高中生物專題3植物的組織培養(yǎng)技術(shù)3.1菊花的組織培養(yǎng)課件新人教版.ppt

目標導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,1.能記住植物組織培養(yǎng)的基本原理。 2.能說出植物組織培養(yǎng)的基本過程。 3.完成菊花或其他植物的組織培養(yǎng)。,目標導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,四,一、植物組織培養(yǎng)的基本原理 植物細胞具有全能性,即當植物細胞脫離了原來所在植物體的器官或組織而處于離體狀態(tài)時,在一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件的作用下,表現(xiàn)出可以發(fā)育成完整植株的能力。,目標導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,四,二、植物組織培養(yǎng)的基本過程 1.重要概念 (1)細胞分化:在植物的個體發(fā)育過程中,細胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上都會出現(xiàn)穩(wěn)定性的差異,形成這些差異的過程叫做細胞分化。 (2)愈傷組織:離體的植物器官、組織或細胞在一定的培養(yǎng)條件下經(jīng)過細胞分裂過程形成的組織,叫愈傷組織,愈傷組織的細胞排列疏松而無規(guī)則,是一種高度液泡化的呈無定形狀態(tài)的薄壁細胞。 (3)脫分化:由高度分化的植物組織或細胞產(chǎn)生愈傷組織的過程,又叫去分化。 (4)再分化:脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)進行培養(yǎng),又可以重新分化成根或芽等器官的過程。,目標導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,四,2.過程 馬鈴薯長期種植,產(chǎn)量會降低而且易感染病毒,要想提高馬鈴薯的產(chǎn)量,培育無病毒的馬鈴薯,應(yīng)該怎么辦? 提示:長期進行無性繁殖的植物,只有根尖和莖尖中幾乎無病毒,因此可利用植物組織培養(yǎng)獲得無病毒的馬鈴薯植株。,目標導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,四,三、影響植物組織培養(yǎng)的因素 1.材料的選擇 植物材料的選擇直接關(guān)系到實驗的成敗。植物的種類、材料的年齡和保存時間的長短等都會影響實驗結(jié)果。菊花的組織培養(yǎng),一般選擇未開花植株的莖上部新萌生的側(cè)枝。 2.培養(yǎng)基 植物組織培養(yǎng)需要適宜的培養(yǎng)基,常用的是MS培養(yǎng)基,其主要成分包括:大量元素,如N、P、K、Ca、Mg、S;微量元素,如B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co;有機物,如甘氨酸、煙酸、肌醇、維生素,以及蔗糖等;還常常需要添加植物激素。,目標導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,四,3.植物激素 植物激素中,生長素和細胞分裂素是啟動細胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素。培養(yǎng)基中添加的植物激素的濃度、使用的先后順序以及用量的比例等,都會影響實驗結(jié)果。以生長素和細胞分裂素為例。,目標導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,四,4.其他影響因素 pH、溫度、光照等條件也是重要因素,不同的植物對各種條件的要求往往不同。進行菊花的組織培養(yǎng)時,一般將pH控制在5.8 左右,溫度控制在1822 ,每日用日光燈照射 12 h。,目標導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,四,四、實驗操作 1.制備MS固體培養(yǎng)基 (1)配制各種母液。 (2)配制培養(yǎng)基。 (3)滅菌:將分裝好的培養(yǎng)基連同其他器械一起進行高壓蒸汽滅菌。 2.外植體消毒,目標導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,一,二,三,四,在上述消毒過程中,是不是消毒強度越大越好,為什么? 提示:不是。對外植體進行表面消毒時,既要考慮到藥劑的消毒效果,又要考慮到植物細胞的耐受力。 3.接種 所有的接種操作都必須在酒精燈旁進行,并且每次使用器械后,都需要用火焰灼燒滅菌。 4.培養(yǎng) 接種后的錐形瓶最好放在無菌箱中培養(yǎng),培養(yǎng)期間應(yīng)定期消毒。 5.移栽 6.栽培,知識梳理,典例透析,一,二,三,一、植物的組織培養(yǎng) 1.植物組織培養(yǎng)的概念 植物組織培養(yǎng)指植物的離體部分(包括器官、組織、細胞或原生質(zhì)體),在人工控制的培養(yǎng)基及環(huán)境條件(溫度及光照)下,得以生長和分化成完整植株的一種無菌培養(yǎng)技術(shù)。 2.植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ) 細胞的全能性,具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細胞,都具有發(fā)育成完整生物體的潛能,也就是說,該細胞具有全能性的特點。,知識梳理,典例透析,一,二,三,3.植物細胞全能性表達的條件 (1)脫離原來所在植物體(離體培養(yǎng))。 (2)適宜的營養(yǎng)物質(zhì):大量元素、微量元素等無機營養(yǎng)和有機營養(yǎng)。 (3)植物激素:生長素、細胞分裂素等。 (4)適宜環(huán)境條件:溫度、pH和光照條件。 (5)無菌條件。 特別提醒細胞全能性大小的比較:受精卵生殖細胞體細胞;幼嫩組織細胞成熟組織細胞;分化程度低的細胞分化程度高的細胞。,知識梳理,典例透析,一,二,三,4.植物組織培養(yǎng)的過程 (1)植物組織培養(yǎng)的一般過程分析,知識梳理,典例透析,一,二,三,(2)根尖分生組織和愈傷組織的異同,知識梳理,典例透析,一,二,三,二、影響植物組織培養(yǎng)的因素 1.內(nèi)因:不同植物的組織,培養(yǎng)的難易程度差別很大,如煙草和胡蘿卜的組織培養(yǎng)較為容易,枸杞愈傷組織的芽誘導(dǎo)比較難;同一種植物材料的年齡、保存時間的長短等也會影響培養(yǎng)結(jié)果,一般選擇幼嫩的組織,如莖尖、根尖等進行組織培養(yǎng)。,知識梳理,典例透析,一,二,三,三、污染的預(yù)防 1.污染 組織培養(yǎng)過程中的污染是指培養(yǎng)容器內(nèi)滋生菌斑,使培養(yǎng)材料不能正常生長發(fā)育,從而導(dǎo)致培養(yǎng)失敗的現(xiàn)象。 2.污染原因與處理,知識梳理,典例透析,一,二,三,3.無菌技術(shù)是植物組織培養(yǎng)獲得成功的關(guān)鍵 植物組織培養(yǎng)所利用的植物材料由于體積小、抗性差,所以對培養(yǎng)條件的要求高。用于植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基同樣適合于某些微生物,如一些細菌、真菌的生長。而培養(yǎng)物一旦受到微生物的污染,就會導(dǎo)致實驗前功盡棄,因此要進行嚴格的無菌操作。可以通過以下措施做好預(yù)防。 (1)防止外植體帶菌。選擇好外植體采集時期和采集部位。外植體采集以春、秋季為宜,優(yōu)先選擇地上部分作為外植體,陰雨天勿采,可在晴天的下午采集,采前噴殺蟲劑、殺菌劑或套塑料袋。在室內(nèi)或無菌條件下進行預(yù)培養(yǎng)。外植體嚴格消毒。做消毒效果實驗,進行多次消毒和交替消毒。,知識梳理,典例透析,一,二,三,(2)保證培養(yǎng)基及接種器具徹底滅菌。分裝時,注射器勿與瓶接觸,培養(yǎng)基勿粘瓶口。檢查封口膜是否有破損。扎瓶口要位置適當、松緊適宜。保證滅菌時間和高壓鍋內(nèi)溫度。接種工具使用前徹底滅菌。工作服、口罩、帽子等布質(zhì)品定期進行濕熱滅菌。 (3)操作人員嚴格遵守?zé)o菌操作規(guī)程。如一定要規(guī)范著裝、操作過程中不說話等。 (4)保證接種與培養(yǎng)環(huán)境清潔。污染瓶經(jīng)高壓滅菌后再清潔。接種環(huán)境定期熏蒸消毒、紫外燈照射或用臭氧滅菌和消毒。定期對培養(yǎng)室消毒。,知識梳理,典例透析,一,二,三,特別提醒對外植體進行表面消毒時,既要考慮到藥劑的消毒效果,又要考慮到植物的耐受力。不同藥劑、不同植物材料,甚至不同器官都要區(qū)別對待。消毒用過的有毒藥品應(yīng)收集后統(tǒng)一交給有關(guān)專業(yè)部門處理,以免引起環(huán)境污染。 一旦發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)材料被污染,特別是真菌污染,一定不要打開培養(yǎng)瓶。應(yīng)先將所有被污染的培養(yǎng)瓶統(tǒng)一放在高壓蒸汽滅菌鍋中滅菌后,再打開培養(yǎng)瓶進行清洗。,知識梳理,典例透析,題型一,題型二,題型三,題型一 細胞的全能性 【例題1】 下列實例中能體現(xiàn)細胞全能性的是( ) 用培養(yǎng)基把單個胡蘿卜細胞培養(yǎng)成了可育的植株 植物用種子進行繁殖 用煙草組織培育出了可育的完整植株 A. B. C. D. 解析:和都屬于已分化的細胞或組織經(jīng)過培養(yǎng)形成可育的植株,體現(xiàn)了細胞的全能性。植物用種子繁殖后代,實際上是由一個受精卵,通過細胞的增殖和分化發(fā)育成新個體,是由未經(jīng)分化的細胞(受精卵)發(fā)育成新個體的過程,因此不能體現(xiàn)細胞的全能性。 答案:B 反思領(lǐng)悟由單個細胞或組織發(fā)育成完整個體才能體現(xiàn)細胞的全能性。種子的胚是植物的幼體,由種子長成植株是發(fā)育過程。,知識梳理,典例透析,題型一,題型二,題型三,題型二 植物細胞表現(xiàn)全能性的條件 【例題2】 植物細胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是( ) A.給予適宜的營養(yǎng)和外界條件 B.導(dǎo)入其他植物細胞的基因 C.脫離母體后的具有完整細胞核的細胞或組織,給予適宜的營養(yǎng)和外界條件 D.將成熟篩管細胞的細胞核移植到去核卵細胞中 解析:在生物體內(nèi),細胞沒有表現(xiàn)出全能性, 而是分化成為不同的組織、器官,這是基因在特定的時間和空間條件下選擇性表達的結(jié)果。植物細胞脫離母體后,在一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他適宜的外界條件的作用下,就可以表現(xiàn)出全能性。 答案:C,知識梳理,典例透析,題型一,題型二,題型三,反思領(lǐng)悟植物細胞表現(xiàn)全能性的條件:一是離體的組織或細胞;二是需要一定的激素、營養(yǎng)及其他適宜條件;三是細胞具有完整的細胞核。,知識梳理,典例透析,題型一,題型二,題型三,題型三 植物組織培養(yǎng)的過程及影響因素 【例題3】 下圖是基因型為AaBb的菊花莖尖離體培養(yǎng)示意圖,據(jù)圖回答下列問題。 (1)圖中A和B分別表示 和 。菊花莖尖能發(fā)育成植物體的根本原因是 。 (2)菊花莖尖經(jīng)組織培養(yǎng)形成試管苗的過程中,應(yīng)大量供給的元素是 。試管苗形成過程中要給予一定光照,其原因是 。,知識梳理,典例透析,題型一,題型二,題型三,(3)脫分化是指 ,脫分化和再分化這兩個過程的進行除必要的溫度、光照和氧氣等外界條件外,還要保證 ,否則植物組織培養(yǎng)就不能成功。 (4)這樣培養(yǎng)成的試管苗的基因型是 。,解析:(1)離體的植物組織或細胞,在培養(yǎng)一段時間以后,會通過脫分化形成愈傷組織。脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)培養(yǎng),又可以重新分化成根或芽等器官,這個過程叫做再分化。菊花莖尖能培養(yǎng)成植物體的根本原因是植物細胞具有全能性。(2)離體的植物組織、細胞,常用MS培養(yǎng)基培養(yǎng),MS培養(yǎng)基的主要成分包括大量元素(如N、P、K、Ca、Mg、S)、微量元素(如Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Co、I)以及植物激素等。在試管苗形成過程中要每天給予日照12 h,其原因是試管苗形成過程中要進行光合作用合成有機物。,知識梳理,典例透析,題型一,題型二,題型三,(3)脫分化和再分化這兩個過程的進行除必要的溫度、光照和氧氣等外界條件外,還要保證無菌,原因是雜菌產(chǎn)生的毒素等物質(zhì)會影響或阻礙植物組織脫分化形成愈傷組織或再分化為根和芽,且雜菌的繁殖能力很強,會與植物組織爭奪培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì),使植物組織得不到營養(yǎng),同時雜菌還能侵染植物組織,使之受到損害。(4)由于植物組織培養(yǎng)過程中細胞進行有絲分裂,所以培養(yǎng)成的試管苗的基因型是AaBb。 答案:(1)脫分化 再分化 植物細胞具有全能性 (2)N、P、K、Ca、Mg、S 試管苗形成過程中要進行光合作用合成有機物 (3)高度分化的植物組織或細胞,通過離體培養(yǎng)產(chǎn)生愈傷組織的過程 無菌 (4)AaBb,