1、第1课时菊花的组织培养1.说明植物组织培养的基本原理,知道植物组织培养的基本过程。2.理解细胞分化的概念及离体植物细胞的脱分化和再分化。3.了解影响植物组织培养的各种因素。4.联系农业生产实际,举例说明植物组织培养在生产实践中的应用价值。一、植物组织培养的基本过程1.在植物个体发育过程中,细胞在形态、结构和生理功能上产生稳定性差异的过程,称为细胞分化。2.植物组织培养的原理是植物细胞的全能性。3.离体的植物组织或细胞愈伤组织根、芽试管苗完整的植物体。4.在植物组织培养过程中,往往需要使用植物激素,人为地控制细胞的脱分化与再分化。二、影响植物组织培养的因素1.不同植物组织或同一植物的不同部分,培
2、养的难易程度差别很大。菊花的组织培养,一般选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝。2.离体的植物组织和细胞的培养常用MS培养基。其中,大量元素有N、P、K、Ca、Mg、S;微量元素有B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co;有机物有甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素,以及蔗糖等。另外,通常还要添加植物激素。3.启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素是生长素和细胞分裂素。4.进行菊花组织培养,一般将pH控制在5.8左右,温度控制在1822 ,每天用日光灯照射12 h。三、实验操作1.制备MS固体培养基:可分为配制各种母液、配制培养基、灭菌三个步骤。其中,灭菌常用的方法是高压蒸汽灭菌。2.外植体消毒:将外
3、植体用流水冲净后,先用体积分数为70%的酒精消毒,再用无菌水清洗,然后用质量分数为0.1%的氯化汞溶液消毒,最后再用无菌水清洗。3.接种:所有的接种操作始终在点燃的酒精灯旁进行,且接种工具需要灭菌。将外植体插入培养基时应注意方向,不要倒插,每瓶接种68块外植体。4.培养:接种后的锥形瓶应该放在无菌箱中培养,并定期进行消毒,保持适宜的温度和光照。5.移栽:移栽前应先让试管苗在培养间生长几日。然后用流水清洗根部的培养基,将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境下生活一段时间,进行壮苗。最后进行露天栽培。1.细胞分化是一种持久性的变化,它有什么生理意义?2.在外植体消毒过程中,是不是强度越大越好,为什
4、么?3.外植体在培养过程中可能会被污染,你认为造成污染的原因有哪些?知识点一:植物组织培养的基本过程1.植物组织培养的原理是植物细胞全能性,请思考:(1)植物细胞全能性的含义是什么?(2)高度分化的植物细胞全能性表达需要哪些条件?(3)举例说明植物细胞全能性的高低。2.植物组织培养技术的特点有哪些?3.生长素与细胞分裂素对组织培养有重要影响,尝试完成表中内容。使用方法实验结果使用顺序先使用生长素,后使用细胞分裂素有利于,但细胞先使用细胞分裂素,后使用生长素细胞同时使用频率提高使用比例促进愈伤组织的生长生长素细胞分裂素有利于根的形成生长素细胞分裂素有利于芽的形成知识点二:“菊花的组织培养”的操作
5、下图表示“菊花的组织培养”操作流程图,请根据流程图回答下列问题:制备MS固体培养基外植体消毒接种培养移栽栽培1.配制MS固体培养基分哪几个步骤?配制后的培养基应如何灭菌?2.应选择怎样的外植体?如何对外植体进行消毒?3.接种的关键是做好无菌操作,如何做好这方面的工作?有哪些注意事项?4.生根苗移栽的技术关键是什么?例1下图是植物组织培养的简略示意图。请据图回答:(1)组织培养的过程按正确顺序排列为(用字母表示)。(2)外植体发育成一个完整个体需经过和两个过程。(3)从理论上讲,植物细胞有形成再生植株的可能性,这是的表现。例2无菌技术是植物组织培养能否获得成功的关键,以下说法正确的是()。植物组
6、织培养所利用的植物材料体积小、抗性差,对无菌操作的要求非常严格对培养材料可用高压蒸汽灭菌对培养材料进行表面灭菌时,一方面要考虑药剂的消毒效果,另一方面还要考虑植物材料的耐受能力不同药剂、不同植物材料甚至不同器官要区别对待A.B.C.D.1.下列关于植物组织培养的叙述中,正确的是()。A.为了提供营养和调节渗透压,培养基中应添加葡萄糖B.培养液中的生长素和细胞分裂素会影响愈伤组织的生长和分化C.器官、组织的细胞在不离体的情况下必须通过脱分化才能形成愈伤组织D.同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织的基因是相同的2.在菊花的组织培养操作完成了34 d后,观察同一温室中的外植体,发现有
7、的瓶内外植体正常生长,有的瓶内外植体死亡,你认为外植体死亡的原因不可能是()。A.接种时培养基灭菌不彻底B.接种工具灼烧后未待冷却就接种外植体C.愈伤组织形成初期没有给予充足的光照D.培养过程中保持温度、pH的适宜,但没有及时调整各种营养物质、激素的比例3.下列实例中能体现细胞全能性的是()。用悬浮培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株植物用种子繁殖后代用烟草花粉培育出了可育的完整植株A.B.C.D.4.胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作,接入试管后,在一定的条件下,形成试管苗的培育过程(如下图),请回答下列问题:(1)要促进细胞分裂、生长,培养基中应有营养物质和激素。营养物质包括和小分子有机物,
8、激素包括细胞分裂素和两类植物激素。(2)此过程依据的原理是。A和B阶段主要进行的分裂方式是,B阶段除了细胞分裂外,还进行细胞等。(3)此过程要无菌操作,主要是指对进行灭菌消毒。B阶段需要光照,原因是。(4)试管苗的根细胞没有叶绿素,而叶的叶肉细胞具有叶绿素,这是基因的结果。参考答案第3单元植物的组织培养技术第1课时菊花的组织培养知识体系梳理形态、结构和生理功能稳定性差异全能性愈伤组织根、芽植物激素差别很大未开花植株N、P、K、Ca、Mg、SB、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co植物激素生长素和细胞分裂素5.81822 高压蒸汽灭菌氯化汞倒插无菌箱适宜的温度和光照露天栽培基础学习交流1.使多
9、细胞生物体中细胞结构和功能趋向专门化,有利于提高各种生理功能的效率。2.不是。对外植体进行表面消毒时,既要考虑到药剂的消毒效果,又要考虑到植物的耐受力。3.外植体消毒不彻底;培养基灭菌不彻底;接种中被杂菌污染;锥形瓶密封性差等。重点难点探究知识点一:植物组织培养的基本过程1.(1)植物细胞全能性是指高度分化的植物细胞,仍然具有发育成完整植株的潜能。(2)高度分化的植物细胞全能性表达的条件包括:离体条件;无菌操作(防止杂菌污染);适宜物质的诱导和调节(激素主要是生长素、细胞分裂素等);种类齐全、比例适合的营养物质;温度、酸碱度、光照等条件的控制。(3)植物细胞全能性大小不同:受精卵生殖细胞体细胞
10、;体细胞中,幼嫩组织细胞(芽尖)成熟组织细胞。2.植物组织培养技术的特点:(1)培养条件可以人为控制,便于稳定地进行培养和生产。(2)生长周期短,繁殖率高。往往2030 d为一个周期。(3)成本低廉,且能及时提供规格一致的优质种苗或脱病毒种苗。(4)管理方便,利于工厂化生产和自动化控制。3.细胞分裂不分化既分裂,又分化分化比例适中知识点二:“菊花的组织培养”的操作1.配制MS培养基的步骤:配制培养液调节pH培养基的分装。分装好的培养基连同其他器械一起进行高压蒸汽灭菌。2.选择菊花茎段应取生长旺盛的嫩枝。消毒的措施有(1)流水冲洗20 min,(2)70%酒精处理67 s,(3)无菌水中清洗,(
11、4)放入质量分数为0.1%的氯化汞溶液中12 min,(5)在无菌水中清洗3次。3.(1)接种室消毒:污染的主要来源是空气中的细菌和孢子,接种室消毒是至关重要的。用体积分数为70%的酒精喷雾对空气消毒,用酒精擦拭工作台并用紫外线照射20 min。(2)操作要在酒精灯火焰旁完成,每次使用器械后,都需要用火焰灼烧灭菌,接种后立即盖好瓶盖。需要注意:(1)每接种一块外植体前,镊子需放入体积分数为70%的酒精中消毒一次,然后在酒精灯火焰上烧一遍,冷却后再接种。(2)外植体在培养基中要分布均匀,放置外植体的数量根据锥形瓶的大小确定,一般胡萝卜34块,菊花的茎68块,也不要太少,以便充分利用培养基中的营养
12、成分和光照条件。(3)插入时应注意方向,不要倒插。茎段、茎尖基部插入培养基利于吸收水分和养分。4.生根苗移栽的技术关键:既要充分清洗根系表面的培养基,又不能伤及根系。一般先使用无土栽培的方法,培养基要提前消毒,苗长壮后再移植到土壤中去。可通过统计成活率来衡量移栽水平。思维拓展应用例1(1)BDCA(2)脱分化再分化(3)细胞全能性【解析】植物组织培养的基本过程:外植体愈伤组织形成根和芽。根据图中的植物发育情况可以看出顺序为BDCA。植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。例2C【解析】无菌操作是植物培养技术的关键,如果灭菌不好就会导致整个培养工作的失败。对于整个操作过程中凡是和植物组织接触的
13、材料、用具和试剂都要进行灭菌或消毒,但不同的用具、材料要用不同的方法进行灭菌,如培养基的灭菌要用高压蒸汽灭菌法,而植物组织要用消毒液进行灭菌而不能用高压灭菌。基础智能检测1.B2.C3.B全新视角拓展4.(1)无机物生长素(2)植物细胞的全能性有丝分裂分化(3)培养基芽发育成叶,叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件(4)选择性表达【解析】植物组织培养是用离体的植物组织、器官或细胞接种到经消毒灭菌的培养基中,培养基含有供组织细胞生长发育所需要的无机物和小分子有机物,还有启动细胞分裂、脱分化和再分化的细胞分裂素和生长素。由外植体发育到试管苗的过程中,脱分化阶段细胞进行有丝分裂,再分化阶段愈伤组织经细胞有丝分裂和分化形成试管苗,这一阶段需要光照,原因是叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照。