132植物的组织培养技术植物有效成分的提取DNA技

第2讲植物的组织培养技术植物有效成分的提取DNA技术-2-考纲解读五年考题统计题型命题趋势一、植物组织培养技术1.植物组织培养的过程2.影响植物组织培养的因素2012全国课标,39,15分非选择题1.趋势分析:或与实际生产、生活相联系,或与实验结合进行考查。难度不大。2.备考指南:利用图表分析法理解特定成分的提取、植物组织培养和DNA粗提取与鉴定的操作程序。二、植物有效成分的提取1.植物芳香油的提取2.胡萝卜素的提取2010全国课标,39,15分非选择题三、实验:DNA的粗提取与鉴定1.DNA粗提取与鉴定的原理2.DNA粗提取与鉴定的步骤——-3-考点一自主梳理核心突破典例精析考点二考点三考点一植物的组织培养技术1.植物组织培养的基本过程离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织试管苗植物体2.菊花的组织培养过程(1)影响植物组织培养的主要因素。①选材:一般选择未开花植株的茎上部新生的侧枝。②营养供应培养基:常用MS培养基营养成分:大量元素、微量元素、蔗糖等有机物③植物激素:生长素和细胞分裂素。-4-考点一自主梳理核心突破典例精析考点二考点三(2)实验操作过程。制备MS固体培养基:配制好的培养基进行高压蒸汽灭菌外植体消毒:体积分数为70%的酒精消毒→无菌水清洗→0.1%的氯化汞溶液消毒→无菌水清洗接种:始终在酒精灯火焰旁进行,对接种工具要用火焰灼烧灭菌。将菊花茎段插入培养基中时注意不要倒插培养与移栽:在18~22℃的无菌箱中培养,得到试管苗后进行移栽-5-考点一自主梳理核心突破典例精析考点二考点三3.月季的花药培养(1)花粉发育过程。花粉母细胞(小孢子母细胞)→四分体时期→单核期→双核期→花粉粒。(2)产生花粉植株的两种途径。(3)影响花药培养的因素。主要因素是材料的选择和培养基的组成。花药培养一般选择在初花期,选择的花粉处于发育过程中的单核期。-6-考点一自主梳理核心突破典例精析考点二考点三(4)实验操作的关键。①材料的选取:挑选完全未开放的花蕾,确定花粉发育时期最常用的方法是醋酸洋红法。②接种:灭菌后的花蕾,在无菌条件下除去萼片和花瓣,并立即将花药接种到培养基上。剥离花药时尽量不要损伤花药。③培养:温度控制在25℃左右,幼小植株形成后才需要光照。如果花药开裂释放出胚状体,就要在花药开裂后尽快将幼小植株分开。-7-考点一自主梳理核心突破典例精析考点二考点三判一判(1)外植体可以来自植物的任何细胞。()(2)植物激素的浓度可影响细胞分化,但使用的先后顺序及比例不影响组织培养的过程。()(3)外植体经过脱分化过程形成愈伤组织,愈伤组织经过再分化过程形成胚状体。()(4)二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株。()(5)确定花粉发育时期最常用的方法是醋酸洋红法,某些植物的花粉不易着色,需采用焙花青-铬矾法。()答案:(1)×提示:不同的植物材料,培养的难度差别很大。(2)×提示:植物激素的使用顺序和比例也会影响植物组织培养的过程。(3)√(4)×提示:由二倍体植株的花粉经脱分化和再分化得到的为单倍体植株,需经染色体加倍处理后才能稳定遗传。(5)√-8-考点一考点二考点三自主梳理核心突破典例精析1.菊花茎与月季花药组织培养的比较(1)相同点。①理论基础:植物细胞的全能性。②基本过程:脱分化→再分化→试管苗。③影响因素:营养、激素、pH、温度、光照等。(2)不同点。菊花茎的组织培养月季的花药培养材料选取未开花植株的茎上部新萌生的侧枝通常选择完全未开放的花蕾光照状况每日用日光灯照12h开始不需要光照,幼小植株形成后才需要光照操作流程制备培养基→外植体消毒→接种→培养→移栽→栽培选材→材料消毒→接种和培养→筛选和诱导→移栽→栽培选育结果正常植株单倍体植株-9-考点一考点二考点三自主梳理核心突破典例精析2.影响植物组织培养的因素及成功的关键(1)影响因素。①内部因素:材料的选取。②外部因素:营养成分的种类及配比;植物激素的用量及使用顺序;pH、温度、光照等。(2)获得成功的关键。①植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗逆性差,对培养条件要求较高。②培养材料一旦被微生物污染,就会导致实验失败。原因是微生物增殖快、生长迅速、消耗养分多,并产生代谢废物毒害培养材料。③无菌技术主要包括对操作空间、实验用具、实验材料以及操作者的消毒和灭菌。-10-考点一考点二考点三自主梳理核心突破典例精析例题(2014河北唐山一模)下图是植物组织培养过程示意图,请回答有关问题。外植体愈伤组织长出丛芽生根移栽成活(1)外植体若是菊花茎段组织,则在配制MS固体培养基时,(填“必须”或“不必”)添加植物激素。(2)外植体若是月季的花药,则图中的①过程(填“需要”或“不需要”)光照,而经②③④过程培养出的植物一般称为植株。该植株产生的途径除了图中所示外,还可以是花粉通过阶段发育而来。(3)外植体若是菊花的根尖组织,则在正常环境下培养成的新菊花植株叶片的颜色是,此过程体现了植物细胞具有。(4)植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂和分化的关键性激素,在植物组织培养过程中:①若先使用细胞分裂素,后使用生长素,实验结果是细胞。②当同时使用这两种激素时,生长素用量比细胞分裂素用量的比值(填“高”“低”或“适中”)时,促进愈伤组织的形成。-11-考点一考点二考点三自主梳理核心突破典例精析课堂在线1.植物组织培养的培养基中必须添加植物激素吗?提示:由于菊花茎段的组织培养比较容易,故在配制MS培养基时不必添加植物激素。2.植物组织培养过程中必须始终给予光照吗?提示:菊花茎的组织培养过程中需要每日用日光灯照12h,而月季的花药培养开始不需要光照,幼小植株形成后才需要光照。3.愈伤组织是绿色的吗?由愈伤组织进一步发育形成的植株,叶片是绿色的吗?提示:愈伤组织是在黑暗环境下形成的,黑暗条件下不能合成叶绿素,因此愈伤组织不是绿色的。由愈伤组织进一步发育形成植株的过程需要光照,因此叶片是绿色的。-12-考点一考点二考点三自主梳理核心突破典例精析4.在植物组织培养过程中,植物激素的使用顺序和用量对培养结果有什么影响?提示:细胞分裂素的生理作用主要是促进细胞分裂,诱导芽的形成和促进芽的生长,所以若先使用细胞分裂素,后使用生长素,实验结果是细胞既分裂也分化。当细胞分裂素与生长素的浓度比值高时,可诱导芽的形成;反之则促进生根;若生长素用量与细胞分裂素用量的比值适中时,促进愈伤组织的形成。-13-考点一考点二考点三自主梳理核心突破典例精析答题步骤第一步,信息提取(提炼题干信息,搜索知识记忆)。理解植物激素在植物组织培养过程中的作用及其使用方法、用量对培养结果的影响;理解光照在植物组织培养过程中的作用,进而明确在植物组织培养的不同阶段对光照的不同需求。第二步,找准题眼(明确作答方向)。不同植物材料在组织培养时对光照条件和植物激素的要求不同;植物激素的使用顺序和用量不同,组织培养的结果也不同。第三步,规范作答(易错、易混提示)。由生殖细胞(花药)直接发育而来的个体,不管含几个染色体组,都是单倍体。【答案】(1)不必(2)不需要单倍体胚状体(3)绿色全能性(4)①既分裂也分化②适中-14-考点一考点二考点三自主梳理核心突破典例精析􀎥对应训练1􀎥(2014广东揭阳模拟)下列关于影响植物组织培养的因素的叙述,不正确的是()A.幼嫩组织较成熟组织易培养成功B.给外植体消毒常用体积分数为70%的酒精C.接种花药后一段时间内不需要光照,但幼小植株形成后需要光照D.生长素与细胞分裂素用量的比例较高时有利于芽的分化答案解析解析关闭生长素与细胞分裂素用量的比例较高时,有利于根的分化;较低时,有利于芽的分化;二者相当时,促进愈伤组织的生长。答案解析关闭D􀎥对应训练2􀎥为了探究6-BA和IAA对某菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响,某研究小组在MS培养基中加入6-BA和IAA,配制成四种培养基(见下表),灭菌后分别接种数量相同、生长状态一致、消毒后的茎尖外植体,在适宜条件下培养一段时间后,统计再生丛芽外植体的比率(m),以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n),结果如下表。培养基编号浓度/(mg·L-1)m/%n/个6-BAIAA10.5076.73.120.177.46.130.266.75.340.560.05.0-15-考点一考点二考点三自主梳理核心突破典例精析-16-考点一考点二考点三自主梳理核心突破典例精析回答下列问题。(1)按照植物的需求量,培养基中无机盐的元素可分为和两类。上述培养基中,6-BA属于类生长调节剂。(2)在该实验中,自变量是,因变量是,自变量的取值范围是。(3)从实验结果可知,诱导丛芽总数最少的培养基是号培养基。(4)为了诱导该菊花试管苗生根,培养基中一般不加入(填“6-BA”或“IAA”)。答案解析解析关闭(1)根据植物的需求量,培养基中的元素分为大量元素和微量元素,6-BA属于细胞分裂素类的植物生长调节剂。(2)实验中的自变量是IAA的浓度,因变量是再生丛芽外植体的比率和再生丛芽外植体上的丛芽平均数。自变量的取值范围在0~0.5mg/L。(3)诱导丛芽的总数量为m与n的乘积,所以1号培养基最少。(4)6-BA属于细胞分裂素,有利于芽的分化,抑制根的形成。答案解析关闭(1)大量元素微量元素细胞分裂素(2)IAA浓度再生丛芽外植体的比率(m)和再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)0~0.5mg·L-1(3)1(4)6-BA-17-考点一考点二考点三自主梳理典例精析核心突破考点二植物有效成分的提取1.植物芳香油的提取(1)植物芳香油的主要化学成分:萜类化合物及其衍生物,具有很强的挥发性。提取方法有蒸馏、压榨和萃取等。(2)提取玫瑰精油实验-18-考点一考点二考点三自主梳理典例精析核心突破(3)提取橘皮精油的实验2.胡萝卜素的提取(1)胡萝卜素的性质:不溶于水,微溶于乙醇,易溶于石油醚等有机溶剂。(2)实验设计(3)鉴定方法:纸层析法。-19-考点一考点二考点三自主梳理典例精析核心突破判一判(1)萃取加热时需安装冷凝回流装置,其目的是防止有机溶剂挥发。()(2)水蒸气蒸馏法是植物芳香油提取的常用方法,其中提取柠檬芳香油常用水中蒸馏法。()(3)提取的胡萝卜素可通过纸层析法进行鉴定,在鉴定过程中需要用标准样品对照。()答案:(1)√(2)×提示:提取柠檬芳香油常用压榨法。(3)√-20-考点一考点二考点三自主梳理典例精析核心突破1.几种提取方法的比较提取方法蒸馏压榨萃取适用范围适用于提取玫瑰油、薄荷油等挥发性强的芳香油适用于柑橘、柠檬等易焦糊原料的提取适用范围广,要求原料的颗粒要尽可能细小,能充分浸泡在有机溶剂中优点简单易行,便于分离生产成本低,可保持原料原来的结构和功能出油率高,易分离局限性水中蒸馏会导致原料焦糊和有效成分水解等问题分离较为困难,出油率相对较低使用的有机溶剂处理不当会影响芳香油的质量-21-考点一考点二考点三自主梳理典例精析核心突破2.几种植物有效成分提取的比较提取物质提取方法提取原理步骤玫瑰精油水蒸气蒸馏法利用水蒸气将挥发性较强的植物芳香油携带出来(1)水蒸气蒸馏;(2)分离油层(加NaCl);(3)除水过滤(加无水Na2SO4)-22-考点一考点二考点三自主梳理典例精析核心突破续表提取物质提取方法提取原理步骤橘皮精油压榨法通过机械加压,压榨出果皮中的芳香油(1)石灰水浸泡、漂洗;(2)压榨、过滤、静置;(3)再次过滤胡萝卜素萃取法使提取物溶解在有机溶剂中,蒸发后得到提取物(1)粉碎、干燥;(2)萃取,过滤;(3)浓缩-23-考点一考点二考点三自主梳理典例精析核心突破例题柠檬油是植物芳香油中的一种,它是一种广谱性的杀虫剂,可杀死蚊子、苍蝇、蟑螂和臭虫等传播疾病的害虫,以及危害粮食、蔬菜的常见害虫,包括幼虫、蛹等,是一种绿色杀虫剂。(1)柠檬油的挥发性,易溶于,比重比较。(2)提取柠檬油常用的原料是柠檬花与柠檬果皮,嫩的花朵在蒸馏过程中,精油易被水蒸气分子破坏,所以可采用法。柠檬果皮中精油的提取适宜采用法,此种方法是通过将液相从固液两相混合物中分离出来,必经步骤为