高中生物选修一 生物实践技术课件：专题3 课题1　菊花的组织培养（22张）

(共22张PPT)
第3单元　植物的组织培养
第1课时　菊花的组织培养
知识点 教学突破策略 学习技巧点拨
植物组织培养的基本原理 回顾“细胞的全能性”,帮助学生理解植物组织培养的基本原理 理解植物组织培养的基本原理及一般过程
影响植物组织培养的因素;植物组织培养的基本技术——菊花的组织培养 利用旁栏思考题和资料引导学生认识植物组织培养的培养基特点,特别是植物激素的作用和使用;以菊花的组织培养为例,引导归纳组织培养的基本流程,辨析基本概念,分析影响植物组织培养的因素 与微生物培养基、植物激素调节等进行联系、比较;运用比较的方法辨析相关概念,结合具体过程分析影响因素
1.在植物个体发育过程中,细胞在①　 　上产生②　 　的过程,称为细胞分化。
2.植物组织培养的原理是植物细胞的③　 　。
3.离体的植物组织或细胞→④　 　→⑤　 　→试管苗→完整的植物体。
4.在植物组织培养过程中,往往需要使用⑥　 　,人为地控制细胞的脱分化与再分化。
形态、结构和生理功能
稳定性差异
一、植物组织培养的基本过程
愈伤组织
全能性
植物激素
根、芽
1.不同植物组织或同一植物的不同部分,培养的难易程度⑦　
　。菊花的组织培养,一般选择⑧　 　的茎上部新萌生的侧枝。
2.离体的植物组织和细胞的培养常用MS培养基。其中,大量元素有⑨　 　;微量元素有⑩___________________
　;有机物有甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素,以及蔗糖等。另外,通常还要添加 　 　。
3.启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素是 　
。
4.进行菊花组织培养,一般将pH控制在 　 　左右,温度控制在 　 　,每天用日光灯照射12 h。
二、影响植物组织培养的因素
植物激素
B、Mn、Cu、Zn、Fe、
N、P、K、Ca、Mg、S
13
12
未开花植株
差别很大
Mo、I、Co
14
11
生长素和细胞分裂素
5.8
18~22 ℃
三、实验操作
1.制备MS固体培养基:可分为配制各种母液、配制培养基、灭菌三个步骤。其中,灭菌常用的方法是 　 　。
2.外植体消毒:将外植体用流水冲净后,先用体积分数为70%的酒精消毒,再用无菌水清洗,然后用质量分数为0.1%的 　 　溶液消毒,最后再用无菌水清洗。
3.接种:所有的接种操作始终在点燃的酒精灯旁进行,且接种工具需要灭菌。将外植体插入培养基时应注意方向,不要 　 　,每瓶接种6~8块外植体。
4.培养:接种后的锥形瓶应该放在 　 　中培养,并定期进行消毒,保持 　 　。
5.移栽:移栽前应先让试管苗在培养间生长几日。然后用流水清洗根部的培养基,将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境下生活一段时间,进行壮苗。最后进行 　 　。
15
高压蒸汽灭菌
无菌箱
16
氯化汞
17
倒插
18
适宜的温度和光照
19
露天栽培
20
1.植物组织培养的原理是植物细胞全能性,请思考:
(1)植物细胞全能性的含义是什么
(2)高度分化的植物细胞全能性表达需要哪些条件
(3)举例说明植物细胞全能性的高低。
知识点一:植物组织培养的基本过程
(1)植物细胞全能性是指高度分化的植物细胞,仍然具有发育成完整植株的潜能。
(2)高度分化的植物细胞全能性表达的条件包括:①离体条件;②无菌操作(防止杂菌污染);③适宜物质的诱导和调节(激素主要是生长素、细胞分裂素等);④种类齐全、比例适合的营养物质;⑤温度、酸碱度、光照等条件的控制。
(3)植物细胞全能性大小不同:①受精卵>生殖细胞>体细胞;②体细胞中,幼嫩组织细胞(芽尖)>成熟组织细胞。
答案：
2.生长素与细胞分裂素对植物组织培养有重要影响,尝试完成表中内容。
使用方法 实验结果
使用顺序 先使用生长素,后使用细胞分裂素 有利于①　　　　　,但细胞②　　　　　
先使用细胞分裂素,后使用生长素 细胞③　 　　
同时使用 ④　　　　频率提高
使用比例 ⑤　　　 促进愈伤组织的生长
生长素用量⑥　　细胞分裂素用量 有利于根的形成
生长素用量⑦　　细胞分裂素用量 有利于芽的形成
细胞分裂
不分化　
既分裂,又分化　
分化
比例适中　
>　
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知识总结
1.植物组织培养的理论基础是细胞的全能性。全能性表达的条件包括离体状态、无菌操作、适宜物质的诱导和调节。
2.无菌技术包括对培养基和植物材料(外植体)的灭菌和消毒。
3.在植物组织培养进行异养的状况下,大多植物不能进行光合作用合成糖类,因此需要在培养基中添加糖类(蔗糖)作为碳源和能源物质,同时糖对保持培养基中的渗透压也有重要作用。
例1 下图是植物组织培养的简略示意图。请据图回答:
(1)组织培养的过程按正确顺序排列为　　　　(用字母表示)。
(2)外植体发育成一个完整个体需经过　　　　　和　　　　　两个过程。
(3)从理论上讲,植物细胞有形成再生植株的可能性,这是
　　　　　　的表现。
BDCA
脱分化
再分化
细胞全能性
【解析】植物组织培养的基本过程:外植体 愈伤组织 形成根和芽。根据图中的植物发育情况可以看出顺序为BDCA。植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。
技巧归纳
植物组织培养的一般过程分析
过程 形成体特点 条件
脱分化:外植体→愈伤组织 排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞团 离体、提供营养物质(有机物、无机物)、激素,其他适宜条件
再分化:愈伤组织→幼苗或胚状体结构 有根、芽或有生根发芽的能力
营养生长及生殖生长→完整的植物体 由根、茎、叶、花、果实、种子组成 栽培
知识点二:“菊花的组织培养”的操作
下图表示“菊花的组织培养”操作流程图,请根据流程图回答下列问题:
1.配制MS固体培养基分哪几个步骤 配制后的培养基应如何灭菌
配制MS培养基的步骤:配制培养液→调节pH→培养基的分装。分装好的培养基连同其他器械一起进行高压蒸汽灭菌。
答案：
制备MS固体培养基 →外植体消毒→接种→培养→移栽→栽培
2.应选择怎样的外植体 如何对外植体进行消毒
选择菊花茎段应取生长旺盛的嫩枝。消毒的措施有(1)流水冲洗20 min,(2)70%酒精处理6~7 s,(3)无菌水中清洗,(4)放入质量分数为0.1%的氯化汞溶液中1~2 min,(5)在无菌水中清洗3次。
答案：
3.接种的关键是做好无菌操作,如何做好这方面的工作 有哪些注意事项
(1)接种室消毒:污染的主要来源是空气中的细菌和孢子,接种室消毒是至关重要的。用体积分数为70%的酒精喷雾对空气消毒,用酒精擦拭工作台并用紫外线照射20 min。
答案：
(2)操作要在酒精灯火焰旁完成,每次使用器械后,都需要用火焰灼烧灭菌,接种后立即盖好瓶盖。
需要注意:(1)每接种一块外植体前,镊子需放入体积分数为70%的酒精中消毒一次,然后在酒精灯火焰上烧一遍,冷却后再接种。
(2)外植体在培养基中要分布均匀,放置外植体的数量根据锥形瓶的大小确定,一般胡萝卜3~4块,菊花的茎6~8块,也不要太少,以便充分利用培养基中的营养成分和光照条件。
(3)插入时应注意方向,不要倒插。茎段、茎尖基部插入培养基利于吸收水分和养分。
4.生根苗移栽的技术关键是什么
生根苗移栽的技术关键:既要充分清洗根系表面的培养基,又不能伤及根系。一般先使用无土栽培的方法,培养基要提前消毒,苗长壮后再移植到土壤中去。可通过统计成活率来衡量移栽水平。
答案：
知识总结
1.针对培养基应进行高压蒸汽灭菌,针对外植体应先后使用70%酒精及0.1%的氯化汞予以消毒。如玻璃器皿、金属用具进行干热杀菌,操作中常需灼烧灭菌。
2.操作者的手或外植体等进行消毒,而不进行灭菌,因灭菌所用的强烈理化方法会对操作者或外植体造成伤害。
3.容易进行营养繁殖的植物细胞,其全能性容易表达,易进行植物组织培养。
4.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。试管苗应该进行见光培养。
5.植物组织培养脱毒苗首先选用的是尚未被病毒感染的嫩茎尖端的分生区。经消毒后,在无菌条件下培养而成。整个过程中无细菌或病毒的感染。
6.移栽前要经历一定的炼苗处理,使之逐步由无菌环境过渡到有菌环境,由人工培养环境过渡到自然环境。
例2 无菌技术是植物组织培养能否获得成功的关键,以下说法正确的是(　　)。
①植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗性差,对无菌操作的要求非常严格　②对培养材料可用高压蒸汽灭菌　③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　④不同药剂、不同植物材料甚至不同器官要区别对待
A.①②③　　　　　　　　B.①②③④
C.①③④ D.①②④
【解析】无菌操作是植物培养技术的关键,如果灭菌不好就会导致整个培养工作的失败。对于整个操作过程中凡是和植物组织接触的材料、用具和试剂都要进行灭菌或消毒,但不同的用具、材料要用不同的方法进行灭菌,如培养基的灭菌要用高压蒸汽灭菌法,而植物组织要用消毒液进行灭菌而不能用高压灭菌。
C
1.下列关于植物组织培养的叙述中,正确的是(　　)。
A.为了提供营养和调节渗透压,培养基中应添加葡萄糖
B.培养液中的生长素和细胞分裂素会影响愈伤组织的生长和分化
C.器官、组织的细胞在不离体的情况下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的基因是相同的
B
【解析】为了提供营养和调节渗透压,培养基中应添加的是蔗糖。只有处于离体的器官、组织的细胞才能通过脱分化形成愈伤组织。采用绿色开花植物的生殖器官部位(如花药)进行培养获得的愈伤组织的基因只是体细胞的一半。
2.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.接种时培养基灭菌不彻底
B.接种工具灼烧后未待冷却就接种外植体
C.愈伤组织形成初期没有给予充足的光照
D.培养过程中保持温度、pH的适宜,但没有及时调整各种营养物质、激素的比例
C
【解析】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。用于植物组织培养的培养基同样适合于某些微生物的生长,如一些细菌、真菌等的生长,而培养基一旦受到微生物的污染,就会导致实验前功尽弃,因此要进行严格的无菌操作。培养的不同阶段,对主要营养物质和激素的需求不同,所以培养过程中要及时调整各种营养物质、激素的比例。愈伤组织形成过程中,细胞还没有开始再分化,没有叶绿素和叶绿体的形成,不可能进行光合作用,因此愈伤组织形成初期不需要充足的光照。
3.下列实例中能体现细胞全能性的是(　　)。
①用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株　②植物用种子繁殖后代　③用烟草花粉培育出了可育的完整植株
A.①②　　　　　　　　B.①③
C.②③ D.①②③
B
【解析】细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。其中①和③都是由分化的细胞经过离体培养形成了可育的植株,均体现了细胞的全能性。植物用种子繁殖后代,实际上是由未经分化的细胞(受精卵)发育成新个体的过程,属于植物的个体发育过程,因此不能体现细胞的全能性。
4.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:
培养基 编号 浓度(mg/L) m/% n/个
6-BA IAA
1 0.5 0 76.7 3.1
2 0.1 77.4 6.1
3 0.2 66.7 5.3
4 0.5 60.0 5.0
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”)。

再生丛芽外植体的比率(m)和再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)　
IAA浓度　
【解析】本题综合考查植物组织培养的相关知识,综合性较强。必需元素分为大量元素、微量元素;生长素、细胞分裂素的比例影响植物脱分化,生长素多有利于生根,细胞分裂素多有利于长芽。由表格可知,IAA比例上升抑制长芽,为生长素(吲哚乙酸),故6-BA为细胞分裂素。自变量是IAA(6-BA浓度不变),取值范围是0到0.5;因变量是丛芽数 [即再生丛芽外植体的比率(m)和再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)]。
大量元素　
微量元素　
细胞分裂素　
　0~0.5 mg/L　
1　
6-BA