1、第二節(jié)植物組織培養(yǎng)技術(shù),學(xué)習(xí)導(dǎo)航 1.理解植物組織培養(yǎng)的原理。(重點) 2明確植物組織培養(yǎng)的一般過程。(重難點),無菌,離體,愈傷組織,全能性,完整基因組,完整植株,已經(jīng)分化,愈傷組織,愈傷組織,1為什么科學(xué)家利用胡蘿卜的韌皮部細(xì)胞就可以培育出完整的胡蘿卜植株？ 提示：原因是植物的每個細(xì)胞都具有全能性。,想一想,二、植物組織培養(yǎng)技術(shù)的操作流程(以天竺葵的組織培養(yǎng)為例) 1.準(zhǔn)備：實驗器材和藥品。 2.配制：配制MS基本培養(yǎng)基。分別向MS基本培養(yǎng)基中添加所需的激素，配制誘導(dǎo)愈傷組織形成的培養(yǎng)基、分化芽的培養(yǎng)基、_的培養(yǎng)基，攪拌均勻，并調(diào)節(jié)pH。,生根,3.滅菌 4.取材與接種 (1)取天竺葵幼嫩

2、的葉，流水沖凈后，吸去表面水分，浸沒在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的_或質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的NaClO溶液中515 min，用無菌水沖洗46次，消毒并切成約0.5 cm2的小 塊。,漂白粉,(2)接種于已經(jīng)配制好的誘導(dǎo)_形成的培養(yǎng)基上，做好標(biāo)記放在適宜條件下培養(yǎng)。 5.觀察與記錄 每天觀察_的生長情況，并記錄其變化情況。 6.轉(zhuǎn)接幼苗：愈傷組織分化芽的培養(yǎng)基幼芽_的培養(yǎng)基煉苗移栽。,愈傷組織,外殖體,生根,2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？ 提示：避免雜菌在上面迅速生長消耗營養(yǎng)，且有些雜菌會危害培養(yǎng)物的生長。,想一想,三、植物激素對植物組織培養(yǎng)的影響 _是啟動細(xì)胞分裂、

3、脫分化、再分化的關(guān)鍵激素。 1.生長素用量比細(xì)胞分裂素用量多時，有利于_而對芽的形成有抑制作用。 2.生長素用量比細(xì)胞分裂素用量少時，有利于_而抑制根的形成。 3.生長素用量與細(xì)胞分裂素用量相當(dāng)時，則促進_的生長。,生長素、細(xì)胞分裂素,根的分化,芽的分化,愈傷組織,1(1)在植物組織培養(yǎng)過程中，一般要添加生長素和細(xì)胞分裂素等激素。() (2)當(dāng)生長素的用量比細(xì)胞分裂素用量的比值高時有利于愈傷組織組織的形成。() (3)植物能夠進行光合作用，故光照是植物組織培養(yǎng)過程中的必要條件。() (4)植物激素的使用順序?qū)χ参锝M織培養(yǎng)沒有影響。(),判一判,四、植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用 1._ 優(yōu)良植物株系。 2

4、.培育農(nóng)作物_。 3.保存和運輸種質(zhì)。 4.培育_植株。,快速繁殖,新品種,無病毒,2(1)利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)能培養(yǎng)抗病毒植 株。() (2)單倍體育種利用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)。() (3)植物組織培養(yǎng)不改變原植物的基因型。(),判一判,1.細(xì)胞的全能性 (1)概念：生物體的細(xì)胞具有使后代細(xì)胞形成完整個體的潛能。,(2)基礎(chǔ)：生物體的每一個細(xì)胞都含有本物種的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成完整個體所必需的全套基因。 (3)生物體內(nèi)細(xì)胞沒有表現(xiàn)出全能性，是由于基因在特定的時間和空間條件下選擇性表達，形成不同的組織和器官的結(jié)果。 (4)植物細(xì)胞全能性大小的比較： 受精卵生殖細(xì)胞體細(xì)胞。 體細(xì)胞中：幼嫩組織

5、細(xì)胞(芽尖)成熟組織細(xì)胞。,2.植物細(xì)胞全能性實現(xiàn)的條件 (1)離體狀態(tài)； (2)提供種類齊全、比例適合的營養(yǎng)物質(zhì)； (3)提供激素(細(xì)胞分裂素和生長素)； (4)無菌操作(防止雜菌污染)； (5)提供其他適宜條件(如溫度、酸堿度、光照 等)。,3.植物組織培養(yǎng)的基本過程,特別提醒 植物組織培養(yǎng)中脫分化和再分化的比較：,植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是 () A導(dǎo)入其他植物細(xì)胞的基因 B將成熟的細(xì)胞核移植到去核的卵細(xì)胞中 C用適當(dāng)濃度的秋水仙素處理 D脫離母體后，給予適宜的營養(yǎng)和適宜的溫度等外界條件,【思路點撥】本題最關(guān)鍵的是掌握植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的前提條件是離體。 【解析】植物細(xì)胞只有脫離

6、了植物體，在一定的外部因素作用下，經(jīng)過細(xì)胞分裂形成愈傷組織，才能表現(xiàn)出全能性，由愈傷組織發(fā)育、分化出新的植物體。 【答案】D,1.下列實例中能體現(xiàn)細(xì)胞全能性的是() 用懸浮培養(yǎng)的胡蘿卜單個細(xì)胞培養(yǎng)成了可育的植株 植物用種子繁殖后代 用煙草的單個組織培養(yǎng)出了可育的完整植株 AB C D,變式訓(xùn)練,解析：選B。細(xì)胞全能性是指已經(jīng)分化的細(xì)胞仍然具有發(fā)育成完整植株的潛能。其中和都是屬于由分化的細(xì)胞經(jīng)過培養(yǎng)形成可育的植株，體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性。植物的種子是具有胚芽、胚軸、胚根等完整個體雛形的生殖器官，由其發(fā)育成后代不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性。,(2012南京高二質(zhì)檢)回答下列有關(guān)植物組織培養(yǎng)的問題。 (1)用于

7、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，_； _； _。 (4)生產(chǎn)上用試管苗保留植物的優(yōu)良性狀，其原因是_。,【思路點撥】本題主要考查植物組織培養(yǎng)的相關(guān)知識，解答本題需從以下角度分析： 了解植物組織培養(yǎng)的一般過程。 理解植物激素在植物組織培養(yǎng)中的作用。 明確植物組織培養(yǎng)的作用。,【解析】(1)用于植物組

8、織培養(yǎng)的材料叫外殖體。 (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1時，利于愈傷組織的形成，大于1時利于細(xì)胞群分化出芽，小于1時利于細(xì)胞群分化出根。 (4)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)外殖體 (2)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，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，未分化細(xì)胞群分化形成根 (4)組織培養(yǎng)形成試管苗的過程屬于無性繁殖，后

9、代不發(fā)生性狀分離,變式訓(xùn)練 2.下列關(guān)于影響植物組織培養(yǎng)的因素，說法正確的是() A不同植物組織培養(yǎng)的難易程度不同，同一種植物材料培養(yǎng)的難易程度相同 B在植物組織培養(yǎng)中，培養(yǎng)基中必須添加植物激素 C植物激素中生長素和細(xì)胞分裂素的作用是互相獨立的,DpH、溫度、光照條件等對植物組織培養(yǎng)也特別重要 解析：選D。同一種植物材料隨年齡、保存時間的不同，培養(yǎng)的難易程度不同；有些植物組織培養(yǎng)不需要添加植物激素；植物激素中生長素和細(xì)胞分裂素的作用是互相影響的。,(2012渭河高二檢測)右圖是植物組織培養(yǎng)的簡略表示圖。請據(jù)圖回答： (1)把組織培養(yǎng)的過程按正確順序排列_(用字母表示)。,(2)外殖體發(fā)育成一個

10、完整個體需經(jīng)過_和_兩個過程。 (3)若B中為胡蘿卜根尖細(xì)胞，則培養(yǎng)成的新植株的葉片的顏色是_，這說明根尖細(xì)胞_。 (4)從理論上講，植物細(xì)胞有形成再生植株的可能性，這是_的表現(xiàn)。,【解析】本題考查植物組織培養(yǎng)技術(shù)。(1)取離體的植物組織或器官置于適宜的條件下，誘導(dǎo)形成愈傷組織、叢芽和完整植株，正確的組織培養(yǎng)順序是BDCA。(2)外殖體發(fā)育成一個完整的個體需經(jīng)過脫分化和再分化兩個重要的過程。(3)由胡蘿卜的根尖細(xì)胞培養(yǎng)成的完整植株的葉片含有綠色，因為在植物的根尖細(xì)胞中攜帶著一套來自受精卵的完整基因組，含有控制葉片綠色性狀的基因。(4)植物組織培養(yǎng)依據(jù)的是植物細(xì)胞的全能性。,【答案】(1)BDC

11、A (2)脫分化再分化 (3)綠色含有控制葉片綠色性狀的基因 (4)細(xì)胞全能性,變式訓(xùn)練 3.用于植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)液和用于無土栽培的營養(yǎng)液相比，以下說法不正確的是() A都必須含植物必需的礦質(zhì)元素 B都必須含有少量的有機物 C不都需要含有植物激素 D濃度都必須小于細(xì)胞液的濃度,解析：選B。無土栽培的幼苗一開始就能進行光合作用，并且自身能夠合成植物激素，所以營養(yǎng)液中不需要加入有機物和激素；而植物組織培養(yǎng)過程中，在分化形成芽之前，細(xì)胞不能進行光合作用，代謝需要的有機物只能從培養(yǎng)基中獲得，所以用于植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)液必須含有少量的有機物和適量植物激素。,【操作與實踐】 1.制備MS固體培養(yǎng)基(過程

12、見教材P2223) 2.外殖體消毒,天竺葵的組織培養(yǎng),植物的莖、葉部分多暴露于空氣中，栽培時受泥土、肥料及雜菌的污染，消毒前要經(jīng)自來水較長時間清洗。取天竺葵的細(xì)嫩的莖洗凈放在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的漂白粉或質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的NaClO溶液中515 min，取出用無菌水沖洗46次，切塊備用。,3.接種 接種時必須在近火焰處打開容器的瓶口，并使瓶傾斜，以免空氣中的微生物落入瓶中，整個接種工作都應(yīng)始終在近火焰處進行，接種完成后，立刻蓋好瓶口。 4.培養(yǎng) (1)愈傷組織的培養(yǎng),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得更快。2周以后，由于培養(yǎng)基中的營養(yǎng)成分已接近耗盡，必須更

13、換培養(yǎng)基，進行繼代培養(yǎng)。 (2)愈傷組織的繼代培養(yǎng) 進行繼代培養(yǎng)所用的培養(yǎng)基和培養(yǎng)愈傷組織所用的培養(yǎng)基相同。在嚴(yán)格的無菌條件下(接種箱內(nèi))將愈傷組織連同原來的外殖體，一起移到新的培養(yǎng)基上。愈傷組織的繼代培養(yǎng)，一代為20 d。,如果延長培養(yǎng)時間，培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)會減少，外殖體也會分泌一些有毒物質(zhì)，造成自身中毒。20 d以后，可以根據(jù)愈傷組織的大小，決定是繼續(xù)進行繼代培養(yǎng)，還是進行試管苗培養(yǎng)。如果愈傷組織長到直徑為11.5 cm時，就可以進行試管苗培養(yǎng)，否則還需要進行第二代繼代培養(yǎng)。在愈傷組織進行繼代培養(yǎng)期間，可以將恒溫箱的門打開，讓愈傷組織見光，愈傷組織見光后，顏色可以轉(zhuǎn)為綠色。,(3)試管苗

14、的培養(yǎng) 當(dāng)愈傷組織長到一定大小后，可以更換培養(yǎng)基，進行試管苗的培養(yǎng)，試管苗的培養(yǎng)分為生芽培養(yǎng)和生根培養(yǎng)。培養(yǎng)一株完整的試管苗，必須先進行生芽培養(yǎng)，然后進行生根培養(yǎng)，如果順序顛 倒，先誘導(dǎo)生根，就不好誘導(dǎo)生芽了。注意，試管苗應(yīng)該進行見光培養(yǎng)。,5.移栽 試管苗一般在高濕、弱光、恒溫下異養(yǎng)生長，出瓶后一定要保溫、保濕。試管苗光合作用能力低，在移栽前給予較強光照閉瓶煉苗，以促進小苗向自養(yǎng)轉(zhuǎn)化。珍珠巖為固體基質(zhì)型，含水量高、蓄水性強、透性好，適合做栽培的基質(zhì)。 6.栽培 將幼苗移栽后，每天觀察并記錄幼苗生長情況，適時澆水、施肥，直到開花。,【問題與探究】 1.在植物組織培養(yǎng)的過程中，為什么要進行一系列

15、的消毒、消毒，并且要求無菌操作？ 【提示】植物組織培養(yǎng)的主要目的是快速繁殖、培養(yǎng)無病毒植株，因此，必須保證培養(yǎng)材料、培養(yǎng)基、培養(yǎng)用具完全無菌，并且無菌操作。,其原因是：a.培養(yǎng)基上的細(xì)菌等微生物比植物具有更強的新陳代謝能力，利用植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基迅速的大量繁殖，它們比植物細(xì)胞生長得更快。b.細(xì)菌等微生物產(chǎn)生毒素，使培養(yǎng)基的植物細(xì)胞很快中毒死亡。因此在植物組織培養(yǎng)過程中要進行一系列消毒滅菌，并且無菌操作。,2.接種34 d觀察外殖體生長情況，據(jù)統(tǒng)計有部分外殖體被污染，分析外殖體被污染的原因？ 【提示】外殖體被污染的原因：培養(yǎng)材料的取材沒有很好地加以選擇，老的材料比幼嫩的材料帶菌多，田間的材料比

16、溫室的生長材料帶菌多；材料消毒不徹底，植物組織只能進行表面消毒，對材料內(nèi)部所帶的細(xì)菌、霉菌等雜菌往往難以對付，可在培養(yǎng)基中添加抗生素解決；,人為污染，如使用未消毒工具或呼吸排出細(xì) 菌，手接觸材料或器皿邊緣，使用過的工作器具未消毒而再繼續(xù)使用，造成交叉污染，接種室空氣污染，使真菌孢子在培養(yǎng)基上繁殖。,3.接種時要注意哪些問題？ 【提示】接種時注意事項：每接種一塊外殖體前，鑷子需放入體積分?jǐn)?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。注意，沾有酒精的鑷子要等到酒精揮發(fā)完后，再放到酒精燈火焰上灼燒；外殖體放入培養(yǎng)基時，必須放平。,每瓶放置外殖體的數(shù)量，應(yīng)該根據(jù)錐形瓶的大小確

17、定，一般放置胡蘿卜34塊，菊的莖或葉68 塊。注意外殖體在培養(yǎng)基中分布均勻，也不要放得太少，以充分利用培養(yǎng)基中的營養(yǎng)成分；插入時應(yīng)注意方向，不要倒插。莖尖、莖段等基部插入培養(yǎng)基，利于吸收水分和養(yǎng)分；接種時的酒精燈火焰不要調(diào)得太高，接種時應(yīng)靠近酒精燈火焰操作，接種的速度要快，接種時嚴(yán)防接種箱內(nèi)著火；接種后應(yīng)及時蓋好瓶蓋，作好標(biāo)記，寫明材料名稱和接種日期。,【例題】下圖是水稻的花藥通過無菌操作，培養(yǎng)花粉產(chǎn)生植株的兩種途徑的示意圖。請據(jù)圖回答下列問題：,(1)C過程指_，B指_。 (2)這兩種途徑之間沒有絕對的界限，主要取決于_。 (3)配制培養(yǎng)基時加瓊脂的目的是_。 (4)組織培養(yǎng)要求無菌操作的原因是_。 (5)要促進花粉細(xì)胞分裂和生長，培養(yǎng)基中應(yīng)有_和_兩類植物激素。,【解析】(1)花藥離體培養(yǎng)過程再分化形成叢芽后需要誘導(dǎo)生根。(2)圖示兩種途徑