PAGE10-課題1菊花的組織培育學問點一植物組織培育的基本過程1．理論基礎：細胞的全能性。(1)概念：指已經分化的細胞，仍舊具有發育成完整個體的潛能。(2)緣由：每個植物細胞都含有該物種所特有的全部遺傳信息或攜帶著該生物體的一套完整基因。(3)體現條件：①離體狀態；②肯定的養分物質；③植物激素；④其他相宜的外界條件(溫度、pH、氧氣、光照、無菌等)。2．植物組織培育的基本過程(1)基本概念①細胞分化：在植物的個體發育過程中，細胞在形態、結構和生理功能上都會出現穩定性的差異，形成這些差異的過程叫做細胞分化。②愈傷組織：離體的植物組織或細胞，在培育了一段時間以后，會通過細胞分裂形成愈傷組織，其細胞排列疏松而無規則，是一種高度液泡化的呈無定形態態的薄壁細胞。③脫分化：由高度分化的植物組織或細胞產生愈傷組織的過程，稱為植物細胞的脫分化，或者叫做去分化。④再分化：對經脫分化產生的愈傷組織接著進行培育，其可以重新分化成根或芽等器官，這個過程叫做再分化。(2)過程1．不同植物細胞全能性表達的難易程度不同最易表達全能性的是受精卵；其次是生殖細胞(未受精的卵細胞和花粉細胞)；第三是各種分生組織等薄壁細胞；然后是其他已經分化的組織。總之，分化程度越低的植物細胞越易表達全能性，分化程度越高的植物細胞越難表達全能性。2．植物組織培育與花藥離體培育植物組織培育過程一般是用離體的體細胞培育得到完整植株，體現的是植物體細胞的全能性，屬于無性生殖。但花藥離體培育是用離體的生殖細胞培育得到完整植株，體現的是植物生殖細胞的全能性，屬于有性生殖。【典題精練1】在離體的植物器官、組織或細胞脫分化形成愈傷組織的過程中，下列哪一項條件不是都須要的()A．消毒滅菌 B．相宜的溫度C．足夠的光照 D．相宜的養料和激素【答案】C【解析】離體的植物器官、組織或細胞脫分化的過程是在無菌條件下進行的，在愈傷組織形成過程中，須要相宜的溫度、肯定的養分物質和植物激素的誘導，但一般不須要光照，愈傷組織再分化時才須要光照。解題歸納做該類題目要明確植物組織培育過程中既須要內部因素如材料的選取，又須要外部因素如養分成分的種類及配比；植物激素的用量及運用依次，pH、溫度、光照等。【典題精練2】某愛好小組設計如下技術路途繁殖一種珍貴花卉：“取材→消毒→愈傷組織培育→出芽→生根→移栽”。下列有關敘述，錯誤的是()A．用酒精燈的火焰給外植體消毒B．愈傷組織再分化成芽，是基因選擇性表達的結果C．加入相宜濃度的α-萘乙酸可促進生根D．該技術具有快速繁殖并保持親本遺傳特性的優點【答案】A【解析】對外植體進行消毒時用的是體積分數為70%的酒精和質量分數為0.1%的氯化汞溶液。學問點二影響植物組織培育的因素1．材料因素的影響(1)不同的植物組織，培育的難易程度差別很大，簡單進行無性繁殖的植物也簡單進行組織培育。(2)同一種植物材料，材料的年齡、保存時間的長短等也會影響試驗結果。幼齡、保存時間短的植物材料簡單培育勝利。菊花的組織培育，一般選擇未開花植株的莖上部新萌生的側枝。2．嚴格的無菌條件培育基上的細菌等微生物比植物細胞生長、繁殖得更快，而且它們會產生毒素，使培育的植物細胞很快中毒死亡。因此在培育過程中要求進行一系列的消毒、滅菌，并且要求無菌操作。3．完全的養分條件植物組織培育須要配制相宜的培育基，常用MS培育基，其主要成分包括：(1)大量元素：如C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S。(2)微量元素：如B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co。(3)有機物：如甘氨酸、煙酸、肌醇、維生素、蔗糖等。歸納總結：MS培育基中各成分的作用成分作用微量和大量元素供應植物細胞生活所必需的無機鹽蔗糖供應碳源，維持細胞滲透壓甘氨酸、維生素、煙酸、肌醇等滿意離體植物細胞在正常代謝途徑受肯定影響后所產生的特殊養分需求微生物培育基與MS培育基的配方不同。微生物培育基以有機養分為主，而MS培育基則要供應大量無機養分，無機鹽混合物包括植物生長必需的大量元素和微量元素兩大類。4．激素的影響(1)常用激素：生長素和細胞分裂素是啟動細胞分裂、脫分化和再分化的關鍵性激素。植物激素的濃度、運用的先后依次以及用量的比例等，都會影響試驗結果。(2)運用依次不同，結果不同運用依次試驗結果先運用生長素，后運用細胞分裂素有利于細胞分裂，但細胞不分化先運用細胞分裂素，后運用生長素細胞既分裂也分化同時運用分化頻率提高(3)兩者用量的比例不同，結果不同用量的比例試驗結果比例適中促進愈傷組織的生長生長素>細胞分裂素有利于根的分化、抑制芽的形成生長素<細胞分裂素有利于芽的分化、抑制根的形成5.pH、溫度、光照等條件的影響不同的植物對各種條件的要求往往不同。進行菊花的組織培育，一般將pH限制在5.8左右，溫度限制在18～22℃，并且每日用日光燈照耀12h。影響植物組織培育的因素及勝利的關鍵1．影響因素(1)內部因素：材料的選取。(2)外部因素：養分成分的種類及配比；植物激素的用量及運用依次；pH、溫度、光照等。2．獲得勝利的關鍵(1)植物組織培育所利用的植物材料體積小、抗逆性差、對培育條件要求較高。(2)培育材料一旦被微生物污染，就會導致試驗失敗。緣由是微生物繁殖快，生長快速，消耗養分多，并產生代謝廢物毒害培育材料。(3)無菌技術主要包括對操作空間、試驗用具、試驗材料以及操作者的消毒或滅菌。【典題精練3】下列關于植物組織培育中植物激素運用的說法，不正確的是()A．植物組織培育中的關鍵性激素是生長素和細胞分裂素B．先運用生長素，后運用細胞分裂素，有利于細胞分裂和分化C．先運用細胞分裂素，后運用生長素，細胞既分裂也分化D．同時運用生長素和細胞分裂素時，細胞的分化頻率提高，但兩者用量的比例影響植物的發育方向【答案】B【解析】在植物組織培育過程中，先運用生長素，后運用細胞分裂素，有利于細胞分裂，但細胞不分化；先運用細胞分裂素，后運用生長素，對細胞的分裂和分化均有利。解題歸納在植物組織培育過程中，植物激素的運用比例及運用依次是植物組織培育成敗的關鍵因素。【典題精練4】下列關于影響植物組織培育的因素的說法，正確的是()A．不同的植物組織，培育的難易程度不同，同一種植物材料，培育的難易程度相同B．在植物組織培育過程中，培育基中必需添加植物激素C．植物激素中生長素和細胞分裂素的作用是相互獨立的D．pH、溫度、光照條件等對植物組織培育也特殊重要【答案】D【解析】對于同一種植物的材料，材料的年齡、保存時間的長短等也會影響試驗結果。在植物組織培育過程中，培育基中有時可不添加植物激素。例如胡蘿卜、煙草等植物的脫分化比較簡單，進行組織培育時，培育基中可不添加植物激素。生長素和細胞分裂素同時運用，分化效率明顯提高，它們之間的作用不是相互獨立的。學問點三菊花的組織培育1．試驗操作流程(1)制備MS固體培育基①配制各種母液：包括無機鹽母液、激素類母液、維生素類母液等。②配制培育基：瓊脂和水加熱熔化→加入蔗糖→加入各種母液→加蒸餾水定容→調整pH→分裝。說明：菊花的莖段的組織培育比較簡單，因此不必添加植物激素。③滅菌：對分裝好的培育基連同其他器械一起進行高壓蒸汽滅菌。(2)外植體消毒取菊花嫩枝→加洗衣粉刷洗→流水沖洗20min→體積分數為70%酒精消毒6～7s→無菌水清洗→質量分數為0.1%的氯化汞溶液消毒1～2min→無菌水沖洗(至少3次)。(3)接種①接種室消毒：污染的主要來源是空氣中的細菌和孢子，因此接種室消毒是至關重要的。用體積分數為70%的酒精噴霧消毒空氣，用酒精擦拭工作臺并用紫外線照耀20分鐘進行消毒。②無菌操作：全部的接種操作要在酒精燈火焰旁完成，每次運用器械后，都須要用火焰灼燒滅菌，接種后馬上蓋好瓶蓋。(4)培育接種后的錐形瓶應放在無菌箱中培育，并定期消毒。溫度限制在18～22℃，每日用日光燈光照12h。外植體上長出乳白色或黃白色的瘤狀愈傷組織后，待其長到直徑為1～1.5cm時，可進行試管苗培育。(5)移栽打開封口膜，讓試管苗在培育間生長幾日。用流水清洗根部的培育基，將幼苗移植到消過毒的蛭石或珍寶巖等環境下生活一段時間，待幼苗長壯后再移栽到土壤中。(6)栽培將幼苗移栽后，每天視察并記錄幼苗的生長狀況，適時澆水、施肥，直至開花。2．試驗結果分析與評價(1)選材是否恰當：一般選取生長旺盛的嫩枝。(2)無菌技術是否過關：假如出現了污染現象，說明某些操作步驟，如培育基滅菌、花蕾消毒或接種等的無菌操作有問題。(3)接種是否勝利：假如接種的外植體長出愈傷組織或釋放出胚狀體，組織培育的第一步就勝利了。要適時轉換培育基，以便愈傷組織或胚狀體進一步分化成再生植株。(4)是否設置比照組和重復組①通過設置重復組和比照組可以選出最佳的試驗材料、最好的培育基配方、找出試驗失敗的緣由。如設置比照試驗可以取一個經過滅菌的裝有培育基的錐形瓶，與接種后的錐形瓶一同培育，用以說明培育基制作是否合格，有沒有被雜菌污染。②不同組的同學設置不同的激素濃度，相互比較植物生長的速度。無菌技術是植物組織培育勝利的關鍵植物組織培育不同于扦插、分根、葉插等常規無性繁殖。由于植物組織培育所利用的植物材料體積小、抗性差，所以對培育條件的要求較高。用于植物組織培育的培育基同樣適合于某些微生物的生長，如一些細菌、真菌等的生長。培育材料一旦被微生物(如細菌)污染，這些微生物就會爭奪培育基中的養分，還會產生代謝廢物毒害培育材料，導致試驗失敗。因此要進行嚴格的無菌操作。【典題精練5】下列哪組符合菊花組織培育的基本步驟()A．制備MS培育基→外植體消毒→接種→培育→移栽→栽培B．制備MS培育基→外植體消毒→接種→培育→栽培→移栽C．制備MS培育基→外植體消毒→接種→栽培→培育→移栽D．制備MS培育基→外植體消毒→接種→移栽→培育→栽培【答案】A【解析】植物組織培育的操作程序“制備MS培育基→外植體消毒→接種→培育→移栽→栽培”。對植物組織培育的基本操作程序要記牢。接種后先培育再移栽，最終是栽培。解題歸納生根苗的移栽技術移栽的關鍵：既要充分清洗根系表面的培育基，又不能傷及根系。一般先進行無土栽培，培育基要提前消毒，苗壯后再移植到土壤中。可通過統計成活率來衡量移栽水平。【典題精練6】試管苗在移栽前進行一系列操作，使幼苗生長健壯，耐環境變更實力增加，這一過程叫煉苗。下列關于移栽的敘述，正確的是()A．培育的試管苗，打開封口膜后，可干脆移栽至大田B．試管苗在移栽時不須要在培育間進一步培育C．試管苗在培育間培育一段時間后，用無菌水清洗掉根部培育基后，移栽入大田D．試管苗在培育間培育一段時間后，最好用無菌水清洗根部培育基，再移入消過毒的蛭石、珍寶巖等環境中煉苗【答案】D【解析】試管苗光合作用實力低，對不良環境的耐受實力差，肯定要保溫、保濕。在培育一段時間后，漸漸由異養苗向自養苗轉化，并且要在蛭石、珍寶巖等無毒的環境中培育一段時間，待適應外界環境后，再移栽至大田。一、選擇題1．下列關于植物組織培育中滅菌操作，錯誤的是(B)A．外植體可以用酒精滅菌 B．鑷子等器械需酒精滅菌C．操作前手需酒精消毒 D．培育基需高壓蒸汽滅菌解析：植物組織培育需嚴格的無菌操作，包括：培育基需用高壓蒸汽滅菌鍋滅菌；操作前手需酒精消毒；外植體應用酒精消毒；整個操作過程在酒精燈火焰旁進行，同時對鑷子等器械灼燒滅菌。2．下列對植物組織培育過程中的脫分化的敘述，正確的是(C)A．植物體的分生組織通過細胞分裂產生新細胞的過程B．體內分化的細胞形態、結構和功能發生變更的過程C．高度分化的植物器官、組織或細胞產生愈傷組織的過程D．愈傷組織分裂產生大量相同細胞的過程解析：脫分化是指高度分化的植物器官、組織或細胞產生愈傷組織的過程。3．下列有關植物組織培育所需養分的敘述，錯誤的是(D)A．MS培育基既含硝態氮又含銨態氮B．維生素以輔酶的形式參加生物催化劑酶系活動C．植物生長調整物質包括生長素、細胞分裂素及赤霉素等D．植物組織培育過程中無須從外部供糖解析：通常植物本身能進行光合作用，產生糖類，不需從外部供應糖，但在植物組織培育進行異養的狀況下，大多不能進行光合作用來合成糖類，因此必需在培育基中添加糖，作為碳素來源和能量來源。4．下列關于植物組織培育條件限制的敘述，不正確的是(B)A．選擇培育的植物組織最好是分裂實力強的分生組織B．培育大腸桿菌所用的牛肉膏蛋白胨培育基可以用于植物組織培育C．可以通過限制生長素和細胞分裂素的運用依次和用量的比例限制培育的結果D．菊花組織培育須要光照解析：植物組織培育時宜選用分裂實力較強的組織，如分生組織。用于植物組織培育的培育基是MS培育基，其成分不同于培育微生物所用的培育基，所以用于培育大腸桿菌的牛肉膏蛋白胨培育基不能用于植物組織培育。根據不同的依次和用量運用生長素和細胞分裂素，得到的試驗結果不同。菊花組織培育須要光照。5．菊花的組織培育須要嚴格的無菌操作，下列說法不正確的是(D)A．對培育基連同其他器械一起進行高壓蒸汽滅菌B．幼苗要先移植到消過毒的蛭石或者珍寶巖等環境下生活一段時間C．用于植物組織培育的培育基一旦感染雜菌則前功盡棄D．將菊花莖段插入培育基中時應留意方向，不應倒插，是為了防止雜菌污染解析：將菊花莖段插入培育基中時，要留意形態學上端朝上，而不應倒插，是因為生長素為極性運輸，倒插的菊花莖段不能形成愈傷組織，而不是為了防止雜菌污染。二、非選擇題6．如圖是基因型為AaBb的菊花莖尖離體培育示意圖，據圖回答下列問題。菊花莖尖eq\o(→,\s\up17(離體、消毒))培育基中培育eq\o(→,\s\up17(脫分化))eq\x(甲)eq\o(→,\s\up17(乙))長出叢芽并生根→試管苗(1)圖中甲是愈傷組織，乙過程是再分化。菊花莖尖可培育成植物體的原理是植物細胞具有全能性。(2)菊花的組織培育過程中，細胞增殖通過有絲分裂來完成。試管苗形成過程中要賜予肯定光照，其目的是使試管苗產生葉綠素并進行光合作用合成有機物。在配制好的MS培育基中，經常須要添加植物激素，細胞分裂素和生長素是啟動細胞分裂、脫分化和再分化的關鍵性激素。(3)脫分化是指由高度分化的植物組織或細胞產生愈傷組織的過程。植物組織培育過程中須要維持肯定的外界條件，一是要有相宜的溫度、pH等，二是必需保證無菌環境。否則植物組織培育就不能勝利。(4)如圖所示培育成的試管苗的基因型是AaBb，這種繁殖方式屬于無性生殖。解析：(1)圖中甲為脫分化的結果即愈傷組織，由愈傷組織形成根及叢芽的過程稱為再分化。植物組織培育的理論基礎是植物細胞的全能性。(2)用于植物組織培育的培育基中包括大量元素(如N、P、S、K、Ca、Mg等)、微量元素(如B、Cu、Zn、Fe等)、有機物及植物激素等。細胞分裂素和生長素是啟動細胞分裂、脫分化和再分化的關鍵性激素。(3)進行植物組織培育必需保證無菌環境。(4)經組織培育形成的試管苗，其基因型不變，仍為AaBb，題圖所示的繁殖方式屬于無性生殖。7．植物組織培育的培育基中加有激素。下表是培育基中兩種植物激素在不同比例時的試驗結果。請分析回答：(其中6-BA是一種細胞分裂素，IAA是一種生長素)(1)促進愈傷組織產生的條件是必需有細胞分裂素，愈傷組織生長的條件是細胞分裂素和生長素含量相等。(2)芽的分化條件是細胞分裂素的含量大于生長素，根的分化條件是生長素的含量大于細胞分裂素。(3)在植物組織培育中，脫分化可用的激素組合是試驗1和試驗3中的激素含量關系，再分化時可用激素組合是試驗2和試驗4中的激素含量關系