他
杂菌,还应加入。
(5)此培养液若用于植物组织培养,还应加入
和。
(6)各种成分在熔化后分装前必须进行,接种前要进
行。
,它能
像种子一样萌发生长,长成植物。人工种子的核心部件是个被外层物包埋的
具有类似种胚功能的胚状体。胚状体不同于一般的种胚,是由非合子细胞分
。化形成的类似于胚的结构物,所以又称“体细胞胚”或“花粉胚”
胚状体在一定条件下,可以通过胚胎发育过程形成植株。胚状体可从悬浮
培养的单细胞中得到,也可通过试管培养的愈伤组织、花粉或胚囊获得。将
。胚状体包埋在一个能提供营养的胶质中,便成了所谓的“人工种子”

体,
功地在烟草、水稻、小麦和玉米等作物上诱导出了胚状体。各国正着手将人
工种子推向商品化。
根据以上材料回答:
(1)植物的胚状体是繁殖的产物。培育胚状体利
用了这一项生物技术。
(2)包埋胚状体的胶质可看作种子的哪部分?
(3)由人工种子萌发出的植株是否可育?说明理
由。。
,分析后简要回答问题:
(1)写出以下过程或结构的名称:植物的器官、取下并放入A
材料一:B再分化
ABC;;;组织或细胞培养基中培养胚状体植物体
B
D。B
(2)材料2中在获得杂种细胞的容器中还有其他什么细胞?
(3)A;再分化是否需要光过程是否需要光照?
照?。
(4)名贵花卉进行离体培养时不应采用该株的():.

答案:

26.(1)因为矿质元素的吸收需要消耗能量,而此装置中根系一直浸在水中,
不能进行有氧呼吸,通过无氧呼吸提供的能量少,根系不能吸收到足够
的矿质元素满足该植株生长的需要。向培养液中通气。
(2)水分吸收的速度相对大于矿质离子的吸收速度,溶液的离子浓
度越来越大,使根吸水发生困难。两个相对独立的过程(3)加
水稀释。
27.(1)五自养型(2)①有机物(3)有机物伊红美蓝深紫色
(4)琼脂高浓度食盐(5)蔗糖、Mg2+等琼脂(6)调整pH
28.(1)无性组织培养(2)提供营养的胚乳或子叶(3)若是由花粉发
育来的则不可育,若是由胚囊等体细胞发育而来的则可育。
29.(1)脱分化;愈伤组织;原生质体a;原生质体b(2)细胞a、细胞
b、
细胞a→细胞a、细胞b→细胞b(3)不需要;需要;(4)C
(5)会发生性状分离
探索·创新
2003214年月日苏格兰罗斯林研究所证实世界上首只成年体细胞克隆
动物多利已经死亡。多利的尸体将被制成标本,存放在苏格兰国家博物馆。
多利于1996751997223年月年月日出生,于日被介绍给公众,它
是用一只6PPL岁母羊的体细胞进行克隆,由罗斯林研究所与英国医疗公司
共同培育而成的。罗斯林研究所所长哈里·格里芬说,绵羊通常能活1112到
月科学家发现多利羊的左后腿患上了关节炎这种典型的“高年。但20021年
,现在,多利羊壮年死于老年羊常得的肺部感染疾病。研究人员对龄病症”
。世界第一只体细胞克隆动物多利羊的诞生曾震惊了世它实施了“”***
界,它的死也引起了人们对克隆动物的关注、以及对克隆技术发展前景的再
思考。
请根据以上材料,分析并说明多利羊死亡的原因可能有哪些。