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1、专题专题3植物的组织培养技术植物的组织培养技术 课题课题1菊花的组织培养菊花的组织培养 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接“春种一粒粟，秋收万颗子。春种一粒粟，秋收万颗子。”我们的祖祖辈辈我们的祖祖辈辈都是这样利用种子来繁殖作物的。但是，许多名贵的花都是这样利用种子来繁殖作物的。但是，许多名贵的花卉林木，如果用种子繁殖，后代难以保持亲本的优良性卉林木，如果用种子繁殖，后代难以保持亲本的优良性状；还有一些植物繁殖能力低下，很难通过种子大量繁状；还有一些植物繁殖能力低下，很难通过种子大量繁殖后代。利用植物组织培养的方法就能够让这些植物快殖后代。利用植物组织培养的方法就能够让这些植物快速繁殖。速繁殖
2、。 栏目链接栏目链接请思考：请思考：1用组织培养技术繁殖菊花的基本原理和过程分用组织培养技术繁殖菊花的基本原理和过程分别是什么？别是什么？2影响菊花组织培养的因素有哪些？具体的实验影响菊花组织培养的因素有哪些？具体的实验操作步骤包括哪些？操作步骤包括哪些？ 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接1原理原理(1)细胞全能性：细胞具有细胞全能性：细胞具有_。生物体的每。生物体的每一个细胞都含有该物种所特有的全套一个细胞都含有该物种所特有的全套_，都有发，都有发育成为完整个体所必需的全部育成为完整个体所必需的全部_。(2)细胞分化：植物的细胞分化：植物的_过程中，细过程中，细胞在胞在_上出现上出现_的过
3、程。的过程。一、植物组织培养的基本过程一、植物组织培养的基本过程 全能性全能性 遗传信息遗传信息 遗传物质遗传物质 个体发育个体发育 稳定性差异稳定性差异 形态、结构和生理功能形态、结构和生理功能 栏目链接栏目链接2过程过程_的植物组织或细胞的植物组织或细胞_根、芽根、芽完整植株。完整植株。(1)愈伤组织的特点：细胞排列愈伤组织的特点：细胞排列_，是高度液泡化的呈是高度液泡化的呈_状态的状态的_细胞。细胞。(2)脱分化：又叫脱分化：又叫_，是由，是由_的植物的植物组织或细胞产生组织或细胞产生_的过程。的过程。(3)再分化：再分化：_继续培养，重新分化成继续培养，重新分化成_等器官的过程。等器官
4、的过程。 离体离体 脱分化脱分化 愈伤组织愈伤组织 再分化再分化 疏松而无规则疏松而无规则 无定形无定形 薄壁薄壁 去分化去分化 高度分化高度分化 愈伤组织愈伤组织 愈伤组织愈伤组织 根或芽根或芽 栏目链接栏目链接二、影响植物组织培养的因素二、影响植物组织培养的因素1内因内因不同的植物组织，培养的难易程度不同的植物组织，培养的难易程度_；同；同一种植物材料，材料的一种植物材料，材料的_、保存时间的、保存时间的_等也等也会影响实验结果会影响实验结果。2外因外因(1)营养成分：常用的一种培养基是营养成分：常用的一种培养基是_，主要成分包括：主要成分包括：_，如，如N、P、K、Ca、Mg、S；_，如
5、，如B、Mn等；等；_，如甘氨酸、，如甘氨酸、维生素、蔗糖等。维生素、蔗糖等。 差别很大差别很大 年龄年龄 长短长短 MS培养基培养基大量元素大量元素 微量元素微量元素 有机物有机物 栏目链接栏目链接(2)植物激素：启动细胞分裂、脱分化和再分化的关植物激素：启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素是键性激素是_和和_，二者的，二者的_、使用的使用的_及及_等都会影响实验结果。等都会影响实验结果。(3)其他因素：其他因素：_等。不同的植物对等。不同的植物对各种条件的要求往往不同。各种条件的要求往往不同。 生长素生长素 细胞分裂素细胞分裂素 浓度浓度 先后顺序先后顺序 用量的比例用量的比例 pH、
6、温度、光照、温度、光照 栏目链接栏目链接3生长素和细胞分裂素与植物细胞分裂、分化的关系生长素和细胞分裂素与植物细胞分裂、分化的关系使用顺序使用顺序实验结果实验结果先使用生长素，后使用细先使用生长素，后使用细胞分裂素胞分裂素有利于细胞分裂，但细胞有利于细胞分裂，但细胞不分化不分化先使用细胞分裂素，后使先使用细胞分裂素，后使用生长素用生长素细胞既分裂也分化细胞既分裂也分化同时使用同时使用分化频率高分化频率高 栏目链接栏目链接生长素和细胞分裂素同时使用，用量的比例对植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：物细胞发育方向的影响：生长素生长素_细胞分裂素：有利于根的分化。细胞分
7、裂素：有利于根的分化。生长素生长素_细胞分裂素：有利于芽的分化，抑细胞分裂素：有利于芽的分化，抑制根的分化。制根的分化。生长素生长素_细胞分裂素：促进愈伤组织生长。细胞分裂素：促进愈伤组织生长。(填填“”、“”或或“”) 栏目链接栏目链接三、实验操作三、实验操作1制备制备MS固体培养基固体培养基MS培养基含有培养基含有20多种营养成分，实验室一般使用多种营养成分，实验室一般使用4 保存的制备好的培养基母液来制备。具体操作分为保存的制备好的培养基母液来制备。具体操作分为_、_和和_三步三步。 配制各种母液配制各种母液 配制培养基配制培养基 灭菌灭菌 栏目链接栏目链接2外植体消毒外植体消毒将菊花嫩
8、枝茎段用流水冲洗后，用无菌吸水纸吸将菊花嫩枝茎段用流水冲洗后，用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分，先用干外植体表面的水分，先用_消毒消毒67 s，再，再用用_清洗，然后用清洗，然后用0.1%的的_溶液消毒溶液消毒12 min，最后再用，最后再用_至少清洗至少清洗3次，漂净消毒液。次，漂净消毒液。3接种接种接种操作都必须在接种操作都必须在_旁进行。将菊花茎段插旁进行。将菊花茎段插入入_时应注意方向，不要时应注意方向，不要_。 70%酒精酒精 无菌水无菌水 氯化汞氯化汞 无菌水无菌水 酒精灯酒精灯 培养基培养基 倒插倒插 栏目链接栏目链接4培养培养最好在最好在_中培养。培养期间应定期中培养。培养期间
9、应定期_。培养温度控制在。培养温度控制在_，且每日用，且每日用_光照光照12 h。5移栽和栽培移栽和栽培移栽前用流水清洗根部的移栽前用流水清洗根部的_，将幼苗移植到，将幼苗移植到_的蛭石或珍珠岩等环境下生活一段时间，等幼的蛭石或珍珠岩等环境下生活一段时间，等幼苗长壮后再移栽到苗长壮后再移栽到_中。将幼苗移栽后，每天观中。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，直至开花察并记录幼苗生长情况，适时浇水、施肥，直至开花。 无菌箱无菌箱 消毒消毒 1822 日光灯日光灯 培养基培养基 消过毒消过毒 土壤土壤 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接一、植物组织培养的理解一、植物组织培养的理
10、解1植物组织培养的基本过植物组织培养的基本过程程 (1)植物组织培养的基本过植物组织培养的基本过程：程：(2)植物组织培养的一般过程分析：植物组织培养的一般过程分析：名称名称过程过程特点特点条件条件脱分化脱分化由外植体形由外植体形成愈伤组织成愈伤组织排列疏松、排列疏松、高度液泡化高度液泡化的薄壁细胞的薄壁细胞团团离体离体提供营养提供营养物质物质(有机物有机物、无机物、无机物)提供激素提供激素提供其他提供其他适宜条件适宜条件再分化再分化由愈伤组织由愈伤组织形成幼苗或形成幼苗或胚状体结构胚状体结构有根、芽或有根、芽或有生根发芽有生根发芽的能力的能力营养生营养生长、生长、生殖生长殖生长发育成完整发育
11、成完整的植物体的植物体由根、茎、由根、茎、叶、花、果叶、花、果实、种子组实、种子组成成栽培栽培(3)愈伤组织：愈伤组织：来源：离体的植物组织或细胞，培养一段时来源：离体的植物组织或细胞，培养一段时间后，会通过细胞分裂，形成愈伤组织。间后，会通过细胞分裂，形成愈伤组织。根尖分生组织和愈伤组织的异同点：根尖分生组织和愈伤组织的异同点： 栏目链接栏目链接组织类组织类型型细胞来细胞来源源细胞细胞形态形态细胞结细胞结构构细胞细胞排列排列细胞去细胞去向向根尖分根尖分生组织生组织受精卵受精卵正方正方形形无液泡无液泡紧密紧密分化成分化成多种细多种细胞组织胞组织愈伤愈伤组织组织高度分高度分化细胞化细胞无定无定形
12、形高度高度液泡化液泡化疏松疏松再分化再分化成新个成新个体体相同点相同点都通过有丝分裂进行细胞增殖都通过有丝分裂进行细胞增殖 栏目链接栏目链接2.植物激素在组织培养过程中的重要作用植物激素在组织培养过程中的重要作用(1)在配制好的在配制好的MS培养基中，常常需要添加植物培养基中，常常需要添加植物激素。植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分激素。植物激素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。裂、脱分化和再分化的关键性激素。(2)激素使用的先后顺序及其用量比例对细胞分激素使用的先后顺序及其用量比例对细胞分裂和分化的影响。裂和分化的影响。 栏目链接栏目链接3植物组织培养的意
13、义植物组织培养的意义一般来讲，容易进行组织培养的植物，往往是一般来讲，容易进行组织培养的植物，往往是能够进行无性生殖的生物。植物组织培养技术有广泛能够进行无性生殖的生物。植物组织培养技术有广泛的应用，和普通繁殖方式相比具有很多优点。例如，的应用，和普通繁殖方式相比具有很多优点。例如，实现优良品种的快速繁殖、培养脱毒植株、培养细胞实现优良品种的快速繁殖、培养脱毒植株、培养细胞产品、培养人工种子以及转基因植物等产品、培养人工种子以及转基因植物等。 栏目链接栏目链接 在进行组织培养时，需配制三种培养基，期间进在进行组织培养时，需配制三种培养基，期间进行两次转接。三种培养基的顺序及作用分别是：行两次转
14、接。三种培养基的顺序及作用分别是：诱诱导愈伤组织的形成；导愈伤组织的形成；诱导生芽；诱导生芽；诱导生根。诱导生根。特特 别别提提 醒醒 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接解析：解析：图中图中表示离体的细胞、组织、器官，表示离体的细胞、组织、器官，表示愈伤组织，表示愈伤组织，表示根、芽，表示根、芽，表示植株。植物组织表示植株。植物组织培养的理论基础是细胞的全能性。培养的理论基础是细胞的全能性。答案：答案：(1)离体的细胞、组织、器官细胞的全能离体的细胞、组织、器官细胞的全能性性(2)愈伤组织排列疏松而无规则、高度液泡化、呈愈伤组织排列疏松而无规则、高度液泡化、呈无定形状态、薄壁无定形状态、薄壁(
15、3)绿色含有控制叶绿素形成的基绿色含有控制叶绿素形成的基因因变式变式训练训练1用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，下列说法错误的是织培养可以形成愈伤组织，下列说法错误的是()A该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的B该愈伤组织的细胞没有全能性该愈伤组织的细胞没有全能性C该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成的该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成的D该愈伤组织可经培养再分化为完整植株该愈伤组织可经培养再分化为完整植株 栏目链接栏目链接变式变式训练训练解析：解析：植物组织培养的原理是植物细胞的全能性
16、。植物组织培养的原理是植物细胞的全能性。植物细胞只有在脱离了植物体，在一定的外部因素的作植物细胞只有在脱离了植物体，在一定的外部因素的作用下，经细胞分裂形成愈伤组织，才能表现出全能性，用下，经细胞分裂形成愈伤组织，才能表现出全能性，由愈伤组织经细胞发育、分化形成新的植物体。由愈伤组织经细胞发育、分化形成新的植物体。答案：答案：B 栏目链接栏目链接二、无菌操作的分析二、无菌操作的分析1无菌技术是植物组织培养获得成功的关键无菌技术是植物组织培养获得成功的关键(1)严格的无菌操作：由于植物组织培养所利用的严格的无菌操作：由于植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗性差，所以对培养条件的要求高。植物材料
17、体积小、抗性差，所以对培养条件的要求高。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、真菌的生长。而培养物一旦受到微生长，如一些细菌、真菌的生长。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。无菌操作。(2)无菌技术包括对培养基、器械和植物材料无菌技术包括对培养基、器械和植物材料(外植外植体体)的消毒。对培养材料进行表面消毒时，一方面要考的消毒。对培养材料进行表面消毒时，一方面要考虑药剂的效果，另一方面要考虑植物材料的耐受性。虑药剂的效果，另一方面要
18、考虑植物材料的耐受性。 栏目链接栏目链接(3)妥善处理被污染的培养物：一旦发现培养材料被妥善处理被污染的培养物：一旦发现培养材料被污染，特别是真菌污染，一定要先灭菌然后再打开清洗。污染，特别是真菌污染，一定要先灭菌然后再打开清洗。(4)有毒物质用后要妥善处理，以免造成环境污染。有毒物质用后要妥善处理，以免造成环境污染。 栏目链接栏目链接2污染原因与处理污染原因与处理污染种污染种类类细菌污染细菌污染真菌污染真菌污染污染原污染原因因可能是由操作人员造可能是由操作人员造成的，如未戴口罩、成的，如未戴口罩、接种时说话、手未接种时说话、手未消毒或器械灭菌不消毒或器械灭菌不彻底等彻底等可能是由植物材料可能
19、是由植物材料消毒不当引起的消毒不当引起的处理措处理措施施将被污染的培养瓶统一放在高压蒸汽锅内进将被污染的培养瓶统一放在高压蒸汽锅内进行高压蒸汽灭菌，然后再打开培养瓶进行高压蒸汽灭菌，然后再打开培养瓶进行清洗行清洗 栏目链接栏目链接例例2 在制备在制备MS固体培养基的过程中，不正确的是固体培养基的过程中，不正确的是()A激素类、维生素类以及用量较小的有机物一般激素类、维生素类以及用量较小的有机物一般可按可按1 mg/mL的质量浓度单独配制成母液的质量浓度单独配制成母液B制备制备1 L MS培养基时，先将母液加入培养基时，先将母液加入800 mL的的蒸馏水中加热灭菌，再加琼脂凝固蒸馏水中加热灭菌，
20、再加琼脂凝固C分装好的培养基连同其他器械一起进行高压蒸分装好的培养基连同其他器械一起进行高压蒸汽灭菌汽灭菌D可配制一定量的可配制一定量的HCl和一定量的和一定量的NaOH来调节溶来调节溶液的液的pH 栏目链接栏目链接解析：解析：配制培养基时，应按严格的顺序进行操作，配制培养基时，应按严格的顺序进行操作，否则就会影响实验结果。如各种物质按配方加入后才进否则就会影响实验结果。如各种物质按配方加入后才进行灭菌。行灭菌。答案：答案：B 栏目链接栏目链接变式变式训练训练2关于消毒效果的论述中，正确的是关于消毒效果的论述中，正确的是()A70%酒精对外植体消毒效果好，但用时长，酒精对外植体消毒效果好，但用
21、时长，去除易去除易B用用0.1%氯化汞对外植体消毒效果最好，用时氯化汞对外植体消毒效果最好，用时较短，去除易较短，去除易C10%过氧化氢对外植体消毒效果最好，但易过氧化氢对外植体消毒效果最好，但易挥发、用时长，去除最易挥发、用时长，去除最易D抗菌素对外植体消毒效果较好，消毒时间较抗菌素对外植体消毒效果较好，消毒时间较长，去除难易程度适中长，去除难易程度适中 栏目链接栏目链接变式变式训练训练解析：解析：70%酒精对外植体消毒效果好，外植体放酒精对外植体消毒效果好，外植体放入其中摇动入其中摇动23次，次，67 s，去除易；，去除易；0.1%氯化汞有剧氯化汞有剧毒，消毒效果最好，时间短，但消毒后难以去除残余的毒，消毒效果最好，时间短，但消毒后难以去除残余的汞；汞；10%过氧化氢消毒效果好，且易分解成无毒化合物，过氧化氢消毒效果好，且易分解成无毒化合物，用时用时515 min；抗菌素对外植体消毒效果好，用时；抗菌素对外植体消毒效果好，用时3060 min，去除难易程度适中。，去除难易程度适中。答案：答案：D 栏目链接栏目链接
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