江苏新沂市高中生物第一章无菌操作技术实践12植物组织培养一(1).

1 植物组织培养植物组织培养 教学目标 1 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 2 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 3 情感态度价值观 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 教学重点 植物组织培养过程中使用的无菌技术 教学难点 植物组织培养过程中使用的无菌技术 教学方法 启发式教学 教具使用 共案部分个案部分 教师主导活动学生主体活动 课前 安排学生预习 预习提纲 见导学案 课前检查预习情况 学生根据预习提纲进 行自学 教 学 过 程 课中 引导学生对上节存在问题总结 新授 活动一 问题 1 在植物组织培养的过程中 为什么 要进行一系列的消毒 灭菌 并且要求无菌操作 提示 植物组织培养的主要目的是快速繁 殖 培养无病毒植株 因此 必须保证培养材料 培养基 培养用具完全无菌 并且无菌操作 其 原因是 a 培养基上的细菌等微生物比植物具 有更强的新陈代谢 如在培养过程中 培养材料 附近出现黏液状物体或混浊的水迹状痕迹 或有 泡状的发酵情况 或呈乳白色细菌污染 或出现 黄 白 黑等不同颜色的霉菌 利用植物组织培 养用培养基迅速地大量繁殖 它们比植物细胞生 长得更快 b 细菌等微生物产生毒素 使培养 基的植物细胞很快中毒死亡 因此在植物组织培 养过程中要进行一系列消毒灭菌 并且无菌操作 问题 2 接种 3 l d 观察外植体生长情况 统计有部分外植体被污染 分析外植体被污染原 因 提示 外植体被污染的原因 a 培养材料 的取材应很好地加以选择 老的材料比幼嫩的材 料带菌多 田问比温室生长材料带菌多 b 消 学生活动一 上节存 在问题总结 学生活动二 阅读教 材 归纳总结植物组 织培养 1 实验原理 2 材料用具 3 方法步骤 并动手实验 问题讨论 2 毒材料不彻底 植物组织只能进行表面灭菌 对 材料内部所带的细菌 霉菌等杂菌往往难以对付 可在培养基中添加抗生素解决 c 人为污染 如使用未消毒工具或呼吸排出细菌 手接触材料 或器皿边缘 使用过的工作器具未消毒而再继续 使用 造成交叉污染 接种室空气污染 使真菌 孢子在培养基上繁殖 问题 3 接种时要注意哪些问题 提示 接种时注意事项 a 每接种一块外植体 前 镊子需放人体积分数为 75 9 6 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 注意 沾有酒精的镊子要等到酒精挥 发完后 再放到酒精灯火焰上灼烧 b 外植体 放人培养基时 必须 I 放平 每瓶放置外植体 的数量 应该根据锥形瓶的大小确定 一般放置 胡萝卜 3 4 块 菊的茎或叶 6 8 块 注意外植 体在培养基中分布均匀 也不要放得太少 以充 分利用培养基中的营养成分和光照条件 c 插入时应注意方向 不要倒插 茎尖 茎段 等基部插入培养基 利于吸收水分和养分 d 接种时的酒精灯火焰不要调得太高 接种时 应靠近酒精灯火焰操作 接种的速度要快 接种 时严防接种箱内着火 e 接种后应及时盖好瓶 盖 做好标记 写明材料名称 接种日期 布置学生完成课堂检测并简单小结 分小组讨论问题 课堂检测 独立完成 课后 布置课外作业及下一节预习提纲 见导学案 学生完成课外作业及 下一节预习 板 书 设 计 植物组织培养 菊花的组织培养 原理 细胞的全能性 全能性的高低 大小 受精卵 配子 体细胞 分化程度低的细胞 分化程度高的细胞 植物细胞 动物细胞 植物组织培养的基本过程 离体的植物器官 组织或细胞 外植体 一脱分化一愈伤组织一再分化一根 芽一植物体 影响植物组织培养的因素 实验操作 教 学 札 记 三 其他补充教学资料 各位教师根据各班教学特点选择补充资料 可另附纸 三 其他补充教学资料 各位教师根据各班教学特点选择补充资料 可另附纸 1 植物组织培养的基础知识归纳 1 细胞的分化 细胞分化的过程和概念 3 在植物个体发育中 细胞在形态 结构和生理功能上都会出现稳定性的差异 形 成这些差异的过程叫做细胞分化 细胞分化是特定基因在一定的时间 空间表达的结果 也可以说 细胞分化是 细胞对化学环境变化的一种反应 细胞分化后 细胞内的遗传物质并不发生改变 但 形成不同的 RNA 和蛋白质 细胞分化是一个渐变过程 在胚胎发育的早期 细胞外观上尚未出现明显变化前 细胞的分化前途就已经决定 以后依次渐变 不能逆转 因此 分化是一种持久的 稳定的变化 它发生在生物体的整个生命过程中 在胚胎时期达到最大限度 细胞分化的意义 一般多细胞生物体的发育起点是一个细胞 受精卵 细胞的分裂只能繁殖出许多 相同的细胞 只有经过细胞分化才能形成各种组织 器官和系统 才能形成胚胎 幼 体 并发育成成体 2 细胞的全能性 概念 生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能 细胞的这种特性叫 做细胞的全能性 物质基础 每个细胞都包含该物种所特有的全套遗传物质 都有发育成完整 个体所必需的全部基因 全能性的高低 大小 受精卵 配子 体细胞 分化程度低的细胞 分化程度高的细胞 植物细胞 动物细 胞 体现全能性的条件 处于离体状态 在一定的营养物质 激素和其他外界条件 的作用下 3 植物组织培养过程 离体的植物器官 组织或细胞 在培养了一段时间以后 会通过细胞分裂形成愈 伤组织 愈伤组织的细胞排列疏松而无规则 是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄 壁细胞 由高度分化的植物器官 组织或细胞产生愈伤组织的过程 称为植物细胞的 脱分化 或者叫做去分化 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 这个过程叫做再分化 再分化形成的试管苗移栽到地里 可以发育成 完整的植物体 植物组织培养的过程可以简要归纳为 离体的植物器官 组织或细胞 外植体 一脱分化一愈伤组织一再分化一根 芽一 植物体 植物细胞只有脱离了植物体 在一定的外部因素作用下 经过细胞分裂形成愈伤 组织 才表现出全能性 由愈伤组织细胞发育 分化出新的植物体 4 植物组织培养技术的应用 快速繁殖 培育无病毒植物 可以通过大规模的植物细胞培养来生产药物 食品添加剂 香料 色素和杀虫 剂等 例如 从大量培养的紫草愈伤组织中提取的紫草素 是治疗烫伤和割伤的药物 以及染料和化妆品的原料 培育农作物新品种 用植物组织培养的方法 诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状结构 包裹上人造种皮和提供发育所需营养的人工胚乳组成胚状体 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 可以工业化生产 提高农业的自动化 人 造胚乳除加胚状体 所需营养物质外 还可添加固氮细菌 防虫农药 i 除草剂和植物 激素 此外人工种子可以节约粮食 4 转基因植物的培养 也要用到植物组织培养的方法 2 实验操作 菊花的组织培养 1 制备 MS 固体培养基 母液的配制和保存 需经常配制培养基时 为减少工作量 一般将常用药品配成比所需浓度高 10 100 倍的母液 每种药品称量一次 可使用多次 并可减少多次称量所造成的误 差 培养基配制程序 配制培养基时要预先做好准备 首先是将保存 母液按顺序排好 再是准备好所 需的用具 培养基 的配制程序如下 a 配制培养液 用量筒或移液管从各种母液中分别取出所需的 量 再取生长调节物质 2 4 一 D 100 mL NAA 1 mL 与各种母液一起放入烧杯中 由于菊花茎段组织培养较易 可不必添加植物激素 在使用提前配制的母液时 应在量取各种母液之前 轻轻 摇动盛放母液的瓶子 如果发现瓶中有沉淀 悬浮物或被微生物污染 应立即淘 汰这种母液 重新进行配制 用量筒或移液管量取培养基母液之前 必须用所量 取的母液将量筒或移液管润洗 2 次 量取母液时 最好将各种母液按将要量取的 顺序写在纸上 量取 1 种 划掉 1 种 以免出错 b 熔化琼脂 用粗天平分别称取琼脂 10 g 蔗糖 30 g 放人 1 000 mL 的搪瓷量杯中 再加入蒸馏 水 800 mL 用电炉加热 边加热边用玻璃棒搅拌 直到液体呈半透明状 然后再将配好的 混合培养液加人到煮沸的琼脂中 最后加蒸馏水定容至 1 000 mL 搅拌均匀 在加热琼脂 制备培养基的过程中 操作者千万不能离开 否则沸腾的琼脂外溢 就需要重新称量 制 备 此外 如果没有搪瓷量杯 可用大烧杯代替 但要注意大烧杯底的外表面不能沾水 否则加热时烧杯容易炸裂 使溶液外溢 造成烫伤 c 调 pH 用滴管吸取物质的量浓度为 1 mol L 的 NaOH 溶液 逐滴滴人熔化的培养基中 边滴 边搅拌 并随时用精密的 pH 试纸 5 4 7 O 测培养基的 pH 一直到培养基的 pH 为 5 8 为止 培养基的 pH 必须严格控制在 5 8 d 培养基的分装 熔化的培养基应该趁热分装 分装时 先将培养基倒人烧杯中 然后将烧杯中的培养 基倒人锥形瓶 50 mL 或 100 mL 中 注意不要让培养基沾到瓶口和瓶壁上 锥形瓶中培养 基的量约为锥形瓶容量的 1 5 1 4 每 1 000 mL 培养基 可分装 25 30 瓶 培养基分装完毕后 应及时封盖瓶口 用 2 块硫酸纸 每块大小约为 9 cm 9 cm 中间 夹 1 层薄牛皮纸封盖瓶口 并用线绳捆扎 最后在锥形瓶外壁贴上标签 2 外植体消毒 植物的茎 叶部分多暴露于空气中 栽培上受泥土 肥料及杂菌的污染 消毒前要经 自来水较长时间清洗 70 的酒精比其他浓度的酒精有更强的杀菌力和穿透力 而且有湿 润作用 可排除掉材料上的空气 利于其他消毒剂的渗入 由于酒精穿透力强 故应严格 掌握好处理时间 3 接种 接种室的消毒 工作服 帽子 口罩等消毒 接种操作前则用 70 酒精擦洗 在操作 时应禁止谈话并戴上口罩 接种时必须在近火焰处打开容器的瓶口 并使瓶倾斜 以免空 气中的微生物落人瓶中 整个接种工作都应始终在近火焰处进行 接种完后 立刻盖好瓶 5 口 4 培养 愈伤组织的培养 首次培养愈伤组织时 恒温箱的门应该关闭 不必见光 因为在无光条件下愈伤组织 长得更快 2 周以后 由于培养基中的营养成分已接近耗尽 必须更换培养基 进行继代 培养 愈伤组织的继代培养 进行继代培养所用的培养基 和培养愈伤组织所用的培养基相同 在严格的无菌条件 下 接种箱内 将愈伤组织连同原来的外植体 一起移到新的培养基上 愈伤组织的继代培 养 一代为 20 d 如果延长培养时间 培养基中的营养物质会减少 外植体也会分泌一些 有毒物质 造成自身中毒 20 d 以后 可以根据愈伤组织的大小 决定是继续进行继代培 养 还是进行试管苗培养 如果愈伤组织长到直径为 1 1 5 cm 时 就可以进行试管苗培 养 否则还需要进行第二代继代培养 在愈伤组织进行继代培养期间 可以将恒温箱的门 打开 让愈伤组织见光 愈伤组织见光后 颜色可以转为绿色 试管苗的培养 当愈伤组织长到一定大小后 可以更换培养基 进行试管苗的培养 试管苗的培养分为生芽培养和生根培养 培养一株完整的试管苗 必须先进行生芽培养 然后进行生根培养 如果顺序颠倒 先诱导生根 就不好诱导生芽了 注意 试管苗应该 进行见光培养 5 移栽 试管苗一般在高湿 弱光 恒温下异养生长 出瓶后一定要保温 保湿 试 管苗光合作用能力低 在移栽前给予较强光照闭瓶炼苗 以促进小苗向自养转化 珍珠岩 为固体基质型 含水量高 蓄水性强 透性好 适合做栽培的基质 6 栽培 将幼苗移栽后 每天观察并记录幼苗生长情况 适时浇水 施肥 直到 开花 7 有关问题讨论 6 高二年级第二学期生物学科高二年级第二学期生物学科 总第总第 课时导学案课时导学案 课题课题 植物组织培养 1 使用时间 使用时间 编制人 编制人 一 学习目标 一 学习目标 尝试植物组织培养 熟练掌握植物组织培养的基本技术 二 知识构成 二 知识构成 1 植物组织培养的依据是 植物细胞的全能性是指 2 植物组织培养是指在 和 条件下 将 在适宜的 培养条件下 和 的技术 3 由高度分化的植物器官 组织或细胞产生愈伤组织的过程 称为 或 者叫做 脱分化产生的 继续进行培养 又可以重新分化成根或芽等器官 这个过程叫做 植物组织培养的过程可以简要归纳为 离体的植物器官 组织 或细胞 外植体 植物体 4 和 是启动细胞分裂 和 的关键激素 一 般来说当 时 有利于根的分化 当 时 有利于 的分化 当 时 则促进 的生长 5 在植物组织培养中最常用的培养基是 思维点拨 1 植物组织培养的依据是什么 什么叫植物细胞的全能性 2 什么叫分化 什么叫脱分化 植物组织培养的过程包括哪几个重要步骤 3 在植物组织培养的过程中 为什么要进行一系列的消毒 灭菌 并且要求无 菌操作 4 在接种 3 4 d 观察外植体生长情况时 统计发现有部分外植体被污染 请分 析外植体被污染的原因有哪些 5 在植物组织培养中最常用的培养基是什么 接种时需要注意哪些问题 三 学法和自检 三 学法和自检 1 多选 在制备 MS 固体培养基过程中 I 有误的是 A 在使用提前配制的母液时 可直接用移液管从母液中取 B 配制母液时 无机物中大量元素浓缩 10 倍 微量元素浓缩 100 倍 C 配制培养基时 琼脂要及早加热熔化 D MS 培养基的 pH 要求不太严格 可控制在 5 7 之间 2 某同学在进行组织培养过程中 发现只分裂而不分化出芽和根 可能原因是 A 未见阳光 B 培养时间不到 C 培养基营养过多 D 细胞分裂素和生长素配比不 对 14 下列关于影响植物组织培养因素 说法正确的 是 A 不同植物组织培养的难易程度不同 同一种植物材料培养的难易程度相同 B 在植物组织培养中 培养基中必须添加植物激素 C 植物激素中生长素和细胞分裂素的作用是互相独立的 D pH 温度 光照条件等对植物组织培养也特别重要 13 关于愈伤组织形成过程的正确叙述是 A 是离体植物细胞分化的结果 B 是离体植物细胞分裂的结果 7 C 是离体的动物细胞分化的结果 D 是离体的动物细胞分裂的结果 课题课题 植物组织培养 1 四 达标检测四 达标检测 1 植物组织培养中涉及的细胞分裂方式是 A 无丝分裂 B 减数分裂 C 有丝分裂 D 既有有丝分裂 又有减数分裂 2 细胞的全能性是指 A 具有细胞膜 细胞质 细胞核结构的完整细胞能进行各种生理活动 B 具有细胞膜 细胞质 i 无纽胞核也能完成特定的生理活动 C 生物体细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能 D 具有该物种所特有的全套遗传物质的细胞 3 植物细胞组织培养是指 A 离体的植物器官组织或细胞培育成愈伤组织 B 愈伤组织培育成植株 C 离体细 胞培育成植株 D 愈伤组织形成高度液泡化的组织 4 可以成为植物组织培养条件的是 C02 有机物 生长素 细胞分 裂素 水 矿质元素 A B C D 5 动物体内各种类型的细胞中 具有最高全能性的 为 A 体细胞 B 生殖细胞 C 受精卵 D 干细胞 6 在离体的植物器官或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中 下列哪一项条件是不需要 的 A 消毒灭菌 B 适宜温度 C 充足光照 D 适宜的养料和激素 7 植物组织培养的过程是 离体的植物器官 组织或细胞 愈伤组织 形成根 芽 脱分化 再分化 植物体 A B C D 8 植物材料的选择直接关系到实验的成败 菊花选 材一般选