专题三植物的组织培养技术

发布时间：2024-11-12

专题三植物的组织培养技术

【学习导航】

在学习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MS培养基的特点；学会正确配制MS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1 菊花的组织培养

【导学诱思】

一、基础知识

(一)植物组织培养的基本过程

1．原理：细胞全能性（概念：）不同细胞全能性的程度不同：受精卵 > 生殖细胞 > 体细胞

2．过程：

操作的关键是：

3．愈伤组织特点：

4．细胞分化：

⑴概念：

⑵结果：

⑶原因：

分化后的不同细胞之间的相同点是

不同点是

思考：为什么生物体内细胞没有表现出全能性，而是分化成不同的饿组织、器官？

5．植物细胞表现出全能性的条件：

⑴必须离体

⑵一定的营养物质（水、蔗糖、维生素、矿质元素、有机添加剂）、激素

⑶适宜的培养条件（光照、温度、PH）

6．应用

（二）影响植物组织培养的因素

1．材料：

2．营养（培养基的配置）

常用的培养基是，

主要成分：

配置好的培养基中还需添加。

启动细胞分裂、分化的关键性激素是。

3．环境

二、实验操作

（一）、制备MS固体培养基

具体操作：

1．配置各种母液

2．配置培养基

3．灭菌

（二）外植体消毒

（三）接种（四）培养（五）移栽（六）栽培

【课堂演练】

一、选择题

1、用植物组织培养技术，可以培养或生产出（）

A．食品添加剂 B．无病毒植物 C.人工种子 D．前三项都

2、植物组织培养的过程可以归纳为：①②③④，叙述有错误的是

A．②→③的再分化过程中，细胞增殖的方式为有丝分裂

B．植物组织培养依据的原理是细胞的全能性

C．③→④过程指植物的营养生长和生殖生长阶段

D．将①经脱分化培养成②时，再植上人造种皮可获得人工种子

3、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.导入其他植物细胞的基因

C.脱离母体后，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的卵细胞内

4、细胞具有全能性的原因是（）

A.生物体细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能B.生物体的每一个细胞都具有全能性

C.生物体的每一个细胞都含有个体发育的全部基因

D.生物体的每一个细胞都是由受精卵发育来的

5、植物组织培养过程中的脱分化是指（）

A.植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞

B．未成熟的种子经过处理培育出幼苗的过程

C．植物的器官、组织或细胞，通过离体培养产生愈伤组织的过程

D.取植物的枝芽培育成一株新植物的过程

6、.下列植物细胞全能性最高的是（）

A.形成层细胞 B.韧皮部细胞 C.木质部细胞 D.叶肉细胞

7、物体内细胞没有表现出全能性，原因是（）

A.细胞丧失了全能性 B.基因的表达有选择性

C.基因发生了变化 D.不同细胞基因不同

8、有关全能性的叙述，不正确的是

A．受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高

B．生物体内细胞由于分化全能性不能表达

C．卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性很高

D．植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性

9、科学工作者把胡萝卜的韧皮部细胞分离出来，将单个细胞放入配制的培养基上培养， 3

长出许多完整的植株，这些植株的特点是

A．彼此性状极相似 B．变异频率高 C．单倍体 D．都是纯合体

10、下图表示基因型为AaBb水稻的花药通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下形成试管苗的培育过程。下列相关叙述错误的是

A．愈伤组织是花粉细胞通过有丝分裂后形成的不规则的细胞团

B．在愈伤组织的形成中，必须从培养基中获得水、无机盐和小分子有机物等营养物质

C．为促进花粉细胞分裂生长，在培养基中应加入适宜浓度的生长素等激素

D．试管苗可能出现的基因型有AABB或AAbb或aaBB或aabb

11、下图是植物组织培养的简略表示。据此回答：

脱分化再分化

①——→②——→③——→④

（1）①表示，它能被培养成为④的根本原因是。

（2）②表示，它与①相比分化程度，全能性。

（3）若想制作人工种子，应该选用（填编号）。

（4）若①是花药，则④是，继续对其使用处理可获得

的正常植株，该过程称为。

（5）若①是胡萝卜根尖细胞，则培养成的④的叶片的颜色是，这说

明根尖细胞。

（6）若利用此项技术制造治疗烫伤、割伤的药物——紫草素，培养将进行到

（填编号）。

12、我国植物学家将名贵兰花的茎尖细胞放进培养基中进行培养，最终发育成完整的新植株。下图是细胞培养形成兰花植株示意图，请根据图回答：

注：胚状体即等同于植物种子的胚的结构。

(1)过程④由愈伤组织形成胚状体要经过⑤过程主要是指_______________________________________________。

(2)在培养过程中，除了提供水分和必要的有机营养物质外，还需要在培养基中加入和。同时，培养过程中，除保证必要的温度、光照和氧气等外界条件外，还必须保证的关键条件是________________________。

(3)一个兰花茎尖在一年之内可以生产出400万株兰花苗，与有性生殖相比，植物组织培养的优势主要体现在_______________________和_____________________________。

(4)用于动物细胞培养的培养液与植物组织培养的培养基相比，在成分上的主要区别是______________________ ___。

课题2 月季的花药培养

【导学诱思】

1、被子植物的花粉发育

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。

2、产生花粉植物的两种途径

通过花药培养产生花粉植株的两种途径：

①

脱分化 ②

（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？

3、影响花药培养的因素

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？

4、实验操作

（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。

5 移栽思考：（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）材料的消毒

材料消毒过程中用的0.1%的氯化汞溶液,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】

1．为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难？

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。

2．植物组织培养技术与花药培养技术有何区别？

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】

例1 ．某名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。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（）

A．茎尖 B．子房壁 C．叶片 D．花粉粒

例2．一个初级精母细胞在减数分裂的第一次分裂时，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最终结果应当是

A．两者产生的配子全部都不正常

B．前者产生一半不正常的配子，后者产生的配子不正常

C．两者都产生一半不正常的配子

例3．下图是被子植物的受精过程

(1)写出图中数字所代表的结构的名称：

① ② ③

④ ⑤ ⑥

（2）草履虫进行生殖；蘑菇进行生殖，

酵母菌和水螅常常进行生殖。

（3）下列图解表示水稻（2n=24）胚珠中胚囊的发育过程，试根据图回答：

薄壁细胞减数分裂胚囊母细胞（2n 四分体（n珠心 2n

n 三次有丝分裂成熟胚囊单核胚囊（（7细胞8核）