2014世纪金榜生物教师用书配套课件选修1-第四部分

典例突破第四部分浅尝现代生物技术典例突破考纲要求四年考情植物的组织培养浙江高考无单独考查典例突破考点一植物组织培养技术1.概念取一部分植物组织,在无菌的条件下接种在培养基上,给予一定的温度和光照,使之产生愈伤组织,或进而生根发芽,培养为成熟植株的技术。2.原理植物细胞的全能性。3.培养基(1)发芽培养基:细胞分裂素浓度大于生长素浓度的培养基。(2)生根培养基:生长素浓度大于细胞分裂素浓度的培养基。典例突破4.操作流程典例突破典例突破考点二影响植物组织培养的因素分析1.内因(1)植物的种类;(2)同一种植物材料的年龄、保存时间的长短、部位等。2.外因(1)营养物质:典例突破(2)植物激素——生长素与细胞分裂素:两者使用比例及结果(如表):比例结果细胞分裂素浓度生长素浓度诱导芽生成细胞分裂素浓度=生长素浓度愈伤组织继续生长而不分化细胞分裂素浓度生长素浓度诱导根生成典例突破(3)外界条件:①温度:大多数植物通常采用(25±2)℃的温度。②光照:它对愈伤组织的生长和分化有很大影响。③pH:进行菊花组织培养时pH应控制在5.8左右。典例突破【高考警示】(1)植物组织培养成功的关键是避免微生物的污染,确保无菌无毒。(2)培养基中必须含有植物生长发育的全部营养物质。(3)MS培养基与微生物培养基不同:①微生物培养基包括水、无机盐、碳源、氮源和生长因子,以有机营养为主。②MS培养基含有大量的无机营养,尤其是植物生长所必需的大量元素和微量元素。典例突破类型植物组织培养技术【典例】(2012·山东高考)辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图。(1)图中①和②分别表示辣椒组织培养中细胞的_________和过程。典例突破(2)图中培养外植体的培养基中常用的凝固剂是。培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值(选填“高”或“低”)时,有利于芽的分化。对培养基彻底灭菌时,应采取的灭菌方法是。(3)图中外植体的消毒所需酒精的体积分数是。用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时,常用的酶是和纤维素酶。典例突破【解析】(1)由植物组织培养的过程可知,①为脱分化形成愈伤组织,②为愈伤组织再分化为根、芽。(2)培养外植体需要用固体培养基,固体培养基的凝固剂为琼脂;生长素和细胞分裂素的比例低时利于发芽,高时利于生根;固体培养基要用高压蒸汽灭菌。(3)外植体消毒一般用70%的酒精;由于植物细胞有细胞壁,所以将愈伤组织分离成单个细胞需要用纤维素酶和果胶酶。答案:(1)脱分化(或去分化)再分化(2)琼脂低高压蒸汽灭菌(3)70%果胶酶典例突破【互动探究】(1)上题图中过程①必须的外界条件有哪些?提示:一定的营养物质、一定比例的激素和适宜的温度。(2)对外植体消毒时,除上题(3)提到的物质外,还需要什么物质?提示:5%的次氯酸钠溶液。典例突破【变式训练】如图所示,图Ⅰ为植物组织培养流程图,图Ⅱ为植物组织培养过程的部分示意图,请据图回答:典例突破(1)从理论上讲,植物细胞有形成再生植株的可能性,这是_____的表现。(2)图Ⅰ中外植体是指从植物分离出来的,a、b分别代表和过程。(3)图Ⅰ中的②和图ⅡA中培养基上的培养物都是由无特定形态与功能的细胞组成,称为。(4)图Ⅱ中的B中为胡萝卜根尖细胞,则培养成的新植株的叶片的颜色是,这说明根尖细胞具有。典例突破【解析】植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。植物组织培养的基本过程是:外植体愈伤组织试管苗完整的植物体;其中外植体是从植物器官、组织或原生质体分离出来的。胡萝卜根尖细胞中含有该植物的全部基因;其中含有控制叶片绿色性状的基因,所以由其培养成的新植株的叶片也是绿色的。答案:(1)植物细胞的全能性(2)器官、组织、原生质体脱分化再分化(3)愈伤组织(4)绿色控制叶片绿色性状的基因脱分化再分化典例突破1.如图所示为胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作接入试管后,在一定的条件下形成试管苗的培育过程,请据图回答下列问题:典例突破(1)图示所用技术叫,依据的理论基础是。(2)通过①产生的愈伤组织细胞与根的韧皮部细胞相比,在染色体的数目上,所含基因;细胞的形态结构,其原因是______________________________。(3)①和②过程主要进行的细胞分裂方式为,②过程除进行分裂外,还主要进行的生理活动是。典例突破(4)要使愈伤组织正常分化为植物体,除营养物质、培养条件外,还必须注意植物生长素与的比例。(5)此过程要进行无菌操作,主要对进行灭菌消毒,②过程需要光照的原因是___________________________。典例突破【解题指南】(1)考查实质:本题考查植物组织培养的过程及其特点。(2)解题关键:愈伤组织是未分化的细胞集团。细胞的脱分化与再分化与植物激素的浓度有关。典例突破【解析】(1)图示技术为植物组织培养,其理论基础为植物细胞的全能性,需经过脱分化、再分化过程。(2)(3)整个技术过程植物细胞进行有丝分裂和细胞分化,因此形成的愈伤组织与韧皮部细胞中染色体数目、基因均相同,但细胞形态、结构不同,是基因选择性表达的结果。(4)(5)此技术应进行无菌操作,主要对外植体接种的固体培养基灭菌消毒,在培养基中除营养物质外,还应注意植物激素的种类及比例。由于愈伤组织再分化后,细胞形成叶绿体,故需要光照。典例突破答案:(1)植物组织培养植物细胞的全能性(2)相同相同不同基因的选择性表达(3)有丝分裂细胞分化(4)细胞分裂素(5)培养基芽发育成叶,叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照典例突破2.(2013·宁波模拟)宁夏是全国最适宜生产水果的生态区之一,生产的苹果浓缩果汁酸度优于其他地区的苹果,深受欧美市场欢迎,发展无病毒苗木成为建立高产优质商品苹果基地的重要措施。(1)下面是宁夏农林科学院进行苹果试管苗培养的一般过程:请填写a～c所表示的内容。a.b.c.典例突破(2)实验室一般使用保存的培养基母液来制备MS固体培养基,配制母液时,、和有机物要浓缩5～10倍。(3)该过程中a、c的启动关键在于培养基中所加生长素和细胞分裂素的浓度、以及。(4)离体的植物细胞能发育成完整植株的原因是_______________________________________________________。(5)醋杆菌是生产苹果醋必用的菌种,可以从食醋中分离得到纯化的醋杆菌。扩大培养醋杆菌时,一般采用平板倒置培养,原因是。典例突破【解析】(1)离体的植物组织或细胞,在一定条件下培养,细胞会脱分化,形成愈伤组织。愈伤组织经植物激素诱导,再分化形成胚状体或丛芽。(2)为便于保存,MS培养基的母液中,大量元素、微量元素和有机成分分别配成浓度为配方5～10倍的母液。典例突破(3)植物组织培养时,用植物激素诱导脱分化或再分化。生长素和细胞分裂素的浓度、使用顺序以及用量比例,是决定脱分化和再分化的关键。二者用量比例大体相同时,有利于诱导愈伤组织。生长素所占比例大时,有利于生根;细胞分裂素所占比例大时,有利于生芽。(4)植物细胞具有本物种生物的全套遗传信息,因此可发育成一个完整的植物个体。(5)正置的培养皿盖上会凝结水珠,水珠落入培养基造成污染,因此在培养微生物时,一般采用平板倒置培养。典例突破答案:(1)脱分化愈伤组织再分化(2)大量元素微量元素(3)使用的先后顺序用量比例(4)植物细胞具有全能性(5)防止培养皿盖上凝结的水珠落入培养基造成污染典例突破3.组织培养是近几年发展起来的一种植物无性繁殖技术,在繁殖名贵经济作物、珍稀濒危植物方面具有重要意义。以下是实验室进行植物组织培养的一般过程,请回答下列问题:典例突破(1)实验过程中涉及到的培养基有:、生芽培养基、生根培养基。与微生物培养基相比,植物组织培养一般要添加生长素、为生长调节剂。(2)以下不属于植物组织培养使用到的设备和器材的是。①酒精灯②灭菌锅③接种环④恒温培养箱⑤CO2培养箱⑥封口膜和橡皮圈典例突破(3)实验过程中,对自然生长的茎段进行消毒,常用的试剂是70%的乙醇和。(4)外植体接种后形成愈伤组织,在不同配比的激素诱导下,依次经历了和生根两个阶段,形成试管苗。其中较高的BA/NAA配比有利于诱导愈伤组织形成(根或芽)。(5)在定植前需要对组培苗移栽至草炭土或蛭石中继续培养,其目的是_____________________________________________。典例突破【解析】(1)植物组织培养中涉及到多种培养基,它们是MS培养基、生芽培养基、生根培养基,这些培养基和微生物培养基不同的是要添加生长素、细胞分裂素作为生长调节剂。(2)植物组织培养中用到的器材有:①酒精灯、②灭菌锅、④恒温培养箱、⑥封口膜和橡皮圈。(3)外植体消毒时常用70%的乙醇和5%次氯酸钠溶液。典例突破(4)愈伤组织在植物激素的调节下,要依次经过生芽和生根两个阶段,才能形成试管苗;当BA/NAA配比高时诱导愈伤组织生芽,当BA/NAA配比低时诱导愈伤组织生根。(5)定植前的移栽是对试管苗进行炼苗处理,使试管苗能更快地适应土壤环境。典例突破答案:(1)MS培养基细胞分裂素(2)③⑤(3)5%次氯酸钠(4)生芽芽(5)经过炼苗处理后,试管苗才能适应土壤种植典例突破4.(能力挑战题)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)再分化阶段所用培养基中,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:典例突破典例突破①当植物激素X与植物激素Y的浓度比等于1时,_________________________________________________________________;②;③。(4)若植物激素Y是生长素,在植物组织培养中其主要作用是;则植物激素X的名称是。(5)生产上用试管苗保留植物的优良性状,其原因是_________________________________________________________。典例突破【解析】(1)用于植物组织培养的离体植物器官、组织或细胞称为外植体。(2)脱分化是让已经分化的细胞经过诱导后,失去其特有的结构和功能转变成未分化细胞的过程。(3)分析图得出,植物激素X与植物激素Y浓度比等于1时,未分化的细胞群形成愈伤组织;大于1则形成芽,小于1时形成根。典例突破(4)植物组织培养中常用生长素和细胞分裂素,生长素的作用是促进细胞生长(纵向伸长)、分裂和分化。细胞分裂素的作用是促进细胞分裂。(5)植物组织培养形成试管苗属于无性生殖,后代的遗传物质全部来自母体,不发生性状分离,便于保存优良性状。典例突破答案:(1)外植体(2)去分化(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)促进细胞的生长(伸长)、分裂和分化细胞分裂素(5)组织培养形成试管苗的过程属于无性生殖,后代不发生性状分离