植物的組織培養(yǎng)(上課用)

1、一、課題目標(biāo)一、課題目標(biāo)說(shuō)明植物組織培養(yǎng)的基本原理，學(xué)習(xí)植物組織培說(shuō)明植物組織培養(yǎng)的基本原理，學(xué)習(xí)植物組織培養(yǎng)的基本技術(shù)，進(jìn)行菊花或其他植物的組織培養(yǎng)。養(yǎng)的基本技術(shù)，進(jìn)行菊花或其他植物的組織培養(yǎng)。二、課題重點(diǎn)與難點(diǎn)二、課題重點(diǎn)與難點(diǎn)課題重點(diǎn)：植物組織培養(yǎng)過(guò)程中使用的無(wú)菌技術(shù)。課題重點(diǎn)：植物組織培養(yǎng)過(guò)程中使用的無(wú)菌技術(shù)。課題難點(diǎn)：植物組織培養(yǎng)過(guò)程中使用的無(wú)菌技術(shù)。課題難點(diǎn)：植物組織培養(yǎng)過(guò)程中使用的無(wú)菌技術(shù)。教法：談話(huà)法、多媒體輔助教學(xué)教法：談話(huà)法、多媒體輔助教學(xué)課時(shí)安排：課時(shí)安排：2 2課時(shí)課時(shí)教學(xué)時(shí)間：教學(xué)時(shí)間：3 3月月1 12 2日日課題課題1 1 菊花的組織培養(yǎng)菊花的組織培養(yǎng) 什么是細(xì)胞

2、分化？細(xì)胞分化的原因和結(jié)果？什么是細(xì)胞分化？細(xì)胞分化的原因和結(jié)果？ 愈傷組織是怎樣形成的？有什么特點(diǎn)？愈傷組織是怎樣形成的？有什么特點(diǎn)？ 組織培養(yǎng)的過(guò)程？以及組織培養(yǎng)的理論基組織培養(yǎng)的過(guò)程？以及組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)？礎(chǔ)？ 脫分化、再分化？脫分化、再分化？ 影響組織培養(yǎng)的因素？影響組織培養(yǎng)的因素？ 菊花組織培養(yǎng)的過(guò)程，及注意的問(wèn)題？菊花組織培養(yǎng)的過(guò)程，及注意的問(wèn)題？閱讀提示：閱讀提示：由高度分化的植物組織或細(xì)胞產(chǎn)由高度分化的植物組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過(guò)程。也叫去分化生愈傷組織的過(guò)程。也叫去分化脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)進(jìn)行培養(yǎng)，脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)進(jìn)行培養(yǎng)，又可以重新分化成根或芽等器官的過(guò)程又

3、可以重新分化成根或芽等器官的過(guò)程基本過(guò)程：基本過(guò)程： 離體器官、 組織或細(xì)胞 脫分化 愈傷組織 再分化 根、芽 植物體 大量元素和微量元素大量元素和微量元素提供植物細(xì)胞生提供植物細(xì)胞生活所必需的無(wú)機(jī)鹽；活所必需的無(wú)機(jī)鹽；蔗糖蔗糖提供碳源，維持提供碳源，維持細(xì)胞滲透壓；細(xì)胞滲透壓；甘氨酸、維生素甘氨酸、維生素等物質(zhì)主要等物質(zhì)主要是為了滿(mǎn)足離體植物細(xì)胞在正常代謝途徑是為了滿(mǎn)足離體植物細(xì)胞在正常代謝途徑受到一定影響后所產(chǎn)生的特殊營(yíng)養(yǎng)需求。受到一定影響后所產(chǎn)生的特殊營(yíng)養(yǎng)需求。、MSMS培養(yǎng)基中各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的作用是什么？培養(yǎng)基中各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的作用是什么？、高等植物是光能自養(yǎng)型生物，為什么在植、高等植物是

4、光能自養(yǎng)型生物，為什么在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中還需要提供有機(jī)物培養(yǎng)基？物組織培養(yǎng)過(guò)程中還需要提供有機(jī)物培養(yǎng)基？. 同微生物培養(yǎng)基相比，同微生物培養(yǎng)基相比，MS培養(yǎng)基的配方有哪培養(yǎng)基的配方有哪些明顯的不同？些明顯的不同？微生物培養(yǎng)基微生物培養(yǎng)基以有機(jī)營(yíng)養(yǎng)為主以有機(jī)營(yíng)養(yǎng)為主。與微生物的培養(yǎng)不。與微生物的培養(yǎng)不同，同，MSMS培養(yǎng)基則需提供大量無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)培養(yǎng)基則需提供大量無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)，無(wú)機(jī)鹽混合物，無(wú)機(jī)鹽混合物包括植物生長(zhǎng)必須的大量元素和微量元素兩大類(lèi)。包括植物生長(zhǎng)必須的大量元素和微量元素兩大類(lèi)。 此時(shí)的組織或細(xì)胞為此時(shí)的組織或細(xì)胞為離體離體的，細(xì)胞所生活的，細(xì)胞所生活的環(huán)境為液體有機(jī)物營(yíng)養(yǎng)環(huán)境，而不能體現(xiàn)其

5、的環(huán)境為液體有機(jī)物營(yíng)養(yǎng)環(huán)境，而不能體現(xiàn)其整個(gè)植物體的光能自養(yǎng)。整個(gè)植物體的光能自養(yǎng)。思思 考考 植物激素：植物激素：植物激素中（植物激素中（ ）和）和（ ）是啟動(dòng)細(xì)胞分裂、脫分化和再）是啟動(dòng)細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性因素。植物激素的（分化的關(guān)鍵性因素。植物激素的（ ）、）、（ ）以及（）以及（ ）等，）等，都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果 激素使用的先后順序及其用量比例對(duì)細(xì)激素使用的先后順序及其用量比例對(duì)細(xì)胞分裂和分化有哪些影響？胞分裂和分化有哪些影響？ 生長(zhǎng)素生長(zhǎng)素細(xì)胞分裂素細(xì)胞分裂素濃度濃度使用的前后順序使用的前后順序用量的比例用量的比例按照不同的順序使用這兩類(lèi)激按照不同的順序使用這

6、兩類(lèi)激素，會(huì)得到不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果素，會(huì)得到不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。使用順序使用順序?qū)嶒?yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果先使用生長(zhǎng)素，后先使用生長(zhǎng)素，后使用細(xì)胞分裂素使用細(xì)胞分裂素有利于細(xì)胞分裂有利于細(xì)胞分裂，但細(xì)胞但細(xì)胞不不分化分化先使用細(xì)胞分裂素先使用細(xì)胞分裂素，后使用生長(zhǎng)素后使用生長(zhǎng)素細(xì)胞細(xì)胞既既分裂分裂又又分化分化同時(shí)使用同時(shí)使用分化率分化率提高提高思考：以下培養(yǎng)基出現(xiàn)的現(xiàn)象反應(yīng)了什么問(wèn)題？思考：以下培養(yǎng)基出現(xiàn)的現(xiàn)象反應(yīng)了什么問(wèn)題？當(dāng)同時(shí)使用這兩類(lèi)激素時(shí)，兩者用量的比當(dāng)同時(shí)使用這兩類(lèi)激素時(shí)，兩者用量的比例影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向。例影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向。生長(zhǎng)素用量比細(xì)胞分生長(zhǎng)素用量比細(xì)胞分裂素用量裂素用量植物細(xì)胞的發(fā)

7、育方向植物細(xì)胞的發(fā)育方向比值高比值高時(shí)時(shí)有利于根有利于根的分化、抑的分化、抑制芽的形成制芽的形成比值低比值低時(shí)時(shí)有利于芽有利于芽的分化、抑的分化、抑制根的形成制根的形成比值適中比值適中時(shí)時(shí)促進(jìn)促進(jìn)愈傷組織愈傷組織的生長(zhǎng)的生長(zhǎng)（4 4）環(huán)境因素：）環(huán)境因素： （ ）等條等條件也能影響植物組織培養(yǎng)。菊花組織培養(yǎng)，一件也能影響植物組織培養(yǎng)。菊花組織培養(yǎng)，一般般PHPH控制在（控制在（ ） ；溫度控制在（；溫度控制在（ ） ；每天用日光燈照射（；每天用日光燈照射（ ）小時(shí)。）小時(shí)。 pH、溫度、光照、溫度、光照5.8182212影響植物組織培養(yǎng)的因素影響植物組織培養(yǎng)的因素: :營(yíng)養(yǎng)：營(yíng)養(yǎng)：礦質(zhì)元素：大

8、量元素，微量元素礦質(zhì)元素：大量元素，微量元素植物激素：植物激素：細(xì)胞分裂素，生長(zhǎng)素細(xì)胞分裂素，生長(zhǎng)素 環(huán)境條件：環(huán)境條件：適宜光照、溫度、適宜光照、溫度、 PHPH外 因外 因內(nèi)因：內(nèi)因：植物植物種類(lèi)種類(lèi)，同一種植物材料的，同一種植物材料的年齡年齡、保保存時(shí)間的長(zhǎng)短存時(shí)間的長(zhǎng)短 ，有機(jī)物有機(jī)物 ：蔗糖、氨基酸等：蔗糖、氨基酸等 胚狀體：胚狀體：具有胚根和胚芽的結(jié)構(gòu)具有胚根和胚芽的結(jié)構(gòu) 胚狀體包胚狀體包裹著裹著人工胚乳人工胚乳和和人工種皮人工種皮可以制可以制成成人工種子人工種子。同常規(guī)的無(wú)性繁殖方法相比，組織培養(yǎng)快速繁殖法主要具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1 1）快速。）快速。采用常規(guī)的方法如分株法，一棵花卉

9、一年一般只能生產(chǎn)幾株或幾十株，但用組織培養(yǎng)的方法則每年可以繁殖出幾萬(wàn)甚至數(shù)百萬(wàn)的小植株。（2 2）周年生產(chǎn)。）周年生產(chǎn)?；ɑ芙M織培養(yǎng)快速繁殖是在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，因條件可控，所以不受季節(jié)限制，可以全年進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)。而常規(guī)的無(wú)性繁殖則受季節(jié)限制，只能在花卉生長(zhǎng)季節(jié)進(jìn)行繁殖。（3 3）經(jīng)濟(jì)效益高。）經(jīng)濟(jì)效益高。花卉組織培養(yǎng)快速繁殖所需要的空間小，在一個(gè)200平方米的培養(yǎng)室內(nèi)一年可生產(chǎn)試管苗上百萬(wàn)株。如按每株1元計(jì)算，每年產(chǎn)值上百萬(wàn)元。（4 4）以組織培養(yǎng)繁殖的種苗與母株有著相同的遺傳基因。）以組織培養(yǎng)繁殖的種苗與母株有著相同的遺傳基因。所以使用這項(xiàng)技術(shù)可讓優(yōu)良的品種不斷地延續(xù)。組織培養(yǎng)與常規(guī)繁殖相比優(yōu)

10、點(diǎn)眾多組織培養(yǎng)與常規(guī)繁殖相比優(yōu)點(diǎn)眾多制備制備MS固固體培養(yǎng)基體培養(yǎng)基外植體消毒外植體消毒 接種接種 培培 養(yǎng)養(yǎng)栽栽 培培五、實(shí)驗(yàn)操作五、實(shí)驗(yàn)操作 移移 栽栽沖洗沖洗酒精酒精無(wú)菌水沖洗無(wú)菌水沖洗氯化汞氯化汞無(wú)菌水沖洗至少三無(wú)菌水沖洗至少三次之上次之上配制各種母液配制各種母液配制培養(yǎng)基配制培養(yǎng)基滅毒滅毒MS固體培養(yǎng)基成分及比例固體培養(yǎng)基成分及比例珍珠巖珍珠巖 ,珍珠巖是一種火山噴發(fā)的酸性熔巖，經(jīng)急劇珍珠巖是一種火山噴發(fā)的酸性熔巖，經(jīng)急劇冷卻而成的玻璃質(zhì)巖石，有弧形或圓形裂隙，如珍冷卻而成的玻璃質(zhì)巖石，有弧形或圓形裂隙，如珍珠的結(jié)構(gòu)，所以被命名為珍珠巖珠的結(jié)構(gòu)，所以被命名為珍珠巖 。蛭石蛭石是一種天

11、然、無(wú)毒的礦物質(zhì)，在高溫作用下會(huì)膨是一種天然、無(wú)毒的礦物質(zhì)，在高溫作用下會(huì)膨脹的礦物。它是一種比較少見(jiàn)的礦物，屬于硅酸鹽。脹的礦物。它是一種比較少見(jiàn)的礦物，屬于硅酸鹽。 1 1、培養(yǎng)基的滅菌（高壓蒸汽滅菌）、培養(yǎng)基的滅菌（高壓蒸汽滅菌）2 2、外植體的消毒（酒精、氯化汞）、外植體的消毒（酒精、氯化汞）3 3、接種的無(wú)菌操作（酒精、酒精、接種的無(wú)菌操作（酒精、酒精燈燈灼燒）灼燒）4 4、無(wú)菌箱中的培養(yǎng)；、無(wú)菌箱中的培養(yǎng)；5 5、移栽到消過(guò)毒的環(huán)境中生存一段、移栽到消過(guò)毒的環(huán)境中生存一段時(shí)間。時(shí)間。在整個(gè)操作過(guò)程中，是如何來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)菌環(huán)境的？在整個(gè)操作過(guò)程中，是如何來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)菌環(huán)境的？1、外植體帶菌、

12、外植體帶菌2、培養(yǎng)基及接種、培養(yǎng)基及接種器具滅菌不徹底器具滅菌不徹底3、接種操作時(shí)帶入、接種操作時(shí)帶入4、環(huán)境不清潔、環(huán)境不清潔結(jié)合錄像結(jié)合錄像外植體滅菌與接種操作外植體滅菌與接種操作，談?wù)劷M織培養(yǎng)污染的主，談?wù)劷M織培養(yǎng)污染的主要途徑及怎樣預(yù)防污染？要途徑及怎樣預(yù)防污染？污染的預(yù)防措施污染的預(yù)防措施（一）防止外植體帶菌（二）保證培養(yǎng)基及接種器具徹底滅菌（三）操作人員嚴(yán)格遵守?zé)o菌操作規(guī)程（四）保證接種與培養(yǎng)環(huán)境清潔結(jié)果分析與評(píng)價(jià)結(jié)果分析與評(píng)價(jià) 1 1、外植體被污染的原因：、外植體被污染的原因： （1 1）材料的選取應(yīng)加以選擇，老的材料比幼嫩的材）材料的選取應(yīng)加以選擇，老的材料比幼嫩的材料帶菌多，

13、田間比溫室生長(zhǎng)的材料帶菌多。料帶菌多，田間比溫室生長(zhǎng)的材料帶菌多。 （2 2）消毒材料不徹底，植物組織只能進(jìn)行表面滅菌，）消毒材料不徹底，植物組織只能進(jìn)行表面滅菌，對(duì)材料內(nèi)部所帶的細(xì)菌、霉菌等雜菌往往難以對(duì)付，對(duì)材料內(nèi)部所帶的細(xì)菌、霉菌等雜菌往往難以對(duì)付，可在培養(yǎng)基中添加抗生素解決?？稍谂囵B(yǎng)基中添加抗生素解決。 （3 3）人為污染，如使用未消毒工具或呼吸排出細(xì)菌；）人為污染，如使用未消毒工具或呼吸排出細(xì)菌；手接觸材料或器皿邊緣，使用過(guò)的工作器具未消毒手接觸材料或器皿邊緣，使用過(guò)的工作器具未消毒而再繼續(xù)使用，造出交叉污染；接種室空氣污染等。而再繼續(xù)使用，造出交叉污染；接種室空氣污染等。本課題內(nèi)容

14、小結(jié)本課題內(nèi)容小結(jié)菊花組織培養(yǎng)基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)操作植物體的組植物體的組織培養(yǎng)織培養(yǎng)影響組織培養(yǎng)影響組織培養(yǎng)的因素的因素細(xì)胞分化細(xì)胞分化細(xì)胞全能性細(xì)胞全能性組織培養(yǎng)過(guò)程組織培養(yǎng)過(guò)程營(yíng)養(yǎng)營(yíng)養(yǎng)激素激素環(huán)境條件環(huán)境條件MS固體培養(yǎng)基制備固體培養(yǎng)基制備外植體消毒外植體消毒接種接種培養(yǎng)培養(yǎng)移栽移栽栽培栽培作業(yè)：作業(yè)：P36P361 1、在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中，為什么要進(jìn)行一系列的消毒、在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中，為什么要進(jìn)行一系列的消毒、滅菌，并且要求無(wú)菌操作。滅菌，并且要求無(wú)菌操作。2 2、在選取菊花莖段是，為什么要選取生長(zhǎng)旺盛的嫩枝？、在選取菊花莖段是，為什么要選取生長(zhǎng)旺盛的嫩枝？ 外植體的生理狀

15、態(tài)是成功進(jìn)行組織培養(yǎng)的重要條件之外植體的生理狀態(tài)是成功進(jìn)行組織培養(yǎng)的重要條件之一。生長(zhǎng)旺盛的嫩枝生理狀況好，容易誘導(dǎo)脫分化和再分一。生長(zhǎng)旺盛的嫩枝生理狀況好，容易誘導(dǎo)脫分化和再分化?；?植物組織培養(yǎng)所利用的植物材料體積小、抗性差，對(duì)植物組織培養(yǎng)所利用的植物材料體積小、抗性差，對(duì)培養(yǎng)條件的要求較高。用于植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基同樣適培養(yǎng)條件的要求較高。用于植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基同樣適合于某些微生物的生長(zhǎng)，如一些細(xì)菌、真菌等的生長(zhǎng)。而合于某些微生物的生長(zhǎng)，如一些細(xì)菌、真菌等的生長(zhǎng)。而培養(yǎng)物一旦受到微生物的污染，就會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)前功盡棄，培養(yǎng)物一旦受到微生物的污染，就會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)前功盡棄，因此要進(jìn)行嚴(yán)格的無(wú)菌

16、操作。因此要進(jìn)行嚴(yán)格的無(wú)菌操作。練習(xí)練習(xí)1 1、下圖是植物組織培養(yǎng)的簡(jiǎn)略表示。據(jù)此回答：、下圖是植物組織培養(yǎng)的簡(jiǎn)略表示。據(jù)此回答：（1 1）表示）表示_，它能被培養(yǎng)成為的根本原，它能被培養(yǎng)成為的根本原因是因是_。（2 2）表示）表示_，它與相比分化程度，它與相比分化程度_，全能性全能性_._.（3 3）若想制成人工種子，應(yīng)選用）若想制成人工種子，應(yīng)選用_。（4 4）若是花藥，則是）若是花藥，則是_，繼續(xù)對(duì)其使用，繼續(xù)對(duì)其使用_處理可獲得處理可獲得_正常植株，該過(guò)程稱(chēng)為正常植株，該過(guò)程稱(chēng)為_(kāi)。（5 5）若是胡蘿卜根尖細(xì)胞，則培養(yǎng)成的葉片的顏色為）若是胡蘿卜根尖細(xì)胞，則培養(yǎng)成的葉片的顏色為_(kāi)，這說(shuō)

17、明，這說(shuō)明_。（6 6）若利用此項(xiàng)技術(shù)制造治療燙傷、割傷的藥物）若利用此項(xiàng)技術(shù)制造治療燙傷、割傷的藥物紫草素，紫草素，培養(yǎng)將進(jìn)行到培養(yǎng)將進(jìn)行到_。脫分化脫分化再分化再分化答案：（答案：（1 1）離體的植物組織或器官）離體的植物組織或器官 植物細(xì)胞具有全能性植物細(xì)胞具有全能性 （2 2）愈傷組織愈傷組織 低低 高高 （3 3） （4 4）單倍體植株）單倍體植株 秋水仙素秋水仙素 純合純合體體 單倍體育種單倍體育種 （5 5）綠色）綠色 含有表達(dá)葉綠體的基因含有表達(dá)葉綠體的基因 （6 6）練習(xí)練習(xí)2 2、 基因型為基因型為AaBbAaBb的水稻（含的水稻（含2424條染色體）的花藥通過(guò)無(wú)菌條染色體）的花藥通過(guò)無(wú)菌操作接入試管后，在一定條件下形成試管苗，問(wèn)：操作接入試管后，在一定條件下形成試管苗，問(wèn)：（1 1）愈傷組織是花粉細(xì)胞不斷分裂后形成的不規(guī)則的細(xì)胞團(tuán)，）愈傷組織是花粉細(xì)胞不斷分裂后形成的不規(guī)則的細(xì)胞團(tuán)，愈傷組織形成過(guò)程中，必須從培養(yǎng)基中獲得愈傷組織形成過(guò)程中，必須從培養(yǎng)基中獲得_等營(yíng)養(yǎng)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。物質(zhì)。（2 2）要促進(jìn)花粉細(xì)胞分裂生長(zhǎng)，培養(yǎng)基中應(yīng)有）要促進(jìn)花粉細(xì)胞分裂生長(zhǎng)，培養(yǎng)基中應(yīng)有_和和_兩類(lèi)激素。兩類(lèi)激素。（3 3）愈傷組織分化是指愈傷組織形成芽和根，再由芽發(fā)育成葉）愈傷組織分化是指愈傷組織形成芽和根，再由芽發(fā)育成葉和莖