高中生物 专题3 课题1 菊花的组织培养课件 新人教版选修1(1).ppt

成才之路 生物 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 选修1 植物的组织培养技术 专题三 教学目标本专题的两个课题均依照课程标准制定的具体内容标准编排 其对应关系如下通过本专题的学习 学生应当了解植物组织培养技术在生产中的应用 熟悉植物组织培养或花药培养的基本过程 了解影响植物组织培养或花药培养的各种因素 掌握培养基制备 外植体消毒 接种 培养 移栽以及栽培等基本操作技术 内容提要本专题包括 菊花的组织培养 和 月季的花药培养 两个课题 课题内容从基础知识入手 进行实验操作以及结果分析与评价 并在此基础上进行延伸 其中组织培养是学习花药培养的基础 单倍体育种为高考热点 应着重掌握 植物的组织培养这项富有挑战性的工作 不仅会使你学到新的技术 还会带给你丰富的体验 宝贵的启迪 要点聚焦植物的组织培养技术是一项重要的生物技术 尤其是其应用在农业生产上具很强的前瞻性 而单倍体育种又是非常重要的应用 此外 植物组织培养还可实现优良品种的快速繁殖 培育脱毒作物 制作人工种子及细胞产物的工业化生产 还可以通过花药离体培养快速培育作物新品种 学法建议近几年实验题主要表现在考查学生独立完成实验的能力 包括理解实验原理 实验目的及要求 了解材料 用具 掌握实验方法步骤 会控制实验条件和使用实验仪器 会处理实验安全问题 会观察 分析和解释实验中产生的现象 并得出合理的实验结论 能够利用基本原理 提供的资料 器材 设计实验 实验题目的开放性可能在高考实验命题中有所突破 例如菊花的组织培养中 探究生长素和细胞分裂素的使用比例对植物组织培养的影响等 课题1菊花的组织培养 专题三 1 说明植物组织培养的基本原理 会制备ms固体培养基 2 掌握植物组织培养过程中使用的无菌技术 重 难点 3 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 一 植物组织培养的基本过程1 细胞分化 在植物的个体发育过程中 细胞在 上出现 的过程 2 愈伤组织 由离体的植物器官 组织或细胞在一定的培养条件下经过细胞分裂过程形成的组织 叫愈伤组织 愈伤组织的细胞排列 是一种 呈无定形状态的薄壁细胞 形态 结构和生理功能 稳定性差异 疏松而无规则 高度液泡化 愈伤组织 根或芽 外植体 脱分化 愈伤组织 再分化 二 影响植物组织培养的因素1 内部因素不同的植物组织 培养的难易程度 同一种植物材料 材料的 保存时间的 等也会影响实验结果 2 外部因素 1 营养成分 常用的一种培养基是 主要成分包括 如n p k ca mg s 如b mn等 如甘氨酸 维生素 蔗糖等 差别很大 年龄 长短 ms培养基 大量元素 微量元素 有机物 2 植物激素 启动细胞分裂 脱分化和再分化的关键性激素是 和 二者的 使用的 及 等都会影响实验结果 3 其他因素 等 生长素 细胞分裂素 单独使用 先后顺序 同时施用的比例 ph 温度 光照 三 实验操作过程1 制备ms固体培养基 1 配制各种母液 将各种成分按配方比例配制成的浓缩液 使用时根据母液的 计算用量 并加 稀释 2 配制培养基 应加入的物质有 大量元素 微量元素 有机物和 并用蒸馏水定容到1000毫升 在菊花组织培养中 可以不添加 原因是菊花茎段组织培养比较容易 3 灭菌 采取的灭菌方法是 浓缩倍数 蒸馏水 琼脂 蔗糖 植物激素的母液 植物激素 高压蒸汽灭菌 2 外植体消毒3 接种 用体积分数为 消毒工作台 点燃酒精灯 注意所有接种工作都必须在 进行 器械使用前后都要用 灭菌 接种过程中插入外植体时形态学 端朝上 每个锥形瓶接种 个外植体 流水 无菌 氯化汞 无菌 无 70 的酒精 无菌水 菌水 70 的酒精 酒精灯火焰旁 火焰灼烧 上 6 8 4 培养 放在 中进行 并定期进行 保持适宜的 和 5 移栽 移栽前应先打开培养瓶的封口膜 让其在培养间生长几日 然后用 清洗根部培养基 然后将幼苗移植到 的蛭石或珍珠岩等环境中生活一段时间 进行 最后进行露天栽培 无菌箱 消毒 温度 光照 流水 消过毒 壮苗 细胞分化是一种持久性的变化 它有什么生理意义 使多细胞生物体中细胞结构和功能趋向专门化 有利于提高各种生理功能的效率 教材p33 旁栏思考题 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的特殊营养需求 微生物培养基以有机营养为主 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所必需的大量元素和微量元素两大类 教材p35 旁栏思考题 教师可以安排学生分组 做不同的材料或配方 最后分别汇报成果 但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 植物组织培养 4 表现全能性的条件 离体条件 无菌操作 防止杂菌污染 适宜物质的诱导和调节 激素主要是生长素 细胞分裂素等 种类齐全 比例适合的营养物质 温度 酸碱度 光照等条件的控制 2 植物激素的使用顺序和使用量对实验结果的影响 1 使用顺序对结果影响 2 使用量及比例不同对结果的影响应用指南 生长素和细胞分裂素的不同使用顺序和不同使用量会产生不同的实验结果 在实际生产中 根据需要灵活运用 植物细胞表现出全能性的必要条件 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卵细胞中 解析 在生物体内 细胞没有表现出全能性 而是分化成为不同的组织 器官 这是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果 当植物细胞脱离母体后 在一定的营养物质 激素和其他外界条件的作用下 植物细胞就可以表现出全能性 答案为c 答案 c 甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化 目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗 以保证该品种的品质和产量 这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的 a 有丝分裂b 分化c 减数分裂d 全能性 答案 c 解析 离体的植物器官 组织或细胞 在培养一段时间后脱分化 通过细胞分裂 形成愈伤组织 脱分化的愈伤组织继续培养 又可重新分化成根或芽等器官 再分化形成的试管苗 被移栽到地里 可以发育成完整的植物体 由分生组织发育为完整的植物体体现了细胞的全能性 植物组织培养的过程是无性繁殖的过程 不涉及减数分裂 1 植物组织培养的一般过程分析 见下表 植物组织培养的过程及影响因素 2 影响植物组织培养的因素 1 内因 植物的种类 同一植物材料的年龄 保存时间的长短等 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 要将菊花茎段细胞培养成完整的植株 需要 具有完整细胞核的细胞 离体状态 导入外源基因 一定的营养物质和激素 选用生长旺盛的嫩枝a b c d 解析 依据植物细胞的全能性需在离体状态下用一定的激素 营养物质处理 外源基因与之无必然联系 答案 c 下列关于影响植物组织营养的说法 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 在植物组织培养的培养基中必须添加植物激素c 生长素和细胞分裂素的作用是相互独立的d ph 温度 光照条件等对植物组织培养也特别重要 答案 d 解析 不同植物组织培养的难易程度不同 同一种植物材料也会因年龄 保存时间的长短而导致培养的难易程度不同 在植物组织培养中常常要添加植物激素 但不是都必须添加植物激素 如菊花的组织培养较容易 可不添加 各种植物激素的作用是相互联系的 而不是相互独立的 1 ms培养基的配制 1 无机营养 大量元素 氮 n 磷 p 钾 k 钙 ca 镁 mg 硫 s 等元素 微量元素 铁 fe 铜 cu 钼 mo 锌 zn 锰 mn 钴 co 硼 b 和碘 i 等 菊花的组织培养 2 有机营养 氨基酸 如甘氨酸 丝氨酸及酪蛋白水解的氨基酸 作为主要有机氮源 维生素类 常用维生素c 维生素b1 维生素b6 维生素h等 作为早期的生长因子 琼脂除固化培养物外 还有吸附能力 3 植物生长调节物质植物生长调节物质起关键作用的是生长素 细胞分裂素 二者的比例与使用先后顺序均影响细胞的分裂和分化 4 ph 温度 光照不同的植物对各种条件的要求往往不同 菊花的细胞培养适宜条件 ph在5 8左右 温度控制在18 22 每日用日光灯照射12h 2 实验操作中的注意事项 1 防止外植体带菌 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移植体 阴雨天勿采 晴天下午采 采前喷杀虫剂 杀菌剂或套塑料袋 在室内或无菌条件下进行预培养 外植体严格消毒 做消毒效果实验 多次消毒和交替消毒 2 保证培养基及接种器具彻底灭菌 分装时 注射器勿与瓶接触 培养基勿粘瓶口 检查封口膜是否有破损 扎瓶口要位置适当 松紧适宜 保证灭菌时间和高压锅内温度 接种工具用前彻底灭菌 工作服 口罩 帽子等布质品定期进行湿热灭菌 3 操作人员严格遵守无菌操作规程 如一定要规范着装 操作过程中不说话等 4 保证接种与培养环境清洁 污染瓶经高压灭菌后再清洁 接种环境定期熏蒸消毒 紫外灯照射或用臭氧灭菌和消毒 定期对培养室消毒 防止高温 特别提示 对外植体进行表面消毒时 既要考虑到药剂的消毒效果 又要考虑到植物的耐受力 不同药剂 不同植物材料 甚至不同器官要区别对待 消毒用过的有毒药品应收集后统一交给有关专业部门处理 以免引发环境污染 一旦发现培养材料污染 特别是真菌性污染 一定不要打开培养瓶 应先将所有被污染的培养瓶统一放在高压蒸汽灭菌锅中灭菌后 再打开培养瓶进行清洗 下列有关植物组织培养所需营养的叙述 错误的是 a ms培养基既含硝态氮又含铵态氮b 维生素以辅酶的形式参与生物催化剂酶系活动c 植物生长调节物质包括生长素 细胞分裂素及赤霉素等d 植物组织培养过程中无需从外部供糖 解析 通常植物体本身能进行光合作用 产生糖类 不需从外部供给糖 但在植物组织培养进行异养的状况下 大多不能进行光合作用来合成糖类 因此必须在培养基中添加糖 作为碳素来源和能量来源 答案 d 下列关于植物组织培养中灭菌操作 错误的是 a 外植体可以用酒精灭菌b 镊子等器械需酒精灭菌c 操作前手需酒精消毒d 培养基需高压蒸汽灭菌 答案 b 解析 植物组织培养需严格的无菌操作 包括 培养基需用高压蒸汽锅灭菌 操作前手需酒精消毒 外植体应浸泡在酒精中杀菌 整个操作过程在酒精灯火焰旁进行 同时对镊子等器械灼烧灭菌 一 细胞的全能性1 原因 生物体的每个细胞都有发育成完整个体所必需的全部基因 2 表达的条件 离体状态和适宜环境条件 如营养物质 激素 温度等 3 细胞的全能性大小与细胞种类的关系 1 受精卵 生殖细胞 体细胞 植物细胞 动物细胞 分化程度低的细胞 分化程度高的细胞 2 一般地说 离体后的植物细胞的全能性在一定条件下可充分地体现出来 3 离体后的动物细胞的全能性受限制 但其细胞核的全能性借助卵细胞的细胞质可以体现出来 4 未离体的细胞的全能性不能表达 只能在机体的调控下进行定向分化 二 污染的预防措施1 污染就是指在组织培养过程中 培养容器内菌斑 使培养材料不能正常生长发育 从而导致培养失败的现象 2 污染有两种类型 一种是细菌污染 一般是由接种人员造成的 如未戴口罩 接种时说话 或手及器械消毒不严等 另一种是真菌污染 可能是由植物材料灭菌不当造成的 三 能源和渗透压如何制约植物的组织培养通常植物本身能进行光合作用 产生糖类 不需要从外部供给能源物质 但在植物组织培养过程中 初始阶段不能进行光合作用来合成糖类 因此需要在培养基中添加糖类 蔗糖 作为碳源和能源物质 同时糖对保持培养基的渗透压 一般需在1 5 105 4 1 105pa 也有重要作用 四 试管苗培养过程中应注意的问题 1 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 2 试管苗应该进行见光培养 3 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