高二年级第二学期生物学科 总第 课时教案
课题 植物组织培养1
使用时间： 主备人：
教学目标：
1、知识与技能：
1、熟悉植物组织培养的基本过程
2、理解细胞分化的概念及离体植物细胞的脱分化和再分化
3、通过联系农业生产实际，培养学生活学活用，理论联系实际的能力?
2、过程与方法：
归纳MS培养基的配制方法，并设计表格比较微生物培养基与MS培养基的配方的异同。
3、情感态度价值观：
通过阅读植物组织培养技术的发展史，课下查阅植物组织培养技术在生产实践中应用的资料，关注学生科学态度的教育，拓展学生视野，感受科学技术在生产实践中的重要价值。
教学重点：
植物组织培养过程中使用的无菌技术
教学难点：
植物组织培养过程中使用的无菌技术
教学方法：
启发式教学
教具使用：
共案部分
个案部分
教
学
过
程
教师主导活动
学生主体活动
课前：
安排学生预习：
预习提纲（见导学案）
课前检查预习情况。
学生根据预习提纲进行自学。
课中：
引导学生对上节存在问题总结。
新授：
活动一：
问题1：在植物组织培养的过程中，为什么要进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作?
提示：植物组织培养的主要目的是快速繁殖，培养无病毒植株，因此，必须保证培养材料、培养基、培养用具完全无菌，并且无菌操作。其原因是．a．培养基上的细菌等微生物比植物具有更强的新陈代谢，如在培养过程中，培养材料附近出现黏液状物体或混浊的水迹状痕迹，或有泡状的发酵情况，或呈乳白色细菌污染，或出现黄、白、黑等不同颜色的霉菌，利用植物组织培养用培养基迅速地大量繁殖，它们比植物细胞生长得更快。b．细菌等微生物产生毒素，使培养基的植物细胞很快中毒死亡。因此在植物组织培养过程中要进行一系列消毒灭菌，并且无菌操作。
问题2：接种3～l d观察外植体生长情况，统计有部分外植体被污染，分析外植体被污染原因?
提示：外植体被污染的原因．a．培养材料的取材应很好地加以选择，老的材料比幼嫩的材料带菌多，田问比温室生长材料带菌多；b．消毒材料不彻底，植物组织只能进行表面灭菌，对材料内部所带的细菌、霉菌等杂菌往往难以对付，可在培养基中添加抗生素解决；c．人为污染，如使用未消毒工具或呼吸排出细菌，手接触材料或器皿边缘，使用过的工作器具未消毒而再继续使用，造成交叉污染，接种室空气污染，使真菌孢子在培养基上繁殖。
问题3：接种时要注意哪些问题?
提示：接种时注意事项：a．每接种一块外植体前，镊子需放人体积分数为75 9，6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。注意，沾有酒精的镊子要等到酒精挥发完后，再放到酒精灯火焰上灼烧；b．外植体放人培养基时，必须I 放平。每瓶放置外植体的数量，应该根据锥形瓶的大小确定，一般放置胡萝卜3～4块，菊的茎或叶6～8块。注意外植体在培养基中分布均匀，也不要放得太少，以充分利用培养基中的营养成分和光照条件； c．插入时应注意方向，不要倒插。茎尖、茎段等基部插入培养基，利于吸收水分和养分；d．接种时的酒精灯火焰不要调得太高，接种时应靠近酒精灯火焰操作，接种的速度要快，接种时严防接种箱内着火；e．接种后应及时盖好瓶盖，做好标记，写明材料名称，接种日期。
布置学生完成课堂检测并简单小结。
学生活动一：上节存在问题总结。
学生活动二：阅读教材
归纳总结植物组织培养：
(1)实验原理：
(2)材料用具：
(3)方法步骤：
①
②
并动手实验。
问题讨论：
分小组讨论问题。
课堂检测：独立完成。
课后：
布置课外作业及下一节预习提纲。（见导学案）
学生完成课外作业及下一节预习。
板
书
设
计
植物组织培养
菊花的组织培养
原理：细胞的全能性
全能性的高低(大小)：
受精卵>配子>体细胞；分化程度低的细胞>分化程度高的细胞}植物细胞>动物细胞
植物组织培养的基本过程：
离体的植物器官、组织或细胞(外植体)一脱分化一愈伤组织一再分化一根、芽一植物体。
影响植物组织培养的因素：
实验操作：
教
学
札
记
三、其他补充教学资料（各位教师根据各班教学特点选择补充资料，可另附纸）
1．植物组织培养的基础知识归纳：
(1)细胞的分化：
①细胞分化的过程和概念：
在植物个体发育中，细胞在形态、结构和生理功能上都会出现稳定性的差异，形成这些差异的过程叫做细胞分化。
细胞分化是特定基因在一定的时间、空间表达的结果。也可以说，细胞分化是细胞对化学环境变化的一种反应。细胞分化后，细胞内的遗传物质并不发生改变，但形成不同的RNA和蛋白质。
细胞分化是一个渐变过程，在胚胎发育的早期，细胞外观上尚未出现明显变化前，细胞的分化前途就已经决定，以后依次渐变，不能逆转。因此，分化是一种持久的、稳定的变化，它发生在生物体的整个生命过程中，在胚胎时期达到最大限度。
②细胞分化的意义：
一般多细胞生物体的发育起点是一个细胞(受精卵)，细胞的分裂只能繁殖出许多相同的细胞，只有经过细胞分化才能形成各种组织、器官和系统，才能形成胚胎、幼体，并发育成成体。
(2)细胞的全能性：
①概念：生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能，细胞的这种特性叫做细胞的全能性。
②物质基础：每个细胞都包含该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必需的全部基因。
③全能性的高低(大小)：
受精卵>配子>体细胞；分化程度低的细胞>分化程度高的细胞}植物细胞>动物细胞
④体现全能性的条件：处于离体状态，在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下。
(3)植物组织培养过程：
离体的植物器官、组织或细胞，在培养了一段时间以后，会通过细胞分裂形成愈伤组织。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化，或者叫做去分化。脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成根或芽等器官，这个过程叫做再分化。再分化形成的试管苗移栽到地里，可以发育成完整的植物体。植物组织培养的过程可以简要归纳为：
离体的植物器官、组织或细胞(外植体)一脱分化一愈伤组织一再分化一根、芽一植物体。
植物细胞只有脱离了植物体，在一定的外部因素作用下，经过细胞分裂形成愈伤组织，才表现出全能性，由愈伤组织细胞发育、分化出新的植物体。
(4)植物组织培养技术的应用：
①快速繁殖、培育无病毒植物。
②可以通过大规模的植物细胞培养来生产药物、食品添加剂、香料、色素和杀虫剂等。例如，从大量培养的紫草愈伤组织中提取的紫草素，是治疗烫伤和割伤的药物以及染料和化妆品的原料。
③培育农作物新品种。
用植物组织培养的方法，诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状结构，包裹上人造种皮和提供发育所需营养的人工胚乳组成胚状体，可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题，可以工业化生产，提高农业的自动化，人造胚乳除加胚状体，所需营养物质外，还可添加固氮细菌、防虫农药i除草剂和植物激素，此外人工种子可以节约粮食。
④转基因植物的培养，也要用到植物组织培养的方法。
2．实验操作——菊花的组织培养
(1)制备MS固体培养基：
①母液的配制和保存：
需经常配制培养基时，为减少工作量，一般将常用药品配成比所需浓度高10～100倍的母液。每种药品称量一次，可使用多次，并可减少多次称量所造成的误差。
②培养基配制程序：
配制培养基时要预先做好准备，首先是将保存 母液按顺序排好，再是准备好所需的用具。培养基 的配制程序如下：
配制培养液：
用量筒或移液管从各种母液中分别取出所需的 量，再取生长调节物质2，4一D 100 mL、NAA 1 mL，与各种母液一起放入烧杯中。由于菊花茎段组织培养较易，可不必添加植物激素。在使用提前配制的母液时，应在量取各种母液之前，轻轻摇动盛放母液的瓶子，如果发现瓶中有沉淀、悬浮物或被微生物污染，应立即淘汰这种母液，重新进行配制。用量筒或移液管量取培养基母液之前，必须用所量取的母液将量筒或移液管润洗2次。量取母液时，最好将各种母液按将要量取的顺序写在纸上，量取1种，划掉1种，以免出错。
熔化琼脂：
用粗天平分别称取琼脂10 g、蔗糖30 g，放人1 000 mL的搪瓷量杯中，再加入蒸馏水800 mL，用电炉加热，边加热边用玻璃棒搅拌，直到液体呈半透明状。然后再将配好的混合培养液加人到煮沸的琼脂中，最后加蒸馏水定容至1 000 mL，搅拌均匀。在加热琼脂、制备培养基的过程中，操作者千万不能离开，否则沸腾的琼脂外溢，就需要重新称量、制备。此外，如果没有搪瓷量杯，可用大烧杯代替。但要注意大烧杯底的外表面不能沾水，否则加热时烧杯容易炸裂，使溶液外溢，造成烫伤。
调pH：
用滴管吸取物质的量浓度为1 mol／L的NaOH溶液，逐滴滴人熔化的培养基中，边滴边搅拌，并随时用精密的pH试纸(5．4～7．O)测培养基的pH，一直到培养基的pH为5．8为止(培养基的pH必须严格控制在5．8)。
培养基的分装：
熔化的培养基应该趁热分装。分装时，先将培养基倒人烧杯中，然后将烧杯中的培养基倒人锥形瓶(50 mL或100 mL)中。注意不要让培养基沾到瓶口和瓶壁上，锥形瓶中培养基的量约为锥形瓶容量的1／5～1／4。每1 000 mL培养基，可分装25～30瓶。
培养基分装完毕后，应及时封盖瓶口。用2块硫酸纸(每块大小约为9 cm×9 cm)中间夹1层薄牛皮纸封盖瓶口，并用线绳捆扎。最后在锥形瓶外壁贴上标签。
(2)外植体消毒：
植物的茎、叶部分多暴露于空气中，栽培上受泥土、肥料及杂菌的污染，消毒前要经自来水较长时间清洗。70％的酒精比其他浓度的酒精有更强的杀菌力和穿透力，而且有湿润作用，可排除掉材料上的空气，利于其他消毒剂的渗入，由于酒精穿透力强，故应严格掌握好处理时间。
(3)接种：
接种室的消毒，工作服、帽子、口罩等消毒。接种操作前则用70％酒精擦洗。在操作时应禁止谈话并戴上口罩。接种时必须在近火焰处打开容器的瓶口，并使瓶倾斜，以免空气中的微生物落人瓶中。整个接种工作都应始终在近火焰处进行。接种完后，立刻盖好瓶口。
(4)培养：
①愈伤组织的培养：
首次培养愈伤组织时，恒温箱的门应该关闭，不必见光，因为在无光条件下愈伤组织长得更快。2周以后，由于培养基中的营养成分已接近耗尽，必须更换培养基，进行继代培养。
②愈伤组织的继代培养：
进行继代培养所用的培养基，和培养愈伤组织所用的培养基相同。在严格的无菌条件下(接种箱内)将愈伤组织连同原来的外植体，一起移到新的培养基上。愈伤组织的继代培养，一代为20 d。如果延长培养时间，培养基中的营养物质会减少，外植体也会分泌一些有毒物质，造成自身中毒。20 d以后，可以根据愈伤组织的大小，决定是继续进行继代培养，还是进行试管苗培养。如果愈伤组织长到直径为1～1．5 cm时，就可以进行试管苗培养，否则还需要进行第二代继代培养。在愈伤组织进行继代培养期间，可以将恒温箱的门打开，让愈伤组织见光。愈伤组织见光后，颜色可以转为绿色。
③试管苗的培养：当愈伤组织长到一定大小后，可以更换培养基，进行试管苗的培养，试管苗的培养分为生芽培养和生根培养。培养一株完整的试管苗，必须先进行生芽培养，然后进行生根培养，如果顺序颠倒，先诱导生根，就不好诱导生芽了。注意，试管苗应该进行见光培养。
(5)移栽：试管苗一般在高湿、弱光、恒温下异养生长，出瓶后一定要保温、保湿。试管苗光合作用能力低，在移栽前给予较强光照闭瓶炼苗，以促进小苗向自养转化。珍珠岩为固体基质型，含水量高、蓄水性强、透性好，适合做栽培的基质。
(6)栽培： 将幼苗移栽后，每天观察并记录幼苗生长情况，适时浇水、施肥，直到开花。
(7)有关问题讨论：
高二年级第二学期生物学科 总第 课时导学案
课题 植物组织培养1
使用时间： 编制人：
一、学习目标：
尝试植物组织培养，熟练掌握植物组织培养的基本技术
二、知识构成：
1．植物组织培养的依据是 。植物细胞的全能性是指
。
2．植物组织培养是指在 和 条件下，将 、 在适宜的培养条件下 、 和 的技术。
3．由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程。称为 ，或者叫做 。脱分化产生的 继续进行培养，又可以重新分化成根或芽等器官，这个过程叫做 。 植物组织培养的过程可以简要归纳为：离体的植物器官、组织或细胞(外植体)
植物体。
4． 和 是启动细胞分裂、 和 的关键激素。一般来说当 时，有利于根的分化；当 时，有利于 的分化；当 时，则促进 的生长。
5．在植物组织培养中最常用的培养基是 。
思维点拨
1．植物组织培养的依据是什么?什么叫植物细胞的全能性?
2．什么叫分化?什么叫脱分化?植物组织培养的过程包括哪几个重要步骤?
3．在植物组织培养的过程中，为什么要进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作?
4．在接种3～4 d观察外植体生长情况时，统计发现有部分外植体被污染，请分析外植体被污染的原因有哪些?
5．在植物组织培养中最常用的培养基是什么?接种时需要注意哪些问题?
三、学法和自检：
1、(多选)在制备MS固体培养基过程中I 有误的是 ( )
A．在使用提前配制的母液时，可直接用移液管从母液中取
B．配制母液时，无机物中大量元素浓缩10倍，微量元素浓缩100倍
C．配制培养基时，琼脂要及早加热熔化
D．MS培养基的pH要求不太严格，可控制在5～7之间
2、某同学在进行组织培养过程中，发现只分裂而不分化出芽和根，可能原因是 ( )
A．未见阳光 B．培养时间不到 C．培养基营养过多 D．细胞分裂素和生长素配比不对
14．下列关于影响植物组织培养因素，说法正确的 是 ( )
A．不同植物组织培养的难易程度不同，同一种植物材料培养的难易程度相同
B．在植物组织培养中，培养基中必须添加植物激素
C．植物激素中生长素和细胞分裂素的作用是互相独立的
D．pH、温度、光照条件等对植物组织培养也特别重要
13．关于愈伤组织形成过程的正确叙述是 ( )
A．是离体植物细胞分化的结果 B．是离体植物细胞分裂的结果
C．是离体的动物细胞分化的结果 D．是离体的动物细胞分裂的结果
课题 植物组织培养1
四、达标检测
1．植物组织培养中涉及的细胞分裂方式是( )
A．无丝分裂 B．减数分裂 C．有丝分裂 D．既有有丝分裂，又有减数分裂
2．细胞的全能性是指 ( )
A．具有细胞膜、细胞质、细胞核结构的完整细胞能进行各种生理活动
B．具有细胞膜、细胞质i无纽胞核也能完成特定的生理活动
C．生物体细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能
D．具有该物种所特有的全套遗传物质的细胞
3．植物细胞组织培养是指 ( )
A．离体的植物器官组织或细胞培育成愈伤组织 B．愈伤组织培育成植株 C．离体细胞培育成植株 D．愈伤组织形成高度液泡化的组织
4．可以成为植物组织培养条件的是 ( ) ①C02 ②有机物③生长素 ④细胞分裂素 ⑤水⑥矿质元素
A．①③⑤⑥ B．②③⑤⑥ C．②③④⑤⑥ D．①②⑤⑥
5．动物体内各种类型的细胞中，具有最高全能性的 为 ( )
A．体细胞 B．生殖细胞 C．受精卵 、 D．干细胞
6．在离体的植物器官或细胞脱分化形成愈伤组织 的过程中，下列哪一项条件是不需要的 ( )
A．消毒灭菌 B．适宜温度 C．充足光照 D．适宜的养料和激素
7．植物组织培养的过程是， ( ) ①离体的植物器官、组织或细胞 ②愈伤组织 ③形成根、芽④脱分化⑤再分化⑥植物体
A．①②③④⑤⑥ B．①④②⑤③⑥ C．①③④⑤②⑥ D．①④⑤②③⑥
8．植物材料的选择直接关系到实验的成败，菊花选 材一般选择 ( )
A．未开花植株的茎上部新萌生的侧枝 B．开花植株的茎上部枝条 C．开花植株上的花药 D．未开花植株的茎下部的枝条
五、学习小结和课外作业：
1、学习小结：
2、上本作业：
3、课本或资料选题：
4、补充练习：
9．制备MS固体培养基操作过程中，有误的是 ( )
A．配制母液时，无机物中大量元素浓缩10倍，微量元素浓缩100倍、
B．激素类、维生素类以及用量较小的有机物一般可按1 mg／mL质量浓度单独配成母液
C．制备1 L MS培养基时，先将母液加)k 800 mL蒸馏水中加热灭菌，再加琼脂凝固
D．分装好的培养基连同其他器械一起进行高压蒸汽灭菌
10．对人工种子正确的解释是 ( )
A．通过科学手段人工合成的种子 B．种皮能够自我生成 C．利用植物组织培养技术获得胚状体，再包上 人造种皮获得的种子…D．人工种子发芽率低
11．植物组织培养过程中分化成的幼苗需要移栽， 下列关于移栽的措施，说法错误的是 ( )
A．移栽时，应在打开培养瓶的封口后马上移植，一B．移栽时，应先将培养瓶的封口膜打开一段时间，让试管苗在培养间生长几日 C．移栽时需用清水清洗根部的培养基 D．最后幼苗需移植到捎毒的新环境下生活一段时间，等幼苗长壮后再移栽到土壤中
12．下列关于植物组织培养中植物激素使用说法， 不正确的是 ( )
A．植物组织培养中关键性激素是生长素和细胞分裂素 B．先使用生长素，后使用细胞分裂素，有利于细胞分裂和分化 C．先使用细胞分裂素，后使用生长素，细胞既分裂也分化 D．同时使用生长素和细胞分裂素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向
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