2017-2018學年高中生物專題植物的組織培養(yǎng)技術-菊花的組織培養(yǎng)同步備課課件.pptx

1、第8課時菊花的組織培養(yǎng),專題3植物的組織培養(yǎng)技術,學習導航 1.閱讀教材P32“基礎知識”，掌握植物組織培養(yǎng)的基本過程及影響因素。 2.閱讀教材P3435“實驗操作”，掌握植物組織培養(yǎng)的過程及注意事項。 3.結合教材P36“課題延伸”及左側培養(yǎng)基配方，理解植物激素對實驗 結果的影響。 重難點擊 1.熟悉植物組織培養(yǎng)的基本過程。 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，并設計表格比較微生物培養(yǎng)基與MS培 養(yǎng)基的配方的異同。,一、植物組織培養(yǎng)的基本過程和影響因素,當堂檢測,二、進行菊花的組織培養(yǎng),內(nèi)容索引,一、植物組織培養(yǎng)的基本過程和影響因素,基礎梳理

2、,1.原理 理論基礎：細胞的全能性。 (1)概念：已經(jīng) 的細胞，仍然具有發(fā)育成 的潛能。 (2)原因：具有該種生物全套 。 2.植物組織培養(yǎng)的過程 (1)過程 (2)相關概念 外植體：用于 的植物器官或 。,分化,完整個體,遺傳信息,離體培養(yǎng),組織片段,脫分化：又叫去分化，是由 的植物組織或細胞產(chǎn)生_的過程。 再分化： 繼續(xù)培養(yǎng)，重新分化成 等器官的過程。 愈傷組織的特點：細胞排列 而無規(guī)則，是一種高度 的呈無定形狀態(tài)的薄壁細胞。 3.影響植物組織培養(yǎng)的因素 (1)內(nèi)因 不同的植物組織：培養(yǎng)的難易程度差別很大。 同一種植物材料：材料的 、保存時間的 等也會影響實驗結果。 菊花的組織培養(yǎng)：一般選

3、擇 植株的莖上部新萌生的 。,高度分化,愈傷組織,愈傷組織,根或芽,疏松,液泡化,年齡,長短,未開花,側枝,(2)外因,MS,N、P、K、Ca、Mg、S等,維生素,蔗糖,生長素,細胞分裂素,5.8,1822 ,12,問題探究,答案因為高度分化的植物細胞中含有該物種的全套遺傳物質。,1.植物組織培養(yǎng)的理論基礎。 (1)為什么高度分化的植物細胞還具有全能性？,答案離體條件； 充足的營養(yǎng)條件； 恰當?shù)募に胤N類及濃度配比； 適宜的環(huán)境條件； 無菌條件。,(2)高度分化的植物細胞發(fā)育成完整的植株需要哪些條件？,答案,答案植物組織培養(yǎng)的核心環(huán)節(jié)為脫分化和再分化。,2.植物組織培養(yǎng)的一般過程分析。 (1)你

4、認為植物組織培養(yǎng)的核心環(huán)節(jié)是什么？,答案應先誘導生芽，再誘導生根。,(2)你認為菊花的組織培養(yǎng)的再分化應先誘導生芽還是先誘導生根？,答案,答案主要有6個步驟： 制備MS固體培養(yǎng)基； 外植體消毒； 接種； 培養(yǎng)； 移栽； 栽培。,(3)植物組織培養(yǎng)的實驗操作主要有哪幾個步驟？,答案在分瓶前調(diào)節(jié)pH。,(4)在配制培養(yǎng)基的過程中，pH的調(diào)節(jié)是在分瓶前還是分瓶后？,答案,答案應盡量選擇幼嫩的植物組織或器官作為外植體。因為外植體的年齡越小，分化程度越低，組織培養(yǎng)的成功率就越高。,3.外植體的選擇 (1)植物組織培養(yǎng)中應盡量選擇什么樣的材料作為外植體？為什么？,答案植物莖尖分生組織，細胞分裂速度快，其病

5、毒極少，甚至無病毒。,(2)為什么選擇莖尖分生組織可培育出脫毒苗？,答案,歸納總結,植物組織培養(yǎng)的過程分析,拓展應用,1.關于植物組織培養(yǎng)技術的敘述正確的是 A.用于培養(yǎng)的材料不一定需要離體 B.植物可通過光合作用合成有機物，培養(yǎng)基中不需要加入含碳有機物 C.愈傷組織可制造成人工種子 D.脫分化和再分化都需要培養(yǎng)基中生長素和細胞分裂素刺激、誘導,答案,解析,解析用于培養(yǎng)的材料一定需要離體，否則基因選擇性表達形成組織和器官，A項錯誤； 植物組織培養(yǎng)基中需加入含碳有機物，提供碳源和能源，而完整植株才能進行光合作用，B項錯誤； 胚狀體可制成人工種子，C項錯誤； 不同階段的培養(yǎng)基中細胞分裂素和生長素的

6、比例不同，可誘導培養(yǎng)物進行分裂和分化，D項正確。,2.如圖是基因型為AaBb的菊花莖尖離體培養(yǎng)示意圖，據(jù)圖回答下列問題：,(1)圖中A和B分別表示_和_。菊花莖尖培養(yǎng)成植物體的根本原因是_。,解析離體的植物組織或細胞，在培養(yǎng)了一段時間以后，會通過細胞分裂，形成愈傷組織。脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)培養(yǎng)，又可以重新分化成根或芽等器官，這個過程叫做再分化。菊花莖尖能培養(yǎng)成植物體的根本原因是植物細胞具有全能性。,脫分化,再分化,植物細胞具有全能性,答案,解析,(2)菊花的組織培養(yǎng)形成試管苗的過程中，其中應大量供給的元素是_。試管苗形成過程中要給予一定光照，其原因是_。,解析離體的植物組織和細胞，常用MS

7、培養(yǎng)基培養(yǎng)，其主要成分包括：大量元素，如N、P、K、Ca、Mg、S；微量元素，如Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Co、I；有機物以及蔗糖等。在試管苗形成過程中要每日給予日照12 h，其原因是試管苗形成過程中要進行光合作用合成有機物。,N、S、P、K、Ca、Mg,試管苗形成過程中要進行光合作用合成有機物,答案,解析,(3)脫分化是指_ _。脫分化和再分化這兩個過程的進行，除必要的溫度、光照和氧氣等外界條件外，還要保證_，否則植物組織培養(yǎng)就不能成功。,解析脫分化和再分化這兩個過程的進行除必要的溫度、光照和氧氣等外界條件外，還要保證無菌，原因是雜菌產(chǎn)生的毒素等物質會影響或阻礙植物組織脫分化形成愈傷

8、組織或再分化為根和芽，且雜菌的繁殖能力很強，會與植物組織爭奪培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質，使植物得不到營養(yǎng)，同時雜菌還會侵染植株，使之受到傷害。,高度分化的植物組織或細胞，通過離體培養(yǎng)產(chǎn)生愈傷組織,無菌,答案,解析,的過程,(4)這樣培養(yǎng)成的試管苗的基因型為_。,解析由于植物組織培養(yǎng)過程中細胞進行有絲分裂，所以培養(yǎng)成的試管苗的基因型為AaBb。,AaBb,答案,解析,植物組織培養(yǎng)的兩點誤區(qū)警示 (1)細胞全能性表達的理解 細胞全能性的表達是由單個細胞發(fā)育成完整個體，發(fā)育的終點是完整個體，若發(fā)育為某個器官或組織不屬于細胞全能性的表達。 細胞全能性的大小是自然條件下的，在適宜外界條件下，植物的體細胞培養(yǎng)比生

9、殖細胞的培養(yǎng)更容易。 (2)對愈傷組織特點的理解：愈傷組織的細胞是一種高度液泡化的呈無定形狀態(tài)的薄壁細胞，具有旺盛的分裂能力，無中央大液泡。,二、進行菊花的組織培養(yǎng),基礎梳理,1.制備MS固體培養(yǎng)基 (1)配制各種母液。 濃縮倍數(shù) (2)配制培養(yǎng)基：向稱好的瓊脂中加入蒸餾水加熱使瓊脂熔化加入 和配制好的各種母液加蒸餾水定容調(diào)節(jié) 分裝。 (3)滅菌： 法。,10,100,蔗糖,pH,高壓蒸汽滅菌,2.外植體消毒 (1)方法：用流水沖凈吸干表面水分體積分數(shù)為 的酒精消毒無菌水清洗吸干表面水分質量分數(shù)為0.1%的 消毒無菌水清洗。 (2)原則：既要考慮藥劑的消毒效果，又要考慮植物的耐受能力。 3.接

10、種 (1)前期準備：用體積分數(shù)為70%的酒精對工作臺消毒，點燃酒精燈。 (2)接種操作：外植體 上端朝上插入培養(yǎng)基中，每瓶接種68塊外植體。 (3)注意事項：接種操作必須在 旁進行，器械使用后_ 滅菌。,70%,氯化汞溶液,形態(tài)學,酒精燈火焰,用火焰,灼燒,4.培養(yǎng) 培養(yǎng)過程應該放在 中進行，并定期進行 ，保持適宜的 和 。 5.移栽 移栽前應先打開培養(yǎng)瓶的 ，讓試管苗在培養(yǎng)間生長幾日，然后用流水清洗根部的培養(yǎng)基。最后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，等幼苗長壯后再移栽到 中。 6.栽培 將幼苗移栽后，每天觀察并記錄幼苗 情況，適時澆水、施肥，直到 。,無菌箱,消毒,溫度,

11、光照,封口膜,土壤,生長,開花,問題探究,1.營養(yǎng)物質對組織培養(yǎng)的作用 (1)探討MS培養(yǎng)基中各種營養(yǎng)物質的作用 大量元素和微量元素： 。 蔗糖： 。 甘氨酸、維生素等有機物：_ 。,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,提供植物細胞生活所必需的無機鹽,提供碳源，同時能夠維持細胞的滲透壓,答案通常植物體本身進行光合作用產(chǎn)生糖類，不需要外部供給糖，但植物組織培養(yǎng)利用的是離體組織或細胞，在其脫分化過程中不能進行光合作用合成糖類，因此必須在培養(yǎng)基中添加糖類，作為碳源和能源物質，同時維持培養(yǎng)基的滲透壓。,(2)植物是自養(yǎng)生物，為什么用于植物組織培養(yǎng)的MS培養(yǎng)基中需

12、要加入有機物作為碳源？,答案微生物培養(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需的大量元素和微量元素兩大類。,(3)同微生物培養(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,2.植物激素在植物組織培養(yǎng)中的作用 (1)試說出植物激素在植物組織培養(yǎng)中的作用,促進細胞的伸長，促進愈傷組織和根的形成,促進細胞的分裂，促進芽的分化和形成,(2)生長素和細胞分裂素使用順序及比例對植物組織培養(yǎng)的影響 按照不同的順序使用這兩類激素，實驗結果不同,細胞既分裂也分化,分化頻率提高,當同時使用這兩類激素時，兩者用量的比值不同，植物細胞的發(fā)育方向不同,

13、有利于芽的分化，抑制根的形成,有利于愈傷組織的形成,3.植物組織培養(yǎng)中的無菌技術 在植物組織培養(yǎng)過程中是如何實現(xiàn)無菌操作的？ (1)對于培養(yǎng)基： 。 (2)對于外植體：_ 。,用酒精和氯化汞溶液消毒，放到無菌箱中培養(yǎng)，移栽到消過毒的環(huán)境中生活一段時間,用高壓蒸汽滅菌法滅菌,拓展應用,3.生物工程的研究成果已經(jīng)廣泛應用于各個領域，目前科學家利用植物的莖尖和葉片、莖段等，在無菌條件下，培養(yǎng)在玻璃器皿中人工配制的培養(yǎng)基上，使之發(fā)育成完整的植株。下圖是運用該技術培養(yǎng)蘭花植株的示意圖。下列關于這種生物工程技術的敘述，錯誤的是,A.這種技術叫做植物組織培養(yǎng)， 可以克隆生物體 B.過程的單細胞細胞質豐富，液

14、泡小而細胞核大 C.用此方法克隆植物要盡量選擇優(yōu)良、細胞全能性表達不充分的材料 D.這種技術可與基因工程、航天工程結合培育高產(chǎn)、優(yōu)質的作物品種,答案,解析,問題導析,問題導析(1)植物組織培養(yǎng)過程中，細胞中的遺傳物質一般 (填“會”或“不會”)發(fā)生改變，所以該項技術屬于一種克隆技術。 (2)通過基因工程將目的基因導入植物細胞后，必須采用 技術將植物細胞培養(yǎng)成植株。,答案,返回上頁,植物組織培養(yǎng),不會,返回上頁,解析過程的單細胞細胞質豐富，液泡小而細胞核大，這是胚性細胞(類似胚胎細胞)的特征，在適宜的培養(yǎng)基中，這種單細胞可發(fā)育成胚狀體。要獲得植物克隆的成功，要盡量選擇優(yōu)良、細胞全能性表達充分的材

15、料。隨著科技的發(fā)展，植物組織培養(yǎng)可與基因工程、航天工程結合培育高產(chǎn)、優(yōu)質的作物品種。,4.植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中加有植物激素。下表是培養(yǎng)基中兩種植物激素在不同比例時的實驗結果(其中6BA是細胞分裂素，IAA是生長素)。請分析完成下列問題：,(1)促進愈傷組織產(chǎn)生的條件是_，愈傷組織生長的條件是_。,必須有細胞分裂素,解析由表中實驗1和實驗3的數(shù)據(jù)顯示，促進愈傷組織產(chǎn)生的條件是必須有細胞分裂素，愈傷組織生長的條件是細胞分裂素與生長素含量相等。,細胞分裂素與生長素含量相等,答案,解析,(2)芽的分化條件是_，根的分化條件是_。,細胞分裂素的含量大于生長素的含量,生長素的含量大于細胞分裂素的含量,解

16、析由實驗2和4可知，細胞分裂素的含量大于生長素的含量，促進芽的分化，生長素的含量大于細胞分裂素的含量促進根的分化。,(3)在植物組織培養(yǎng)中，脫分化可用的激素組合是實驗_和實驗_中的激素濃度關系，再分化時可用的激素組合是實驗_和實驗_中的激素濃度關系。整個實驗表明，植物的生根、發(fā)芽等生命活動是_ _的結果。,1,解析表中1、3組激素的使用利于愈傷組織的形成與生長，即為脫分化。2、4組激素的使用利于根或芽的分化，即為再分化。,3,答案,解析,2,4,多種激素共,同作用,(4)植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中，除激素外，還必須含有_，它的成分至少應該含有_、_等。,營養(yǎng)物質,解析植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中，除激素

17、外，還必須含有營養(yǎng)物質，它的成分至少應該含有礦質元素、有機物等。,礦質元素,答案,解析,(5)判斷愈傷組織是否產(chǎn)生的依據(jù)是看是否產(chǎn)生了_ _的細胞。,排列疏松而無規(guī)則、高度,液泡化的呈無定形狀態(tài),解析愈傷組織是一種分化程度較低的細胞，是排列疏松而無規(guī)則、高度液泡化的呈無定形狀態(tài)的薄壁細胞。,有機物,課堂小結,全能性,脫分化,再分化,植物激素,MS固體,消毒,接種,當堂檢測,2,3,4,5,1,1.影響植物組織培養(yǎng)的因素包括 培養(yǎng)基的配制外植體的選取激素的使用消毒溫度、pH、光照 A. B. C. D.,答案,解析植物組織培養(yǎng)過程受多種外界因素的影響，其中包括溫度、光照、pH等，而培養(yǎng)基的成分、

18、外植體的選取和消毒是否嚴格等也影響組織培養(yǎng)。,解析,2.下面為植物組織培養(yǎng)過程圖解，以下相關敘述錯誤的是,解析在植物脫分化的b過程中，利用植物生長素、細胞分裂素等植物激素可以誘導植物細胞脫分化，因此在此過程中植物激素發(fā)揮重要作用。,A.b過程發(fā)生了脫分化，在此過程中植物激素不發(fā)揮作用 B.c過程發(fā)生了再分化，是愈傷組織重新分化成根或芽等器官的過程 C.d過程是在胚狀結構外包裹人工胚乳和人工種皮制成人工種子 D.人工種子可以解決有些作物品種繁殖能力差、結子困難或發(fā)芽率低等問題,2,3,4,1,5,答案,解析,3.下列哪組符合菊花組織培養(yǎng)的基本步驟 A.制備MS固體培養(yǎng)基外植體消毒接種培養(yǎng)移栽栽培 B.制備MS固體培養(yǎng)基外植體消毒接種培養(yǎng)栽培移栽 C.制備MS固體培養(yǎng)基外植體消毒接種栽培培養(yǎng)移栽 D.制備MS固體培養(yǎng)基外植體消毒接種移栽培養(yǎng)栽培,2,3,4,1,5,答案,解析移栽是指將培養(yǎng)基上培養(yǎng)的幼苗長壯后移栽到土壤中，栽培是對移栽后的幼苗進行精細管理培養(yǎng)的過程，應先移栽后栽培。,解析,4.1958年，美國科學家斯圖爾德應用植物組織培養(yǎng)技術，將二倍體胡蘿卜韌皮部的一些細胞進行離體培養(yǎng)，最終發(fā)育成完整的新植株。下列關于這一科學事實的敘述中，錯誤的是 該實驗證明了植物細胞具有全能性此種生殖產(chǎn)生的后代有廣泛的變