广东高中生物：专题3《植物组织培养》课件（新人教选修1）.ppt

专题3植物组织培养 一 基础知识 1 植物的组织培养 1 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 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 从活植物体上切下进行培养的那部分组织或器官 相关概念 脱分化 由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程 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 这个过程叫再分化 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 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 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 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 需配置不同的培养基 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对特殊营养的需求 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 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 器官或细胞 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 配制培养基 固体 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加少许洗衣粉 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 酒精或新洁尔灭擦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75 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 每瓶接种6 8块外植体 插入时应注意方向 不要倒插 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 培养温度控制在18 22 并且每日用日光灯光照12小时 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 基础知识 一 植物组织培养的基本过程 植物的组织培养技术 不同的植物组织同一植物的不同材料营养 环境条件植物激素 二 影响植物组织培养的因素 制备ms固体培养基1 配制母液2 配制培养基3 灭菌外植体消毒接种培养移栽栽培 实验操作 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 基础知识 一 被子植物的花粉发育1 被子植物的花的结构是怎样的 2 观察下图 和减数分裂比较 你能指出对应的时期吗 又有何特点 月季的花药培养 关于被子植物花粉发育的说法 不正确的是 a 花粉粒是在花药中的花粉囊里形成的b 被子植物精子的形成是直接减数分裂的结果c 被子植物的花粉的发育要经历四分体时期 单核期 双核期等阶段d 花粉粒在发育过程中 核先位于细胞一侧 再移到细胞中央 bd 练习 二 产生花粉植株的两种途径 花药中的花粉 花药中的花粉 胚状体 愈伤组织 丛芽 丛芽 生根 移栽 三 影响花药培养的因素1 材料的选择不同植物同一植物的不同生理状况 花期早期 初花期 合适的花粉发育期 单核居中期与靠边期之间 2 培养基的组成 此外 植株生长条件 材料低温预处理 接种密度等 为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难 答 花瓣松动后 微生物就可能侵入到花药 给材料的消毒带来困难 一 材料的选取1 选择花药一般通过镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期 2 确定花粉发育时期最常用方法 醋酸洋红法 焙花青 铬矾法 注 花粉细胞核内有染色体 染色体主要由dna和蛋白质组成 醋酸洋红为碱性染色剂 染色体容易被染色 通过染色 可以确定细胞核为单核期还是双核期 是单核居中期还是单核靠边期 实验操作 三 接种和培养 二 材料的消毒通常先将花蕾用体积分数为70 的酒精浸泡大30秒 立即取出 在无菌水中清洗 取出后再用无菌吸水纸吸干花蕾表面的水分 放入质量分数为0 1 的氯化汞溶液中2 4分钟 也可1 的次氯酸钙或饱和漂白粉溶液 取出后再用无菌水冲洗3 5次 四 结果分析与评价 1 能够通过镜检找到处于适宜的发育期的花粉 用醋酸洋红法或焙花青 铬矾法检测单核靠边期的花粉粒 2 花药出现污染的原因 1 消毒不彻底 2 接种室污染 3 人为因素的交叉污染等 课后习题 1 f2代紫色甜玉米的基因型组成可能为aasusu或aasusu 如果运用常规育种方法 将f2代中的紫色甜玉米分别自交 分别收获紫色甜玉米种子后再分别种植 f3不发生性状分离的即为基因型为aasusu纯种紫色甜玉米 但这种方法比较繁琐 耗时较长 需要至少三年的选种和育种时间 如果利用花药离体培养的技术 在f1代产生的花粉中就可能有asu的配子组合 再将花粉植株进行秋水仙素处理