高中生物 专题3课题1菊花的组织培养课件3 新人教版选修1.ppt

通过必修课的学习 我们已经了解到大多数绿色开花植物是通过种子来繁殖的 那么有没有不用种子来培育植物的呢 组织培养 营养繁殖 扦插嫁接压条 专题3 植物组织培养技术 一 基础知识 1 植物的组织培养 指植物的离体部分 包括任何器官 组织 细胞或原生质体 在人工控制的培养基及环境条件 温度及光照 下 得以生长和分化成完整植株的一种无菌培养技术 又称 植物离体培养 2 植物组织培养的原理 细胞的全能性 定义 生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能的特性 原因 生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质 都有发育成为完整个体所必需的全部基因 受精卵 生殖细胞 体细胞 全能性的比较 植物细胞 动物细胞 分化程度低的 分化程度高的 2 植物组织培养的条件 细胞离体 必要条件 一定的营养物质 激素和其他外界条件 未离体的细胞的全能性不能表达 只能发生定向的分化 植物组织培养过程示意图 上面的示意图中还有什么地方不够完善的 没有进行灭菌处理 试管也没有做密封等 3 植物组织培养的过程 离体的植物器官 组织 细胞 脱分化 愈伤组织 再分化 根芽 植物体 细胞的分化 概念 在个体发育中 相同细胞的后代在形态 结构 生理功能上发生稳定性差异的过程 原因 基因的选择性表达 结果 形成不同的细胞和组织 有关概念 特点 2 稳定性 3 不可逆性 1 持久性 是一种持久性的变化 它发生在生物体的整个生命过程中 在胚胎期达到最大限度 分化过程中 遗传物质是不变的 稳定的 一旦细胞沿一定方向分化 便不会在回到原先的状态 脱分化 由高度分化的植物组织或是细胞产生愈伤组织的过程 又叫去分化 再分化 脱分化产生的愈伤组织继续进行培养 又可以重新分化成根或芽等器官 外植体 由活体植物体上提取下来的 接种在培养基上的无菌细胞 组织 器官等 人参的愈伤组织 菠萝的愈伤组织 愈伤组织 细胞排列疏松而无规则 是高度液泡化的 成无定形状态的薄壁细胞 细胞分化 脱分化 去分化 再分化三者的关系 b 二 影响植物组织培养的因素 1 材料的选择 不同的植物组织 培养的难易程度差别很大 同一种植物材料 材料的年龄 保存时间的长短等也会影响实验结果 菊花的组织培养 选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝 烟草和胡萝卜的组织培养较为容易 ms培养基 ms培养基是目前使用最普遍的培养基 其具有较高的无机盐浓度 能够保证组织生长所需的矿质营养还能加速愈伤组织的生长 由于配方中的离子浓度高 在配制 贮存和消毒等过程中 即使有些成分略有出入 也不会影响离子间的平衡 ms固体培养基可用于诱导愈伤组织 也可用于胚 茎段 茎尖及花药的培养 其液体培养基用于细胞悬浮培养时能获得明显的成功 ms培养基的无机养分的数量和比例比较合适 足以满足植物细胞在营养上和生理上的需要 2 适宜的培养基 ms固体培养基成分及比例 ms培养基主要成分包括 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 有机物 甘氨酸 烟酸 肌醇 维生素以及蔗糖等 d 加植物激素 答 微量元素和大量元素提供植物细胞生活所必需的无机盐 蔗糖提供碳源 同时能够维持细胞的渗透压 甘氨酸 维生素等物质主要是为了满足离体植物细胞在正常代谢途径受到一定影响后所产生的特殊营养需求 微生物培养基以有机营养为主 与微生物的培养不同 ms培养基则需提供大量无机营养 无机盐混合物包括植物生长必须的大量元素和微量元素两大类 主要区别是ms培养基一般含植物激素 常用的植物激素 生长素 细胞分裂素和赤霉素 生长素类 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 细胞分裂素类 激动素 kt 6 苄基嘌呤 6 ba 玉米素 zt 赤霉素类 赤霉酸 ga3 3 植物激素的影响 植物激素的影响 生长素和细胞分裂素使用顺序和实验结果 思考 以下培养基出现的现象反应了什么问题 生长素 细胞分裂素比值 1 高 有利于根的分化 抑制芽的形成2 适中 促进愈伤组织的生长3 低 有利于芽的分化 抑制根的形成 激素配比模式 生长素与细胞分裂素的比例决定着发育的方向 是愈伤组织 长根还是长芽 除此以外 ph 温度 光照等条件也很重要 ph 5 8左右 温度 18 22摄氏度 每日日光灯照射12h 植物组织培养过程 离体组织或细胞 植物体 细胞分裂素 生长素 愈伤组织 芽 根 细胞分裂素 生长素 细胞分裂素 生长素 植物细胞培养 不需要光 需要光 三 植物组织培养的特点 能保持母本的优良性状 培养条件可以人为控制 生长周期短 繁殖率高 易获得脱毒苗 管理方便 利于工厂化生产和自动化控制 1 培育无病毒植株 2 培养紫草愈伤组织 提取紫草素 治疗烫伤和割伤的药物以及染料和化妆品的原料 4 基因工程中亦需用到植物组织培养的方法 四 植物组织培养的应用 3 制造人工种子 以植物组织培养的胚状体 不定芽 顶芽和腋芽等为材料 通过人工薄膜包装得到的种子 制备ms固体培养基 外植体消毒 接种 培养 栽培 五 实验操作 移栽 一 制备ms培养基 1 配置各种母液 无机物中大量元素浓缩10倍 微量元素浓缩100倍 常温保存 激素类 维生素类以及用量较小的有机物一般可按1mg ml的质量浓度单独配制成母液 使用时 根据浓缩液比例计算用量 加水稀释 2 配置培养基 分装到锥形瓶中 每瓶分装50ml或100ml 配制培养液 调ph 培养基的分装 由于菊花的茎段的组织培养比较容易 因此不必添加植物激素 3 灭菌 分装好的培养基连同其他器械一起进行高压蒸汽灭菌 二 外植体消毒 选取生长旺盛的菊花嫩枝 流水冲洗 无菌吸水纸吸干水分 70 酒精中摇动2 3次 无菌水冲洗 无菌纸吸干表面水分 质量分数0 1 氯化汞溶液1 2分钟 无菌水清洗 注意 对外植体进行表面消毒时 既要考虑药剂的消毒效果 又要考虑植物的耐受能力 三 接种 70 酒精擦拭工作台 此后所有工作在酒精灯旁进行 每次使用器械后都要用火焰灼烧灭菌 菊花茎段在无菌培养皿中切成小段 左手持锥形瓶 右手拉开捆扎锥形瓶的绳子 并将封口膜攥于右手手心 左手持瓶使瓶口旋转通过火焰 右手用镊子夹取菊花茎段插入培养基 注意不能倒插 接种后将封口膜重新扎好 四 培养 无菌箱中培养 并注意培养期间定期消毒 温度 18 22摄氏度每日用日光灯照射12h 五 移栽 移栽前打开封口膜在培养间生长几天 然后流水清洗根部培养基 移栽到消过毒的蛭石或是珍珠岩等环境中一段时间 之后再移栽到土壤中 珍珠岩固体基质型 含水分高 透性好 蓄水性好 六 栽培 你打算做几组重复 你打算设置对照实验吗 可以做不同的材料或配方 但每种材料或配方至少要做一组以上的重复 空白对照 设置对照实验可以取用一个经过灭菌的装有培养基的锥形瓶 与接种操作后的锥形瓶一同培养 用以说明培养基制作合格 没有被杂菌污染 结果分析与评价 一 对接种操作中污染情况的分析 二 是否完成了对植物组织的脱分化和再分化 三 是否进行了统计 对照与记录 四 生根苗的移栽是否合格 1 外植体带菌 2 培养基及接种器具灭菌不彻底 3 接种操作时带入 4 环境不清洁 途径 污染 指在组织培养过程中 培养容器内滋生菌斑 使培养材料不能正常生长发育 从而导致培养失败的现象 1 细菌污染 菌斑呈粘液状 界限比较明显 一般接种后1 2天即能发现 主要是大肠杆菌和链球菌 污染原因 2 真菌污染 菌斑呈绒毛状 絮状 界限不明显 伴有不同颜色的孢子接种后3 10天才能发现 主要是霉菌污染 一 防止外植体带菌 1 选择好外植体采集时期和采集部位外植体采集以春秋为宜优先选择地上部分作为外植体阴雨天勿采 晴天下午采采前喷杀虫剂 杀菌剂或套塑料袋 污染的预防措施 2 室内或无菌条件下进行预培养 3 外植体严格灭菌做灭菌效果试验 多次灭菌和交替灭菌 二 保证培养基及接种器具彻底灭菌 1 分装时 注射器勿与瓶接触 培养基勿粘瓶口2 检查封口膜是否有破损 3 扎瓶口要位置适当 松紧适宜4 保证灭菌时间和高压锅内温度 5 接种工具用前彻底灭菌6 工作服 口罩 帽子等布质品定期进行湿热灭菌 试评价下列操作正确与否 三 操作人员严格遵守无菌操作规程 四 保证接种和培养环境的清洁 1 污染瓶经高压灭菌后再清洁 2 接种环境定期熏蒸消毒 紫外灯照射或用臭氧灭菌和消毒 3 定期对培养室消毒 防止高温 1 培养基的灭菌 高压蒸汽灭菌 2 外植体的消毒 酒精 氯化汞 3 接种的无菌操作 酒精 酒精灯 灼烧 4 无菌箱中的培养 5 移栽到消过毒的环境中生存一段时间 在整个操作过程中 是如何来实现无菌环境的 菊花的组织培养 再分化 材料性质 营养物质 调节物质 环境条件 外植体的消毒 接种 基本原理 细胞的全能性 基本过程 脱分化 愈伤组织 影响因素 操作流程 配制ms固体培养基 培养 移栽 栽培 1 下列关于植物组织培养的叙述中 错误的是a 培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压b 培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化c 离体器官或组织的细胞都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基因相同 d 2 用植物组织培养技术 可以培养或生产出 a 食品添加剂b 无病毒植物c 人工种子d 前三项都3 植物细胞表现出全能性的必要条件是 a 给予适宜的营养和外界条件b 导入其他植物细胞的基因c 脱离母体后 给予适宜的营养和外界条件d 将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内 d c 4 下列植物细胞的全能性在提供了适宜条件的情况下 最易表达的是a 枝条上的一个芽b 柱头上的花粉c 胚珠中的珠被细胞d 根尖分生区细胞 5 下列不属于植物组织培养特点的是a 快速繁殖b 培养抗病毒植株c 不改变原植物的基因型d 需脱分化和再分化两个过程 b b 6 细胞具有全能性的原因是 a 生物体细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能b 生物体的每一个细胞都具有全能性c 生物体的每一个细胞都含有个体发育的全部基因d 生物体的每一个细胞都是由受精卵发育来的7 下列植物细胞全能性最高的是 a 形成层细胞b 韧皮部细胞c 木质部细胞d 叶肉细胞 c a 8 植物组织培养过程中的脱分化是指 a 植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞b 未成熟的种子经过处理培育出幼苗的过程c 植物的器官 组织或细胞 通过离体培养产生愈伤组织的过程d 取植物的枝芽培育成一株新植物的过程 c 9 科学工作者把胡萝卜的韧皮部细胞分离出来 将单个细胞放入配制的培养基上培养 长出许多完整的植株 这些植株的特点是a 彼此性状极相似b 变异频率高c 单倍体d 都是纯合体 a 10 物体内细胞没有表现出全能性 原因是 a 细胞丧失了全能性b 基因的表达有选择性c 基因发生了变化d 不同细胞基因不同11 有关全能性的叙述 不正确的是a 受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体 因此全能性最高b 生物体内细胞由于分化全能性不能表达c 卵细胞与受精卵一样 细胞未分化 全能性很高d 植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性 b c 12 某组织培养实验室的愈伤组织被真菌严重污染 为查找污染原因设计了4个实验 实验条件除图示外共他均相同 下列各图表示实验结果 据图可得出的初步结论是 a 污染主要不是培养基灭菌时间短造成的b 污染主要来源于组织培养所用的离体组织c 调节培养基ph不能解决污染问题d 调节培养温度不能解决污染问题 abcd 13 我国植物学家将名贵兰花的茎尖细胞放进培养基中进行培养 最终发育成完整的新植株 下图是细胞培养形成兰花植株示意图 请根据图回答 1 过程 由愈伤组织形成胚状体要经过 和 过程 过程主要是指 细胞分裂 分化 组织器官的形成 可逐渐发展成为完整植株 2 在培养过程中 除了提供水分和必要的有机营养物质外 还需要在培养基中加入 和 同时 培养过程中 除保证必要的温度 光照和氧气等外界条件外 还必须保证的关键条件是 矿质元素 植物激素 无菌环境 3 一个兰花茎尖在一年之内可以生产出400万株兰花苗 与有性生殖相比 植物组织培养的优势主要体现在 和 保持母本的优良性状 培养周期短 繁殖效率高 2012 湖南部分重点中学调研 菊花是世界上栽培面积较大的花卉 其用途广泛 不仅能供观赏 布置园林 美化环境 而且可食用 药用 近年来市场对菊花的需求量越来越大 其经济价值越来越高 因此 大量快速繁殖技术就成为菊花栽培取得高经济效益的关键 生产上常用的扦插 分株 嫁接等繁殖方法都不能在短时间内提供大量种苗 用组织培养技术繁殖菊花 有繁殖迅速 成苗量大 脱毒及保持品种特性等优点 请根据生物学知识回答下列有关菊花组织培养的问题 1 植物组织培养的理论基础是 状态的植物细胞具有 2 植物组织培养的基本过程是 脱分化 再分化 长出丛芽 完整的植物体 3 ms培养基中 提供植物细胞生活所必需的无