新人教版选修1高中生物课题1-菊花的组织培养(33张PPT)

(共34张PPT)
课题1
菊花的组织培养
大多绿色开花植物都是靠种子来繁殖的。那有没有不用种子来培育植物的方法呢？
植物组织培养
营养繁殖
扦插
嫁接
压条
一、基础知识
1、植物的组织培养
（1）细胞的分化
①概念：
在个体发育中，相同细胞的后代在形态、结构、生理功能上发生稳定性差异的过程
.
②过程：
如：受精卵增殖、生长、分化形成组织、器官、系统.
③特点：
B.稳定性：
C.全能性：
A.持久性：
是一种持久性的变化，它发生在生物体的整个生命过程中,在胚胎期达到最大限度.
细胞分化是稳定的，一般是不可逆转的.
已分化的细胞，仍具有发育的潜能.
⑤原因：
基因在特定的时间和空间条件下的选择性表达的结果.
④结果：
形成不同的细胞和组织
（2）细胞的全能性
①定义：
生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能的特性.
②原理：
生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因.
高度特化的动物细胞，从整个细胞来说，全能性受到限制。但它的细胞核仍然保持着全能性，这是因为细胞核内含有该物种遗传性所需要的遗传物质.
已分化的植物细胞，仍具有全能性.
③实例
受精卵>生殖细胞>体细胞
④全能性的比较:
（3）植物组织培养
细胞离体
①必要条件：
一定的营养物质、激素和其他外界条件
②原理:
细胞的全能性
A.外植体：从活植物体上切下进行培养的那部分细胞、组织或器官.
③相关概念:
什么叫脱（去）分化、再分化？
愈伤组织的细胞有什么特点？
如何控制细胞的脱分化与去分化？
（阅读32-33页第一段解决下列问题）
二、植物组织培养的基本过程
植物组织培养的基本过程
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。
人参的愈伤组织
菠萝的愈伤组织
愈伤组织
（脱分化）
根或芽等器官
（三）影响植物组织培养的因素
1、材料（外植体）的选取
（1）不同植物的组织培养难度不同
什么样的植物容易进行组织培养？
（2）同一种植物的不同组织培养难度不同
什么样的组织容易进行组织培养？
容易进行无性生殖的植物，如烟草、胡萝卜
幼龄、保存时间短的组织
菊花的组织培养一般选用何种材料？
未开花植物的茎上部新萌生的侧枝
（三）影响植物组织培养的因素
2、培养基的配制
常用的一种培养基为___________
其主要成分包括：
______元素：C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S
______元素：B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co
__________
：甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等
___________
：生长素、细胞分裂素、赤霉素等
MS培养基
大量
微量
有机物
植物激素
旁栏思考：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？
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，同时能够维持培养基的渗透压；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。
2、培养基的配制(MS培养基)
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，无机盐混合物包括植物生长必须的大量元素和微量元素两大类。
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。
_______________、_______________以及___________等，都会影响实验结果。
（三）影响植物组织培养的因素
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______，但_________
先使用细胞分裂素，后使用生长素
细胞既分裂又分化
同时使用
___________提高
3、不同植物激素使用顺序和使用量
生长素
细胞分裂素
植物激素的浓度
使用的先后顺序
用量的比例
①不同植物激素使用顺序
细胞分裂
细胞不分化
分化频率
（三）影响植物组织培养的因素
②不同植物激素使用量
生长素用量比细胞分裂素用量，比值高时，有利于_________抑制_________；比值低时，有利于_________抑制________；比值适中时，促进_________________。
根的分化
芽的形成
芽的分化
根的形成
愈伤组织的形成
（三）影响植物组织培养的因素
4、环境因素：
不同的植物对各种条件的要求往往______。
如进行菊花的组织培养，一般将
pH控制在__________左右；
温度控制在__________
；
并且每天用日光灯照射_____
。
不同
5.8
18～22
℃
12h
（二）影响植物组织培养的因素
5、消毒
在培养的整个过程中，都需要是一个无菌环境。
植物组织培养用的培养基，含有植物生长发育所需要的各种营养物质，这些营养物质同样为细菌等微小的生物提供了适合的营养。在这种培养基上，细菌等微小的生物比植物细胞具有更强的新陈代谢能力，它们比植物细胞生长、繁殖得更快，而且它们会产生毒素，使培养的植物细胞很快中毒死亡。因此，植物组织培养要想取得成功，必须有效地防止细菌等的污染，保证培养材料、培养基、培养用具完全无菌。为了达到这一要求，就要在植物组织培养过程中进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作。
3、植物组织培养过程:
离体组织或细胞
植物体
脱分化
细胞分裂素≈生长素
愈伤组织
芽
根
细胞分裂素>生长素
细胞分裂素<生长素
再分化
植物细胞培养
不需要光?
需要光
在培养过程中，是脱分化、再分化的过程，随着芽和根的形成，就具有了自养的能力，是由细胞到一个个体的演变过程
培养过程中为什么需要进行光照？
思
考
制备MS固体培养基
外植体消毒
接种
培
养
栽
培
四、实验操作
移
栽
流水冲洗—无菌纸吸干—70%酒精—无菌水冲洗—无菌纸吸干—0.1%氯化汞—无菌水冲洗至少三次之上
（哪6步？）
1、配制各种母液（大量元素、微量元素各浓缩多少倍？用量较小的有机物呢？）
2、配制培养基（菊花组培是否添加植物激素？）
3、灭菌（哪种灭菌方法？）
注意接种时的各种无菌操作。
将菊花茎段插入培养基时特别应注意什么？
最好在哪儿培养？温度？光照？定期消毒？
直接移栽到土壤中吗？
不是。对外植体进行表面消毒时，既要考虑到消毒效果，又要考虑到植物的耐受能力。
在外植体消毒过程中，是不是强度越大越好，为什么？
思
考
1
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。
在整个操作过程中，是如何来实现无菌环境的？
1、培养基的灭菌（高压蒸汽灭菌）
2、外植体的消毒（酒精、氯化汞）
3、接种的无菌操作（酒精、酒精灯——灼烧）
4、无菌箱中的培养；
5、移栽到消过毒的环境中生存一段时间。
练习
1.答：植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗性差，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。而培养物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。
2.答：外植体的生理状态是成功进行组织培养的重要条件之一。生长旺盛的嫩枝生理状况好，容易诱导脱分化和再分化。
(1)、培育无病毒植株
(2)、
培养紫草愈伤组织,提取紫草素（治疗烫伤和割伤的药物以及染料和化妆品的原料）
(4)、基因工程中亦需用到植物组织培养的方法
植物组织培养的应用：
(3)、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.
　　同常规的无性繁殖方法相比，组织培养快速繁殖法主要具有以下优点：
（1）快速。
采用常规的方法如分株法，一棵花卉一年一般只能生产几株或几十株，但用组织培养的方法则每年可以繁殖出几万甚至数百万的小植株。
（2）周年生产。花卉组织培养快速繁殖是在实验室中进行，因条件可控，所以不受季节限制，可以全年进行连续生产。而常规的无性繁殖则受季节限制，只能在花卉生长季节进行繁殖。
（3）经济效益高。花卉组织培养快速繁殖所需要的空间小，在一个200平方米的培养室内一年可生产试管苗上百万株。如按每株1元计算，每年产值上百万元。
（4）以组织培养繁殖的种苗与母株有著相同的遗传基因。所以使用这项技术可让优良的品种不断地延续。
组织培养与常规繁殖相比优点众多
1.下列那组符合菊花组织培养的基本步骤（
）
A．制备MS培养基→
外植体消毒→
接种→
培养→
移栽→
栽培
B．制备MS培养基→
外植体消毒→
接种→
培养→
栽培→
移栽
C．制备MS培养基→
外植体消毒→
接种→
栽培→
培养→
移栽
D．制备MS培养基→
外植体消毒→
接种→
移栽→
培养→
栽培
练
习
2.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
A
C
3．某同学在做菊花组织培养时，操作完成了
3-4天后，观察同一温室中的外植体，发现有的瓶内外植体正常生长，有的瓶内外植体已经死亡，你认为死亡的原因不可能的是（
）
A．培养条件，比如pH、温度等不适宜
B．接种时外植体未灭菌
C．接种工具消毒后未冷却就接种外植体
D．将菊花茎段倒插入培养基中
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培养基需提供大量无机营养
A
D
5．在植物组织培养过程中，愈伤组织的形成和形态发生是十分关键的一步。而这除需要必备的营养和一些刺激因素外，还需要起诱导作用的物质，其中包括
（
）
A．铜、锌等微量元素
B．细胞分裂素和生长素
C．蔗糖和葡萄糖
D．维生素和氨基酸
6．当先使用细胞分裂素，后使用生长素时，实验结果：（
）
A．有利于细胞分裂，但细胞不分化
B．细胞既分裂又分化
C．分化频率高
D．有利分化，但不分裂
B
B