生物選修一專題三課題一菊花的組織培養(yǎng)課件第一頁，共四十七頁，2022年，8月28日學(xué)習目標知識與技能：1、熟悉植物組織培養(yǎng)的基本過程,了解影響植物組織培養(yǎng)的各種因素2、理解細胞分化的概念及離體植物細胞的脫分化和再分化3、歸納MS培養(yǎng)基的配制方法，并設(shè)計表格比較微生物培養(yǎng)基與MS培養(yǎng)基的配方的異同。第二頁，共四十七頁，2022年，8月28日學(xué)習目標過程與方法：掌握培養(yǎng)基制備、外植體消毒、接種、培養(yǎng)、移栽以及栽培等基本操作技術(shù)。情感、態(tài)度與價值觀：1、通過聯(lián)系農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際，培養(yǎng)學(xué)生活學(xué)活用，理論聯(lián)系實際的能力。2、通過閱讀植物組織培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展史，課下查閱植物組織培養(yǎng)技術(shù)在生產(chǎn)實踐中應(yīng)用的資料，關(guān)注學(xué)生科學(xué)態(tài)度的教育，拓展學(xué)生視野，感受科學(xué)技術(shù)在生產(chǎn)實踐中的重要價值。第三頁，共四十七頁，2022年，8月28日一、導(dǎo)入科學(xué)研究表明，當植物細胞脫離了原來所在植物體的器官或組織而處于離體狀態(tài)時，在一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件的作用下，就可能表現(xiàn)出全能性，發(fā)育成完整的植株。那么是如何進行植物組織培養(yǎng)的呢?第四頁，共四十七頁，2022年，8月28日二、基礎(chǔ)知識1、植物的組織培養(yǎng)（1）細胞的分化①概念：在個體發(fā)育中，相同細胞的后代在形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程.②過程：如：受精卵增殖、生長、分化形成組織、器官、系統(tǒng).第五頁，共四十七頁，2022年，8月28日③特點：B.穩(wěn)定性：C.全能性：A.持久性：是一種持久性的變化，它發(fā)生在生物體的整個生命過程中,在胚胎期達到最大限度.細胞分化是穩(wěn)定的，一般是不可逆轉(zhuǎn)的.已分化的細胞，仍具有發(fā)育的潛能.第六頁，共四十七頁，2022年，8月28日⑤原因：基因在特定的時間和空間條件下的選擇性表達的結(jié)果.④結(jié)果：形成不同的細胞和組織（2）細胞的全能性①定義：生物體的細胞具有使后代細胞形成完整個體的潛能的特性.②原理：生物體的每一個細胞都包含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成為完整個體所必需的全部基因.第七頁，共四十七頁，2022年，8月28日高度特化的動物細胞，從整個細胞來說，全能性受到限制。但它的細胞核仍然保持著全能性，這是因為細胞核內(nèi)含有該物種遺傳性所需要的遺傳物質(zhì).已分化的植物細胞，仍具有全能性.③實例受精卵>生殖細胞>體細胞④全能性的比較:第八頁，共四十七頁，2022年，8月28日第九頁，共四十七頁，2022年，8月28日（3）植物組織培養(yǎng)細胞離體①必要條件：一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件②原理:細胞的全能性③相關(guān)概念:在人工培養(yǎng)基上，離體培養(yǎng)植物的器官、組織、細胞和原生質(zhì)體，并使其生長、增殖、分化以及再生植株的技術(shù)。第十頁，共四十七頁，2022年，8月28日B.脫分化：由高度分化的植物器官、組織或細胞產(chǎn)生愈傷組織的過程，又稱去分化。C.再分化：脫分化產(chǎn)生的愈傷組織在培養(yǎng)過程中重新分化根或芽等器官的過程D.愈傷組織:細胞排列疏松而無規(guī)則,是高度液泡化的、成無定形狀態(tài)的薄壁細胞.A.外植體：從活植物體上切下進行培養(yǎng)的那部分細胞、組織或器官.第十一頁，共四十七頁，2022年，8月28日人參的愈傷組織第十二頁，共四十七頁，2022年，8月28日菠蘿的愈傷組織第十三頁，共四十七頁，2022年，8月28日第十四頁，共四十七頁，2022年，8月28日第十五頁，共四十七頁，2022年，8月28日2、影響植物組織培養(yǎng)的因素（1）植物材料的選擇煙草和胡蘿卜的組織培養(yǎng)較為容易枸杞愈傷組織的芽誘導(dǎo)比較難同一植物材料的年齡、保存時間的長短會影響實驗結(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生的側(cè)枝第十六頁，共四十七頁，2022年，8月28日第十七頁，共四十七頁，2022年，8月28日（2）離體的植物組織和細胞對營養(yǎng)、環(huán)境等條件的要求相對特殊，需配置不同的培養(yǎng)基MS培養(yǎng)基主要成分包括：A、大量元素:N、P、S、K、Ca、Mg等B、微量元素:B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co等C、有機物、植物激素第十八頁，共四十七頁，2022年，8月28日MS固體培養(yǎng)基成分及比例第十九頁，共四十七頁，2022年，8月28日討論：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：微量元素和大量元素提供植物細胞生活所必需的無機鹽；蔗糖提供碳源，同時能夠維持培養(yǎng)基的滲透壓；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營養(yǎng)，無機鹽混合物包括植物生長必須的大量元素和微量元素兩大類。第二十頁，共四十七頁，2022年，8月28日①常用的植物激素：生長素、細胞分裂素和赤霉素生長素類：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）細胞分裂素類：激動素（KT）、6－芐基嘌呤（6－BA）、玉米素（ZT）赤霉素類：赤霉酸（GA3）（3）植物激素的影響第二十一頁，共四十七頁，2022年，8月28日②生長素和細胞分裂素作用植物中生長素和細胞分裂素是啟動細胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素。在生長素存在的情況下，細胞分裂素的作用呈現(xiàn)加強的趨勢。使用順序?qū)嶒灲Y(jié)果先使用生長素，后使用細胞分裂素有利于細胞分裂，但不利分化先使用細胞分裂素后使用生長素細胞既分裂也分化同時使用分化頻率高第二十二頁，共四十七頁，2022年，8月28日生長素細胞分裂素：>有利于根的分化生長素細胞分裂素：<有利于芽的分化，抑制根的分化生長素細胞分裂素：＝促進愈傷組織生長③生長素和細胞分裂素同時使用，用量的比例對植物細胞發(fā)育方向的影響（4）pH、溫度、光照pH控制在5.8左右，溫度控制在18－22。C,每日用日光燈照射12h.第二十三頁，共四十七頁，2022年，8月28日3、植物組織培養(yǎng)過程:離體組織或細胞植物體脫分化細胞分裂素≈生長素愈傷組織芽根細胞分裂素>生長素細胞分裂素<生長素再分化植物細胞培養(yǎng)不需要光?需要光第二十四頁，共四十七頁，2022年，8月28日三、實驗操作（一）制備MS固體培養(yǎng)基MS培養(yǎng)基包括20多種營養(yǎng)成分，實驗室一般使用4。C保存配制好的培養(yǎng)基母液來制備.1、配置各種母液第二十五頁，共四十七頁，2022年，8月28日①無機物中大量元素濃縮10倍，微量元素濃縮100倍，常溫保存.②激素類、維生素類以及用量較小的有機物一般可按1mg/ml的質(zhì)量濃度單獨配制成母液.③用母液配制培養(yǎng)基時，需要根據(jù)各種母液的濃縮倍數(shù)，計算用量.第二十六頁，共四十七頁，2022年，8月28日2、配置培養(yǎng)基分裝到錐形瓶中，每瓶分裝50ml或100ml.①配制培養(yǎng)液②調(diào)PH③培養(yǎng)基的分裝由于菊花的莖段的組織培養(yǎng)比較容易，因此不必添加植物激素.第二十七頁，共四十七頁，2022年，8月28日3、滅菌分裝好的培養(yǎng)基連同其他器械一起進行高壓蒸汽滅菌.1、選材：菊花莖段，取生長旺盛的嫩枝.（二）外植體消毒2、消毒①流水沖洗菊花莖段用流水沖洗后可少許洗衣粉，用軟刷輕輕刷洗，刷洗后在流水下沖洗20min左右.第二十八頁，共四十七頁，2022年，8月28日②酒精處理用無菌吸水紙吸干外植體表面的水分，放入體積分數(shù)為70％的酒精中搖動2－3次，持續(xù)6－7s，立即將外植體取出，在無菌水中清洗.③消毒液處理取出后用無菌吸水紙吸干外植體表面的水分，放入質(zhì)量分數(shù)為0.1％的氯化汞溶液中1－2min，取出后在無菌水中至少清洗3次，漂凈消毒液.第二十九頁，共四十七頁，2022年，8月28日（三）接種污染的主要來源是空氣中的細菌和孢子，接種室消毒是至關(guān)重要的。用70％的酒精噴霧使空氣消毒，酒精或新潔爾滅搽洗工作臺并用紫外線照射20分鐘1、接種室消毒2、無菌操作要求操作要在酒精燈火焰旁完成，每次使用器械后，都需要用火焰灼燒滅菌，接種后立即蓋好瓶蓋。3、材料的切取和接種第三十頁，共四十七頁，2022年，8月28日第三十一頁，共四十七頁，2022年，8月28日4、接種注意事項①每接種一塊外植體前，鑷子需放入體積分數(shù)為75％的酒精溶液中消毒一次，然后在酒精燈火焰上燒一遍，冷卻后再接種.②外植體在培養(yǎng)基中要分布均勻，放置外植體數(shù)量根據(jù)錐形瓶的大小確定，一般胡蘿卜3－4塊，菊的莖或葉6－8塊，也不要太少，以充分利用培養(yǎng)基中的營養(yǎng)成分和光照條件.③插入時應(yīng)注意方向，不要倒插。莖段、莖尖基部插入培養(yǎng)基利于吸收水分和養(yǎng)分.第三十二頁，共四十七頁，2022年，8月28日思考：你打算做幾組重復(fù)？你打算設(shè)置對照實驗嗎？答：每種材料或配方至少要做一組以上的重復(fù)。設(shè)置對照實驗可以取用一個經(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。第三十三頁，共四十七頁，2022年，8月28日（四）培養(yǎng)1、愈傷組織的培養(yǎng)從接種外植體到出現(xiàn)愈傷組織需經(jīng)過2周時間。2周之內(nèi)可以看到外植體上逐漸長出乳白色或黃白色的瘤狀愈傷組織。首次培養(yǎng)愈傷組織時，恒溫箱的門應(yīng)該關(guān)閉不必見光，因為在無光條件下愈傷組織長的更快。2周后，培養(yǎng)基成分接近耗盡，必須更換培養(yǎng)基，進行繼代培養(yǎng).第三十四頁，共四十七頁，2022年，8月28日繼代培養(yǎng)所用的培養(yǎng)基與培養(yǎng)愈傷組織的相同，在嚴格的無菌條件下，將愈傷組織連同原來的外植體一起移到新培養(yǎng)基上。愈傷組織的繼代培養(yǎng)一代為20d。如果延長時間，培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)減少，外植體會分泌有毒物質(zhì)，造成自身中毒。如果愈傷組織長到直徑為1－1.5cm時，就可以進行試管苗培養(yǎng)，否則還需進行第二代繼代培養(yǎng).2、愈傷組織的繼代培養(yǎng)在愈傷組織繼代培養(yǎng)期間，將恒溫箱的門打開，讓愈傷組織見光，愈傷組織見光后顏色可以轉(zhuǎn)為綠色.第三十五頁，共四十七頁，2022年，8月28日3、試管苗的培養(yǎng)當愈傷組織長到一定大小后，可以更換培養(yǎng)基，進行試管苗的見光培養(yǎng).（五）移栽移栽生根的菊花試管苗之前，應(yīng)先打開培養(yǎng)瓶的封口膜，讓試管苗在培養(yǎng)間生長幾日.1、打開封口膜2、清洗轉(zhuǎn)移用流水清洗根部的培養(yǎng)基，將幼苗移植到消過毒的蛭石或珍珠巖等環(huán)境下生活一段時間.第三十六頁，共四十七頁，2022年，8月28日（六）栽培3、移栽珍珠巖：固體基質(zhì)型，含水量高、蓄水性強、透性好，適合栽培.幼苗長壯后，移栽到土壤中.幼苗移栽后，每天觀察并記錄幼苗的生長情況，適時澆水、施肥，直至開花.第三十七頁，共四十七頁，2022年，8月28日第三十八頁，共四十七頁，2022年，8月28日四、課題延伸1、一般來說，容易進行無性繁殖的植物，也容易進行組織培養(yǎng).2、實例：蘆薈、豆瓣綠、秋海棠、月季.第三十九頁，共四十七頁，2022年，8月28日思考：1.在植物組織培養(yǎng)過程中，為什么要進行一系列的消毒、滅菌，并且要求無菌操作。植物組織培養(yǎng)所利用的植物材料體積小、抗性差，對培養(yǎng)條件的要求較高。用于植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基同樣適合于某些微生物的生長，如一些細菌、真菌等的生長。而培養(yǎng)物一旦受到微生物的污染，就會導(dǎo)致實驗前功盡棄，因此要進行嚴格的無菌操作。第四十頁，共四十七頁，2022年，8月28日思考：2.在選取菊花莖段是，為什么要選取生長旺盛的嫩枝？外植體的生理狀態(tài)是成功進行組織培養(yǎng)的重要條件之一。生長旺盛的嫩枝生理狀況好，容易誘導(dǎo)脫分化和再分化。第四十一頁，共四十七頁，2022年，8月28日課堂總結(jié)菊花組織培養(yǎng)基礎(chǔ)知識實驗操作植物體的組織培養(yǎng)影響組織培養(yǎng)的因素細胞分化細胞全能性組織培養(yǎng)過程營養(yǎng)激素環(huán)境條件MS固體培養(yǎng)基制備外植體消毒接種培養(yǎng)移栽栽培第四十二頁，共四十七頁，2022年，8月28日1．下列四個選項中，肯定沒有采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)的一項是（B）

A．花藥離體培養(yǎng)得到單倍體植株

B．秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗得到多倍體植株

C．基因工程培育的抗棉鈴蟲的棉花植株

D．細胞工程培育“番茄－馬鈴薯”雜種植株課堂練習第四十三頁，共四十七頁，2022年，8月28日2．在