高中生物人教版选修1 专题3 课题1 菊花的组织培养 上课课件

(共46张PPT)
椒草的叶片长成新植株
大自然中存在着许多有趣的植物无性生殖现象。
导入新课
马铃薯块茎发芽生根
这些现象引起了科学家的兴趣，促使他们去思考、解释。
1902年，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。”
1958年， 美国科学家斯图尔德将胡萝卜韧皮部的一些细胞进行培养，由于细胞分化而最终发育成完整的新植株。
这个实验结果在生物学界引起了很大的轰动，它表明已经高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力。
已经分化的细胞所具有的这种潜在发育能力称作细胞全能性。
这个科学发现使得科学家开始思考：既然胡萝卜的单个细胞能发育为完整植株，小块的植物组织就更不应该有什么问题。
经过很多年的研究，如今植物组织培养已经不再神秘，而发展成为一项常规技术。
课题1
菊花的组织培养
专题3 植物的组织培养技术
课题内容：
（一） 基础知识
（二） 实验操作
（三） 结果与分析
知识与能力
说明植物组织培养的原理，熟悉植物组织培养的基本过程，了解影响植物组织培养的各种因素，掌握植物组织培养的基本技术。
教学目标
过程与方法
进行菊花或其他植物的组织培养。
情感态度与价值观
了解植物组织培养技术在生产中的应用价值。
植物组织培养过程中使用的无菌技术。
重点与难点
一、 基础知识
1、植物组织培养的基本过程
（1）细胞分化
概念：
在植物个体发育的过程中，细胞在形态、结构、生理功能上发生稳定性差异的过程叫做细胞分化。
特点：
已经分化的细胞在结构和功能上比较专一；
离体条件下很难发育成完整的植株。
愈伤组织：
离体的植物组织培养一段时间后，会通过细胞分裂形成愈伤组织。

植物组织
愈伤组织
愈伤组织
菊花叶片的愈伤组织
人参的愈伤组织
胡萝卜的愈伤组织
愈伤组织：细胞排列疏松而无规则,是高度液泡化的、成无定形状态的薄壁细胞。
（2）植物细胞的脱分化
定义：
有高度分化的植物组织活细胞产生愈伤组织的过程，称作植物细胞的脱分化或者去分化。
（3）植物细胞的再分化
定义：
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，这个过程称作再分化。
离体的植物器官、组织、细胞

脱分化
愈伤组织

再分化
根、芽

植物体
植物组织培养过程示意图
2、影响植物组织培养的因素
（1）植物材料的选择
不同的植物组织培养的难易程度差别很大

烟草和胡萝卜的组织培养较为容易

枸杞愈伤组织的芽诱导比较难

同一植物材料的年龄、保存时间的长短会影响实验结果
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。
未开花的菊花植株
（2）相对特殊的营养、环境等条件，适宜的培养基
MS培养基主要成分包括：
大量元素：N、P、K、Ca、Mg 、S等
微量元素：B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co等
有机物：甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等
植物激素
你能说出各种营养物质的作用吗？同专题2中微生物培养基的配方相比，MS培养基的配方有哪些明显的不同？
讨论
答：微量元素和大量元素提供植物细胞生活所必需的无机盐；蔗糖提供碳源，同时能够维持细胞的渗透压；甘氨酸、维生素等物质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，MS培养基则需提供大量无机营养，无机盐混合物包括植物生长必须的大量元素和微量元素两大类。
（3）植物激素
①常用的植物激素：生长素、细胞分裂素和赤霉素等。

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）等。
②生长素和细胞分裂素
作用：
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。
使用顺序 实验结果
先使用生长素，后使用细胞分裂素 有利于细胞分裂，但不利分化
先使用细胞分裂素后使用生长素 细胞既分裂也分化
同时使用 分化频率高
按不同顺序使用这两种激素，会得到不同的实验结果
当生长素和细胞分裂素同时使用时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向。
生长素
细胞分裂素：
>
有利于根的分化
生长素
细胞分裂素：
<
有利于芽的分化，抑制根的形成
生长素
细胞分裂素：
＝
促进愈伤组织形成
（4）其他因素
菊花组织培养：
pH控制在5.8左右，温度控制在18－22℃
每日用日光灯照射12h
外植体的选取、消毒、培养、移栽和栽培等
pH、温度、光照等
二、 实验操作
1、制备MS固体培养基
配制各种母液
无机物中大量元素浓缩10倍，微量元素浓缩100倍，常温保存；
激素类、维生素类以及用量较小的有机物一般可按1mg/mL的质量浓度单独配制成母液；
用母液配制培养基时，需要根据各种母液的浓缩倍数，计算用量。
配制培养基
配制MS培养基；调节pH；分装。
由于菊花的茎段的组织培养比较容易，因此不必添加植物激素。
灭菌
高压蒸气灭菌
2、外植体消毒
选取生长旺盛的菊花茎段嫩枝
刷洗
流水冲洗
20min
吸干表面水分
70％的酒精消毒6－7s
无菌水清洗
吸干表面水分
0.1％的氯化汞溶液 1－2min
无菌水清洗3次







3、接种
①工作台使用前用70%酒精消毒；每次使用器械后，都需要用火焰灼烧灭菌。
②插入菊花茎段时应注意方向，不要倒插。
③每瓶接种6－8块外植体，接种后，将封口膜重新扎好。
你打算做几组重复？你打算设置对照实验吗？
答：每种材料或配方至少要做一组以上的重复。设置对照实验可以取用一个经过灭菌的装有培养基的锥形瓶，与接种操作后的锥形瓶一同培养，用以说明培养基制作合格，没有被杂菌污染。

思考
4、培养
无菌箱定期消毒，培养温度控制在18-22℃，每日光照12h。
5、移栽
移栽生根的菊花试管苗之前，应先打开培养瓶的封口膜，让试管苗在培养间生长几日。
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。
6、栽培
适时浇水、施肥，直至开花。
三、 结果分析与评价
1、对接种操作中污染情况的分析
接种3-4天后，在接种操作中被杂菌污染的培养物会表现出被污染的现象。
适时统计污染率，分析接种操作是否符合无菌要求。
2、是否完成了对植物组织的脱分化和再分化
观察实验结果，看是否培养出愈伤组织，记录多长时间长出愈伤组织。
统计更换培养基后愈伤组织进一步分化成根和芽的比例和时间。
3、是否进行了统计、对照与记录
4、生根苗的移栽是否合格
统计自己移栽的成活率，看移栽是否合格。
四、 课题延伸
一般来说，容易进行无性繁殖的植物，也容易进行组织培养。
如：芦荟、豆瓣绿、秋海棠、月季等。
月季
秋海棠
芦荟
基础知识

实验操作
植物组织培养的基本过程
细胞分化


影响因素
外植体消毒
培养
脱分化
植物材料
再分化

概念
培养基

制备MS培养基
移栽
菊花的组织培养


其他因素
配制母液
接种

植物激素
结果分析与评价
课题延伸

特点
愈伤组织
配置培养基
灭菌
栽培
课堂小结
再见