第三节 植物组织培养技术
学习导航 理解植物组织培养的原理。(重点) 明确植物组织培养的一般过程。(重、难点) 明目标、知重点难点 [学生用书P20]
一、阅读教材P26～27分析植物组织培养技术
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。使用比例对分化结果的影响如表：
使用的量 用量相当 生长素＞细胞分裂素 生长素＜细胞分裂素 二、阅读教材P28～30完成天竺葵的组织培养
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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 1．组织培养
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．露地栽培
组织培养得到的试管苗在移栽至露天大田之前，一般要经过炼苗，使其更好地进行光合作用，并逐渐适应自然环境下的生长条件。其基本步骤为：培育壮苗→选择合适的移植基质→移栽试管苗→移栽后条件控制→栽培。
判一判
(1)在植物组织培养过程中，一般要添加生长素和细胞分裂素等激素。(√) (2)当生长素的用量与细胞分裂素用量的比值高时，有利于愈伤组织的形成。(×) (3)植物虽然能够进行光合作用，但植物组织培养过程中却不需要光照。(×) (4)向MS基本培养基中加入等量的2，4-D和6-BA，可诱导芽的分化。(×) 连一连
植物组织培养的基本过程和激素的影响[学生用书P20]
植物组织培养是指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。结合教材P26～27内容完成以下探究。
(1)植物组织培养过程证实了植物细胞具有全能性，这个特性是植物组织培养的理论基础。该过程需要在无菌条件下进行，并需控制温度、pH和光照等条件。
(2)培养过程中，为诱导愈伤组织形成根或芽等器官，培养基中要添加植物激素，主要是生长素、细胞分裂素等，主要调节细胞的分裂和分化。
(3)植物组织培养中脱分化和再分化的比较 比较内容 过程 脱分化 细胞→愈伤组织 再分化 愈伤组织→胚状体 2
特点 排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞
有根、芽 同一株植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因组成一定相同吗？
提示：不一定相同，如取的是花粉，是通过减数分裂形成的，获得的愈伤组织染色体数是体细胞的一半，所以与体细胞形成的愈伤组织基因组成不同。
1．植物组织培养过程
2．脱分化和再分化的分析
(1)先后顺序：植物组织培养过程中，先进行脱分化再进行再分化，脱分化是再分化的基础；
(2)结果：脱分化形成的是愈伤组织，再分化形成的是根或芽等器官；
(3)细胞活动不同：脱分化进行的是有丝分裂，而再分化是基因选择性表达的过程； (4)激素的使用量不同：脱分化需要生长素和细胞分裂素比例适中，再分化过程中生长素多于细胞分裂素有利于根的分化，生长素少于细胞分裂素有利于芽的分化。
3．植物细胞全能性
(1)植物细胞全能性表达的条件 ①离体条件；
②无菌操作(防止杂菌污染)；
③适宜物质的诱导和调节(激素主要是生长素、细胞分裂素)； ④种类齐全、比例合适的营养物质； ⑤温度、pH、光照等条件的控制。 (2)植物细胞全能性大小的比较 ①受精卵＞生殖细胞＞体细胞。
②体细胞中：幼嫩组织细胞(芽尖)＞成熟组织细胞。
突破1 植物组织培养的过程
脱分化再分化
1．植物组织培养的过程可以归纳为：①――→②――→③―→④，对此叙述有误的是( )
A．②→③的再分化过程中，当细胞分裂素与生长素的浓度比低时，有利于根的发生 B．植物组织培养所依据的原理是细胞的全能性
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C．③→④过程指植物的营养生长和生殖生长阶段 D．③为愈伤组织
解析：选D。②为愈伤组织，③为胚状体，故D项错误。 突破2 激素对组织培养过程的影响 2．回答下列有关植物组织培养的问题： (1)用于植物组织培养的植物材料称为________。
(2)组织培养中的细胞，从分化状态转变为未分化状态的过程称为____________。 (3)在再分化阶段所用的培养基中，含有植物激素X和植物激素Y，逐渐改变培养基中这两种植物激素的浓度比，未分化细胞群的变化情况如图所示，据图指出两种激素的不同浓度比与形成芽、根、愈伤组织的关系：
①当植物激素X与植物激素Y的浓度比等于1时，
________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； ③________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)生产上用试管苗保留植物的优良性状，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。 解析：(1)用于植物组织培养的材料叫外植体。(2)植物组织培养的核心过程是脱分化与再分化，脱分化指由分化状态变为未分化状态，再分化指由未分化状态变为分化状态。(3)仔细分析所给示意图，可知植物激素X与植物激素Y浓度比为1时，利于愈伤组织的形成，大于1时利于细胞群分化出芽，小于1时利于细胞群分化出根。(4)植物组织培养是一种无性繁殖技术，利于保持亲本的优良性状。
答案：(1)外植体 (2)脱分化
(3)①未分化细胞群经分裂形成愈伤组织
②当植物激素X与植物激素Y的浓度比大于1时，未分化细胞群分化形成芽 ③当植物激素X与植物激素Y的浓度比小于1时，未分化细胞群分化形成根 (4)组织培养形成试管苗的过程属于无性繁殖，后代不发生性状分离
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生长素和细胞分裂素使用顺序和比例对结果的影响 使用顺序 先使用生长素，后使用细胞分裂素 先使用细胞分裂素，后使用生长素 同时使用 用量相当 生长素＞细胞分裂素 生长素＜细胞分裂素
天竺葵的组织培养过程[学生用书P22]
植物细胞具有全能性，利用天竺葵的组织或者细胞能获得完整的幼苗。结合教材P28～30
内容理解植物组织培养的过程。
1．准备：包括实验器材和试剂。 2．MS培养基的配制 (1)无机营养
①大量元素：氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、硫(S)等元素。
②微量元素：铁(Fe)、铜(Cu)、钼(Mo)、锌(Zn)、锰(Mn)、钴(Co)、硼(B)和碘(I)等。 (2)有机营养：甘氨酸、维生素、肌醇、烟酸、蔗糖等有机物质；添加琼脂作凝固剂。 (3)植物生长调节物质
植物生长调节物质起关键作用的是生长素、细胞分裂素；二者的比例与使用先后顺序均影响细胞的分裂和分化。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、诱导分化芽的培养基、诱导生根的培养基，搅拌均匀，再一次定容，按要求调节pH。
3．灭菌：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)取天竺葵幼嫩的叶，用流水冲净后，消毒并切成约0.5 cm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，并记录其变化情况。 6．转接幼苗
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实验结果 有利于细胞分裂，但细胞不分化 细胞既分裂也分化 分化频率提高 促进愈伤组织的生长 有利于根的分化 有利于芽的分化 5
2024学年高中生物 第一章 无菌操作技术实践 第三节 植物组织培养技术学案 苏教版选修1
