專題三 課題1 菊花的組織培養(yǎng).ppt

1、專題三 植物的組織培養(yǎng)技術(shù),課題1 菊花的組織培養(yǎng),1.說明植物組織培養(yǎng)的基本原理。 2學(xué)習(xí)制備植物組織培養(yǎng)基的基本技術(shù)。 3進(jìn)行菊花或其他植物的組織培養(yǎng)。,課前自主學(xué)案,知識(shí)速覽,一、植物組織培養(yǎng)的基本過程 1細(xì)胞具有全能性。生物體的每一個(gè)細(xì)胞都含有該物種所特有的全套 ，都有發(fā)育成為完整個(gè)體所必需的全部基因。 2植物的個(gè)體發(fā)育過程中，細(xì)胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上都會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)定性的 ，形成這些差異的過程叫做細(xì)胞分化。,基礎(chǔ)梳理,遺傳物質(zhì),差異,3離體的植物組織或細(xì)胞，在培養(yǎng)了一段時(shí)間后，通過細(xì)胞分裂形成 ，其特點(diǎn)是細(xì)胞排列疏松而無規(guī)則，是一種高度液泡化呈無定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞。這種由高度分化的植物

2、組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過程，稱為植物細(xì)胞的脫分化。愈傷組織重新分化成根、芽等器官，這個(gè)過程叫 。 4植物的組織或細(xì)胞離體狀態(tài)時(shí)，在一定的營養(yǎng)物質(zhì)、 和其它外界條件的作用下就可能表現(xiàn)出全能性，發(fā)育成完整植株。離體的植物組織或細(xì)胞叫做 。,愈傷組織,再分化,激素,外植體,二、影響植物組織培養(yǎng)的因素 1不同植物組織或同一植物組織的不同部分，培養(yǎng)的難易程度不同，菊花的組織培養(yǎng)，一般選擇 的莖上部新萌生的側(cè)枝。 2植物組織培養(yǎng)需要適宜的培養(yǎng)基，常用的是MS培養(yǎng)基，在配制好的培養(yǎng)基中，常常添加 和 兩種激素，菊花莖段的培養(yǎng)比較容易，一般不必添加植物激素。,未開花植株,生長素,細(xì)胞分裂素,三、實(shí)驗(yàn)操作過程

3、 1植物組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)操作步驟：制備MS固體培養(yǎng)基 接種培養(yǎng)移栽。 2制備MS固體培養(yǎng)基可分為配制 和配制培養(yǎng)基及滅菌，滅菌的方法是高壓蒸汽滅菌。外植體要先用70%的酒精消毒，再用 消毒，最后用無菌水清洗。,外植體消毒,各種母液,0.1%氯,化汞,1植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是() A給予適宜的營養(yǎng)和外界條件 B導(dǎo)入其他植物細(xì)胞的基因 C脫離母體后，給予適宜的營養(yǎng)和外界條件 D將成熟植物的細(xì)胞核移到去核的卵細(xì)胞中 解析：選C。本題考查了對植物組織培養(yǎng)的原理理解的能力。植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)是細(xì)胞的全能性，而全能性表達(dá)的條件是脫離母體后，給予適宜的營養(yǎng)和外界條件，脫離母體的組織細(xì)胞就會(huì)脫離母

4、體的調(diào)控機(jī)制，這是全能性表現(xiàn)的前提，適宜,自測自評,的營養(yǎng)和外界條件為全能性的表現(xiàn)提供了物質(zhì)保證。總之，解決植物組織培養(yǎng)問題，可從兩方面入手：(1)理論基礎(chǔ)是細(xì)胞的全能性；,2用高度分化的植物器官、組織或細(xì)胞進(jìn)行組織培養(yǎng)可以形成愈傷組織，下列敘述錯(cuò)誤的是() A該愈傷組織是細(xì)胞經(jīng)過脫分化和分裂形成的 B該愈傷組織的細(xì)胞沒有全能性 C該愈傷組織是由排列疏松的薄壁細(xì)胞組成的 D該愈傷組織可以形成具有生根發(fā)芽能力的胚狀體結(jié)構(gòu),解析：選B。植物組織培養(yǎng)的原理是植物細(xì)胞的全能性。植物細(xì)胞只有脫離了植物體，在一定的外部因素的作用下，經(jīng)細(xì)胞脫分化，分裂形成愈傷組織，再由愈傷組織細(xì)胞發(fā)育、分化形成新的植物體，

5、才能表現(xiàn)出全能性。,3關(guān)于制備MS固體培養(yǎng)基的過程，有誤的是(多選)() A在使用提前配制的母液時(shí)，可直接用移液管從母液中取 B配制母液時(shí)，無機(jī)物中大量元素濃縮10倍，微量元素濃縮100倍 C配制培養(yǎng)基時(shí)，瓊脂要及早加熱熔化 DMS培養(yǎng)基的pH要求不太嚴(yán)格，可控制在57之間,解析：選AD。在使用提前配制的母液時(shí)，應(yīng)在量取各種母液之前輕輕搖動(dòng)盛放的瓶子，如發(fā)現(xiàn)瓶中有沉淀、懸浮物或被微生物污染，立即淘汰，重新配制。MS培養(yǎng)基的pH直接影響到植物對離子的吸收，過酸或過堿都對植物材料生長影響很大，所以pH應(yīng)嚴(yán)格控制在5.8。,4某同學(xué)在進(jìn)行組織培養(yǎng)過程中發(fā)現(xiàn)只分裂而不分化出芽和根，可能原因是() A未

6、見陽光 B培養(yǎng)時(shí)間不夠 C培養(yǎng)基營養(yǎng)過多 D細(xì)胞分裂素和生長素配比不對 解析：選D。植物組織培養(yǎng)的過程中，激素的種類和比例直接影響培養(yǎng)的細(xì)胞的分裂、脫分化和再分化的過程。此類題目的解題突破點(diǎn)是理解植物組織培養(yǎng)的各個(gè)階段植物組織發(fā)生的變化，以及影響這些變化的因素是什么。,5為提高玉米產(chǎn)量，科學(xué)家在育種和栽培中進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)研究。下圖是科學(xué)家關(guān)于玉米培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)過程，請回答： (1)選取玉米幼苗莖尖進(jìn)行脫分化處理，是因?yàn)開。,(2)表示_，它能被再次培養(yǎng)成為幼苗的根本原因是_。 (3)若想制作人工種子，應(yīng)選用_，若利用此項(xiàng)技術(shù)來獲取細(xì)胞的代謝產(chǎn)物，培養(yǎng)將進(jìn)行到_。(填編號(hào)),解析：莖尖細(xì)胞是具有旺盛分

7、裂能力的細(xì)胞，更容易通過培養(yǎng)表達(dá)出全能性，同時(shí)由于細(xì)胞剛剛分裂產(chǎn)生，還沒有被病毒或細(xì)菌感染，可以直接培養(yǎng)出無病毒植株。植物組織培養(yǎng)的原理是細(xì)胞具有全能性。在人工種子的制作中，必須培養(yǎng)到具有根、芽分化的胚狀體方可進(jìn)行，而要獲取細(xì)胞代謝產(chǎn)物則應(yīng)在愈傷組織階段。 答案：(1)莖尖細(xì)胞分裂旺盛且沒有被病毒或細(xì)菌感染 (2)愈傷組織植物細(xì)胞具有全能性 (3),課堂互動(dòng)探究,要點(diǎn)歸納,1選材 不同的植物組織，培養(yǎng)的難易程度差別很大，煙草和胡蘿卜的組織培養(yǎng)較為容易，而枸杞愈傷組織的芽誘導(dǎo)就比較難。對于同一種植物材料，材料的年齡、保存時(shí)間的長短等也會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。菊花的組織培養(yǎng)，一般選擇未開花植株的莖上部新萌

8、生的側(cè)枝。,2培養(yǎng)基 植物組織培養(yǎng)常使用MS培養(yǎng)基，其主要成分包括：大量元素，如N、P、K、Ca、Mg、S；微量元素，如B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co；有機(jī)物，如甘氨酸、煙酸、肌醇、維生素以及蔗糖等。通常還需要添加植物激素。,3植物激素 啟動(dòng)細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素是生長素和細(xì)胞分裂素。兩者的濃度、使用的先后順序以及用量的比例等，都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 4其他因素 進(jìn)行菊花組織培養(yǎng)，一般將pH控制在5.8左右，溫度控制在1822 ，并且每日用日光燈照射12 h。,1制備MS固體培養(yǎng)基 MS培養(yǎng)基含有20多種營養(yǎng)成分，實(shí)驗(yàn)室一般使用4 保存的配制好的培養(yǎng)基母液來制備。配制母液

9、時(shí)，大量元素濃縮10倍，微量元素濃縮100倍，激素類、維生素類以及用量較小的有機(jī)物一般按1 mg/mL的質(zhì)量濃度單獨(dú)配制成母液。使用時(shí)，根據(jù)濃縮比例計(jì)算用量，加水稀釋，再調(diào)節(jié)pH。由于菊花莖段的組織培養(yǎng)比較容易，因此，不必添加植物激素。分裝好的培養(yǎng)基連同其他器械一起進(jìn)行高壓蒸汽滅菌。,2外植體消毒 選取菊花生長旺盛的嫩枝莖段，用流水沖洗后加少許洗衣粉，刷洗后在流水下沖洗20 min左右。用無菌吸水紙吸干外植體表面的水分，再用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精消毒67 s，取出后用無菌水沖洗，再次用無菌吸水紙吸干，放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的氯化汞溶液中泡12 min，取出后，在無菌水中沖洗至少3次。,3接種

10、工作臺(tái)要用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精擦拭，所有接種操作都必須在酒精燈旁進(jìn)行。器械每次使用后，都要用火焰灼燒滅菌。將菊花莖段插入時(shí)應(yīng)注意插入方向，不能倒插。 4培養(yǎng) 錐形瓶要放在無菌箱中培養(yǎng)，溫度控制在1822 ，并且每日用日光燈照12 h。,5移栽 移栽前，先打開培養(yǎng)瓶的封口膜，讓試管苗在培養(yǎng)間生長幾日，然后用流水沖洗根部的培養(yǎng)基，移植到消過毒的固體基質(zhì)(如蛭石、珍珠巖等)中生活一段時(shí)間，等幼苗長壯后再移栽到土壤中。 6栽培 移栽后要適時(shí)澆水、施肥，直至開花。,1你能說出各種營養(yǎng)物質(zhì)的作用嗎？同專題2中微生物培養(yǎng)基的配方相比，MS培養(yǎng)基的配方有哪些明顯的不同？ 答案：微量元素和大量元素提供植物細(xì)胞

11、生活所必需的無機(jī)鹽；蔗糖提供碳源，同時(shí)能夠維持細(xì)胞的滲透壓；甘氨酸、維生素等物質(zhì)主要是為了滿足離體植物細(xì)胞在正常代謝途徑受到一定影響后所產(chǎn)生的特殊營養(yǎng)需求。微生物培養(yǎng)基以有機(jī)營養(yǎng)為主。與微生物的培養(yǎng)不同，MS培養(yǎng)基則需提供大量無機(jī)營養(yǎng)，無機(jī)鹽混合物包括植物生長必需的大量元素和微量元素兩大類。,2你打算做幾個(gè)重復(fù)組？你打算設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)嗎？ 答案：可以通過分組做不同的材料或配方，最后分別匯報(bào)成果。但每種材料或配方至少要做一組以上的重復(fù)。設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)可以取用一個(gè)經(jīng)過滅菌的裝有培養(yǎng)基的錐形瓶，與接種操作后的錐形瓶一同培養(yǎng)，用以說明培養(yǎng)基制作合格，沒有被雜菌污染。,美國科學(xué)家斯圖爾德將胡蘿卜韌皮部的一些

12、細(xì)胞放進(jìn)培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)，最終發(fā)育成完整的新植株。如圖是細(xì)胞培養(yǎng)形成胡蘿卜植株的示意圖，請據(jù)圖回答：,考題例析,(1)過程由細(xì)胞團(tuán)形成胚狀體要經(jīng)過和的過程。 (2)過程、在生物技術(shù)中稱為_。 (3)生長發(fā)育離不開細(xì)胞的分裂和分化。在新陳代謝基礎(chǔ)上的個(gè)體發(fā)育過程中，細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)起著重要作用。,從代謝方面看，生物體的生長是的結(jié)果。 根據(jù)所給的生物學(xué)名詞進(jìn)行類推： 細(xì)胞分化：細(xì)胞產(chǎn)生穩(wěn)定性差異的過程。 細(xì)胞脫分化：_。 植物體內(nèi)由同一受精卵發(fā)育而來的葉肉細(xì)胞和導(dǎo)管細(xì)胞，它們的形態(tài)和功能有極大的差異，其根本原因是_。,【解析】本題考查了對植物組織培養(yǎng)過程和原理的理解。細(xì)胞團(tuán)是指離體的植物

13、細(xì)胞脫分化形成的愈傷組織，由細(xì)胞團(tuán)形成胚狀體是愈傷組織再分化形成根、芽的過程，此過程必定伴隨著細(xì)胞的分裂和分化。過程就是離體的植物組織或細(xì)胞培養(yǎng)成植物體的過程，應(yīng)用的是植物組織培養(yǎng)技術(shù)。對一個(gè)植物體來說，只有同化作用大于異化作用，也就是合成自身的物質(zhì)多于分解自身的物質(zhì)，才表現(xiàn)出生長現(xiàn)象。因?yàn)槎嗉?xì)胞生物體的每一個(gè)細(xì)胞都是由受精卵有絲分裂而來的，所以每一個(gè)細(xì)胞中都含有相同的遺傳物質(zhì)。而生物細(xì)胞能分化為不同的形態(tài)結(jié)構(gòu)，是因?yàn)檫z傳物質(zhì)進(jìn)行選擇性表達(dá)的結(jié)果。而脫分化就是已經(jīng)高度分化的細(xì)胞恢復(fù)分裂能力的過程。 【答案】(1)細(xì)胞分裂細(xì)胞分化,(2)植物組織培養(yǎng)技術(shù) (3)同化作用超過異化作用已分化的細(xì)胞恢

14、復(fù)分裂能力的過程在不同的細(xì)胞中基因進(jìn)行了選擇性表達(dá) 【歸納總結(jié)】植物組織培養(yǎng)的原理是細(xì)胞具有全能性，但全能性的表現(xiàn)必須在離體條件下才能實(shí)現(xiàn)。 愈傷組織的培養(yǎng)可獲得代謝產(chǎn)物；胚狀體外包裹一層含有營養(yǎng)物質(zhì)并具有保護(hù)功能的外膜后，可形成在適宜條件下能夠發(fā)育成完整植株的小顆粒，即人工種子。,(2009年高考上海卷)回答下列有關(guān)植物組織培養(yǎng)的問題。 (1)用于植物組織培養(yǎng)的植物材料稱為_。 (2)組織培養(yǎng)中的細(xì)胞，從分化狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槲捶只癄顟B(tài)的過程稱為 _。 (3)在再分化階段所用的培養(yǎng)基中，含有植物激素X和植物激素Y，逐漸改變培養(yǎng)基中這兩種植物激素的濃度比，未分化細(xì)胞群的變化情況如圖所示，據(jù)圖指出兩種激

15、素的不同濃度比與形成芽、根、愈傷組織的關(guān)系：,當(dāng)植物激素X與植物激素Y的濃度比等于1時(shí)，_； _。,_。 (4)若植物激素Y是生長素，在植物組織培養(yǎng)中其主要作用是；則植物激素X的名稱是。 (5)生產(chǎn)上用試管苗保留植物的優(yōu)良性狀，其原因是。,【解析】本題主要考查植物組織培養(yǎng)的相關(guān)知識(shí)。 (1)用于植物組織培養(yǎng)的材料叫外植體。 (2)植物組織培養(yǎng)的核心過程是脫分化與再分化，脫分化指由分化狀態(tài)變?yōu)槲捶只癄顟B(tài)，再分化指由未分化狀態(tài)變?yōu)榉只癄顟B(tài)。 (3)仔細(xì)分析所給示意圖，可知植物激素X與植物激素Y濃度比為l時(shí)，利于愈傷組織的形成，大于l時(shí)利于細(xì)胞群分化出芽，小于1時(shí)利于細(xì)胞群分化出根。,(4)生長素在植物組織培養(yǎng)中主要作用是促進(jìn)細(xì)胞生長、分裂和分化，植物組織培養(yǎng)過程中除需要生長素外還需細(xì)胞分裂素，二者共同起作用。 (5)植物組織培養(yǎng)是一種無性繁殖技術(shù)，利于保持親本的優(yōu)良性狀。 【答案】(1)外植體(2)去分化(脫分化) (3)未分化細(xì)胞群經(jīng)分裂形成愈傷組織 當(dāng)植物激素X與植物激素Y的濃度比大于1時(shí)，未分化細(xì)胞群分化形成芽,當(dāng)植物激素X與植物激素Y的濃度比小于1時(shí)，未分化細(xì)胞群分化形成根 (4)促進(jìn)細(xì)胞的生長(伸長)、分裂和分化細(xì)胞分裂素 (5)組