專題3植物的組織培養(yǎng)技術(shù)
課題1 菊花的組織培養(yǎng)
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基礎(chǔ)填空
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一、基礎(chǔ)知識(shí)
(一)植物組織培養(yǎng)的基本過(guò)程
1.相關(guān)概念:
①在植物的 過(guò)程中,細(xì)胞在 和 上都會(huì)出現(xiàn) 的差異,形成這些差異的過(guò)程叫做細(xì)胞分化。
② 的植物組織或細(xì)胞,在培養(yǎng)了一段時(shí)間以后,會(huì)通過(guò) ,形成愈傷組織。由 的植物組織或細(xì)胞產(chǎn)生 的過(guò)程,稱為植物細(xì)胞的脫分化,或者叫做去分化。
③脫分化產(chǎn)生的 繼續(xù)進(jìn)行培養(yǎng),又可以 成根或芽等器官,這個(gè)過(guò)程叫做 。
2.植物組織培養(yǎng)的基本過(guò)程:植物組織培養(yǎng)的過(guò)程可以簡(jiǎn)要地歸納為“植物組織→a→b→c→移栽成活”,其中a、b、c處應(yīng)填寫的內(nèi)容依次是: 。
(二)影響植物組織培養(yǎng)的因素
1.植物材料的選擇:不同的植物組織,培養(yǎng)的 差別很大。因此, 直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)的成敗。對(duì)于同一種植物材料,材料的 等也會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
2.營(yíng)養(yǎng):離體的植物組織和細(xì)胞,對(duì) 等條件的要求相對(duì)特殊,需要配制適宜的培養(yǎng)基。常用的一種培養(yǎng)基是 培養(yǎng)基,其主要成分包括: 及有機(jī)物等。
3.激素:植物組織培養(yǎng)時(shí),需在配制好的MS培養(yǎng)基添加植物激素,常用的植物激素有: 等。其中 是啟動(dòng)細(xì)胞分裂、 的關(guān)鍵性激素。
4.環(huán)境因素:除了上述因素外, 等條件也很重要。進(jìn)行菊花的組織培養(yǎng),一般將pH控制在 左右,溫度控制在 ℃,并且每日用日光燈照射 h。
二、實(shí)驗(yàn)操作
(―)制備MS固體培養(yǎng)基:
1.配制各種母液:配制母液時(shí),無(wú)機(jī)物中大量元素濃縮 倍,微量元素濃縮 倍,常溫保存。 一般可按1mg/mL的質(zhì)量濃度單獨(dú)配制成母液。實(shí)驗(yàn)室一般使用 ℃保存的配制好的培養(yǎng)基母液來(lái)制備培養(yǎng)基,制備時(shí)需要根據(jù)各種母液的 ,計(jì)算用量。
2.配制培養(yǎng)基:配制1LMS培養(yǎng)基時(shí),先將稱好的瓊脂加入800mL ,加熱使瓊脂熔化,然后加入 30g,取配制好的 的母液,依次加入,加 定容至1000mL,調(diào)節(jié) ,最后分裝到錐形瓶中,每瓶分裝50mL或100mL。
3.滅菌:將分裝好的培養(yǎng)基連同 一起進(jìn)行
(二)外植體消毒:從 上選取菊花莖段,用 沖洗后,用軟刷輕輕刷洗,刷洗后在流水下沖洗20min左右。然后用 吸干表面的水分,放入體積分?jǐn)?shù)為 的酒精中搖動(dòng)2~3次,持續(xù) ,立即將外植體取出,在 中清洗。取出后仍用 吸干外植體表面水分,放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 溶液中1~2min。取出后,在無(wú)菌水中至少清洗 次,漂凈 。
(三)接種
1.消毒滅菌:接種前用體積分?jǐn)?shù)為 將工作臺(tái)擦拭一遍。所有的接種操作都必須在 進(jìn)行,并且每次使用器械后,都需要用火焰 。
2.接種操作:將 的菊花莖段在無(wú)菌培養(yǎng)皿中切成長(zhǎng)約 的小段。左手持瓶,使 ;右手 ,右手進(jìn)行此操作時(shí)應(yīng)注意 ,不要 。每瓶接種 塊外植體。接種后,將封口膜重新扎好。
(四)培養(yǎng):接種后的錐形瓶最好放在 中培養(yǎng),培養(yǎng)期間應(yīng) 。培養(yǎng)溫度控制在1 ,并且每日用日光燈光照 。
(五)移栽:在移栽生根的菊花試管苗之前,應(yīng)先打開(kāi)培養(yǎng)瓶的封口膜,讓試管苗 。然后用 清洗根部的 ,將幼苗移植到 的 等環(huán)境下生活一段時(shí)間,等 后再移栽到土壤中。
(六)栽培:每天觀察并記錄 ,適時(shí)洗水、施肥,直至開(kāi)花。
三、結(jié)果分析與評(píng)價(jià):本課題主要可從以下幾方面進(jìn)行分析評(píng)價(jià):(以下內(nèi)容參照“教材”及“教師教學(xué)用書(shū)”編寫)
1.對(duì) 分析。接種3~4d后,在 的培養(yǎng)物會(huì)表現(xiàn)出被污染的現(xiàn)象。要適時(shí)統(tǒng)計(jì) ,分析接種操作是否符合 要求。
2.是否完成了對(duì)植物組織的脫分化和再分化。觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果,看看是否培養(yǎng)出了 ,記錄 。統(tǒng)計(jì)更換培養(yǎng)基后 的比例和時(shí)間。
3.是否進(jìn)行了 。做好統(tǒng)計(jì)和對(duì)照,填好結(jié)果記錄表,培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
4.生根苗的移栽是否合格。生根苗移栽技術(shù)的關(guān)鍵是 。一般使用 的辦法。可根據(jù)幼苗移栽到露地后, 等判斷移栽是否合格。
“基礎(chǔ)填空”參考答案
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一、基礎(chǔ)知識(shí)
(一)1.①個(gè)體發(fā)育 形態(tài)、結(jié)構(gòu) 生理功能 穩(wěn)定性
②離體 細(xì)胞分裂 高度分化 愈傷組織
③愈傷組織 重新分化 再分化
2.形成愈傷組織、長(zhǎng)出叢芽、生根
(二)1.難易程度 植物材料的選擇 年齡、保存時(shí)間的長(zhǎng)短
2.營(yíng)養(yǎng)、環(huán)境 MS 大量元素、微量元素
3.生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素和赤霉素 生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素 脫分化和再分化
4.pH、溫度、光照 5.8 18~22 12
二、實(shí)驗(yàn)操作
(―)1.10 100 激素類、維生素類以及用量較小的有機(jī)物 4 濃縮倍數(shù)
2.蒸餾水 蔗糖 大量元素、微量元素、有機(jī)物和植物激素 蒸餾水 pH
3.其他器械 高壓蒸汽滅菌
(二)生長(zhǎng)旺盛的嫩枝 流水 無(wú)菌吸水紙 70% 6~7S 無(wú)菌水 無(wú)菌吸水紙 0.1%的氯化汞 3 消毒液
(三)1.70%的酒精 酒精燈旁 灼燒滅菌
2.消過(guò)毒 0.5~1cm 瓶口旋轉(zhuǎn)通過(guò)火焰 用鑷子夾取菊花莖段,插入培養(yǎng)基中 方向 倒插 6~8
(四)無(wú)菌箱 定期消毒 18~22℃ 12h
(五)在培養(yǎng)間生長(zhǎng)幾日 流水 培養(yǎng)基 消過(guò)毒 蛭石或珍珠巖 幼苗長(zhǎng)壯
(六)幼苗生長(zhǎng)情況
三、結(jié)果分析與評(píng)價(jià):
1.接種操作中污染情況 接種操作中被雜菌污染 污染率 無(wú)菌
2.愈傷組織 多長(zhǎng)時(shí)間長(zhǎng)出愈傷組織 愈傷組織進(jìn)一步分化成根和芽
3.統(tǒng)計(jì)、對(duì)照與記錄
4.既要充分清洗根系表面的培養(yǎng)基,又不能傷及根系 無(wú)土栽培 能否正常生長(zhǎng)、移栽的成活率
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長(zhǎng)句填空
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運(yùn)用植物組織培養(yǎng)技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)良品種的 ,保持 的一致;可以培育出大量 ,提高作物的產(chǎn)量;可以實(shí)現(xiàn)花卉的 ,不受 的限制。(P31“專題背景”)
植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性,發(fā)育成完整的植株需要具備的條件是: 。(P32 “課題背景”)
愈傷組織的細(xì)胞具有的特點(diǎn): 。(P32“教材”)
菊花的組織培養(yǎng),一般選擇 植株的 的側(cè)枝。選取這些生長(zhǎng)旺盛的嫩枝的原因是: 。(P33“教材”、P35“練習(xí)2”)
植物組織培養(yǎng)所用MS培養(yǎng)基中各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的作用是 。(P33“旁欄思考”、“旁欄小資料”)
比較微生物培養(yǎng)基的配方和MS培養(yǎng)基的配方會(huì)發(fā)現(xiàn),微生物培養(yǎng)基以 為主,與此相比,MS培養(yǎng)基配方的明顯的不同處是: (P33“旁欄思考”、“旁欄小資料”)
外植體是指 ,對(duì)外植體進(jìn)行表面消毒時(shí),要考慮 。(P34“旁欄小資料”)
在植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)的接種環(huán)節(jié),設(shè)置重復(fù)組時(shí)要注意 ,要設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)確定培養(yǎng)基制作合格,沒(méi)有被雜菌污染,應(yīng)進(jìn)行的操作是: 。(P35“旁欄思考”)
在植物組織培養(yǎng)的過(guò)程中,要進(jìn)行一系列的消毒、滅菌,并且要求無(wú)菌操作。其原因是: 。(P36練習(xí)1”)
培養(yǎng)胡蘿卜根組織可獲得試管苗,獲得試管苗的過(guò)程如下圖所示。利用胡蘿卜根段進(jìn)行組織培養(yǎng)可以形成試管苗。用分化的植物細(xì)胞可以培養(yǎng)成完整的植株,這是因?yàn)橹参锛?xì)胞具有 。步驟③切取的組織塊中要帶有形成層,原因是 。從步驟⑤到步驟⑥需要更換新的培養(yǎng)基,其原因是 。在新的培養(yǎng)基上愈傷組織通過(guò)細(xì)胞的 過(guò)程,最終可形成試管苗。步驟⑥要進(jìn)行照光培養(yǎng),其作用是 。經(jīng)組織培養(yǎng)得到的植株,一般可保持原品種的 ,這種繁殖方式屬于 繁殖。(2019·新課標(biāo)卷Ⅲ第37題)
“長(zhǎng)句填空”參考答案
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快速繁殖 遺傳性狀 不含病毒的幼苗 連續(xù)生產(chǎn) 開(kāi)花季節(jié)
脫離了原來(lái)所在植物體的器官或組織而處于離體狀態(tài);在一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件的作用下
排列疏松而無(wú)規(guī)則,是一種高度液泡化的呈無(wú)定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞
未開(kāi)花 莖上部新萌生 生長(zhǎng)旺盛的嫩枝生理狀況好,容易誘導(dǎo)脫分化和再分化
微量元素和大量元素提供植物細(xì)胞生活所必需的無(wú)機(jī)鹽;蔗糖提供碳源,同時(shí)能夠維持細(xì)胞的滲透壓;甘氨酸、維生素等物質(zhì)主要是為了滿足離體植物細(xì)胞在正常代謝途徑受到一定影響后所產(chǎn)生的特殊營(yíng)養(yǎng)需求
有機(jī)營(yíng)養(yǎng) MS培養(yǎng)基則需提供大量無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng),無(wú)機(jī)鹽混合物包括植物生長(zhǎng)必須的大量元素和微量元素兩大類
用于離體培養(yǎng)的植物器官或組織片段 藥劑的消毒效果、植物的耐受能力
每種材料或配方至少要做一組以上的重復(fù) 用一個(gè)經(jīng)過(guò)滅菌的裝有培養(yǎng)基的錐形瓶,與接種操作后的錐形瓶一同培養(yǎng)
植物組織培養(yǎng)所利用的植物材料體積小、抗性差,對(duì)培養(yǎng)條件的要求較高。用于植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基同樣適合于某些微生物的生長(zhǎng),如一些細(xì)菌、真菌等的生長(zhǎng)。而培養(yǎng)物一旦受到微生物的污染,就會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)前功盡棄,因此要進(jìn)行嚴(yán)格的無(wú)菌操作
全能性 形成層容易誘導(dǎo)形成愈傷組織 ①隨培養(yǎng)時(shí)間的增加培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少、有害代謝產(chǎn)物的積累會(huì)抑制愈傷組織的分裂、分化。②形成愈傷組織后,需要調(diào)整培養(yǎng)基中生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素用量的比例,以影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向 再分化 誘導(dǎo)葉綠素的形成,使試管苗能夠進(jìn)行光合作用 遺傳特性 無(wú)性
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正誤辨析
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纖維素酶是一種復(fù)合酶,能將纖維素最終水解為葡萄糖。()(P27“教材”)
纖維素酶中C1酶和葡萄糖苷酶都能將纖維素分解成纖維二糖。()(P27“教材”)
將濾紙埋在土壤中,從腐爛的濾紙上可篩選出纖維素分解菌。()(P28“教材”)
纖維素分解菌能夠分解剛果染料,所以可以通過(guò)是否產(chǎn)生透明圈來(lái)篩選纖維素分解菌。()(P28“教材”)
使用剛果紅染色時(shí),可在倒平板時(shí)或長(zhǎng)出菌落時(shí)加入剛果紅。()(P28“教材”)
若在倒平板時(shí)就加入剛果紅,長(zhǎng)期培養(yǎng)有可能被其他微生物分解形成透明圈。()(P28“教材”)
在分離纖維素分解菌的實(shí)驗(yàn)中,經(jīng)選擇培養(yǎng)后應(yīng)直接將樣品涂布到鑒別纖維素分解菌的培養(yǎng)基上培養(yǎng)。()(P28“圖2-14”)
分離纖維素分解菌的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,若在倒平板時(shí)就加入了剛果紅的染色法,則需用1mol/mLNaCl處理15分鐘。()(P29“教材”)
在對(duì)纖維素分解菌進(jìn)行選擇培養(yǎng)時(shí),要用液體培養(yǎng)基。這是因?yàn)槔w維素分解菌適宜在液體培養(yǎng)基上生長(zhǎng)。()(P29“教材”)
對(duì)分解纖維素的微生物進(jìn)行了初步篩選后,無(wú)需再進(jìn)行其他實(shí)驗(yàn)。()(P30“教材”)
在“分解纖維素的微生物的分離”實(shí)驗(yàn)中,為獲得纖維素分解菌,還需進(jìn)行產(chǎn)纖維素酶的實(shí)驗(yàn)。()(P30“教材”)
“正誤辨析”參考答案
1×2×3×4√5√6×7√8×9×10√11√
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