資源簡介

專題3
植物的組織培養技術
課題2
月季的花藥培養
教材習題點撥
（一）旁欄思考題
為什么花瓣松動會給材料的消毒帶來困難？
答：花瓣松動后，微生物就可能侵入到花藥，給材料的消毒帶來困難。
（二）練習
1．答：F2紫色甜玉米的基因型組成可能為Aasusu或AAsusu。如果運用常規育種方法，將F2中的紫色甜玉米與白色甜玉米（aasusu）進行測交，可以選擇出基因型為AAsusu純種紫色甜玉米。但這種方法比較繁瑣，耗時也較長，需要至少三年的選種和育種時間。如果利用花藥培養的技術，在F1產生的花粉中就可能有Asu的組合，再將花粉植株進行染色體加倍，就可以直接得到紫色甜玉米的純合體（AAsusu）。這種方法可以大大縮短育種周期。
2．答：植物組織培養技術與花藥培養技術的相同之處是：培養基配制方法、無菌技術及接種操作等基本相同。兩者的不同之處在于：花藥培養的選材非常重要，需事先摸索時期適宜的花蕾；花藥裂開后釋放出的愈傷組織或胚狀體也要及時更換培養基；花藥培養對培養基配方的要求更為嚴格。這些都使花藥培養的難度大為增加。專題3
植物的組織培養技術
課題2
月季的花藥培養
庖丁巧解牛
知識 巧學

一、被子植物的花粉發育?
1.發育場所：被子植物雄蕊的花藥中。
2.分裂方式：花粉是由花粉母細胞經減數分裂而形成的，因而花粉是單倍體的生殖細胞。
3.發育過程：四分體時期———→單核期———→雙核期?
在四分體時期，4個單倍體細胞連在一起，進入單核期時，四分體時期的4個單倍體細胞彼此分離，形成4個具有單細胞核的花粉粒。這時的細胞含濃厚的原生質，核位于細胞的中央（單核居中期）。隨著細胞不斷長大，細胞核由中央移向細胞一側（單核靠邊期），并分裂成1個生殖細胞核和1個花粉管細胞核，進而形成兩個細胞，一個是營養細胞，一個是生殖細胞。生殖細胞再分裂一次，形成兩個精子。
要點提示
花粉母細胞形成花粉粒的過程是減數分裂。花粉粒形成營養細胞、兩個精子的過程是有絲分裂。
二、產生花粉植株的兩種途徑
這兩種途徑之間并沒有絕對的界限，主要取決于培養基中激素的種類及其濃度配比。
知識拓展
在植物組織培養過程中，某些體細胞在形態上會轉變為與合子發育成的胚非常相似的結構，它的發育過程也和合子胚類似，胚芽、胚根、胚軸等結構完整，就像一顆種子，這種結構就叫做體細胞胚或胚狀體。制作人工種子選用的是體細胞胚，因為它與親本的遺傳物質相同，而花粉胚則為單倍體。??
三、影響花藥培養的因素?
1.材料的選擇?
不同的植物、同一種植物的不同生理狀況、花期的早晚、花粉發育的不同時期等因素都會影響誘導花粉植株能否成功及誘導成功率的高低。
疑點突破
對花期而言，選擇早期的花藥培養更容易產生花粉植株。對花粉的發育時期而言，選擇單核期的花藥培養成功率最高，為選到單核期的花藥，要選擇完全未開放的花蕾。
2.培養基的組成、親本植株的生長條件、材料的低溫預處理以及接種密度等對誘導成功率都有一定影響。?
四、實驗操作：月季的花藥培養?
1.材料的選取?
選擇花藥時，一般要通過鏡檢來確定其中的花粉是否處于適宜的發育期。?
方法：醋酸洋紅法，焙花青－鉻礬法。
2.材料的消毒?
體積分數為70％的酒精浸泡—→無菌水清洗—→放入質量分數為0.1%的氯化汞溶液—→無菌水沖洗。
3.接種和培養?
盡量不要損傷花藥，徹底去除花絲，溫度控制在25
℃左右，接種時不需要光照，將愈傷組織盡快轉移到分化培養基上。
問題 探究
?
問題1
如何判斷花藥接種是否成功？?
思路:一般經過20～30天培養后，會發現花藥開裂，長出愈傷組織或釋放出胚狀體。將愈傷組織及時轉移到分化培養基上，以便進一步分化出再生植株。?
探究:如果接種的花藥長出愈傷組織或釋放出胚狀體，花藥培養的第一步就成功了。
問題2
人工種子是人們模仿天然種子結構制造出來的生命有機體，它能像種子一樣萌發生長，長成植物。人工種子的核心部件是個被外層物包埋的具有類似種子胚功能的胚狀體。胚狀體不同于一般的種子胚，是由非合子細胞分化形成的類似于胚的結構物，所以，又稱“體細胞胚”或“花粉胚”。胚狀體在一定的條件下，可以發育形成植株。胚狀體可從懸浮培養的單細胞中得到，也可通過試管培養的愈傷組織、花粉或胚囊獲得。將胚狀體包埋在一個能提供營養的膠質中，便成了所謂的“人工種子”。自從1968年F·C·斯圖爾德和J·賴爾特分別對胡蘿卜進行誘導得到胚狀體，30多年來約有200多種植物培養出了胚狀體。我國利用組織培養技術已成功地在煙草、水稻、小麥和玉米等作物上誘導出了胚狀體。各國正著手將人工種子推向商品化。根據上述材料回答：?
由人工種子萌發出的植株是否可育？
人工種子的研究和商品化有何意義？?
思路:本題可以拓展視野，并實現新情境下知識的再運用。植物的胚狀體是利用植物組織培養技術，是無性繁殖的產物，體現了細胞的全能性。?
探究:由人工種子萌發出的植株是否可育，關鍵是看胚狀體的來源。胚狀體若是由花粉發育來的則不可育，若是由胚囊等體細胞發育來的則可育。人工種子可以實現種子的工業化生產，節約糧食；可用于苗木的快速繁殖和去病毒苗的培養；可用于鞏固雜種優勢；對研究細胞生長和分化過程中的遺傳、生理、生化和代謝也有著重要意義。
典題 熱題
例1將一?；ǚ叟嘤捎酌?，將它的莖尖用秋水仙素處理，長大后該植物能正常開花結果。該植物與原幼苗植株染色體數目相同的是（　　）?
A.根細胞　　　　　　　　　　　
B.葉細胞?
C.莖細胞
D.子房壁細胞?
解析：由一?；ǚ叟嘤傻挠酌鐬閱伪扼w植株，莖尖將來發育成莖、葉、花等結構，所以用秋水仙素處理后，其染色體數目加倍，由莖尖發育來的這些結構都相同，而根細胞未經處理，所以染色體仍保持原來數目。
?
答案：A
例2下列哪項不是影響誘導花粉植株能否成功及誘導成功率高低的因素（　　）?
A.不同的植物
B.同一種植物的不同生理狀況?
C.花期的早晚
D.花粉的數量?
解析：不同的植物、同一種植物的不同生理狀況、花期的早晚、花粉發育的不同時期等因素都會影響誘導花粉植株能否成功及誘導成功率的高低。?
解：D
拓展延伸
對花期而言，選擇早期的花藥培養更容易產生花粉植株。對花粉的發育時期而言，應選擇單核期的花藥培養，成功率最高，為選到單核期的花藥，要選擇完全未開放的花蕾。
例3下列四個選項中沒有采用植物組織培養技術的是（　?。?
A.花藥離體培養得到單倍體植株?
B.秋水仙素處理萌發的種子或幼苗得到多倍體?
C.抗蟲棉的培育過程?
D.細胞工程培育“番茄—馬鈴薯”雜種植株?
解析：花藥離體培養是單倍體育種的一項基礎技術，其基本原理就是組織培養?；蚬こ膛嘤瓜x棉的過程中，把目的基因導入受體細胞后，要誘導其分裂、分化，最后發育為一個植物體，必須經過組織培養才能實現。細胞工程培育“番茄—馬鈴薯”雜種植株的過程中，對融合的雜種細胞，也必須經過組織培養才能形成雜種植株。可見，組織培養是生物工程中的基礎技術手段。而利用秋水仙素處理萌發的種子或幼苗得到多倍體植株，沒有采用組織培養技術。?
答案：B
例4用純種高稈（D）抗銹病(T)小麥與矮稈（d）易染銹病(t)小麥做親本培育矮稈抗銹病小麥新品種的基本過程如下：
高稈抗銹病×矮稈易染銹病F1花粉單倍體幼苗符合要求的新品種（1）上述過程在育種上稱__________，優點________________________________________。
（2）a過程叫__________，目的___________________；F1的基因型是____________________。
（3）F1進行的生理過程b是____________________，花粉的類型（基因型）有__________
__________。
（4）c過程叫__________，單倍體的基因型有__________，該過程采用的技術為_________
___________，基本原理是____________________。?
（5）d過程采用的方法是____________________，后代個體有__________種基因型，我們所采用的基因型為__________。?
解析：本題全面考查了單倍體育種的過程、方法，并在對具體問題的分析中認識其優點。用花藥離體培養的方法可以獲得單倍體，再經過誘導使染色體數目加倍，重新恢復到正常植株的染色體數目。由于恢復的染色體是通過復制產生的，所以每對染色體的基因都是純合的，自交產生的后代也不發生性狀分離，從而可以明顯縮短育種年限。一般只需要兩年即可完成。
答案：（1）單倍體育種明顯縮短育種年限（2）交雜　使兩個親本的優良基因集中到一個生物體上DdTt　（3）減數分裂DT、Dt、dT、dt?。?）花藥的離體培養DT、Dt、dT、dt　植物細胞的組織培養植物細胞的全能性（5）用秋水仙素處理單倍體幼苗
　4ddTT?課題1　菊花的組織培養
一覽眾山小
三維目標
1.知道細胞分化、細胞全能性、組織培養過程、影響組織培養的實驗因素，記住MS固體培養基的組分和功能。?
2.嘗試植物組織培養的實驗操作，比較總結微生物培養基和MS固體培養基的異同，總結實驗結果，在協作交流中進行實驗結果的分析和評價。?
3.認真體驗，嘗試成功或感受失敗，學會客觀地分析問題，主動地交流和合作。
學法指導
學習本節首先要回顧細胞全能性的概念、細胞分化的概念、原因等相關知識，注意“溫故而知新”。?
充分利用課本上植物組織培養的流程圖，理解植物組織培養的全過程，掌握脫分化、再分化和愈傷組織等概念；通過列表比較分析微生物培養基和MS固體培養基的異同、生長素和細胞分裂素在使用過程中的不同。實驗操作中要認真仔細，嚴格無菌操作，認真體驗，對實驗結果實事求是地分析和評價。
誘學導入
材料：蘭花是珍貴的觀賞花卉，它以奇特的花、絢麗的花色、優美的葉形深受多國人民的喜愛。但由于蘭科植物種子小，發育不完全，自然條件下種子需要與某些真菌共生才能萌發。因此，蘭花種子萌發率極低，傳統分株繁殖極慢，無法大量繁殖。加之長期進行無性分株，形成帶病植株，導致品種退化。
1960年法國的Morel觀察到虎頭蘭的莖尖在無菌培養基上能夠形成扁圓形的小球體，這些小球體與幼胚發育成的原球體非常相似，故稱為原球莖，在一定條件下，這些原球莖通過切割能夠快速增殖，并能夠再生成完整植株。由于利用這一技術，使蘭花的生產可以像其他工業產品那樣進行工廠化生產，故將這種生產蘭花的方式稱為蘭花試管苗“工業”，簡稱“蘭花工業”。該技術簡化了萌發程序，提高了萌發率，已在蘭花工業化生產中得到廣泛應用。利用莖尖脫毒及試管快繁技術，可以使退化品種復壯，在短期內可獲得大量試管苗，目前在國外已形成了龐大的蘭花工業。?
問題：蘭花的工業生產利用了什么生物技術？該技術的理論基礎是什么？該技術的優點是什么？
導入：植物傳統的繁殖方式有很多的缺點，而植物的組織培養技術可以克服這些缺點，實現優良品種的快速繁殖、保持親本的優良性狀、培育不含病毒的幼苗，提高作物的產量，實現花卉的連續生產。本節內容重點學習植物組織培養技術的基礎知識，體驗操作過程，提高科學素養。專題3
植物的組織培養技術
課題1
菊花的組織培養
庖丁巧解牛
知識 巧學
一、植物組織培養的基本過程
1.細胞分化
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。高等生物一般都從一個受精卵開始發育，經多次細胞分裂與分化，產生出各種不同的特殊結構和專一功能的細胞。例如，植物體中的木纖維、韌皮纖維等。已分化的細胞，其基因組成并未改變，并無遺傳信息的增減，仍具有發育的全能性。一般認為，細胞分化是細胞中遺傳信息有選擇地表達的結果。
2.細胞的全能性
細胞全能性比較權威的定義是1984年國際組織培養協會做出的：“細胞全能性為細胞的某種特征，有這種能力的細胞保留形成有機體所有細胞類型的能力”。這個定義比一般所說的概念“一個細胞中包含著這種生物的全部遺傳信息（基因），在適當的條件下可以發育成一個完整的生物體”更基本和全面。它不但包含了培養細胞再生成植株的情況（分化成各種類型的細胞，并以一定形式構建成植物），同時也包含了培養細胞生產次生代謝物的情況（不分化或只分化成某種類型細胞，但仍留著分化為其他細胞類型的能力）。前者成為組織培養和轉基因植物需要進行植株再生的理論基礎，后者成為像微生物發酵一樣培養細胞，生產人們所需要的次生代謝產物的理論基礎，如通過紅豆杉的細胞培養生產紫杉醇。
難點培析
（1）全能性的含義：生物體的細胞具有使后代細胞形成完整的個體的潛能。
（2）全能性的基礎：每個體細胞都含有該物種所特有的全套遺傳物質，都有發育成為完整個體的全部基因。
?
（3）全能性程度：由高到低依次是受精卵→生殖細胞→體細胞
。?
（4）表現全能性的條件：①離體?、跔I養物質　③激素。
（5）與植物和低等細胞相比，高等動物體細胞的發育潛能有顯著差異。
3.植物組織培養的過程
植物組織培養是指在無菌條件下，對離體植物組織（器官或細胞）分離并在培養基中培養，使其能夠繼續生長，甚至分化發育成完整植株的一項技術。植物組織中原本已經分化的細胞，一旦脫離原有的機體環境，成為離體狀態，在適宜的營養和外界條件下，就會表現出全能性，從已經分化定型的細胞，脫分化成為恢復分裂能力的細胞，叫做愈傷組織。愈傷組織的排列疏松而無規則，是一種高度液泡化的呈無定形狀態的薄壁細胞。脫分化產生的愈傷組織繼續培養，又可以重新分化為根或芽等器官，這個過程稱為再分化。再分化形成的試管苗移栽到地里，可以發育成完整的植株。
深化升華
植物組織培養的理論基礎是細胞的全能性。植物組織培養的過程可歸納為：
離體的植物器官、組織或細胞愈傷組織根、芽→完整的植物體??
二、影響植物組織培養的因素
1.外植體的生理狀態是成功進行組織培養的重要條件之一?
外植體的脫分化因植物種類和器官及其生理狀況而有很大差別，如煙草、胡蘿卜等脫分化較易，而禾谷類的脫分化較難；花器脫分化較易，而莖葉較難；幼嫩組織脫分化較易，而成熟的老組織較難。對于同一種植物材料，材料的年齡、保存時間的長短等也會影響實驗效果。
要點提示
生長旺盛的嫩枝生理狀況好，容易誘導脫分化和再分化。菊花的組織培養，一般選擇未開花植株的莖上部新萌生的側枝。
2.培養基是植物組織培養的重要基質?
在離體培養條件下，不同種植物組織對營養有不同的要求，甚至同一種植物不同部位的組織對營養的要求也不相同，只有滿足了它們各自的特殊要求，它們才能很好地生長。?
常用的一種培養基是ＭＳ培養，它是1962年由Ｍurashige和Ｓkoog為培養煙草細胞而設計的。特點是無機鹽和離子濃度較高，為較穩定的平衡溶液。其養分的數量和比例較合適，可滿足植物的營養和生理需要。它的硝酸鹽含量較其他培養基高，廣泛地用于植物的器官、花藥、細胞和原生質體培養，效果良好。MS培養基的主要成分包括：大量元素、微量元素、有機物等。在配制好的MS培養基中，常常需要添加植物激素。?
（1）大量元素，指濃度大于0.5
mol/L的元素，有N、Ｐ、Ｋ、Ｃa、Ｍg、Ｓ等。?
（2）微量元素，指濃度小于0.5
mol/L的元素，有Ｆe、Ｂ、Ｍn、Ｃu、Ｍo、Ｃo等。
（3）有機物，包括碳水化合物、維生素、肌醇、氨基酸等。?
①碳水化合物，最常用的碳源是蔗糖，葡萄糖和果糖也是較好的碳源，可支持許多組織很好的生長。麥芽糖、半乳糖、甘露糖和乳糖在組織培養中也有應用。?
②維生素，維生素類化合物在植物細胞里主要是以各種輔酶的形式參與多項代謝活動，對生長、分化等有很好的促進作用。?
③肌醇，在適當的情況下使用肌醇，能促進愈傷組織的生長以及胚狀體和芽的形成。對組織和細胞的繁殖、分化有促進作用，對細胞壁的形成也有作用。?
④氨基酸,是很好的有機氮源，可直接被細胞吸收利用。培養基中最常用的氨基酸是甘氨酸，其他種類，如精氨酸、谷氨酸、谷酰胺、天冬氨酸、天冬酰胺、丙氨酸等也常用。?
⑤植物激素,是植物組織培養中發揮生物學效力最強的培養因素，也是人工調控組織培養的“魔術棒”。?
在植物組織培養中最常用的是生長素和細胞分裂素。生長素與細胞分裂素的協同調控作用在組織培養中很重要，即所謂的“激素杠桿”。激素的生物學效應是組織內源激素和人工添加的外源激素效應的總和。只有準確把握內源激素與外源激素的協同作用，才能有效地操作“激素杠桿”，做好植物組織培養。?
在組織培養中，生長素主要被用于誘導愈傷組織形成，誘導根的分化和促進細胞分裂、伸長生長。在促進生長方面，根對生長素最敏感。在極低的濃度（10-5～10-8mg/L）下，就可促進生長。天然的生長素熱穩定性差，高溫高壓或受光條件易被破壞。在植物體內也易受到體內酶的分解。組織培養中常用人工合成的生長素類物質。?
細胞分裂素有三個作用：首先是誘導芽的分化促進側芽萌發生長，細胞分裂素與生長素相互作用，當組織內細胞分裂素與生長素的比值高時，誘導愈傷組織或器官分化出不定芽；其次是促進細胞分裂與擴大；再次是抑制根的分化。因此，細胞分裂素多用于誘導不定芽的分化，莖、苗的增殖，而避免在生根培養時使用。
疑點突破
生長素與細胞分裂素的使用順序不同，實驗結果不同；同時使用時，兩類激素的比例決定著發育的細胞類型，決定著愈傷組織再分化，是長根還是長芽。如為了促進芽器官的分化，應除去或降低生長素的濃度，或者調整培養基中生長素與細胞分裂素的比例。
辨析比較
微生物培養基與MS培養基的成分比較?
微生物培養基以有機營養為主。與微生物的培養不同，MS培養基則需提供大量無機營養，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。MS培養基中還含有少量的有機物、植物激素等。
3.溫度　溫度是組織培養過程中的重要因素。組織培養在最適溫度下,生長分化表現良好，大多數組織培養都是在23～27
℃之間進行。不同植物培養的最適溫度不同。?
4.光照　組織培養中光照也是重要的條件之一，主要表現在光強、光質以及光照時間方面。光照強度對培養細胞的增殖和器官的分化有重要影響。
?
5.pＨ　不同的植物對培養基最適pＨ的要求也是不同的，大多在5～6.5左右，一般培養基皆控制在５.８，這基本能適應大多植物培養的需要。pＨ適度因材料而異，也因培養基的組成而不同。?
6.氣體　氧氣是組織培養中的必需因素，瓶蓋封閉時要考慮通氣問題，可用附有濾氣膜的封口材料。通氣最好的是棉塞封閉瓶口，但棉塞易使培養基干燥，夏季易引起污染。固體培養基可加進活性炭來增加通氣度,以利于發根。培養室要經常換氣，改善室內的通氣狀況。液體振蕩培養時，要考慮振蕩的次數、振幅等，同時要考慮容器的類型、培養基等。??
三、實驗操作：菊花的組織培養
1.制備MS固體培養基?
（1）母液的配置和保存　大量元素母液可配成10倍液。微量元素母液可配成100倍液。維生素、激素類母液可配成1
mg/mL母液。制好的母液瓶上應分別貼標簽，注明母液名稱、配制倍數、日期及配一升培養基時應取的量。?
（2）配制培養基　配制1
L
MS培養基時，先將稱好的瓊脂加入800
mL蒸餾水，加熱使瓊脂熔化，然后加入蔗糖30
g，取配制好的大量元素、微量元素、有機物和植物激素的母液，依次加入，加蒸餾水定容至1
000
mL。?
（3）培養基配好后，要調整pH。用0.1
M的NaOH或HCl液調到5.8左右。?
（4）培養基的分裝與滅菌　培養基要趁熱分裝，一般100
ml的容器約裝入30～40
ml培養基。分裝好的培養基連同其他器械一起進行高壓蒸汽滅菌。
2.外植體消毒　對培養材料進行表面滅菌時，一方面要考慮藥劑的消毒效果；另一方面還要考慮植物材料的耐受能力。不同藥劑、不同植物材料，甚至不同器官要區別對待。菊花莖段的消毒：?
流水沖洗加少許洗衣粉用軟刷輕輕刷洗流水沖洗放入70％酒精中搖動無菌水清洗放入0.1%的氯化汞溶液中處理1～2
min無菌水清洗3次。
3.接種　接種是將已消毒好的根、莖、葉等離體器官，經切割或剪裁成小段或小塊，放入培養基的過程。以上已敘述接種前的材料表面的消毒滅菌，現將接種前后的程序連貫地介紹一遍。?
(1)將初步洗滌及切割的材料放入燒杯，帶入超凈臺上，用消毒劑滅菌，再用無菌水沖洗.最后瀝去水分，取出放置在滅過菌的４層紗布上或濾紙上。?
（2）材料吸干后，一手拿鑷子，一手拿剪子或解剖刀，對材料進行適當的切割。如葉片切成0.5
cm見方的小塊；莖切成含有一個節的小段。微莖尖要剝成只含1～2片幼葉的莖尖大小等。在接種過程中要經常灼燒接種器械，防止交叉污染。?
（3）用灼燒消毒過的器械將切割好的外植體插植或放置到培養基上。具體操作是：先解開封口膜，將試管幾乎水平拿著，試管口靠近酒精燈焰，將管口在火焰上方轉動，讓管口里外灼燒數秒鐘，若用棉塞蓋口，可先在管口外面灼燒，去掉棉塞，再燒管口里面。然后用鑷子夾取一塊外植體送入試管內，輕輕插入培養基上。若是葉片直接附在培養基上，以放1～3塊為宜。接完種后，將管口在火焰上再灼燒數秒鐘。將封口膜重新扎好。
要點提示
材料放置方法除莖尖、莖段要正放（尖端向上）外，其他尚無統一要求。放置材料數量現在傾向于少放，人們通過統計認為：對外植體每次接種以一支試管放一枚組塊為宜，這樣節約培養基和人力，一旦培養物污染可以拋棄。
4.培養指把培養材料放在培養室（有光照、溫度條件）里，使之生長、分裂、分化形成愈傷組織或進一步分化成再生植株的過程。
5.移栽移栽前應先打開培養瓶的封口膜，使之逐步由無菌環境到有菌環境，由人工培養環境過渡到自然環境。如出瓶苗要使用消毒的土壤、保濕、保溫，同時還要做一定的壯苗處理，如增加光照和補充營養液等。經過一系列的處理，一株組織培養出來的“克隆苗”就順利成活了。
6.栽培將幼苗移栽后，每天觀察幼苗生長情況，適時澆水、施肥，直至開花。
難點培析
（1）無菌技術是植物組織培養能否獲得成功的關鍵?
植物組織培養不同于扦插、分根、葉插等常規無性繁殖。由于植物組織培養所利用的植物材料體積小、抗性差，所以對培養條件的要求較高，對無菌操作的要求非常嚴格。如果不小心引起污染，將可能造成培養工作的前功盡棄。?
（2）妥善處理被污染的培養物
?
即使對于有經驗的操作人員，操作后出現培養物被污染的情況也常有。一般情況下，細菌污染可能是由接種人員造成的，如未戴口罩，接種時說話，或手及器械消毒不嚴格等。真菌污染可能是植物材料滅菌不當。需要特別注意的是，一旦發現培養材料被污染，特別是真菌性污染，一定不要打開培養瓶。應先將所有被污染的培養瓶統一放在高壓蒸汽鍋內進行高壓蒸汽滅菌，然后再打開培養瓶，進行清洗。?
（3）生根苗移栽技術的關鍵?
生根苗移栽技術的關鍵是既要充分清洗根系表面的培養基，又不能傷及根系。一般使用無土栽培的辦法。培養基質要提前消毒，可以向培養基質噴灑質量分數為5%的高錳酸鉀，并用塑料薄膜覆蓋12
h。掀開塑料薄膜后24
h才能移栽。新移栽的組培苗要在溫室過渡幾天，等壯苗后再定植大田或進行盆栽。在課后統計自己移栽的成活率，看看移栽是否合格。
問題 探究
問題1
探究組織培養過程中植物激素的作用。?
思路:在保證無關變量都相同的情況下，設計對照實驗：明確實驗目的和原理→找出相關變量（自變量、因變量、無關變量）→確定控制變量的對照方法→結合實驗材料，設計實驗方案→利用相關對照，邏輯推理相關結論（或預期結果）。?
探究:第一組：不加任何植物激素；?
第二組：生長素與細胞分裂素用量的比值為1∶1；?
第三組：兩種植物激素用量比值大于1；?
第四組：兩種植物激素用量比值小于1。?
觀察不同實驗條件對實驗結果的影響。
問題2
從紅豆杉樹皮中分離出的紫杉醇是當今世界公認的廣譜、強活性的抗癌藥物，它具有特殊抗癌機理，能與微管蛋白結合，并促進其聚合、抑制癌細胞有絲分裂，阻止癌細胞的增殖。紫杉醇不僅對卵巢癌、乳腺癌、肺癌有較好的作用，而且對其他疾病也有一定潛力，因此紫杉醇日益成為許多國家研究的熱點。而紅豆杉卻面臨滅頂之災。我國紅豆杉資源儲量有限，自1992年美國FAD正式批準紫杉醇為治療晚期癌癥藥物以來，過度砍伐日益嚴重，我國紅豆杉野生資源遭到了嚴重破壞。紫杉醇含量很低，一般僅為干重的0.006%～0.06％，而且紅豆杉生長十分緩慢，很多生物學特性限制了自然種群的發展，據WHO組織統計，世界癌癥的年發病人數達1000多萬，預計年需紅豆杉樹皮約700噸，即使全球紅豆杉天然資源采伐完，也僅夠短期需要，而且這樣做還會對地球環境和生物多樣性造成不可彌補的損失。
請與你的同學一起探究獲取抗癌藥物紫杉醇的途徑有哪些。?
思路:獲取抗癌藥物紫杉醇的幾種途徑：紅豆杉的人工種植途徑，植物組織培養途徑，生物合成途徑，化學合成及微生物生產途徑等。目前組織培養是緩解需求的重要方法，生物、化學合成將是根本解決藥源的最終途徑，相信通過重點研究，紫杉醇高技術生產會很快實現。
探究:植物組織培養途徑獲取抗癌藥物紫杉醇的具體方法：?
選取紅豆杉優良品種、優質器官（紫杉醇含量高）作為外植體，接種于培養基中經過愈傷組織形成、生根、幼苗形成等步驟，在實驗室可獲得大量的組培苗。再經過基質移栽、練苗、檢疫后成為生產用苗，其數量是相當巨大的。也可利用組織培養技術對紅豆杉細胞進行培養，直接分離提取得到紫杉醇。
典題 熱題
例1植物組織培養是指（　?。?
A.離體的植物器官、組織或細胞培育成愈傷組織?
B.愈傷組織培育成植株?
C.離體的植物器官、組織或細胞培育成完整植物體?
D.愈傷組織形成并液泡化?
解析：植物組織培養是指在一定的條件下，將離體的植物器官、組織或細胞經脫分化形成愈傷組織，然后再分化形成具有根、芽的幼苗，進而發育成為一株完整植物體的植物細胞工程技術。?
答案：C
方法歸納
植物組織培養的概念要抓住“離體”“培育成完整的植物體”等關鍵詞的理解。
例2植物細胞表現出全能性的必要條件是（　?。?
A.給予適宜的營養和外界條件?
B.導入其他植物細胞的基因?
C.脫離母體后，給予適宜的營養和外界條件?
D.將成熟篩管的細胞核移植到去核的卵細胞中?
解析：植物細胞表現出全能性的必要條件是：離體、適宜的營養物質和外界條件。?
答案：C
誤區警示
在植物體內部，細胞不能表現出全能性，是因為細胞內的基因的選擇性表達，只有脫離母體，細胞在一定條件下才能表現出全能性。專題3
植物的組織培養技術
課題1
菊花的組織培養
教材習題點撥
（一）旁欄思考題
1．你能說出各種營養物質的作用嗎？同專題2中微生物培養基的配方相比，MS培養基的配方有哪些明顯的不同？
答：微量元素和大量元素提供植物細胞生活所必需的無機鹽；蔗糖提供碳源，同時能夠維持細胞的滲透壓；苷氨酸、維生素等物質主要是為了滿足離體植物細胞在正常代謝途徑受到一定影響后所產生的特殊營養需求。微生物培養基以有機營養為主。與微生物的培養不同，MS培養基則需提供大量無機營養，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。
2．你打算做幾組重復？你打算設置對照實驗嗎？
答：教師可以安排學生分組，做不同的材料或配方，最后分別匯報成果。但每種材料或配方至少要做一組以上的重復。設置對照實驗可以取用一個經過滅菌的裝有培養基的錐形瓶，與接種操作后的錐形瓶一同培養，用以說明培養基制作合格，沒有被雜菌污染。
（二）練習
1．答：植物組織培養所利用的植物材料體積小、抗性差，對培養條件的要求較高。用于植物組織培養的培養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。而培養物一旦受到微生物的污染，就會導致實驗前功盡棄，因此要進行嚴格的無菌操作。
2．答：外植體的生理狀態是成功進行組織培養的重要條件之一。生長旺盛的嫩枝生理狀況好，容易誘導脫分化和再分化。課題2　月季的花藥培養
一覽眾山小
三維目標
1.描述被子植物花粉發育的過程、說出產生花粉植株的兩種途徑；知道花藥培養在育種上的意義。?
2.嘗試植物花藥培養的實驗操作，總結影響花藥培養的因素，總結實驗結果，在協作交流中進行實驗結果的分析和評價。?
3.認真體驗，嘗試成功或感受失敗，提高自己分析問題和解決問題的能力，增強合作意識。
學法指導
學習本節，首先要回顧復習必修模塊中關于減數分裂、有絲分裂、單倍體和單倍體育種等知識，為理解本節知識打下牢固的基礎。
其次，要認真觀察、分析課本上的插圖，理解被子植物花粉發育的過程；聯系植物組織培養技術，比較學習二者的異同點。
實驗操作中要認真仔細，嚴格無菌操作，認真體驗，對實驗結果實事求是地分析和評價。
誘學導入

材料：用于花藥或花粉培養的供體植株，在生長條件下，從幼年的植株取出花藥。由于花粉發育時期和花蕾的某些外部形態特征（如花冠筒長度和花冠露出花萼的時間等）之間有大致的相關性，因此可以利用這些外部標志，去選擇大致處于所需要時期的花蕾。但在實驗中必須由每個花蕾取出一個花藥，通過鏡檢確定花粉發育的準確時期。?
在水稻中，以單核靠邊期的花粉對誘導單倍體植株較為適宜，在外部形態上可根據葉枕距為5～15
cm，穎片淡黃綠色、雄蕊長度接近穎片長度的1/2這些條件鑒定。在取穗前先將旗葉鞘用70%的酒精擦洗一遍。在超凈工作臺內剝去旗內鞘，取出稻穗，放入10%漂白粉溶液中消毒10
min，換無菌水洗一次。在取花藥之前用70%的酒精將手擦洗兩遍。取花藥時左手持穗，右手用鑷子從穎殼中取出花藥，放在無菌培養皿中，待花藥有一定數目時，用接種環將它們接種到培養基上。培養5天后，花藥逐漸變為黑褐色，20天左右花藥裂開，從中長出淡黃色的花粉愈傷組織，以后先形成芽，后長出根，形成幼苗。?
煙草花藥培養的最適取樣期是花粉為單核期的花蕾，此時花蕾的花冠大約與萼片等長。蘆筍花藥培養的最適取樣期也是單核期的花粉，花蕾長2～2.5
mm，選取一級側枝的花蕾較為合適，因為在一級側枝的花蕾發育良好，數量大，發育同步。煙草花藥消毒方法基本與水稻花藥培養相同。?
必須注意整個操作過程中不應使花藥受到損傷，若受到損傷，則應淘汰，因為損傷常常會刺激花粉壁形成二倍體的愈傷組織。?
花藥培養的條件，一般是光照（12～18
h，5
000～10
000
lx,28
℃）和黑暗（12～16
h,22
℃）周期交替進行。
問題：比較花藥離體培養和體細胞組織培養的異同點，舉例說明花藥離體培養的意義。
導入：相同之處：培養基配制方法、無菌技術及接種操作等基本相同。?
不同之處：花藥培養的選材非常重要，需事先摸索時期適宜的花蕾；花藥裂開后釋放出的愈傷組織或胚狀體也要及時更換培養基；花藥培養對培養基配方的要求更為嚴格。這些都使花藥培養的難度大為增加。?
花藥離體培養獲得的單倍體植株本身在生產上沒有應用價值，但在育種工作中卻有重要意義，這種育種方法就叫單倍體育種。它是先通過花藥離體培養獲得單倍體植株，再經過人工誘導（如秋水仙素處理）使染色體數加倍，從而獲得能穩定遺傳的具有優良性狀的純合子，大大縮短了育種的年限。

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