人教版选修1高中生物3.1菊花组织培养(39张PPT)

(共39张PPT)
《菊花的组织培养》
植物的组织培养
　　　　是指在人工培养基上，离体培养植物的器官、组织、细胞，并使其生长、增殖、分化以及再生植株的技术。
组织培养：
1、植物组织培养的原理是什么？
植物细胞具有全能性
思考：
一.植物组织培养的基本过程
（一）细胞的全能性
1、定义：
具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞,都具有发育成完整个体的潜能
2、原因：
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（全套基因）
从理论上讲，生物体的任何一个细胞都具有发育成
完整个体的潜能。但是在个体发育中,细胞并不能表现出全能性,而是分化成各种组织和器官。这是因为在特定时间和空间条件下,细胞中的基因会有选择性的转录翻译出各种不同的蛋白质,从而构成生物体不同的组织和器官。
10
个
14
200多种
生物体的每一个体细胞都含有该物种所特有的全套遗传物质（全套基因）
基因的选择性表达
(1)全能性高则分化程度低
全能性最高的是受精卵，还没有分化，个体发育其实就是受精卵不断分裂分化的过程，越往后细胞分化程度越高，体细胞是高度分化的细胞也是全能性最低的细胞。
(2)
全能性的大小
受精卵>生殖细胞(卵细胞、
精子等）>体细胞
植物细胞>动物细胞(动物细胞核具全能性)
3、细胞的全能性与细胞分化程度的关系：
例1、下列有关细胞全能性的含义，正确的是：
A、每个生物体内的所有细胞都具有相同的功能
B、生物体内的任何一个细胞可以完成该个体的全部功能
C、生物体的每一个活细胞都具有发育成完整个体的潜能
D、
生物体的每个细胞都经过产生、分裂、分化、生长、衰老、死亡的全过程
正确答案：
C
例2、在生物体内，细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织、器官，是因为：
正确答案：
A、细胞丧失了全能性
B、基因的表达有选择性
C、不同的细胞内基因不完全相同
B
D、在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生
了变化
科学研究表明，处于离体状态的植物活细胞，在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，就可能表现出全能性，发育成完整的植株。人工条件下实现的这一过程，就是植物组织培养。
（二）
植物组织培养的过程
离体的植物组织或细胞（外植体）
愈伤组织
胚状体
（根，芽）
植物体
脱分化
再分化
外植体:用于离体培养的植物器官或组织片段
(2).愈伤组织：离体的植物器官、组织或细胞通过脱分化形成的疏松而无规则的，高度液泡化的呈无定形状态的,未分化的薄壁细胞
2-3周，愈伤组织开始形成。
(1).脱分化（去分化）：已经分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程。
(已经分化的植物器官、组织或细胞，当受到创伤或进行离体（也受到创伤）培养时，已停止分裂的细胞，又重新恢复分裂，细胞改变原有的分化状态，失去原有结构和功能，成为具有未分化特性的细胞。)
(3).再分化：愈伤组织继续培养，重新分化成根和芽等器官的过程。
3-5周之后，诱导出的新叶片和芽。
(4).胚状体：具有胚根和胚芽的结构
胚状体包裹着人工胚乳和人工种皮可以制成人工种子。
2、影响植物组织培养的因素
营养：矿质元素：大量元素，微量元素
植物激素：细胞分裂素，生长素
环境条件：适宜光照、温度、
PH
外因
内因：
植物种类，同一种植物材料的年龄、保存时间的长短
，
有机物
：蔗糖、氨基酸等
1、外植体的选取
不同植物的组织培养难度不同
同一种植物的不同组织培养难度不同
2、培养基的配制(MS培养基)
大量元素：C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S
微量元素：B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co
有机物：甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等
植物激素：生长素、细胞分裂素等
凝固剂：琼脂
2、高等植物是光能自养型生物，为什么在植物组织培养过程中还需要提供有机物培养基？
1.
同微生物培养基相比，MS培养基的配方有哪些明显的不同？
　　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。
此时的组织或细胞为离体的，细胞所生活的环境为液体有机物营养环境，而不能体现其整个植物体的光能自养。
思
考
植物激素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。植物激素的浓度、使用的先后顺序以及用量的比例等，都会影响实验结果
3、不同植物激素使用顺序和使用量
①按照不同的顺序使用这两类激素，会得到不同的实验结果。
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，但细胞不分化
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
分化率提高
②当同时使用这两类激素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向。
生长素用量比细胞分裂素用量
植物细胞的发育方向
比值高时
有利于根的分化、抑制芽的形成
比值低时
有利于芽的分化、抑制根的形成
比值适中时
促进愈伤组织的生长
生长素　/　细胞分裂素
4、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。
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。
在整个操作过程中，是如何来实现无菌环境的？
5、pH、温度、光照
菊花：
pH=5.8
温度控制在18—22℃
每日光照12h
（三）、植物组织培养的应用：
（1）试管苗的快速繁殖
（2）无病毒植物的培育
（3）提取原料
（4）人工种子
（5）转基因植物的培育
现在已有胡萝卜、芹菜、柑橘、咖啡、棉花、玉米、水稻、橡胶等几十种植物的人工种子试种成功，但由于成本较高，中国尚未应用于生产。
一、制备MS固体培养基
1、配制各种母液。
配制母液时，大量元素浓缩_____，微量元素浓缩
_____
。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。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。
实验操作过程
10倍
100倍
2、配制培养基。
琼脂加水并加热熔化
加入蔗糖
加入各种母液
加蒸馏水定容
调PH
分装
3、灭菌：高压蒸汽灭菌
二、外植体消毒
取菊花嫩枝——加洗衣粉刷洗——流水冲洗—70%酒精消毒—无菌水冲洗—0.1%氯化汞溶液消毒—无菌水冲洗至少三次之上
三、接种
接种前，用体积分数70%的酒精将工作台擦拭，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，都要用火焰灼烧灭菌。将外植体插入培养基中应注意方向，不要倒插，每瓶接种6-8块外植体。
四、培养
接种后的锥形瓶最好放在无菌箱中培养。培养期间定期消毒，温度控制在18-22℃，并且每天用日光灯光照12h
五、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，然后用清水清洗根部的培养基，将幼苗移植到消过毒的蛭石或者珍珠岩等环境下生活一段时间，等幼苗长壮后再移栽到土壤中
六、栽培
每天要观察记录幼苗的生长情况，适时浇水、施肥，直至开花
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。
例1、
植物组织培养形成的愈伤组织进行培养，
又可以分化形成根、芽等器官，这一过程称为：
正确答案：
C
A、脱分化
B、去分化
C、再分化
D、脱分化或去分化
例2、下列不能作为植物组织培养的材料是：
正确答案：
D
A、秋海棠的叶
B、马铃薯的块茎
C、成熟的花粉
D、木质部中的导管细胞
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。
谢
谢
!