高中生物 專題3 植物的組織培養(yǎng)技術(shù) 課題3 菊花的組織培養(yǎng)課件 新人教版選修1

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1、植物組織培養(yǎng)是二十世紀(jì)發(fā)展起來的新技術(shù)，近三十年來由于組織植物組織培養(yǎng)是二十世紀(jì)發(fā)展起來的新技術(shù)，近三十年來由于組織培養(yǎng)基礎(chǔ)理論研究的深入，發(fā)展極為迅速，發(fā)表的文獻(xiàn)浩如煙海，培養(yǎng)基礎(chǔ)理論研究的深入，發(fā)展極為迅速，發(fā)表的文獻(xiàn)浩如煙海，幾乎以植物為研究對象的各個分支學(xué)科都在廣泛進(jìn)行組織培養(yǎng)。幾乎以植物為研究對象的各個分支學(xué)科都在廣泛進(jìn)行組織培養(yǎng)。植物組織培養(yǎng)：在人工培養(yǎng)基，把離體植物的器官、組織或細(xì)胞，植物組織培養(yǎng)：在人工培養(yǎng)基，把離體植物的器官、組織或細(xì)胞，培養(yǎng)并成完整植株的技術(shù)。培養(yǎng)并成完整植株的技術(shù)。 課題課題1 1 菊花的組織培養(yǎng)菊花的組織培養(yǎng)課題背景課題背景科學(xué)研究表明，當(dāng)植物細(xì)胞脫離了

2、原來所在植物體的器官或組織而科學(xué)研究表明，當(dāng)植物細(xì)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，就可能表現(xiàn)出全能性，發(fā)育成完整植株。下，就可能表現(xiàn)出全能性，發(fā)育成完整植株。在本課題中，我們將通過菊花組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)來學(xué)習(xí)這一技術(shù)。在本課題中，我們將通過菊花組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)來學(xué)習(xí)這一技術(shù)。課題目標(biāo)課題目標(biāo)1.1.說明植物組織培養(yǎng)的基本原理說明植物組織培養(yǎng)的基本原理2.2.學(xué)習(xí)植物組織培養(yǎng)的基本技術(shù)學(xué)習(xí)植物組織培養(yǎng)的基本技術(shù)3.3.進(jìn)行菊花或其他植物的組織培養(yǎng)進(jìn)行菊花或其他植物的組織培養(yǎng)( (

3、一一) )植物的組織培養(yǎng)的基本過程植物的組織培養(yǎng)的基本過程一、基礎(chǔ)知識一、基礎(chǔ)知識1.1.植物組織培養(yǎng)的原理植物組織培養(yǎng)的原理生物體的細(xì)胞，具有使后代細(xì)胞形成完整個體的能力。生物體的細(xì)胞，具有使后代細(xì)胞形成完整個體的能力。（1 1）細(xì)胞分化：）細(xì)胞分化：個體發(fā)育中細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上出現(xiàn)穩(wěn)定性差異的過程。個體發(fā)育中細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上出現(xiàn)穩(wěn)定性差異的過程。根本原因：根本原因： 在特定的時間和空間條件下，基因的選擇性表達(dá)。在特定的時間和空間條件下，基因的選擇性表達(dá)。（2 2）細(xì)胞全能性：）細(xì)胞全能性：離體、營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件。離體、營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件。植物細(xì)胞

4、表現(xiàn)全能性條件：植物細(xì)胞表現(xiàn)全能性條件：2.2.植物組織培養(yǎng)的基本過程植物組織培養(yǎng)的基本過程 外植外植體體 愈傷愈傷組織組織 芽、根芽、根 植物植物體體 脫分化脫分化 再分化再分化 植物組織植物組織 愈傷組織愈傷組織 長出叢芽長出叢芽 生根生根 移栽成活移栽成活 2.2.植物組織培養(yǎng)的基本過程植物組織培養(yǎng)的基本過程 外植外植體體 脫分化脫分化 愈傷愈傷組織組織 再分化再分化 芽、根芽、根 植物體植物體 外植體：外植體： 離體的植物器官或組織片段。離體的植物器官或組織片段。脫分化脫分化（去分化）：（去分化）：高度分化的植物組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過程。高度分化的植物組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過程。

5、愈傷組織：愈傷組織：通過通過細(xì)胞分裂細(xì)胞分裂形成的，其細(xì)胞排列形成的，其細(xì)胞排列疏松而無規(guī)則疏松而無規(guī)則，高，高度度液泡化液泡化呈呈無定形無定形狀態(tài)的狀態(tài)的薄壁薄壁細(xì)胞。細(xì)胞。再分化再分化：愈傷組織繼續(xù)進(jìn)行培養(yǎng)重新愈傷組織繼續(xù)進(jìn)行培養(yǎng)重新分化成根或芽等器官的過程。分化成根或芽等器官的過程。愈傷組織：愈傷組織：叢芽叢芽（二）影響植物組織培養(yǎng)的因素（二）影響植物組織培養(yǎng)的因素1.1.外植體的選取外植體的選取 不同植物的組織培養(yǎng)難度不同植物的組織培養(yǎng)難度例如：煙草和胡蘿卜的組織培養(yǎng)較容易，枸杞愈傷組織的芽誘導(dǎo)較難。例如：煙草和胡蘿卜的組織培養(yǎng)較容易，枸杞愈傷組織的芽誘導(dǎo)較難。同一植物材料、材料的年齡

6、、保存時間的長短同一植物材料、材料的年齡、保存時間的長短例如：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。例如：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。2.2.培養(yǎng)基的配制培養(yǎng)基的配制(MS(MS培養(yǎng)基培養(yǎng)基) )大量元素：大量元素：N N、P P、K K、CaCa、MgMg、S S微量元素：微量元素：B B、MnMn、CuCu、ZnZn、FeFe、MoMo、I I、CoCo有機(jī)物：有機(jī)物：甘氨酸、煙酸、肌醇、維生素、蔗糖等甘氨酸、煙酸、肌醇、維生素、蔗糖等植物激素：植物激素：生長素、細(xì)胞分裂素、赤霉素等生長素、細(xì)胞分裂素、赤霉素等一般選擇植物的一般選擇植物的幼嫩部分幼

7、嫩部分（生命力旺盛，分裂分化能力強(qiáng)；含有的生命力旺盛，分裂分化能力強(qiáng)；含有的病毒少病毒少），比如莖尖、根尖、幼嫩的葉片等；），比如莖尖、根尖、幼嫩的葉片等；保存時間越短，材料生命力越旺盛；保存時間越長，越容易受到污染。保存時間越短，材料生命力越旺盛；保存時間越長，越容易受到污染。討論：你能說出各種營養(yǎng)物質(zhì)的作用嗎？同專題討論：你能說出各種營養(yǎng)物質(zhì)的作用嗎？同專題2 2中微生物培養(yǎng)基中微生物培養(yǎng)基的配方相比，的配方相比，MSMS培養(yǎng)基的配方有哪些明顯的不同？培養(yǎng)基的配方有哪些明顯的不同？微量元素和大量元素提供植物細(xì)胞生活所必需的無機(jī)鹽；蔗糖提微量元素和大量元素提供植物細(xì)胞生活所必需的無機(jī)鹽；蔗糖

8、提供碳源，同時能夠維持細(xì)胞的滲透壓；甘氨酸、維生素等物質(zhì)主供碳源，同時能夠維持細(xì)胞的滲透壓；甘氨酸、維生素等物質(zhì)主要是為了滿足離體植物細(xì)胞對特殊營養(yǎng)的需求。要是為了滿足離體植物細(xì)胞對特殊營養(yǎng)的需求。微生物培養(yǎng)基以微生物培養(yǎng)基以有機(jī)營養(yǎng)為主。有機(jī)營養(yǎng)為主。MSMS培養(yǎng)基則需提供大量無機(jī)營養(yǎng)。培養(yǎng)基則需提供大量無機(jī)營養(yǎng)。3.3.不同植物激素濃度、使用順序和使用量不同植物激素濃度、使用順序和使用量使用順序使用順序?qū)嶒?yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果先生長素，后細(xì)胞先生長素，后細(xì)胞分裂素分裂素有利于分裂，有利于分裂，不利分化不利分化先細(xì)胞分裂素后生先細(xì)胞分裂素后生長素長素既分裂也分化既分裂也分化同時使用同時使用分化頻率提

9、高分化頻率提高生長素細(xì)胞分生長素細(xì)胞分裂素比值裂素比值結(jié)果結(jié)果 高高促根分化，促根分化，抑芽形成抑芽形成 低低促芽分化，促芽分化，抑根形成抑根形成 適中適中 促進(jìn)愈傷組織促進(jìn)愈傷組織生長生長 菊花組織培養(yǎng)的條件：菊花組織培養(yǎng)的條件：pHpH=5.8 =5.8 、溫度溫度、控制在控制在18221822、每日每日光照光照12h12hpHpH、溫度、光照等條件也很重要。、溫度、光照等條件也很重要。4 4. . 環(huán)境條件環(huán)境條件5.5.消毒和滅菌消毒和滅菌在培養(yǎng)的整個過程中，都需要是一個在培養(yǎng)的整個過程中，都需要是一個無菌環(huán)境無菌環(huán)境，是成功的關(guān)鍵。，是成功的關(guān)鍵。【小結(jié)小結(jié)】植物組織培養(yǎng)過程植物組織

10、培養(yǎng)過程: :離離體體組組織織或或細(xì)細(xì)胞胞脫分化脫分化細(xì)胞分細(xì)胞分裂素裂素生長素生長素愈愈傷傷組組織織再分化再分化芽芽根根植植物物體體細(xì)胞分裂細(xì)胞分裂素素 生長素生長素細(xì)胞分裂細(xì)胞分裂素素 生長素生長素在菊花的組織培養(yǎng)操作完成了在菊花的組織培養(yǎng)操作完成了3 34 4天后，觀察同一溫室中的外植體，發(fā)天后，觀察同一溫室中的外植體，發(fā)現(xiàn)有的瓶內(nèi)外植體正常生長，有的瓶內(nèi)外植體死亡，你認(rèn)為外植體死亡現(xiàn)有的瓶內(nèi)外植體正常生長，有的瓶內(nèi)外植體死亡，你認(rèn)為外植體死亡的原因不可能是（的原因不可能是（ ）A A接種時培養(yǎng)基滅菌不徹底接種時培養(yǎng)基滅菌不徹底B B接種工具灼燒后未待冷卻就接種外植體接種工具灼燒后未待冷

11、卻就接種外植體C C愈傷組織形成初期沒有給予充足的光照愈傷組織形成初期沒有給予充足的光照D D培養(yǎng)過程中保持溫度、培養(yǎng)過程中保持溫度、pHpH的適宜，但沒有及時調(diào)整各種營養(yǎng)物質(zhì)、的適宜，但沒有及時調(diào)整各種營養(yǎng)物質(zhì)、激素的比例激素的比例【典型例題典型例題】C C【方法點(diǎn)撥方法點(diǎn)撥】1.1.愈傷組織形成過程中，細(xì)胞還沒有開始再分化，沒有葉綠素和葉綠愈傷組織形成過程中，細(xì)胞還沒有開始再分化，沒有葉綠素和葉綠體的形成，不可能進(jìn)行光合作用，因此愈傷組織形成初期不需要充足體的形成，不可能進(jìn)行光合作用，因此愈傷組織形成初期不需要充足的光照的光照。2.2.培養(yǎng)的不同階段，對主要營養(yǎng)物質(zhì)和激素的需求不同，所以培

12、養(yǎng)培養(yǎng)的不同階段，對主要營養(yǎng)物質(zhì)和激素的需求不同，所以培養(yǎng)過程中要及時調(diào)整各種營養(yǎng)物質(zhì)、激素的比例過程中要及時調(diào)整各種營養(yǎng)物質(zhì)、激素的比例。制備制備MSMS固體固體培養(yǎng)基培養(yǎng)基外植體外植體消毒消毒 接種接種培養(yǎng)培養(yǎng)栽培栽培移栽移栽二、實(shí)驗(yàn)操作二、實(shí)驗(yàn)操作（一）（一） 制備制備MSMS培養(yǎng)基培養(yǎng)基1.1.配制各種母液配制各種母液無機(jī)物中大量元素濃縮無機(jī)物中大量元素濃縮1010倍，微量元素濃縮倍，微量元素濃縮100100倍，常溫保存。倍，常溫保存。激素類、維生素類以及用量較小的有機(jī)物一般可按激素類、維生素類以及用量較小的有機(jī)物一般可按1mg/ml1mg/ml的質(zhì)量的質(zhì)量濃度單獨(dú)配制成母液。濃度單獨(dú)

13、配制成母液。用母液配制培養(yǎng)基時，需要根據(jù)各種母液的濃縮倍數(shù)，計(jì)算用量。用母液配制培養(yǎng)基時，需要根據(jù)各種母液的濃縮倍數(shù)，計(jì)算用量。2.2.配置培養(yǎng)基配置培養(yǎng)基添加各種成分添加各種成分定容定容調(diào)調(diào)pHpH分裝分裝（成分添加順序：（成分添加順序：蒸餾水蒸餾水瓊脂瓊脂蔗糖蔗糖大量元素大量元素微量元素微量元素有機(jī)有機(jī)物物植物激素植物激素） 注意：菊花的莖段的組織培養(yǎng)比較容易，注意：菊花的莖段的組織培養(yǎng)比較容易，不必添加植物激素不必添加植物激素。3.3.滅菌滅菌分裝好的培養(yǎng)基連同其他器械一起進(jìn)行高壓蒸汽滅菌。分裝好的培養(yǎng)基連同其他器械一起進(jìn)行高壓蒸汽滅菌。酒精搖動酒精搖動（二）外植體消毒（二）外植體消毒流

14、水沖洗流水沖洗無菌水沖洗無菌水沖洗無菌水沖洗無菌水沖洗( (三）接種三）接種1.1.接種室消毒接種室消毒接種前用體積分?jǐn)?shù)為接種前用體積分?jǐn)?shù)為70%70%的酒精將工作臺擦拭一遍，打開紫外燈的酒精將工作臺擦拭一遍，打開紫外燈照射照射2020分鐘。工作臺消毒后，首先點(diǎn)燃酒精燈。分鐘。工作臺消毒后，首先點(diǎn)燃酒精燈。2.2.無菌操作無菌操作在酒精燈火焰旁完成，每次使用器械后，都需要用火焰灼燒滅菌，在酒精燈火焰旁完成，每次使用器械后，都需要用火焰灼燒滅菌，接種后立即蓋好瓶蓋。接種后立即蓋好瓶蓋。3.3.材料的切取和接種材料的切取和接種插入時應(yīng)注意方向，插入時應(yīng)注意方向，不要倒插不要倒插，莖段、莖尖基部插入

15、培養(yǎng)基利于，莖段、莖尖基部插入培養(yǎng)基利于吸收水分和養(yǎng)分。彼此之間留出一定空間，從而避免互相污染。吸收水分和養(yǎng)分。彼此之間留出一定空間，從而避免互相污染。思考：思考：你打算做幾組重復(fù)？你打算設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)嗎？你打算做幾組重復(fù)？你打算設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)嗎？每種材料或配方至少要做一組以上的重復(fù)。設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)可以每種材料或配方至少要做一組以上的重復(fù)。設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)可以取用一個經(jīng)過滅菌的裝有培養(yǎng)基的錐形瓶，與接種操作后的錐取用一個經(jīng)過滅菌的裝有培養(yǎng)基的錐形瓶，與接種操作后的錐形瓶一同培養(yǎng)，用以說明培養(yǎng)基制作合格，沒有被雜菌污染。形瓶一同培養(yǎng)，用以說明培養(yǎng)基制作合格，沒有被雜菌污染。（四）培養(yǎng)（四）培養(yǎng)接種后的錐接

16、種后的錐形瓶放在培形瓶放在培養(yǎng)箱或培養(yǎng)養(yǎng)箱或培養(yǎng)室中培養(yǎng)。室中培養(yǎng)。培養(yǎng)條件：培養(yǎng)條件：18-2218-22， 每日光照每日光照1212小時小時。（五）移栽（五）移栽1.1.打開封口膜打開封口膜移栽生根的菊花試管苗之前，應(yīng)先打開培養(yǎng)瓶的封口膜，讓試管苗移栽生根的菊花試管苗之前，應(yīng)先打開培養(yǎng)瓶的封口膜，讓試管苗在培養(yǎng)間生長幾日。在培養(yǎng)間生長幾日。2.2.清洗轉(zhuǎn)移清洗轉(zhuǎn)移用流水清洗根部的培養(yǎng)基，用流水清洗根部的培養(yǎng)基，將幼苗移植到消過毒的蛭石或珍珠巖等環(huán)將幼苗移植到消過毒的蛭石或珍珠巖等環(huán)境下境下生活一段時間。生活一段時間。（六）栽培（六）栽培幼苗移栽后，每天觀察并記錄幼苗的生長情況，適時澆水、施

17、肥，幼苗移栽后，每天觀察并記錄幼苗的生長情況，適時澆水、施肥，直至開花。直至開花。在整個操作過程中，是如何來實(shí)現(xiàn)無菌環(huán)境的？在整個操作過程中，是如何來實(shí)現(xiàn)無菌環(huán)境的？1.1.培養(yǎng)基的滅菌培養(yǎng)基的滅菌高壓蒸汽滅菌高壓蒸汽滅菌2.2.外植體的消毒外植體的消毒酒精、氯化汞酒精、氯化汞3.3.接種的無菌操作接種的無菌操作酒精、酒精燈酒精、酒精燈灼燒灼燒4.4.無菌箱中的培養(yǎng)無菌箱中的培養(yǎng)5.5.移栽到消過毒的環(huán)境中生存一段時間移栽到消過毒的環(huán)境中生存一段時間三、結(jié)果分析與評價三、結(jié)果分析與評價1.1.接種接種3 3 4d4d后，觀察外植體的生長情況，統(tǒng)計(jì)多少外植體被污染，后，觀察外植體的生長情況，統(tǒng)計(jì)

18、多少外植體被污染，多少能正常生長，分析被污染原因。多少能正常生長，分析被污染原因。2.2.是否完成脫分化和再分化。是否完成脫分化和再分化。3.3.是否進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、對照與記錄。是否進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、對照與記錄。4.4.生根苗移栽是否合格。生根苗移栽是否合格。四、課題延伸四、課題延伸一般來說，容易進(jìn)行無性繁殖的植物，也容易進(jìn)行組織培養(yǎng)，一般來說，容易進(jìn)行無性繁殖的植物，也容易進(jìn)行組織培養(yǎng)，如蘆薈、豆瓣綠、秋海棠、月季。如蘆薈、豆瓣綠、秋海棠、月季?！镜湫屠}典型例題】關(guān)于菊花組織培養(yǎng)的操作關(guān)于菊花組織培養(yǎng)的操作, ,下列說法不正確的是（下列說法不正確的是（ ）A A培養(yǎng)基連同其他器械一起進(jìn)行高壓蒸汽滅菌培養(yǎng)

19、基連同其他器械一起進(jìn)行高壓蒸汽滅菌B B幼苗要先移植到消過毒的蛭石或者珍珠巖等環(huán)境下生活一段時間幼苗要先移植到消過毒的蛭石或者珍珠巖等環(huán)境下生活一段時間C C用于植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基同樣適合于某些微生物的生長用于植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基同樣適合于某些微生物的生長, ,一旦一旦感染雜菌則前功盡棄感染雜菌則前功盡棄D D接種時用鑷子夾取菊花莖段插入培養(yǎng)基中即可接種時用鑷子夾取菊花莖段插入培養(yǎng)基中即可D D【方法點(diǎn)撥方法點(diǎn)撥】1.1.植物組織培養(yǎng)需進(jìn)行無菌操作，故外植體要消毒，培養(yǎng)基及其植物組織培養(yǎng)需進(jìn)行無菌操作，故外植體要消毒，培養(yǎng)基及其他器械要滅菌他器械要滅菌。2.2.接種時要注意莖段的形態(tài)學(xué)上下端

20、，不能倒插接種時要注意莖段的形態(tài)學(xué)上下端，不能倒插。3.3.經(jīng)組織培養(yǎng)獲得的幼苗需先移植到消過毒的蛭石或者珍珠巖經(jīng)組織培養(yǎng)獲得的幼苗需先移植到消過毒的蛭石或者珍珠巖等環(huán)境下生活一段時間等環(huán)境下生活一段時間?！菊n堂小結(jié)課堂小結(jié)】菊花菊花組織組織培養(yǎng)培養(yǎng)基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)操作植物體的植物體的組織培養(yǎng)組織培養(yǎng)影響組織培影響組織培養(yǎng)的因素養(yǎng)的因素細(xì)胞分化細(xì)胞分化細(xì)胞全能性細(xì)胞全能性組織培養(yǎng)過程組織培養(yǎng)過程營養(yǎng)營養(yǎng)激素激素環(huán)境條件環(huán)境條件MSMS固體培養(yǎng)基制備固體培養(yǎng)基制備外植體消毒外植體消毒接種接種培養(yǎng)培養(yǎng)移栽移栽栽培栽培(2013(2013重慶，重慶，5)5)某興趣小組擬用組織培養(yǎng)繁殖一種

21、名貴花卉，其技術(shù)某興趣小組擬用組織培養(yǎng)繁殖一種名貴花卉，其技術(shù)路線為路線為“取材取材消毒消毒愈傷組織培養(yǎng)愈傷組織培養(yǎng)出芽出芽生根生根移栽移栽”。下列有關(guān)。下列有關(guān)敘述，錯誤的是敘述，錯誤的是( () )A.A.消毒的原則是既殺死材料表面的微生物，又減少消毒劑對細(xì)胞的傷害消毒的原則是既殺死材料表面的微生物，又減少消毒劑對細(xì)胞的傷害B.B.在愈傷組織培養(yǎng)中加入細(xì)胞融合的誘導(dǎo)劑，可獲得染色體加倍的細(xì)胞在愈傷組織培養(yǎng)中加入細(xì)胞融合的誘導(dǎo)劑，可獲得染色體加倍的細(xì)胞C.C.出芽是細(xì)胞再分化的結(jié)果，受基因選擇性表達(dá)的調(diào)控出芽是細(xì)胞再分化的結(jié)果，受基因選擇性表達(dá)的調(diào)控D.D.生根時，培養(yǎng)基通常應(yīng)含生根時，培養(yǎng)基通常應(yīng)含萘乙酸等生長素類調(diào)節(jié)劑萘乙酸等生長素類調(diào)節(jié)劑【課堂練習(xí)課堂練習(xí)】B B1.1.消毒劑的使用既要?dú)⑺啦牧媳砻娴奈⑸?，又要防止傷害組消毒劑的使用既要?dú)⑺啦牧媳砻娴奈⑸?，又要防止傷害組織細(xì)胞，影響組織培養(yǎng)?？椉?xì)胞，影響組織培養(yǎng)。【方法點(diǎn)撥方法點(diǎn)撥】2.2.帶有細(xì)胞壁的愈傷組織細(xì)胞不能誘導(dǎo)融合形成染色體加倍的細(xì)胞。帶有細(xì)胞壁的愈傷組織細(xì)胞不能誘導(dǎo)融合形成染色體加倍的細(xì)胞。