课件19张PPT。专题3
植物组织培养技术
3.1菊花的组织培养（第1课时） 大自然中存在着许多有趣的植物无性生殖现象。例如，马铃薯的块茎能够发芽生根，秋海棠的叶片能够长成新植株。这些现象促发科学家去思考、解释。
1902年，有一位德国的植物学家大胆地预言：“植物的体细胞在一定条件下，可以如同受精卵一样，具有潜在的发育成植株的能力。”
植物组织培养技术
温故知新1.细胞的分化①概念：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构、生理功能上发生稳定性差异的过程 ②实质：基因的选择性表达植物细胞的全能性2.植物组织培养的原理3.细胞的全能性①定义： 已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。②原理： 生物体的每一个细胞都包含该生物体全部的遗传信息。一、植物组织培养过程:离体组织或细胞植物体愈伤组织丛芽根1.愈伤组织：由离体的植物器官、组织或细胞在一定的培养条件下经过细胞分裂、脱分化过程形成的组织。人参的愈伤组织菠萝的愈伤组织愈伤组织特点：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。2.脱分化：由离体的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为脱分化，又叫去分化。3.再分化：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，形成完整植株的过程。4.外植体：用于离体培养的植物器官或组织片段。二、影响植物组织培养的因素1.内部因素：植物材料菊花的组织培养一般选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝[问题探究一]什么样的植物材料容易进行植物组织培养？（1）种类：（2）器官：（3）年龄：（4）保存时间：容易进行无性繁殖的植物生长旺盛的部位，如根尖、茎尖幼龄，幼嫩部位较短2.外部因素：（1）营养条件：MS培养基[问题探究二]MS培养基中，各种营养成分各有什么作用？与微生物培养基的配方相比，有什么不同?（参考课本附录3）微量元素和大量元素：
蔗糖：
甘氨酸、维生素等物质：提供植物细胞生活所必需的无机盐；提供碳源，同时能够维持细胞的渗透压；主要是为了满足离体植物细胞在正常代谢途径受到一定影响后所产生的特殊营养需求。微生物培养基以有机营养为主。
与微生物的培养不同，MS培养基则需提供大量无机营养（无机盐）。不同之处：①常用的植物激素：生长素、细胞分裂素和赤霉素生长素类：2，4－二氯苯氧乙酸（2，4－D）、吲哚乙酸（IAA）、萘乙酸（NAA）、吲哚丁酸（IBA）细胞分裂素类：激动素（KT）、6－苄基嘌呤（ 6－BA）、玉米素（ZT）赤霉素类：赤霉酸（GA3）（2）植物激素的影响②生长素和细胞分裂素作用植物中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。在生长素存在的情况下，细胞分裂素的作用呈现加强的趋势有利于细胞分裂，但不利分化细胞既分裂也分化分化频率高有利于根的分化，抑制芽的形成有利于芽的分化，抑制根的形成促进愈伤组织的形成③生长素和细胞分裂素同时使用，用量的比例对植物细胞发育方向的影响[问题探究三]探究生长素与细胞分裂素的使用比例对植物组织培养的影响，请用表格形式设计对照实验。温馨提示：对照试验组数、自变量、因变量（3）环境因素：pH、温度、光照等菊花组织培养条件：
pH控制在5.8左右，温度控制在18－220C,每日用日光灯照射12h。课堂检测：导学案第5页第12题谢谢大家！《专题3 课题1 菊花的组织培养》导学案
【学习目标】
1.说明植物组织培养的基本原理。
2.学习植物组织培养的基本技术。
3.进行菊花或其他植物的组织培养。
【学习过程】
【温故知新】
1.细胞分化：在个体发育中，有一个或一种细胞增殖产生的后代，在 、 和
发生稳定性差异的过程。细胞分化是基因 的结果。
2. 组织培养的基本原理是 。
3.细胞的全能性： 的细胞仍然具有发育成为 的潜能。
（一）自主学习（通过阅读课本P32～P35页，个人自学课前独立完成）
1.相关概念
（1）愈伤组织：由离体的植物器官、组织或细胞在一定的培养条件下经过 过程形成的组织，就叫愈伤组织，愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一种 的呈无定形状态的 。
（2）脱分化：由 的植物组织或细胞产生 的过程，称为脱分化，又叫 。
（3）再分化：脱分化产生的 继续进行培养，又可以重新分化成 ，这个过程叫做再分化。
（4）外植体：用于 的植物器官或组织片段。
2.植物组织培养的基本过程
完整的植物体
影响植物组织培养的因素
（1）内部因素
不同的植物组织，培养的难易程度差别 。同种植物材料， ， 等也会影响实验结果。菊花的组织培养，一般选择 的茎上部新萌生的侧枝。
（2）外部因素：
①营养条件 常用的是 培养基，其主要成分包括： ，如N、P、K、Ca、Mg、S； ，如B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co； ，如甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等。
②植物激素 植物激素中 和 是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性因素。在生长素存在的情况下，细胞分裂素的作用呈现 的趋势。
当先使用生长素，后使用细胞分裂素时，实验结果： ；当先使用细胞分裂素，后使用生长素时，实验结果： ；同时使用细胞分裂素、生长素时，实验结果： 。
生长素用量比细胞分裂素用量，比值高时，则有利于 ；比值低时，则有 ；比值适中时，则促进 。
③环境因素 、 、 等条件也能影响植物组织培养。菊花组织培养，一般PH控制在 ；温度控制在 ；每天用日光灯照射 小时。
4．实验操作过程
（1）制备MS固体培养基：实验室一般使用4℃保存的配制好的 来制备。
①配制各种母液
配制母液时，大量元素浓缩 倍，微量元素浓缩 倍，常温保存。激素类、维生素类以及用量比较小的有机物可以按照1mg/ml的质量浓度单独配制母液。
②配制培养基
由于菊花茎段的组织培养比较容易，因此不必添加 。
③灭菌，将分装好的培养基连同其他器械一起进行 。
（2）外植体消毒
选取菊花茎段时，要取 。过程：流水冲洗→软刷刷洗→流水冲洗→无菌吸水纸吸干外植体表面→放入体积分数为 的酒精中摇动→ 清洗→无菌吸水纸吸干外植体表面→质量分数为0.1﹪的 溶液中→无菌水中至少清洗3次
（3）接种
接种前，用体积分数70%的酒精将工作台擦拭进行 ，然后点燃酒精灯。所有的接种操作必须在酒精灯旁进行，并且每次使用器械后，都要用火焰 。将菊花茎段插入培养基中时，应注意方向，不能 。
（4）培养
接种后的锥形瓶最好放在 中培养，培养期间定期 。温度控制在 ，并且每天用日光灯光照 。
（5）移栽
将幼苗先移植到 等环境下生活一段时间，等幼苗长壮后再移栽到土壤中。
（6）栽培
（二）合作探究（个人自学+小组讨论+教师讲解）
[问题探究一]什么样的植物材料容易进行植物组织培养？
[问题探究二]MS培养基中，各种营养成分各有什么作用？与微生物培养基的配方相比，有什么不同?（参考课本附录3）
[问题探究三]探究生长素与细胞分裂素的使用比例对植物组织培养的影响，请用表格形式设计对照试验，并预测实验结果。
[问题探究四]实验操作过程中为什么要进行一系列的消毒、灭菌，用到哪些消毒和灭菌方法？
（三）考点自测
1．植物细胞表现出全能性的必要条件（ ）
A．给予适宜的营养和外界条件 B．导入其他植物细胞的基因
C．脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件 D．将成熟筛管的细胞核移植到去核卵细胞中
2．把胡萝卜的单个韧皮部的细胞放入配制的培养基上培养，获得了许多完整的植株。这种繁殖方式和细胞工程技术分别属于（? ）
A.孢子生殖和细胞杂交技术 ? B.无性生殖和植物组织培养
C.配子生殖和细胞拆合技术? D.卵式生殖和细胞培养
3．在外植体脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪个条件是不需要的（ ）
A.消毒灭菌 B.适宜的温度
C.充足的光照 D.适宜的养料和激素
4．MS培养基与微生物培养基相比不同的是（ ） A．MS培养基不含有机物 B．微生物培养基以有机物为主 C．MS培养基不含微量元素 D．MS培养基不需提供大量无机营养
5．在菊花的组织培养操作完成了3～4 d后，观察同一温室中的外植体，发现有的瓶内外植体正常生长，有的瓶内外植体死亡，你认为外植体死亡的原因不可能是 ( )
A．培养条件，比如pH、温度等不适宜 B．接种时外植体未消毒
C．接种工具灼烧后未待冷却就接种外植体 D．将外植体倒插入培养基中.u
6．用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，下列叙述错误的是( )
A．该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的
B．该愈伤组织的细胞没有全能性
C．该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成
D．该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构
7.(08江苏)下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是( )
A．培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压
B．培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化
C．离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织
D．同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因相同
8.（13四川卷）在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，下列生命活动不会同时发生的是( )
A.细胞的增殖与分化 B.光能的吸收与转化
C.ATP的合成与分解 D.基因的突变与重组
9.（13重庆·改编）某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉，其技术路线为“取材→消毒→愈伤组织培养→出芽→生根→移栽”。下列有关叙述，错误的是( )
A．消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害
B．愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞
C．出芽是细胞再分化的结果，受基因选择性表达的调控
D．生根时，培养基通常应含α—萘乙酸等生长素类调节剂
10.（10安徽卷）草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染的病毒传播给后代，导致产量降低。品质变差。运用微型繁殖技术可以培育出无病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本过程如下：
外植体愈伤组织芽、根植株
请回答：
（1）微型繁殖培育无病毒草莓苗时，一般选取 作为外植株，其依据是 。
（2）在过程①中，曾用的MS培养基主要成分包括大量元素、微量元素和 ，在配制好的培养基中，常常需要添加 ，有利于外植体自动细胞分裂形成愈伤组织，接种2～5d，若发现外植体边缘局部污染，原因可能是 。
（3）在过程②中，愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根，但分化出了芽，其原因可能是 。
11.（10湖南）（1）植物微型繁殖技术属于植物组织培养的范畴。该技术可以保持品种的 ，繁殖种苗的速度 。离体的叶肉细胞在适宜的条件下培养，最终能够形成完整的植株，说明该叶肉细胞具有该植物的全部 。
（2）把试管苗转接到新的培养基上时，需要在超净工作台上进行，其原因是避免 的污染。
（3）微型繁殖过程中，适宜浓度的生长素单独使用可诱导试管苗 ，而与 配比适宜时可促进芽的增殖。若要抑制试管苗的生长，促使愈伤组织产生和生长，需要使用的生长调节剂是 (脱落酸、2，4-D)。
12.（12全国卷）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。
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”）。 13.（12山东卷）辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图。
（1）图中①和②分别表示辣椒组织培养中细胞的 和 过程。
（2）图中培养外植体的培养基中常用的凝固剂是 。培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值 （填“高”或“低”）时，有利于芽的分化。对培养基彻底灭菌时，应采用的灭菌方法是 。
（3）图中外植体的消毒所需酒精的体积分数是 。用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时，常用的酶是 和纤维素酶。
（四）课后小结（知识网络构建：个人自学+小组讨论+教师引导）
知识拓展：
1.无菌技术是植物组织培养能否获得成功的关键
植物组织培养不同于扦插、分根、叶插等常规无性繁殖。由于植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗性差，所以对培养条件的要求较高，对无菌操作的要求非常严格。
无菌技术包括培养基消毒灭菌和植物材料（外植体）的消毒灭菌。对培养材料进行表面灭菌时，一方面要考虑药剂的消毒效果；另一方面还要考虑植物材料的耐受能力。不同药剂、不同植物材料，甚至不同器官要区别对待。
2.植物组织培养技术的应用
植物组织培养技术的应用范围是很广的，除了快速繁殖、培育无病毒植物外，还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，是制造治疗烫伤和割伤的药物以及染料和化妆品的原料。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，制成人工种子，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。此外，转基因植物的培育，也要用到植物组织培养的方法。
考点自测参考答案：
1C 2B 3C 4B 5A 6B 7D 8D 9B
10.（1）茎尖、根尖 不含病毒 （2） 有机物 植物激素 外植体消毒不彻底
（3）培养基中生长素类物质和细胞分裂素类物质用量的比值偏低
11.（1）遗传性 快 遗传信息 （2）微生物 （3）生根 细胞分裂素 2,4-D；
12.（1）大量元素 微量元素 细胞分裂素 (2)IAA浓度 丛芽外植体的比率及丛芽平均数 0～0.5mg/L (3)1 (4)6-BA
13.（1）脱分化（或去分化） 再分化 （2）琼脂 低 高压蒸汽灭菌
（3）70% 果胶酶
