人教生物必修講義菊花的組織培養(yǎng)高考總復(fù)習(xí)分解

人教生物必修講義菊花的組織培養(yǎng)高考總復(fù)習(xí)分解第1頁/共51頁一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩⑾嚓P(guān)知識三、實(shí)驗(yàn)原理四、試劑和器材五、操作步驟六、思考題目錄第2頁/共51頁2023/3/53一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆罩参锝M織培養(yǎng)相關(guān)理論知識掌握植物組織培養(yǎng)的操作方法了解不同激素及其比例對愈傷組織再分化的作用第3頁/共51頁2023/3/54二、相關(guān)知識

離體（invitro)條件下利用人工培養(yǎng)條件在無菌情況下培養(yǎng)、生長、發(fā)育再生出完整植株的過程。

1958年，英國科學(xué)家Steward等用胡蘿卜根的愈傷組織細(xì)胞進(jìn)行懸浮培養(yǎng)，成功誘導(dǎo)出胚狀體并分化為完整的小植株，不但使細(xì)胞全能性理論得到證實(shí)，而且為組織培養(yǎng)的技術(shù)程序奠定了基礎(chǔ)。

第4頁/共51頁2023/3/55應(yīng)用領(lǐng)域

1、快速繁殖運(yùn)用組織培養(yǎng)的途徑，一個(gè)單株一年可以繁殖幾萬到幾百萬個(gè)植株。例如一株蘭花一年繁殖到400萬株。

2、種苗脫毒針對病毒對農(nóng)作物造成的嚴(yán)重危害，通過組織培養(yǎng)可以有效地培育出大量的無病毒種苗。

3、遠(yuǎn)緣雜交利用組織培養(yǎng)可以使難度很大的遠(yuǎn)緣雜交取得成功，從而育成一些罕見的新物種。二、相關(guān)知識第5頁/共51頁2023/3/56應(yīng)用領(lǐng)域

4、突變育種采用組織培養(yǎng)可以直接誘變和篩選出具抗病、抗鹽、高賴氨酸、高蛋白等優(yōu)良性狀的品種。

5、基因工程基因工程主要研究DNA的轉(zhuǎn)導(dǎo)，而基因轉(zhuǎn)導(dǎo)后必須通過組織培養(yǎng)途徑才能實(shí)現(xiàn)植株再生。

6、生物制品有些極其昂貴的生物制品，如抗癌首選藥物--紫杉醇等，可通過組織培養(yǎng)方式生產(chǎn)。二、相關(guān)知識第6頁/共51頁2023/3/57植物組織培養(yǎng)的分類

廣義的組織培養(yǎng)依外植體不同，可分為：

1)器官培養(yǎng)（organculture）

2)莖尖分生組織培養(yǎng)(shoottipculture,apicalmeristemculture)3)愈傷組織培養(yǎng)(callusecultrue)4)細(xì)胞培養(yǎng)(cellculture)5)原生質(zhì)體培養(yǎng)(protoplastculture)二、相關(guān)知識第7頁/共51頁2023/3/58

外植體(explant)：由活體（invivo)植物體上提取下來的，接種在培養(yǎng)基上的無菌細(xì)胞、組織、器官等。愈傷組織(callus)：在人工培養(yǎng)基上由外植體上形成的一團(tuán)無序生長狀態(tài)的薄壁細(xì)胞。二、相關(guān)知識第8頁/共51頁2023/3/59二、相關(guān)知識第9頁/共51頁2023/3/510二、相關(guān)知識第10頁/共51頁2023/3/511二、相關(guān)知識第11頁/共51頁2023/3/512二、相關(guān)知識第12頁/共51頁2023/3/513二、相關(guān)知識第13頁/共51頁二、相關(guān)知識第14頁/共51頁2023/3/515植物組織培養(yǎng)特點(diǎn)

①培養(yǎng)條件可以人為控制②生長周期短，繁殖率高③管理方便，利于工廠化生產(chǎn)和自動化控制二、相關(guān)知識第15頁/共51頁2023/3/516植物組織培養(yǎng)營養(yǎng)條件-培養(yǎng)基(CultureMedium)

培養(yǎng)基是植物組織培養(yǎng)的重要基質(zhì)。培養(yǎng)基的成分主要可以分水、無機(jī)鹽、有機(jī)物、天然復(fù)合物、培養(yǎng)體的支持材料等五大類。二、相關(guān)知識第16頁/共51頁2023/3/517

國際上流行的培養(yǎng)基有幾十種，常用的培養(yǎng)基有：

MS培養(yǎng)基、B5培養(yǎng)基、White培養(yǎng)基、N6培養(yǎng)基、KM-8P培養(yǎng)基二、相關(guān)知識第17頁/共51頁2023/3/518常用培養(yǎng)基簡介--MS培養(yǎng)基

1962年由Murashige和Skoog為培養(yǎng)煙草細(xì)胞而設(shè)計(jì)的。特點(diǎn)是無機(jī)鹽和離子濃度較高，為較穩(wěn)定的平衡溶液。其養(yǎng)分的數(shù)量和比例較合適，可滿足植物的營養(yǎng)和生理需要。它的硝酸鹽含量較其他培養(yǎng)基為高，廣泛地用于植物的器官、花藥、細(xì)胞和原生質(zhì)體培養(yǎng)，效果良好。有些培養(yǎng)基是由它演變而來的。二、相關(guān)知識第18頁/共51頁2023/3/519常用培養(yǎng)基簡介--B5培養(yǎng)基

是1968年由Galmborg等為培養(yǎng)大豆根細(xì)胞而設(shè)計(jì)的。其主要特點(diǎn)是含有較低的銨，這可能對不少培養(yǎng)物的生長有抑制作用。從實(shí)踐得知有些植物在B5培養(yǎng)基上生長更適宜，如雙子葉植物特別是木本植物。二、相關(guān)知識第19頁/共51頁2023/3/520常用培養(yǎng)基簡介--White培養(yǎng)基

是1943年由White為培養(yǎng)番茄根尖而設(shè)計(jì)的。1963年又作了改良，稱作White改良培養(yǎng)基，提高了MgSO4的濃度和增加了硼素。其特點(diǎn)是無機(jī)機(jī)鹽數(shù)量較低，適于生根培養(yǎng)。二、相關(guān)知識第20頁/共51頁2023/3/521常用培養(yǎng)基簡介—N6培養(yǎng)基

是1974年朱至清等為水稻等禾谷類作物花藥培養(yǎng)而設(shè)計(jì)的。其特點(diǎn)是成分較簡單，KNO3和（NH4）2SO4含量高。在國內(nèi)已廣泛應(yīng)用于小麥、水稻及其他植物的花藥培養(yǎng)和其他組織培養(yǎng)。二、相關(guān)知識第21頁/共51頁2023/3/522常用培養(yǎng)基簡介—KM-8P培養(yǎng)基

1962年由Murashige和Skoog為培養(yǎng)煙草細(xì)胞而設(shè)計(jì)的。特點(diǎn)是無機(jī)鹽和離子濃度較高，為較穩(wěn)定的平衡溶液。其養(yǎng)分的數(shù)量和比例較合適，可滿足植物的營養(yǎng)和生理需要。它的硝酸鹽含量較其他培養(yǎng)基為高，廣泛地用于植物的器官、花藥、細(xì)胞和原生質(zhì)體培養(yǎng)，效果良好。有些培養(yǎng)基是由它演變而來的。二、相關(guān)知識第22頁/共51頁2023/3/523不同營養(yǎng)條件對植物組織培養(yǎng)的影響

GrowthmediumisoptimisedforregenerationofplantletsNosucrose(0%)Sucrosereducedto1%Sucroseincreasedto5%Theexplantiscompletelycoveredwithgreenshoots,androotsaredevelopingonthelowersurfaceVeryfewshootshavedevelopedontheexplant.Norootsandnocallus.Shootsdevelopedonedgesofuppersurface,andsomerootdevelopmenthasoccuredShootshavedevelopedoverthesurfaceoftheexplant,alongwithrootsfromthelowersurface.Theresultiscomparablewiththecontrolmedium二、相關(guān)知識第23頁/共51頁NoBAPBAPreducedto0.1mg.l-1

NoNAAPoorshootdevelopmentandnoroots.ExtensivecallusgenerationPoorshootdevelopmentandnorootsNAAreducedto0.1mg.l-1Morebalanceddevelopmentofrootsandshoots.However,undifferentiatedcallusisdevelopingattheedgesoftheexplantProfusedevelopmentofrootsandareducednumberofshoots.Undifferentiatedcallusisdevelopingattheedgesoftheexplant二、相關(guān)知識第24頁/共51頁NAAincreasedto5.0mg.l-1Profusedevelopmentofrootsovertheexplantupperandlowersurface,andfewshoots.SomecallusNoMSsaltsNosignofregenerationfromexplantatall.

MSsaltsreducedto0.47g.l-1

SomerootgrowthbutreduceddevelopmentofshootsMSsaltsincreasedto9.52g.l-1

Shootsdevelopedonuppersurfaceofexplant.Norootsorcallus.二、相關(guān)知識第25頁/共51頁2023/3/526植物細(xì)胞的全能性

植物細(xì)胞具有該植物體全部遺傳的可能性，在一定條件下具有發(fā)育成完整植物體的潛在能力。差異:(1)受精卵的全能性最高

(2)受精卵分化后的細(xì)胞中，體細(xì)胞的全能性比生殖細(xì)胞的低。潛在全能性的原因：基因表達(dá)的選擇性科學(xué)研究表明，處于離體狀態(tài)的植物活細(xì)胞，在一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件的作用下，就可能表現(xiàn)出全能性，發(fā)育成完整的植株。人工條件下實(shí)現(xiàn)的這一過程，就是植物組織培養(yǎng)。三、實(shí)驗(yàn)原理第26頁/共51頁2023/3/527植物細(xì)胞全能性的表達(dá)

脫分化（dedifferentiation)：將來自已分化組織的已停止分裂的細(xì)胞從植物體部分的抑制性影響下解脫出來，恢復(fù)細(xì)胞的分裂活性。再分化（redifferentiation):經(jīng)脫分化的組織或細(xì)胞在一定的培養(yǎng)條件下可有轉(zhuǎn)變?yōu)楦鞣N不同細(xì)胞類型的能力。三、實(shí)驗(yàn)原理第27頁/共51頁2023/3/528四、試劑和器材1、材料新鮮胡蘿卜莖2、試劑

MS培養(yǎng)基

10%亞硫酸溶液第28頁/共51頁2023/3/529MS培養(yǎng)基配制方法四、試劑和器材第29頁/共51頁2023/3/530四、試劑和器材3、儀器高壓滅菌鍋、超凈工作臺、烘箱、培養(yǎng)箱4、玻璃器皿試劑瓶(50、100、1000ml)、三角瓶(100ml)、刻度吸管(0.5、1、5、10ml)、培養(yǎng)皿5、用具鑷子、解剖刀、接種針、記號筆、封口膜第30頁/共51頁2023/3/531離體的植物器官、組織、細(xì)胞脫分化愈傷組織再分化根芽植物體五、操作步驟第31頁/共51頁切開胡蘿卜，在圓圈處取一塊組織P-木質(zhì)部、C-形成層、X-韌皮部五、操作步驟第32頁/共51頁形成層開始形成愈傷組織C1-愈傷組織、C2-形成層五、操作步驟第33頁/共51頁3-4周后完全形成愈傷組織狀態(tài)（脫分化）組織塊失去色素五、操作步驟第34頁/共51頁把脫分化后的愈傷組織轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)基上五、操作步驟第35頁/共51頁兩周左右開始再分化，長出幼苗五、操作步驟第36頁/共51頁將幼苗移植到外部條件下培養(yǎng)（順化）五、操作步驟第37頁/共51頁順化一個(gè)月后的胡蘿卜植株五、操作步驟第38頁/共51頁培養(yǎng)基配制(I)—母液配制：

按照MS培養(yǎng)基成分表,配制分別配制培養(yǎng)基的母液。1、大量元素母液(10倍液)

分別稱取10倍用量的各種大量無機(jī)鹽，依次溶解于大約800ml熱的（60-80℃）蒸餾水中。（一種成分完全溶解后再加入下一種，最后加水，定容至1000ml后裝入試劑瓶中，冰箱內(nèi)貯存?zhèn)溆茫Ｎ?、操作步驟第39頁/共51頁2、微量元素母液(100倍液)

分別稱取100倍用量的微量無機(jī)鹽，依次溶解于800ml重蒸水中，加水定溶到1000ml。

3、鐵鹽母液（100倍液）稱取100倍用量的Na2-EDTA(乙二胺四乙酸鈉)和FeSO4·7H2O，溶于800ml重蒸水中，最后定容到1000ml。五、操作步驟培養(yǎng)基配制(I)—母液配制：第40頁/共51頁4、有機(jī)物質(zhì)母液(100倍數(shù))

分別稱取50倍用量的各種有機(jī)物質(zhì)，依次溶解于400ml重蒸水中，定容至1000ml，裝入棕色試劑瓶中，貯存冰箱備用。

除上述四種母液外，培養(yǎng)基中經(jīng)常附加的各種生物素和細(xì)胞分裂素也要配成母液貯存，臨用時(shí)按濃度定量吸取加入。五、操作步驟培養(yǎng)基配制(I)—母液配制：第41頁/共51頁5、生長素如2,4-D、IAA、NAA等。準(zhǔn)確稱取20mg，先用2ml95%乙醇溶解，然后加水，定容至20ml，濃度為1mg/ml，再放置冰箱內(nèi)貯存?zhèn)溆谩?、細(xì)胞分裂素如激動素(Kt)、6-芐基嘌呤(6-BA)。準(zhǔn)確稱取20mg，先用2ml的1mol/mlHCL或NaOH溶解，然后加水，定容至20ml，濃度為1mg/ml，再放置冰箱內(nèi)貯存?zhèn)溆?。五、操作步驟培養(yǎng)基配制(I)—母液配制：第42頁/共51頁

取1000ml燒杯一只，加大量元素10倍母液100ml，微量元素100倍母液10ml，鐵鹽100倍母液10ml,有機(jī)物質(zhì)100倍母液10ml。此外,根據(jù)培養(yǎng)材料和實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪€要附加一定量的生長素,細(xì)胞分裂素及蔗糖等,然后加水至1000ml,待蔗糖充分溶解后用1mol/L的NaOH或HCl調(diào)酸堿度為pH5.8,最后加入瓊脂粉6.5g,如用瓊脂條,則要加8g。五、操作步驟培養(yǎng)基配制(II)—配制與分裝：第43頁/共51頁

將盛有培養(yǎng)基的燒杯在電磁爐上，煮至瓊脂完全融化，補(bǔ)加蒸餾水至1000ml。將配制好的培養(yǎng)基分裝到培養(yǎng)用三角瓶中，每只100ml三角瓶約裝40ml培養(yǎng)基。分裝時(shí)要避免把培養(yǎng)基倒在瓶口上，否則培養(yǎng)時(shí)容易引起雜菌污染。

五、操作步驟培養(yǎng)基配制(II)—配制與分裝：第44頁/共51頁1、把裝好的培養(yǎng)基的三角瓶放入高壓滅菌鍋中，蓋好鍋蓋。2、設(shè)置滅菌參數(shù)為121℃，20min，開始滅菌。

五、