植物组织培养技术.doc

课题1菊花的组织培养授课时间：2015.02.20-02.25授课对象：高二年级课型：新课课题背景分析必修1第六章学习了细胞分化和植物细胞的全能性，并对植物组织培养进行了简介。选修1专题二已详细学习了微生物无菌操作。这两部份知识是学习植物组织培养的基础。课题目标(一)知识与技能1、熟悉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、通过联系农业生产实际，培养学生活学活用，理论联系实际的能力。(二)过程与方法归纳MS培养基的配制方法，并设计表格比较微生物培养基与MS培养基的配方的异同。 (三)情感、态度与价值观通过阅读植物组织培养技术的发展史，课下查阅植物组织培养技术在生产实践中应用的资料，关注学生科学态度的教育，拓展学生视野，感受科学技术在生产实践中的重要价值。课题重难点重点：植物组织培养的过程、影响因素难点：植物组织培养过程中使用的无菌技术教学方法 以讲授为主，辅以学生探究学习课时安排3课时课题主线细胞分化-组织器官-生物体的发育已分化的细胞-脱分化-愈伤组织-再分化-根、芽-新植株教学流程设计一、细胞分化1概念：在植物个体发育过程中，细胞在形态、结构和生理功能上都会出现稳定性的差异，形成这种的过程叫做细胞分化。2、特点：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)稳定性(细胞分化是稳定的，一般是不可逆转的)普遍性(细胞分化是生物界普遍存在的生命现象，是生物个体发育的基础)3、结果： 增加细胞种类，是个体发育的基础。4、实质： 没有丢失遗传物质，是基因在特定的时间和空间条件下的选择性表达的结果；mRNA和蛋白质不同。 红细胞-研究细胞膜的成分；渗透吸水失水；血红蛋白基因突变出出现镰刀型细胞贫血症 神经细胞-神经冲动以电信号在神经纤维上双向传导；以“电-化-电”形式在突触间单向传递； 胰岛细胞-胰岛B细胞分泌的胰岛素是唯一降低血糖的激素；协同作用；拮抗作用。(简介：1958年，美国植物学家斯图尔德实验)5、细胞的全能性： 已经高度分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。 高度分化的细胞含有本物种的全套遗传信息。 受精卵生殖细胞体细胞； 植物细胞动物细胞； 分化程度低细胞分化程度高的细胞二、植物组织培养的原理 植物细胞的全能性 注意区别“具有全能性” 与 “表现出全能性”三、植物组织培养的基本过程1、离体组织-愈伤组织(乳白色、黄白色) 离体的器官、组织、细胞(又称外植体P34，外植体定义)，一般是高度分化的细胞。 愈伤组织：细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的无定形状态的薄壁细胞。薄壁细胞：壁极薄，液泡发达，潜在分生能力和可塑性强-相当于动物中的干细胞脱分化(去分化)-由高度分化定型的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程。解除抑制，已分化细胞恢复恢复分裂和再分化能力2、愈伤组织-再生出根、芽 脱分化产生的愈伤组织继续培养，重新分化成根或芽等器官，这个过程叫再分化。3、移栽试管苗 需要适应自然环境。 补充：胚状体由愈伤组织细胞诱导分化形成，具有胚芽、胚根、胚轴的胚状结构。 人工种子四、影响植物组织培养的因素1、材料因素的影响 不同的植物组织，培养的难易程度差别很大。-植物材料的选择直接关系到实验的成败。 同一种植物材料的年龄、保存时间的长短，也会影响到实验结果。 菊花-一般选择未开花的茎上部新萌生的侧枝。 茎尖：病毒少，生长快、遗传稳定2、完全的营养条件 离体组织或细胞对营养、环境要求特殊，需要配制适宜的培养基。常用的培养基是MS培养基(MS培养基是Murashige和Skoog于1962年为培养烟草细胞设计的。因适用范围比较广，多数植物组织培养快速繁殖用它作为培养基的基本培养基。(1)大量元素：N、P、K、Ca、S-基本营养 (2)微量元素：B、Mn、Cu、Fe、Mo、I、Co-与形成酶有关(3)有机物：甘氨酸-合成蛋白质、有机氮源烟酸、肌醇、维生素蔗糖-碳源，调节渗透压 组织培养中，分化出真叶前是异养需氧型琼脂-凝固剂 (4)铁盐：-P33思考：植物组织培养的培养基-以无机营养为主(无机盐浓度较高，特别是硝酸盐)微生物培养基-以有机营养为主3、植物激素 (1)生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化、再分化的关键激素。P30思考： 生长素： 2，4-D； IAA； 奈乙酸(NAA)； 吲哚丁酸(IBA) 细胞分裂素： 激动素(KT)； 6-苄基嘌呤； 玉米素(ZT) 赤霉素： 赤霉酸(GA3) (2)激素使用顺序的影响-生长素存在，对细胞分裂素有推动作用 (3)激素使用量的影响-影响植物分化方向4、PH、温度、光照 一般在5.8左右一般采用252。-不同植物最适温度不同对细胞分裂分化、愈作组织的形成、叶绿素形成重要；每天用日光灯照射12h。愈伤组织的再分化更需要光5、严格无菌操作: 增殖快，生长快，消耗养分多 产生代谢废物毒害培养材料6、离体 离体条件，激素诱导 体内-只有分化五、流程(一)制备MS培养基(1)配制各种母液 大量元素浓缩10倍微量元素浓缩100倍有机物类铁盐类 包含20多种营养成分，高浓缩液，4保存。 (2)配制培养基 蒸馏水+琼脂溶化-蔗糖-各种母液10mL-定容1000mL-(加激素)-调pH-分装 (3)灭菌-高压蒸汽灭菌法(二)外植体消毒 (1)流水冲洗-加少许洗衣粉刷洗-流水冲洗20min-无菌吸水纸吸干水分 (2)70%酒精摇动2-3次，6-7S-无菌水冲洗-无菌吸水纸吸干水分 (3)氯化汞1-2min，无菌水漂洗3次(三)接种 (1)接种环境消毒 (2)所有接种操作必须在酒精灯火焰旁； (3)每次器械使用后，都需要用火焰灼烧灭菌 (4)外植体不要倒插(四)培养 (1)无菌箱中培养，定期消毒 (2)外界条件控制(五)移栽-适应阶段 1、试管苗移栽前找开塞子，通空气 2、清净掉培养基，不伤及根系 3、移栽到消毒的岩石环境(六)栽培 适时浇水、施肥-直到开花六、评价组织培养被污染的原因 1、取材：茎尖或根尖 2、外植体严格消毒 3、接种要无菌操作 4、培养环境无菌对照组-检验是否有杂菌污染 重复组-探索最佳材料、培养基配方、找失败原因七、应用 1、快速无性繁殖 能保持原有优良性状 (有性繁殖变异大)2、培养无病毒植株 病毒在植株上分布不均匀，细嫩未成熟的组织病毒少。 生长点不含病毒或极少3、制作“人工种子”4、转基因作物的培养5、单倍体育种八、课堂作业板书设计 课题1 菊花的组织培养一、细胞的分化 二、组培原理三、基本操作流程 四、影响组织培养的因