第 3 课时 植物组织培养技术
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1. 简述植物组织培养的原理和过程。
2. 了解 MS基本培养基贮备液的配制方法。
3. 举例说出激素及其对脱分化、再分化的作用。 [ 重难点击 ]
理解植物组织培养的原理和一般过程。
一、植物组织培养技术
1. 含义：在无菌和人工控制的条件下，诱导离体的植物器官、组织等在适宜的培养条件下发 育成完整植株的技术。
2. 原理：植物细胞的全能性。植物细胞的全能性是指植物体的每个体细胞都携带来自受精卵 的完整基因组，并具有发育成完整植株的潜在能力。 3. 过程
4. 激素与愈伤组织的再分化
(1) 愈伤组织的细胞是一种具有分生能力的薄壁细胞。 (2) 脱分化：已经分化的植物细胞或组织产生愈伤组织的过程。
(3) 再分化：在一定条件下继续培养脱分化的愈伤组织， 又可以重新诱导根、 芽等器官的分化。
(4) 生长素、细胞分裂素是启动生长、细胞分裂、脱分化、再分化的关键激素。 生长素和细胞分裂素的使用比例对分化结果的影响
使用的量 用量相当 生长素＞细胞分裂素 生长素＜细胞分裂素
实验结果 促进愈伤组织的生长 有利于根的形成 有利于芽的形成
5.MS 基本培养基贮备液的种类
(1) 大量元素贮备液：其中含有的大量元素有 (2) 微量元素贮备液：其中含有的微量元素有
N、P、S、K、Ca、Mg。
Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl 、Ni、I 、Co。
(3) 铁盐贮备液：是由 FeSO4· 7H2O和 N a2· EDTA(乙二胺四乙酸二钠 ) 配制而成。 (4) 有机物贮备液：其中有机物有甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素 6. 贮备液的贮藏备用： 分别用玻璃瓶贮存配制好的 配制倍数、日期等，保存在冰箱的冷藏室中备用。
B6、维生素 B1。
MS培养基贮备液， 并贴上标签， 注明编号、
1. 完善植物组织培养过程图并思考下列问题：
(1) 为什么高度分化的植物细胞还具有全能性？
答案 因为高度分化的植物细胞中含有该物种的全套遗传物质。 (2) 高度分化的植物细胞发育成完整的植株需要哪些条件？
答案 ①离体条件； ②充足的营养条件； ③恰当的激素种类及浓度配比； ⑤无菌条件。
2.MS 培养基的成分主要有哪些？还需添加哪些成分？
答案 成分有大量元素、 微量元素和有机物； 还需添加植物激素及其他添加物 生素等 ) 。
3. 植物组织培养的一般过程分析
(1) 你认为植物组织培养的核心环节是什么？
答案 植物组织培养的核心环节为脱分化和再分化。
(2) 你认为植物组织培养的再分化应先诱导生芽还是先诱导生根？
(如甘氨酸、 维 ④适宜的环境条件；
2
答案 应先诱导生芽，再诱导生根。
4. 植物组织培养中应尽量选择什么样的材料作为外植体？为什么？
答案 应尽量选择幼嫩的植物组织或器官作为外植体。因为外植体的年龄越小，分化程度越 低，组织培养的成功率就越高。 归纳总结
(1) 植物组织培养过程
(2) 植物组织培养的过程分析
过程 脱分化 再分化 生长
主要变化
由外植体形成愈伤组织
力的细胞
由愈伤组织形成根、芽等器官
发育成完整植物体
重新分化出不同的组织、器官 包括营养生长和生殖生长
特点
由高度分化的细胞恢复为具有分裂能
1. 关于植物组织培养技术的叙述正确的是 A. 用于培养的材料不一定需要离体
( )
B. 植物可通过光合作用合成有机物，培养基中不需要加入含碳有机物 C.愈伤组织可制造成人工种子
D.脱分化和再分化都需要培养基中生长素和细胞分裂素刺激、诱导 答案 D
解析 用于培养的材料一定要离体，否则基因选择性表达会形成组织和器官，
A 项错误；植
B 项
物组织培养基中需加入含碳有机物，提供碳源和能源，而完整植株才能进行光合作用， 错误；胚状体可制成人工种子，
C 项错误；不同阶段的培养基中细胞分裂素和生长素的比例
D项正确。
不同，可诱导培养物进行分裂和分化，
2. 如图是基因型为 AaBb的菊花茎尖离体培养示意图，据图回答下列问题：
A B 取下
菊花茎尖 ―――→ 培养基中培养 ――→ 愈伤组织 ――→ 胚状体 ―→ 植物体 幼苗 并放入
(1) 图中 A 和 B 分别表示 ________和________ 。菊花茎尖培养成植物体的根本原因是 ________________________________________________________________________ 。 (2) 菊花的组织培养形成试管苗的过程中， 苗形成过程中要给予一定光照，其原因是
其中应大量供给的元素是 ________________。试管 ___________________________________ 。
3
(3) 脱分化是指 __________________________________________________________________ 。
脱分化和再分化这两个过程的进行，除必要的温度、光照和氧气等外界条件外，还要保证 ________，否则植物组织培养就不能成功。 (4) 这样培养成的试管苗的基因型为 答案 (1) 脱分化
________。
再分化 植物细胞具有全能性
(2)N 、S、P、K、C a、Mg 试管苗形成过程中要进行光合作用合成有机物 (3) 已经分化的植物细胞或组织，通过离体培养产生愈伤组织的过程 (4)AaBb
解析 (1) 离体的植物组织或细胞， 在培养了一段时间以后， 会通过细胞分裂， 形成愈伤组织。 脱分化产生的愈伤组织继续培养，又可以重新分化成根或芽等器官，这个过程叫做再分化。 菊花茎尖能培养成植物体的根本原因是植物细胞具有全能性。 用 MS培养基培养，其主要成分包括：大量元素，如
(2) 离体的植物组织和细胞， 常
无菌
N、P、K、Ca、Mg、S；微量元素，如 Fe、
12 h，
Mn、B、Zn、Cu、Mo、C o、I ；有机物以及蔗糖等。在试管苗形成过程中要每日给予日照 其原因是试管苗形成过程中要进行光合作用合成有机物。
(3) 脱分化和再分化这两个过程的进
行除必要的温度、光照和氧气等外界条件外，还要保证无菌，原因是杂菌产生的毒素等物质 会影响或阻碍植物组织脱分化形成愈伤组织或再分化为根和芽，且杂菌的繁殖能力很强，会 与植物组织争夺培养基中的营养物质，使植物得不到营养，同时杂菌还会侵染植株，使之受 到伤害。 (4) 由于植物组织培养过程中细胞进行有丝分裂，所以培养成的试管苗的基因型为 AaBb。 特别提醒
植物组织培养的两点误区警示
(1) 细胞全能性表达的理解
①细胞全能性的表达是由单个细胞发育成完整个体，发育的终点是完整个体，若发育为某个 器官或组织不属于细胞全能性的表达。
②细胞全能性的大小是自然条件下的，在适宜外界条件下，植物的体细胞培养比生殖细胞的 培养更容易。
(2) 对愈伤组织特点的理解：愈伤组织的细胞是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞， 具有旺盛的分裂能力，无中央大液泡。
二、天竺葵的组织培养
1. 组织培养过程
准备( 器具准备、试剂准备 ) →配制培养基→灭菌→取材与接种→观察与记录→转接培养。 2.MS 培养基的配制
分别向 MS基本培养基中添加所需的激素， 配制诱导愈伤组织形成的培养基、
诱导分化芽的培
4
养基、诱导生根的培养基，搅拌均匀，再一次定容，按要求调节 3. 灭菌
pH。
将培养基在 121_℃温度下湿热灭菌 20 min 。灭菌彻底的培养基用于天竺葵的组织培养。 4. 取材与接种
(1) 植物组织培养的各项操作均需在无菌室中或超净工作台上进行。 (2) 取未开花天竺葵植株上生出的幼嫩的叶，用流水冲净后，消毒并切成约
0.5 cm
2
的小块。
(3) 接种在已经配制好的诱导愈伤组织形成的培养基上，做好标记放在适宜条件下培养。 5. 观察与记录：每天观察外植体的生长情况，记录愈伤组织的大小、质地、颜色等情况。 6. 转接培养
将增长至一定体积的愈伤组织转接到诱导分化芽的培养基上，在
15～25 ℃、光照强度为
1_000～2_000_lx 的光照培养箱内继续培养。待愈伤组织分化出幼芽后，再转接至诱导生根 的培养基上继续培养。 7. 露地栽培
(1) 一般要经过炼苗驯化的原因
组织培养得到的试管苗植株特点是非常嫩弱，所处的环境是恒温、高湿、弱光、无菌和有完 全营养的条件，植株表面没有蜡质和角质层等保护组织，气孔没有关闭功能，有叶绿体但光 合能力差，在自然条件下会很快萎蔫甚至死亡。
(2) 露地栽培的步骤： 培育壮苗→选用合适的移植基质→移栽试管苗→移栽后的条件控制→栽 培。
1. 营养物质对组织培养的作用
(1) 探讨 MS培养基中各种营养物质的作用
①大量元素和微量元素：提供植物细胞生活所必需的无机盐。 ②蔗糖：提供碳源，同时能够维持细胞的渗透压。
③甘氨酸、维生素等有机物：主要是为了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。
(2) 植物是自养生物，为什么用于植物组织培养的
MS培养基中需要加入有机物作为碳源？
答案 通常植物体本身进行光合作用产生糖类，不需要外部供给糖，但植物组织培养利用的 是离体组织或细胞，在其脱分化过程中不能进行光合作用合成糖类，因此必须在培养基中添 加糖类，作为碳源和能源物质，同时维持培养基的渗透压。 (3) 同微生物培养基的配方相比，
MS培养基的配方有哪些明显的不同？
与微生物的培养不同， MS培养基则需提供大量无机营
答案 微生物培养基以有机营养为主。
养、无机盐混合物，包括植物生长必需的大量元素和微量元素两大类。
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2017-2018学年高中生物第一章无菌操作技术实践第3课时植物组织培养技术同步备课教学案.doc
