高中生物《第三章 第一节 菊花的组织培养》课件6 新人教版选修1.ppt

专题3 植物组织培养技术 一 课题目标说明植物组织培养的基本原理 学习植物组织培养的基本技术 进行菊花或其他植物的组织培养 二 课题重点与难点课题重点 植物组织培养过程中使用的无菌技术 课题难点 植物组织培养过程中使用的无菌技术 教法 谈话法 多媒体辅助教学课时安排 2课时教学时间 3月1 2日 一 基础知识 1 细胞的分化 概念 在个体发育中 由一个或一种细胞增殖产生的后代 在形态 结构 生理功能上发生稳定性差异的过程 过程 1 植物的组织培养的基本过程 特点 2 稳定性 1 持久性 一般来说 分化了的细胞将一直保持分化后的状态 直到死亡 3 普遍性 原因 基因在特定的时间和空间条件下的选择性表达的结果 结果 形成不同的细胞和组织 2 细胞的全能性 定义 已经分化的细胞 仍然具有发育成完整个体的潜能 原理 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 高度特化的动物细胞 从整个细胞来说 全能性受到限制 但它的细胞核仍然保持着全能性 这是因为细胞核内含有该物种遗传性所需要的遗传物质 已分化的植物细胞 仍具有全能性 实例 受精卵 生殖细胞 体细胞 全能性的比较 3 植物组织培养 细胞离体 必要条件 一定的营养物质 激素和其他外界条件 原理 细胞的全能性 外植体 离体的器官 组织 细胞 相关概念 脱分化 再分化 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 由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程 也叫去分化 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的过程 愈伤组织 人参的愈伤组织 菠萝的愈伤组织 2 影响植物组织培养的因素 1 植物材料的选择 烟草和胡萝卜的组织培养较为容易 枸杞愈伤组织的芽诱导比较难 b 同一植物材料的年龄 保存时间的长短会影响实验结果 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 a 植物材料的选择直接关系到实验的成败 2 不同的离体组织和细胞对营养 环境等条件的要求相对特殊 需配置适宜的培养基 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 植物激素 讨论 你能说出各种营养物质的作用吗 同专题2中微生物培养基的配方相比 ms培养基的配方有哪些明显的不同 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 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 生长素和细胞分裂素作用 植物中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂 脱分化和再分化的关键性激素 在生长素存在的情况下 细胞分裂素的作用呈现加强的趋势 有利于根的分化 有利于芽的分化 抑制根的分化 促进愈伤组织生长 生长素和细胞分裂素同时使用 用量的比例对植物细胞发育方向的影响 4 ph 温度 光照 ph控制在5 8左右 温度控制在18 22 c 每日用日光灯照射12h 3 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 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 4 植物组织培养的应用 3 诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状结构 包裹上人造种皮 制成人工种子 可以解决有些作物品种繁殖能力差 结子困难或发芽率低等问题 人工种子 二 实验操作 一 制备ms固体培养基 ms培养基包括20多种营养成分 实验室一般使用4 c保存配制好的培养基母液来制备 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 用母液配制培养基时 需要根据各种母液的浓缩倍数 计算用量 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 1 选材 菊花茎段 取生长旺盛的嫩枝 二 外植体消毒 2 消毒 流水冲洗 菊花茎段用流水冲洗后可少许洗衣粉 用软刷轻轻刷洗 刷洗后在流水下冲洗20min左右 酒精处理 用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分 放入体积分数为70 的酒精中摇动2 3次 持续6 7s 立即将外植体取出 在无菌水中清洗 消毒液处理 取出后用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分 放入质量分数为0 1 的氯化汞溶液中1 2min 取出后在无菌水中至少清洗3次 漂净消毒液 三 接种 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70 的酒精喷雾使空气消毒 酒精或新洁尔灭搽洗工作台并用紫外线照射20分钟 1 接种室消毒 2 无菌操作要求 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 3 材料的切取和接种 4 接种注意事项 每接种一块外植体前 镊子需放入体积分数为70 的酒精溶液中消毒一次 然后在酒精灯火焰上烧一遍 冷却后再接种 外植体在培养基中要分布均匀 放置外植体数量根据锥形瓶的大小确定 一般胡萝卜3 4块 菊的茎或叶6 8块 也不要太少 以充分利用培养基中的营养成分和光照条件 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 思考 你打算做几组重复 你打算设置对照实验吗 答 每种材料或配方至少要做一组以上的重复 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 四 培养 接种后的锥形瓶最好放在无菌箱中培养 培养期间应定期消毒 培养温度18 22 每日用日光灯光照12h 五 移栽 移栽生根的菊花试管苗之前 应先打开培养瓶的封口膜 让试管苗在培养间生长几日 1 打开封口膜 2 清洗转移 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 六 栽培 3 移栽 珍珠岩 固体基质型 含水量高 蓄水性强 透性好 适合栽培 幼苗长壮后 移栽到土壤中 幼苗移栽后 每天观察并记录幼苗的生长情况 适时浇水 施肥 直至开花 三 课题延伸 1 一般来说 容易进行无性繁殖的植物 也容易进行组织培养 2 实例 芦荟 豆瓣绿 秋海棠 月季 课题延伸 练习1 答 植物组织培养所利用的植物材料体积小 抗性差 对培养条件的要求较高 用于植物组织培养的培养基同样适合于某些微生物的生长 如一些细菌 真菌等的生长 而培养物一旦受到微生物的污染 就会导致实验前功尽弃 因此要进行严格的无菌操作 2 答 外植体的生理状态是成功进行组织培养的重要条件之一 生长旺盛的嫩枝生理状况好 容易诱导脱分化和再分化 1 下列有关细胞分化的叙述 不正确的是 a 细胞分化发生在生物体的整个生命活动过程中b 细胞分化仅仅发生在胚胎时期c 经过细胞分化会形成各种不同的细胞和组织d 细胞分化是一种持久性的变化 b 2 用高度分化的植物细胞 组织或器官进行组织培养可以形成愈伤组织 下列叙述错误的是