201x_201x学年高中生物专题3植物的组织培养技术3.1菊花的组织培养提升版新人教版选修

1、课题课题1 1 菊花的组织培养菊花的组织培养( (一一) )植物的组织培养的基本过程植物的组织培养的基本过程一、基础知识一、基础知识1.1.植物组织培养的原理植物组织培养的原理生物体的细胞，具有使后代细胞形成完整个体的能力。生物体的细胞，具有使后代细胞形成完整个体的能力。（1 1）细胞分化：）细胞分化：个体发育中细胞在形态、结构和生理功能上出现稳定性差异的过程。个体发育中细胞在形态、结构和生理功能上出现稳定性差异的过程。根本原因：根本原因： 在特定的时间和空间条件下，基因的选择性表达。在特定的时间和空间条件下，基因的选择性表达。（2 2）细胞全能性：）细胞全能性：离体、营养物质、激素和其他外界

2、条件。离体、营养物质、激素和其他外界条件。植物细胞表现全能性条件：植物细胞表现全能性条件：2.2.植物组织培养的基本过程植物组织培养的基本过程 外植外植体体 愈伤愈伤组织组织 芽、根芽、根 植物植物体体 脱分化脱分化 再分化再分化 植物组织植物组织 愈伤组织愈伤组织 长出丛芽长出丛芽 生根生根 移栽成活移栽成活 2.2.植物组织培养的基本过程植物组织培养的基本过程 外植外植体体 脱分化脱分化 愈伤愈伤组织组织 再分化再分化 芽、根芽、根 植物体植物体 外植体：外植体：离体的植物器官或组织片段。离体的植物器官或组织片段。脱分化脱分化（去分化）：（去分化）：高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过

3、程。高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程。愈伤组织：愈伤组织： 通过通过细胞分裂细胞分裂形成的，其细胞排列形成的，其细胞排列疏松而无规则疏松而无规则，高度，高度液泡化液泡化呈呈无定形无定形状态的状态的薄壁薄壁细胞。细胞。再分化再分化： 愈伤组织继续进行培养重新分化成根或芽等器官的过程。愈伤组织继续进行培养重新分化成根或芽等器官的过程。【典型例题典型例题】辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得有椒素的获得有 I I、IIII途径如下图。有关说法正确的是（途径如下图。有关说法正确的是（ ）A A对外植体先后使

4、用对外植体先后使用70%70%的酒精和的酒精和1%1%的氯化汞溶液严格消毒的氯化汞溶液严格消毒B B图中过程细胞进行的分裂一定是有丝分裂图中过程细胞进行的分裂一定是有丝分裂C C图中获得愈伤组织、脱毒苗和高产细胞群不需要更换培养基图中获得愈伤组织、脱毒苗和高产细胞群不需要更换培养基D DI I和和IIII途径均表现了植物细胞的全能性途径均表现了植物细胞的全能性B B（二）影响植物组织培养的因素（二）影响植物组织培养的因素1.1.外植体的选取外植体的选取 不同植物的组织培养难度不同植物的组织培养难度例如：烟草和胡萝卜的组织培养较容易，枸杞愈伤组织的芽诱导较难。例如：烟草和胡萝卜的组织培养较容易，

5、枸杞愈伤组织的芽诱导较难。同一植物材料、材料的年龄、保存时间的长短同一植物材料、材料的年龄、保存时间的长短例如：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。例如：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。2.2.培养基的配制培养基的配制(MS(MS培养基培养基) )大量元素：大量元素：N N、P P、K K、CaCa、MgMg、S S微量元素：微量元素：B B、MnMn、CuCu、ZnZn、FeFe、MoMo、I I、CoCo有机物：有机物：甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等植物激素：植物激素：生长素、细胞分裂素、赤霉素等生长素、细胞分裂

6、素、赤霉素等一般选择植物的一般选择植物的幼嫩部分幼嫩部分（生命力旺盛，分裂分化能力强；含有的生命力旺盛，分裂分化能力强；含有的病毒少病毒少），比如茎尖、根尖、幼嫩的叶片等；），比如茎尖、根尖、幼嫩的叶片等；保存时间越短，材料生命力越旺盛；保存时间越长，越容易受到污染。保存时间越短，材料生命力越旺盛；保存时间越长，越容易受到污染。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。要是

7、为了满足离体植物细胞对特殊营养的需求。微生物培养基以微生物培养基以有机营养为主。有机营养为主。MSMS培养基则需提供大量无机营养。培养基则需提供大量无机营养。3.3.不同植物激素浓度、使用顺序和使用量不同植物激素浓度、使用顺序和使用量使用顺序使用顺序实验结果实验结果先生长素，后细胞先生长素，后细胞分裂素分裂素有利于分裂，有利于分裂，不利分化不利分化先细胞分裂素后生先细胞分裂素后生长素长素既分裂也分化既分裂也分化同时使用同时使用分化频率提高分化频率提高生长素细胞分生长素细胞分裂素比值裂素比值结果结果 高高促根分化，促根分化，抑芽形成抑芽形成 低低促芽分化，促芽分化，抑根形成抑根形成 适中适中 促

8、进愈伤组织促进愈伤组织生长生长 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。要是为了满足离体植物细胞对特殊营养的需求。微生物培养基以微生物培养基以有机营养为主。有机营养为主。MSMS培养基则需提供大量无机营养。培养基则需提供大量无机营养。3.3.不同植物激素浓度、使用顺序和使用量不同植物激素浓度、使用顺序和使用量使用顺序使用顺序实验结果实验结果先生长素，后细胞先生长素，后细胞

9、分裂素分裂素有利于分裂，有利于分裂，不利分化不利分化先细胞分裂素后生先细胞分裂素后生长素长素既分裂也分化既分裂也分化同时使用同时使用分化频率提高分化频率提高菊花组织培养的条件：菊花组织培养的条件：pHpH=5.8 =5.8 、温度温度、控制在控制在18221822、每日每日光照光照12h12hpHpH、温度、光照等条件也很重要。、温度、光照等条件也很重要。4 4. . 环境条件环境条件5.5.消毒和灭菌消毒和灭菌在培养的整个过程中，都需要是一个在培养的整个过程中，都需要是一个无菌环境无菌环境，是成功的关键。，是成功的关键。【小结小结】植物组织培养过程植物组织培养过程: :离离体体组组织织或或细

10、细胞胞脱分化脱分化细胞分细胞分裂素裂素生长素生长素愈愈伤伤组组织织再分化再分化芽芽根根植植物物体体细胞分裂细胞分裂素素 生长素生长素细胞分裂细胞分裂素素 生长素生长素在菊花的组织培养操作完成了在菊花的组织培养操作完成了3 34 4天后，观察同一温室中的外植体，发天后，观察同一温室中的外植体，发现有的瓶内外植体正常生长，有的瓶内外植体死亡，你认为外植体死亡现有的瓶内外植体正常生长，有的瓶内外植体死亡，你认为外植体死亡的原因不可能是（的原因不可能是（ ）A A接种时培养基灭菌不彻底接种时培养基灭菌不彻底B B接种工具灼烧后未待冷却就接种外植体接种工具灼烧后未待冷却就接种外植体C C愈伤组织形成初期

11、没有给予充足的光照愈伤组织形成初期没有给予充足的光照D D培养过程中保持温度、培养过程中保持温度、pHpH的适宜，但没有及时调整各种营养物质、的适宜，但没有及时调整各种营养物质、激素的比例激素的比例【典型例题典型例题】C C【方法点拨方法点拨】1.1.愈伤组织形成过程中，细胞还没有开始再分化，没有叶绿素和叶绿愈伤组织形成过程中，细胞还没有开始再分化，没有叶绿素和叶绿体的形成，不可能进行光合作用，因此愈伤组织形成初期不需要充足体的形成，不可能进行光合作用，因此愈伤组织形成初期不需要充足的光照的光照。2.2.培养的不同阶段，对主要营养物质和激素的需求不同，所以培养培养的不同阶段，对主要营养物质和激

12、素的需求不同，所以培养过程中要及时调整各种营养物质、激素的比例过程中要及时调整各种营养物质、激素的比例。制备制备MSMS固体固体培养基培养基外植体外植体消毒消毒 接种接种培养培养栽培栽培移栽移栽二、实验操作二、实验操作（一）（一） 制备制备MSMS培养基培养基1.1.配制各种母液配制各种母液无机物中大量元素浓缩无机物中大量元素浓缩1010倍，微量元素浓缩倍，微量元素浓缩100100倍，常温保存。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激素类、维生素类以及用量较小的有机物一般可按1mg/ml1mg/ml的质量的质量浓度单独配制成母液。浓度单独配制成母液。用母液配制培养基时，需要

13、根据各种母液的浓缩倍数，计算用量。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。2.2.配置培养基配置培养基添加各种成分添加各种成分定容定容调调pHpH分装分装（成分添加顺序：（成分添加顺序：蒸馏水蒸馏水琼脂琼脂蔗糖蔗糖大量元素大量元素微量元素微量元素有机有机物物植物激素植物激素） 注意：菊花的茎段的组织培养比较容易，注意：菊花的茎段的组织培养比较容易，不必添加植物激素不必添加植物激素。3.3.灭菌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。分装好的培养基连同其他器械一起进行高压蒸汽灭菌。酒精摇动酒精摇动（二）外植体消毒（二）外植体消毒流水冲洗流水冲洗无菌水冲洗无菌水冲洗无

14、菌水冲洗无菌水冲洗( (三）接种三）接种1.1.接种室消毒接种室消毒接种前用体积分数为接种前用体积分数为70%70%的酒精将工作台擦拭一遍，打开紫外灯的酒精将工作台擦拭一遍，打开紫外灯照射照射2020分钟。工作台消毒后，首先点燃酒精灯。分钟。工作台消毒后，首先点燃酒精灯。2.2.无菌操作无菌操作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，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。接种后立即盖好瓶盖。3.3.材料的切取和接种材料的切取和接种插入时应注意方向，插入时应注意方向，不要倒插不要倒插，茎段、茎尖基部插入培养基利于，茎段、茎尖基部插入培养基

15、利于吸收水分和养分。彼此之间留出一定空间，从而避免互相污染。吸收水分和养分。彼此之间留出一定空间，从而避免互相污染。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。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（四）培养接种后的锥形瓶放在培养箱或培养室中培养。接种后的锥形瓶放在培养箱或培养室中培养。培养条件：培养条件：18-2218-22， 每日光照每日光照

16、1212小时小时。（五）移栽（五）移栽1.1.打开封口膜打开封口膜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。在培养间生长几日。2.2.清洗转移清洗转移用流水清洗根部的培养基，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将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境下境下生活一段时间。生活一段时间。（六）栽培（六）栽培幼苗移栽后，每天观察并记录幼苗的生长情况，适时浇水、施肥，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。直至开花。【误区警示误区警示】 实验操作中易错的几个问题

17、实验操作中易错的几个问题（1 1）材料的选取：）材料的选取：未开花植株的茎上部新萌生的侧枝未开花植株的茎上部新萌生的侧枝（2 2）外植体消毒：）外植体消毒：消毒剂为体积分数为消毒剂为体积分数为70%70%的酒精和质量分数为的酒精和质量分数为0.1%0.1%的氯化汞溶的氯化汞溶液，所使用的清洗液是无菌水。液，所使用的清洗液是无菌水。（3 3）培养过程：）培养过程：初期和后期都需要光照初期和后期都需要光照（4 4）花药开裂长出愈伤组织或释放出胚状体时，应及时转移）花药开裂长出愈伤组织或释放出胚状体时，应及时转移到分化培养基上。到分化培养基上。【典型例题典型例题】(2013(2013重庆，重庆，5)5)某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉，其某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉，其技术路线为技术路线为“取材取材消毒消毒愈伤组织培养愈伤组织培养出芽出