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《菊花的組織培養(yǎng)》學(xué)案
張建尚 江蘇省贛榆高級中學(xué)
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.說明植物組織培養(yǎng)的基本原理。
2.學(xué)習(xí)植物組織培養(yǎng)的基本技術(shù)。
3.進行菊花或其他植物的組織培養(yǎng)。
【重點和難點】
植物組織培養(yǎng)過程中使用的無菌技術(shù)。
【課前預(yù)習(xí)】
1.愈傷組織的細胞排列疏松而無規(guī)則,是一種____①____的呈無定形狀態(tài)的____②____。由高度分化的植物組織或細胞產(chǎn)生愈傷組織的過程,稱為 ③ ,又叫 ④ 。愈傷組織繼續(xù)進行培養(yǎng),又可以重新分化形成____⑤ ____,這個過程叫做再分化。
答案1.①高度液泡化②薄壁
2、細胞③脫分化④去分化⑤根或芽
2.菊花的組織培養(yǎng),一般選擇 __①___植株的莖上部新萌生的側(cè)枝,利用MS培養(yǎng)基進行培養(yǎng)。該培養(yǎng)基的主要成分包括__________②___ _________等,添加的植物激素主要是____③____ ____。植物激素的濃度、使用的____④_ _以及___ ⑤_ __等,都會影響實驗結(jié)果。菊花組織培養(yǎng),一般pH控制在__ ⑥__左右,溫度控制在 ___⑦___ ,每天用日光燈照射12h。
2.①未開花②大量元素、微量元素和有機物③生長素和細胞分裂素④先后順序⑤用量的比例⑥5.8⑦18~22
3.配制MS固體培養(yǎng)基母液時,大量元素濃縮___①__
3、倍,微量元素濃縮___②___倍,常溫保存。激素類、維生素類以及用量比較小的有機物可以按照 ③ 的質(zhì)量濃度單獨配制母液。配制1LMS培養(yǎng)基時,將稱量好的瓊脂加入 ④ mL蒸餾水,加熱熔化,然后加入蔗糖30g,依次加入母液,定容至1000mL,調(diào)節(jié)__⑤__,然后分裝到錐形瓶中,每瓶分裝_ _⑥____。分裝好的培養(yǎng)基連同其它器械一起進行 ⑦ 。
3.①10②100③1mg/mL④800⑤pH⑥50mL或100mL⑦高壓蒸汽滅菌
4.外植體消毒時先用流水沖洗、吸干,再放入體積分數(shù)為75%的 ① 中搖動2~3次,無菌水清洗、吸干,然后放入質(zhì)量分數(shù)為0.1%的
4、 ② 中1~2min,取出后用無菌水漂凈消毒液。接種時所有的接種操作必須在 ③ 進行,并且每次使用器械后,都要用 ④ 滅菌。接種后的錐形瓶最好放在____⑤___中培養(yǎng)。
4.①酒精②氯化汞溶液③無菌箱④酒精燈旁⑤火焰灼燒
【課堂探究】
一、基礎(chǔ)知識
離體的植物組織、器官或細胞
a
愈傷組織
b
根、芽等器官 試管苗
人為使用 c 控制
1.植物組織培養(yǎng)的基本過程
(1)圖中a是 ① ,b是 ② ,c是 ③ 。
(2)比較:
組織類型
細胞來源
細胞形
5、態(tài)
細胞結(jié)構(gòu)
細胞排列
細胞去向
根尖
分生組織
受精卵
1①
無液泡
④
⑥
愈傷組織
高度分化細胞
②
③
⑤
再分化成新個體
相同點
都通過進行 ⑦ 分裂細胞增殖
(3)愈傷組織細胞能夠分化為根、芽等器官的根本原因是 ① 。
一、1.(1)①脫分化②再分化③植物激素(2)①正方形②無定形狀態(tài)③高度液泡化④緊密⑤疏松⑥分化成多種細胞組織⑦有絲(3)①基因的選擇性表達
2.影響植物組織培養(yǎng)的因素
(1)內(nèi)部因素:分析以下事實:a.煙草和胡蘿卜的組織培養(yǎng)較為容易,而枸杞愈傷組織的芽誘導(dǎo)就比較困
6、難;b.月季當(dāng)年生的嫩枝較生長多年的枝條容易培養(yǎng)。事實a說明
① ,事實b說明 ② 。
(2)營養(yǎng)條件:以下是某同學(xué)配制的MS培養(yǎng)基成分表,據(jù)表分析:
成分
KH2PO4
NH4NO3
MgSO4
FeSO4
NaHPO4
蔗糖
維生素
甘氨酸
水
含量
1.4g
2.1g
0.2g
0.1g
10.0g
10g
0.1g
1.0g
適量
該培養(yǎng)基中的大量礦質(zhì)元素是 ① ,微量元素是 ② ,其作用是 ③ 。蔗糖的作用是 ④
7、 ,維生素和甘氨酸的作用是 ⑤ 。要得到固體培養(yǎng)基還需要添加 ⑥ 。與微生物培養(yǎng)基相比,MS培養(yǎng)基有哪些特點? ⑦ 。
(3)植物激素:激素使用的先后順序及其用量比例對細胞分裂和分化的影響,請完成下表:
使用順序
實驗結(jié)果
先生長素,后細胞分裂素
①
先細胞分裂素,后生長素
②
同時使用
③
生長素/細胞分裂素比值與結(jié)果
比值高時
④
比值低時
⑤
比值適中
⑥
(4)環(huán)境因素:影響植物組織培養(yǎng)的環(huán)境因素有 ① 等。
2.(1)①不同的植物組織,培
8、養(yǎng)的難易程度差別很大②同一種植物材料的年齡不同,培養(yǎng)的難易程度不同(2)①N、P、K、S、Mg、Na②Fe③提供植物細胞所必需的無機鹽④提供碳源,維持細胞滲透壓⑤滿足離體植物細胞在正常代謝途徑受到一定影響后所產(chǎn)生的特殊營養(yǎng)需求⑥瓊脂⑦微生物培養(yǎng)基以有機營養(yǎng)為主,MS培養(yǎng)基則需提供大量無機營養(yǎng)(3)①有利于分裂但不分化②細胞既分裂也分化③分化頻率提高④促根分化,抑芽形成⑤促芽分化,抑根形成⑥促進愈傷組織生長(4)①pH、溫度、光照
二、實驗操作
1.制備MS固體培養(yǎng)基
(1)為什么要配制培養(yǎng)基母液?___ ① _______。
(2)配制1
9、LMS培養(yǎng)基時,將稱量好的瓊脂加入800mL蒸餾水,加熱熔化。加熱過程中要不斷用玻璃棒攪拌,原因是___ ① _______。配制并分裝好的培養(yǎng)基連同其它器械一起進行 ② 。
二、(1)①避免每次配制培養(yǎng)基時因稱量幾十種成分所帶來的麻煩(2)①防止瓊脂糊底而導(dǎo)致燒杯破裂②高壓蒸汽滅菌
2.外植體消毒
(1)填寫下列流程圖:
旺盛
嫩枝
(流水)
沖洗
①
20分鐘左右
(無菌吸水紙)
吸干表面水分
②
搖動2-3次6-7秒
③
(無菌吸水紙)
10、
吸干表面水分
④
浸泡1~2分鐘
無菌水清洗
3次
(2)在此消毒過程中,是不是強度越大越好,為什么? ① 。
2.(1)①刷洗,沖洗②70%的酒精③無菌水清洗④0.1%氯化汞溶液(2)①不是。對外植體進行表面消毒時,既要考慮到藥劑的消毒效果,又要考慮到植物的耐受力。
3.接種
外植體接種與細菌接種相似之處是 ① 。保證無菌操作的措施是 ②
11、 。
3.①操作步驟基本相同,而且都要求無菌操作②用體積分數(shù)70%的酒精將工作臺擦拭;所有的接種操作都在酒精燈旁進行;每次使用器械后都用火焰灼燒滅菌
4.培養(yǎng)、移栽和栽培
(1)培養(yǎng)過程中的無菌操作是 ① ,環(huán)境要求是 ② 。外植體在培養(yǎng)過程中可能會被污染,你認為造成污染的原因有哪些? ③ 。
(2)試管苗在栽培前進行移栽煉苗的原因是 ① 。
(1)①無菌箱中培養(yǎng),并定期進行消毒②溫度控制在18~22℃,每天用日光燈光照12
12、h③外植體消毒不徹底;培養(yǎng)基滅菌不徹底;接種中被雜菌污染;錐形瓶密封性差等(2)①試管苗的組織分化不完善,光合自養(yǎng)能力弱,適應(yīng)性差,煉苗可提高其對環(huán)境的適應(yīng)能力。
【課堂鞏固】
1.(08江蘇)下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)的敘述中,錯誤的是( )
A.培養(yǎng)基中添加蔗糖的目的是提供營養(yǎng)和調(diào)節(jié)滲透壓
B.培養(yǎng)基中的生長素和細胞分裂素影響愈傷組織的生長和分化
C.離體器官或組織的細胞都必須通過脫分化才能形成愈傷組織
D.同一株綠色開花植物不同部位的細胞經(jīng)培養(yǎng)獲得的愈傷組織基因相同
1.D 植物組織培養(yǎng)的碳源一般是蔗糖而不是葡萄糖,因為同濃度的葡萄糖比蔗糖的滲透壓高,且微生物容易利用葡
13、萄糖而不利用蔗糖,培養(yǎng)基不會被雜菌污染,A項正確;生長素和細胞分裂素的配比影響愈傷組織的生長和分化,B項正確;離體器官或組織的細胞是已經(jīng)分化的細胞,本身沒有分裂能力,只有都通過脫分化才能形成具有分裂能力的愈傷組織,C項正確;同一綠色植物不同部位的細胞經(jīng)組織培養(yǎng)后其基因組成不一定相同。如體細胞和花藥離體培養(yǎng),D項錯誤。
2.如圖是植物組織培養(yǎng)的簡略表示,請據(jù)圖回答:
②
③
④
脫分化
再分化
①
(1)離體植物組織和細胞培養(yǎng)培養(yǎng)中常用的兩種植物激素是 和 。某同學(xué)在進行組織培養(yǎng)的過程中,發(fā)現(xiàn)③根的分化明顯,而芽的分化不明顯,可
14、能的原因是 。
(2)①稱為 ,該種材料在培養(yǎng)前應(yīng)進行 (消毒、滅菌)。由①培養(yǎng)成為④的過程說明 。
(3)②是 ,它的細胞特點是 。
(4)試管苗的光合作用能力較弱,需要逐步適應(yīng)外界環(huán)境才能往大田移栽。研究人員進行了“改變植物組織培養(yǎng)條件縮短試管苗適應(yīng)過程”的實驗,實驗在適宜溫度下進行,圖甲和圖乙表示其中的兩個實驗結(jié)果。
不加蔗糖
加蔗
15、糖
光照強度
0
圖甲
光合速率
c
b
CO2
濃
度
d
a
時間
11:00 15:00 19:00 23:00 3:00 7:00 11:00
光照 黑暗 光照
CO2 濃度
圖乙
①圖甲的實驗是在大氣CO2濃度下進行的。據(jù)圖分析,試管苗在不加蔗糖的培養(yǎng)中 和 更高。
②圖乙是試管苗在密閉、無糖培養(yǎng)基條件下測得的24h內(nèi)CO2濃度變化曲線。圖中c-d段CO2濃度急劇下降是因為試管苗 。若d點時打開培養(yǎng)瓶塞,試管苗的光合速率 。
③根據(jù)上述實驗結(jié)果推知,采用無糖培養(yǎng)基、 和 可縮短試管苗的適應(yīng)過程。
2.(1)生長素;細胞分裂素;細胞分裂素和生長素配比不合適(2)外植體;消毒;植物細胞具有全能性(3)愈傷組織;排列疏松、高度液泡化、細胞壁?。?)①光合速率;光飽和點②c-d段光照增強,光合作用隨之增強,消耗較多的CO2;升高③延長光照時間、增加光照強度、增加CO2濃度(任選兩個)
專心---專注---專業(yè)