课题1 菊花的组织培养

专题3 植物的组织培养
课题1 菊花的组织培养
课题目标：
1.说明植物组织培养的基本原理。
2.学习植物组织培养的基本技术。
3.进行菊花的组织培养。
4.通过查阅植物组织培养技术在生产实践中应用的资料，拓展视野，感受科学技术在生产实践中的重要价值。
课题重点：
1.植物组织培养的相关概念和过程
2.影响植物组织培养的因素
3.植物组织培养过程中使用的无菌技术。
课题难点：
1.影响植物组织培养的因素。
2.植物组织培养过程中使用的无菌技术。
课时安排：2课时
教学过程:
引入新课：
展示胡萝卜韧皮部组织培养成一株完整植株的图片（必修一）
在必修一 分子与细胞模块的学习中我们已经学习过植物的组织培养，这是胡萝卜韧皮部的组织通过组织培养最终发育成一株完整植株的图片。请同学们回忆一下，什么是植物的组织培养？
指植物的离体部分（包括任何器官、组织、细胞或原生质体），在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，得以生长和分化成完整植株的一种无菌培养技术（原理：细胞的全能性）。又称：植物离体培养
实际上，植物的组织培养是一种无性繁殖技术。那为什么我们不采用传统的无性繁殖技术，如扦插、压条呢？植物组织培养到底有什么用处呢？（引起学生兴趣）
1、植物微型繁殖（种质资源库，迅速大规模繁殖植物，保护野生濒危植物）
2、培育无病毒植株（作物脱毒）
3、制备人工种子
4、培养紫草愈伤组织,提取紫草素等（工业，医药用）
5、植物细胞工程的基础
既然植物组织培养的用处这么多，那我们就一起来学习一下它的基本原理和过程。
进行新课：
（一）植物组织培养的基本过程
请同学们结合刚才的图片，阅读教材32至33页植物组织培养的基本过程，阅读以后请同学们回答一下问题：什么是细胞分化、细胞的全能性、愈伤组织、脱分化和再分化。
细胞分化：在植物的个体发育过程中，细胞在形态、 结构和生理功能上出现稳定性差异的过程。
植物细胞的全能性：
概念：细胞的全能性是指已分化的细胞具有发育成完整个体的潜能。
原因：是生物体的每一个细胞都含有该物种所特有的全套遗传物质。组织培养的基本原理。（为什么在植物体内细胞不表现全能性？）
愈伤组织：细胞排列疏松而无规则,是高度液泡化的、成无定形状态的薄壁细胞。
脱分化：又叫去分化，指由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程。
再分化：脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，重新分化成根或芽等器官的过程。
总结：植物组织培养的全过程（展示图3-1及流程图）：
（二）影响植物组织培养的因素
我们已经学习了植物组织培养的基本过程，那我们再来看一下有哪些因素会对组织培养的过程产生影响呢。
请大家阅读教材33页，寻找这个问题的答案。
学生发言，教师总结。
1、内部因素：植物材料的选择
（1）、不同的植物组织，培养的难易程度差别很大。
（2）、同一植物材料的年龄、保存时间的长短会影响实验结果
菊花的组织培养一般选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝
2、外部因素
（1）、培养基的选择
不同的离体组织和细胞对营养、环境等条件的要求相对特殊，需配置不同的培养基
MS培养基：
A、大量元素: N、P、 S 、 K、Ca、Mg等
B、微量元素:B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、 Co等
C、有机物、植物激素
微量元素和大量元素提供植物细胞生活所必需的无机盐；蔗糖提供碳源，同时能够维持细胞的渗透压；甘氨酸、维生素等物质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）植物激素的影响
①常用的植物激素：生长素、细胞分裂素和赤霉素
②生长素和细胞分裂素作用
植物中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。在生长素存在的情况下，细胞分裂素的作用呈现加强的趋势。
使用顺序 实验结果
先使用生长素，后使用细胞分裂素 有利于细胞分裂，但不利分化
先使用细胞分裂素后使用生长素 细胞既分裂也分化
同时使用 分化频率高
③生长素和细胞分裂素同时使用，用量的比例对植物细胞发育方向的影响
生长素／细胞分裂素比值与结果
比值高时 促根分化，抑芽形成
比值低时 促芽分化，抑根形成
比值适中 促进愈伤组织生长
（3）pH、温度、光照：不同的植物对各种条件的要求往往不同。
pH控制在5.8左右，温度控制在18－22。C,每日用日光灯照射12h
实验操作
学习了组织培养的基本知识以后，我们来看一下在实验室中应该怎样进行操作。
(一)、配制MS固体培养基
MS培养基包括20多种营养成分，实验室一般使用4。C保存配制好的培养基母液来制备
1、配置各种母液
①无机物中大量元素浓缩10倍，微量元素浓缩100倍，常温保存
②激素类、维生素类以及用量较小的有机物一般可按1mg/ml的质量浓度单独配制成母液
③用母液配制培养基时，需要根据各种母液的浓缩倍数，计算用量
2、配置培养基
① 配制培养液
② 调PH
③培养基的分装
分装到锥形瓶中，每瓶分装50ml或100ml
由于菊花的茎段的组织培养比较容易，因此不必添加植物激素
3、灭菌
分装好的培养基连同其他器械一起进行高压蒸汽灭菌
（二）外植体消毒
1、选材：菊花茎段，取生长旺盛的嫩枝
2、消毒
①流水冲洗
菊花茎段用流水冲洗后可少许洗衣粉，用软刷轻轻刷洗，刷洗后在流水下冲洗20min左右
② 酒精处理
用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分，放入体积分数为70％的酒精中摇动2－3次，持续6－7s，立即将外植体取出，在无菌水中清洗
③消毒液处理
取出后用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分，放入质量分数为0.1％的氯化汞溶液中1－2min，取出后在无菌水中至少清洗3次，漂净消毒液
（三）接种
1、接种室消毒
2、无菌操作要求
操作要在酒精灯火焰旁完成，每次使用器械后，都需要用火焰灼烧灭菌，接种后立即盖好瓶盖。
3、材料的切取和接种
4、接种注意事项
①每接种一块外植体前，镊子需放入体积分数为75％的酒精溶液中消毒一次，然后在酒精灯火焰上烧一遍，冷却后再接种
②外植体在培养基中要分布均匀，放置外植体数量根据锥形瓶的大小确定，一般胡萝卜3－4块，菊的茎或叶6－8块，也不要太少，以充分利用培养基中的营养成分和光照条件
③插入时应注意方向，不要倒插。茎段、茎尖基部插入培养基利于吸收水分和养分
思考：你打算做几组重复？你打算设置对照实验吗？
每种材料或配方至少要做一组以上的重复。设置对照实验可以取用一个经过灭菌的装有培养基的锥形瓶，与接种操作后的锥形瓶一同培养，用以说明培养基制作合格，没有被杂菌污染。
（四）培养
（五）移栽
（六）栽培
结果分析与评价
（一）对接种操作中污染情况的分析
（二）是否完成了对植物组织的脱分化和再分化
（三）是否进行了统计、对照与记录
（四）生根苗的移栽是否合格
课堂总结
练习
1 甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的
A.有丝分裂 B.分化 C.减数分裂 D.全能性2．某园艺场经过长期精心选育，培养出一株形态优美的兰花，如果要保持母本的优良性状，并尽快大规模繁殖，最适合的繁殖方式是 （ ）
A．分裂生殖 B．有性生殖 C．孢子生殖 D．组织培养
河北省唐山市2011—2012学年度高三年级第二次模拟考试
理科综合生物能力测试
本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）。共300分。
考生注意：
1．答题前，考生务必将自己的准考证号、姓名填写在答题卡上。考生要认真核对答题卡上粘贴的条形码的“准考证号、姓名、考试科目”与考生本人准考证号、姓名是否一致。
2．第I卷每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再涂选其它答案标号。第II卷用黑色墨水签字笔在答题卡上书写作答，在试题卷上作答，答案无效。
3．考试结束后，监考员将试题卷、答题卡一并交回。
第I卷
本卷共21小题，每小题6分，共126分。
以下数据可供解题时参考
可能用到的相对原子质量：H 1 N 14 O 16 Na 23 S 32 Ba 137 Cu 64 C 12
一、选择题（本题包括13小题，每小题只有一个选项符合题意）
1．下列有关酶的叙述正确的是
A．细胞质中没有作用于DNA的解旋酶
B．酶的基本组成单位是氨基酸和脱氧核糖核苷酸
C．酶催化效率高是因为其降低活化能更显著
D．与光合作用有关的酶分布在叶绿体的内膜、基粒和基质
2．右图中曲线a、b表示物质跨（穿）膜运输（不包括胞吞和胞吐）
的方式，下列表述错误的是
A．只有在氧气存在时才会发生方式b的物质运输
B．质壁分离过程中，水分子通过方式a进出细胞
C．方式b的最大转运速率与载体蛋白数量有
D．b的运输方式能体现细胞膜的选择透过性
3．关于转录和翻译的叙述，正确的是
A．RNA聚合酶能与信使RNA的特定位点结合，催化转录
B．不同密码子编码同种氨基酸可保证翻译的速度
C．真核细胞的转录主要在细胞核内进行，翻译主要在细胞质基质中进行
D．转录时的碱基互补配对类型有4种，翻译时有3种
4．右图表示内环境稳态的部分调节机制。下列表述正确的是
A．内环境是机体进行正常生命活动和细胞代谢的场所
B．若②表示促甲状腺激素，则其不只运输给甲状腺
C．若①表示免疫活性物质，则其均是由免疫细胞产生的
D．寒冷时，控制骨骼肌不自主战栗的神经中枢是大脑皮
层的身体感觉中枢
5．有关“低温诱导大蒜根尖细胞染色体加倍”的实验，错误的叙述是
A．实验中要用卡诺氏液浸泡根尖，以固定细胞的形态
B．实验原理是低温抑制纺锤体的形成，使子染色体不能移向细胞两极
C．多倍体细胞形成过程可能发生两条非同源染色体之间相互交换片段
D．多倍体细胞形成过程增加了非同源染色体重组的机会
6．研究表明甘氨酸能使处于静息状态的突触后膜的Cl—通道开放，使Cl—内流（如右图所示）。下列有关这一生理过程的叙述中不正确的是
A．甘氨酸属于神经递质，其受体的化学本质是糖蛋白
B．直接参与甘氨酸合成、分泌的细胞器有核糖体、内质网和
高尔基体
C．甘氨酸从突触前膜释放进入内环境后，再与突触后膜的受
体结合
D．甘氨酸作用于突触后膜，会引起细胞膜两侧电位差发生改变
29．（8分）某生物兴趣小组利用如图装置（若干个）开展了有关光合作用和细胞呼吸的实验研究，实验开始时打开活塞开关，使水柱液面平齐，然后关闭活塞开关，8小时后，观察记录实验数据如下表。
请根据以上图表回答下列问题：
（1）上表探究性实验课题中的自变量是____。研究不同植物的光合作用，最好选择的容器标号是____。
（2）若容器1的烧杯中加入的是CO2的缓冲液，U型管左侧液面的变化是 （填上升或下降），植物的净光合作用速率是____mL/h。为了更准确的测定，应对实验结果进行校正（排除非生物因素对实验结果的影响），如果校正装置的实验结果是左侧液面比右侧液面低，则校正之后的净光合速率比原来 （大或小）。
（3）利用图示装置测量天竺葵植株的呼吸速率，实验思路是____ 。
30．（11分）如图虚线方框内表示一个生态系统，箭头表示该生态系统能量流动方向。请据图回答：
（1）图中不该存在的箭头是____（填序号）。
（2）初级消费者排出的粪便中仍舍有部分能量，这一部分能量流向分解者的过程应属于图示中的____（填序号）。
（3）生长在该生态系统中的蘑菇属于图中的____（填字母），蘑菇被人类食用，则实现了生态系统中能量的 利用，提高了能量的 。
（4）研究发现该生态系统中的动、植物均有垂直结构，一般认为动物的分层与 有关。
（5）请在右图中画出该生态系统的碳循环模式图。
31．（12分）已知某植物的高杆（D）对矮杆（d）为显性，植株抗病（T）对感病（t）为显性，两对基因独立遗传。以纯合的高杆感病品种为母本，纯合的矮杆抗病品种为父本进行杂交实验。在无相应病原体的生长环境中，播种所有的F1种子，得到的F1植株自交，单株收获，每株的所有种子单独种植在一起可得到一个株系，发现绝大多数株系都出现了高杆与矮杆的分离：而只有一个株系（A）全部表现为高杆。
（1）从理论上说，在考虑两对相对性状的情况下，上述绝大多数株系的基因型有 种，表现型有____种。
（2）据分析，导致A株系全部表现为高杆的原因有两个：一是母本自交，二是父本的一对等位基因中有一个基因发生突变。为了确定是哪一种原因，可以分析A株系的抗病性状，因此需要对A株系进行处理，这种处理是____ 。如果是由于母本自交，该株系的表现型为____，其基因型是____；如果是由于父本有一个基因发生突变，该株系的表现型为____，其基因型是
；
（3）正常株系中的高杆抗病类型分别与矮杆感病类型进行杂交，则产生的下一代表现型之比理论上为________。
32．（8分）果实成熟到一定程度时，乙烯含量明显上升。有些果实在这个时侯呼吸速率会突然增高，最后又下降，果实就完全成熟了，这个呼吸高峰称为呼吸峰。某实验小组开展了与果实保鲜贮藏相关的课题研究：
（1）材料和器材
刚采摘的成熟度相近的小番茄若干、密闭容器、蒸馏水、乙烯合成抑制剂。气相色谱仪（用于测定乙烯浓度）、远红外CO2分析仪。
（2）方法和步骤
①挑选足量的无破损，形状、大小、外观颜色相对一致小番茄，随机均分成A、B两组。
②A组在 中浸泡，B组在________中浸泡，处理相同时间后取出。
③从A、B两组中取出等量的小番茄分别放入两个相同的密闭容器内。
④一小时后，分别从两个容器内抽取等量气体， ，并记录数据。
⑤每隔3天，重复步骤③④。
（3）结果和结论
所得数据处理后得到下图（图1、图2分别表示A、B组实验结果）。
①请给该实验拟定一个课题：____ 。
②比较图1、图2得到的实验结果是____ ，从而说明乙烯合成抑制剂有利于小番茄的贮藏、保鲜。
39．[生物——选修1：生物技术实践]（15分）
酶已广泛地应用在食品、化工、轻纺、医药等领域。在应用酶的过程中，常遇到酶很难回收再利用等实际问题。固定在载体上的酶可以被反复利用。自20世纪70年代，在固定化酶技术的基础上，又发展出了细胞固定化技术。回答下列问题：
（1）一般来说，酶更适合采用的固定化技术有____和 ，而细胞多采用的固定化技术是____ 。
（2）称取干酵母，放入内有蒸馏水的小烧杯中搅拌至混合均匀，并放置l小时左右时间。其目的是________。
（3）配制海藻酸钠溶液时，在用酒精灯加热时，注意要 ，反复几次。
（4）将溶化好的海藻酸钠溶液冷却至____，加入已活化的酵母细胞，充分搅拌至混和均匀。
（5）将装有酵母细胞与海藻酸钠溶液混合物的注射器，以恒定的速度滴加到配好的____溶液中，形成____，完成对酵母细胞的固定化。
40．【生物——选修3：现代生物科技专题】（15分）
近20年来，在胚胎移植中，牛的胚胎移植技术较为成熟。请回答牛的胚胎移植技术中的相关知识。
（1）牛的胚胎移植技术中，对供体的要求是 和生产性能优秀的个体。
（2）哺乳动物在怀孕初期能为胚胎的收集提供可能，这是因为早期胚胎形成后，在一定时间内不会与母体子宫建立组织上的联系，而是处于 。
（3）在胚胎移植技术中，收集到胚胎后要进行 ，再进行移植，以及移植后的检查等步骤。
（4）采用试管动物技术可以使普通雌性黄牛产下奶牛、良种肉牛等不同品种小牛。该技术中首先要做的是体外受精和________。在体外受精前，要对精子进行获能处理，通常采用的体外获能方法有____法和____ 法两种。体外受精主要包括 、____ 和____等几个主要步骤。
生物部分（共90分）
A卷 1．B 2．A 3．B 4．C 5． D 6．A
B卷 1．C 2．A 3．B 4．B 5． D 6．B
29．（8分）
（1）植物的种类和光质（1分） 1和3（1分）
（2）上升（1分） 15（1分） 大（1分）
（3）对装置进行遮光处理，烧杯中盛放氢氧化钠溶液（或能吸收CO2的液体），测量单位时间内水柱移动的距离。（3分）
30．（11分）
（1）②（2分）
（2）①（2分）
（3）D（1分） 多级（1分）利用率（1分）
（4）栖息空间和食物条件（2分）
（5）见右图（2分）
31．（12分）
（1）9（1分） 4 （1分）
（2）接种相应的病原体（1分）
全部感病（1分） DDtt（2分） 抗病和感病（2分） DDTT DDTt DDtt（2分）
（3）4:2:2:1（2分）
32．（8分）
（2）②蒸馏水（1分） 等量一定浓度的乙烯合成抑制剂（1分）
④用气相色谱仪测定乙烯浓度，用远红外CO2分析仪测定CO2浓度（2分）
（3）①探究乙烯合成抑制剂对小番茄果实保鲜贮藏的作用（或影响）（2分）
②乙烯合成抑制剂能抑制乙烯的产生，从而抑制细胞呼吸，延迟呼吸峰的出现（2分）
39．[生物——生物技术实践]（15分）
（1）化学结合法（2分） 物理吸附法（2分） 包埋法（2分）
（2）使酵母细胞活化（2分） （3）用小火或间断加热（2分）
（4）室温（2分） （5）CaCl2（2分） 凝胶珠（1分）
40． [生物— 选修3：现代生物科技专题]（15分）
（1）遗传性能（1分）（2）游离状态（1分）
（3）检查（1分） 培养或保存（1分）
（4）早期胚胎的培养（1分） 培养（2分） 化学诱导（2分）
卵母细胞的采集（2分） 精子的获取（2分） 受精（2分）
（脱分化）
离体细胞、组织、器官
（又叫外植体）
（再分化）
愈伤
组织
（生长）
胚状体
丛芽等
新个体
菊花的组织培养
基本原理
细胞的全能性
基本过程
脱分化
愈伤组织
再分化
影响因素
材料性质、营养物质、调节物质、环境条件
操作流程
配制MS固体培养基
外植体的消毒
接种
培养
移栽
栽培
A
B
C
D
大气中CO2库