3《菊花的組織培養(yǎng)》(新人教版選修)

課題1菊花的組織培養(yǎng)通過必修課的學習，我們已經(jīng)了解到大多綠色開花植物都是靠種子來繁殖的。那么，有沒有不用種子來培育植物的方法呢？組織培養(yǎng)營養(yǎng)繁殖扦插嫁接壓條

扦插嫁接壓條

課題目標說明植物組織培養(yǎng)的基本原理，學習植物組織培養(yǎng)的基本技術，進行菊花或其他植物的組織培養(yǎng)。課題重點與難點課題重點：植物組織培養(yǎng)過程中使用的無菌技術。課題難點：植物組織培養(yǎng)過程中使用的無菌技術。植物組織培養(yǎng)是二十世紀發(fā)展起來的新技術，近三十年來由于組織培養(yǎng)基礎理論研究的深入，發(fā)展極為迅速，發(fā)表的文獻浩如煙海，幾乎以植物為研究對象的各個分支學科都在廣泛進行組織培養(yǎng)。植物組織培養(yǎng)簡介發(fā)展簡史1838-1839年，德國科學家Schleide和Schwann發(fā)表了細胞學說，奠定了組織培養(yǎng)的理論基礎。

1902年，德國植物學家Haberlandt根據(jù)細胞學說，提出單個細胞的植物細胞全能性（totipotency）理論。

1904年，Hanning最先成功地培養(yǎng)了蘿卜和辣根菜的胚。

1922年，Knudson采用胚培養(yǎng)法獲得大量蘭花幼苗。

1934年，White用番茄根尖建立起第一個活躍生長的無性繁殖系，從而使非胚器官的培養(yǎng)首先獲得成功。

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

1962年，Murashinge和Skoog在煙草培養(yǎng)中篩選出至今仍被廣泛使用的MS培養(yǎng)基。

1964-1966年，印度科學家Guha和Maheswari在曼陀羅花藥培養(yǎng)中首次由花粉誘導得到了單倍體植株。

1972年，Carlson通過兩個種的煙草原生質體融合培養(yǎng)，獲得了第一個體細胞雜交的雜種植株?！?/p>

外植體滅菌與接種操作是指在人工培養(yǎng)基上，離體培養(yǎng)植物的器官、組織、細胞和原生質體，并使其生長、增殖、分化以及再生植株的技術。組織培養(yǎng)1、植物組織培養(yǎng)的原理是什么？植物細胞具有全能性，即生物體的細胞，具有使后代細胞形成完整個體的能力。思考：（一）植物組織培養(yǎng)的基本過程

基礎知識離體的植物器官、組織、細胞脫分化愈傷組織再分化根或芽植物體2、植物組織培養(yǎng)的基本過程愈傷組織植物組織培養(yǎng)過程示意圖上面的示意圖中還有什么地方不夠完善的？沒有進行滅菌處理，試管也沒有做密封等。1、外植體帶菌2、培養(yǎng)基及接種器具滅菌不徹底3、接種操作時帶入4、環(huán)境不清潔組織培養(yǎng)污染的主要途徑及怎樣預防污染？3、污染的預防措施（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）操作人員嚴格遵守無菌操作規(guī)程（四）保證接種與培養(yǎng)環(huán)境清潔1、植物學家將胡蘿卜的韌皮部細胞分離出來，將單個細胞放在特定的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，獲得了許多完整的植株，這些植株的特點是()Ａ.彼此性狀極為相似 Ｂ.都是單倍體植株Ｃ.植株的變異頻率較高 Ｄ.都是純合體植株2、根據(jù)分裂潛能，干細胞可分為全能干細胞（可發(fā)育成完整的個體）、多能干細胞（可發(fā)育成多種組織和器官）和專能干細胞（發(fā)育成專門的組織和器官），則這些細胞在個體發(fā)育中的分化順序是()Ａ.全能——專能——多能Ｂ.全能——多能——專能Ｃ.多能——全能——專能Ｄ.專能——全能——多能練習AB（二）影響植物組織培養(yǎng)的因素植物組織培養(yǎng)條件

含有全部營養(yǎng)成分的培養(yǎng)基、一定的溫度、空氣、無菌環(huán)境、適合的PH、適時光照等。（二）影響植物組織培養(yǎng)的因素1、外植體的選取不同植物的組織培養(yǎng)難度不同同一種植物的不同組織培養(yǎng)難度不同2、培養(yǎng)基的配制(MS培養(yǎng)基)大量元素：C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S微量元素：B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co有機物：甘氨酸、煙酸、肌醇、維生素、蔗糖等植物激素：生長素、細胞分裂素等3、不同植物激素使用順序和使用量4、消毒在培養(yǎng)的整個過程中，都需要是一個無菌環(huán)境原因：5、pH、溫度、光照菊花：pH=5.8溫度控制在18—22℃每日光照12h植物組織培養(yǎng)用的培養(yǎng)基，含有植物生長發(fā)育所需要的各種營養(yǎng)物質，這些營養(yǎng)物質同樣為細菌等微小的生物提供了適合的營養(yǎng)。在這種培養(yǎng)基上，細菌等微小的生物比植物細胞具有更強的新陳代謝能力，它們比植物細胞生長、繁殖得更快，而且它們會產(chǎn)生毒素，使培養(yǎng)的植物細胞很快中毒死亡。因此，植物組織培養(yǎng)要想取得成功，必須有效地防止細菌等的污染，保證培養(yǎng)材料、培養(yǎng)基、培養(yǎng)用具完全無菌。為了達到這一要求，就要在植物組織培養(yǎng)過程中進行一系列的消毒、滅菌，并且要求無菌操作。MS固體培養(yǎng)基成分及比例P331.你能說出各種營養(yǎng)物質的作用嗎？同專題2中微生物培養(yǎng)基的配方相比，MS培養(yǎng)基的配方有哪些明顯的不同？

答：微量元素和大量元素提供植物細胞生活所必需的無機鹽；蔗糖提供碳源，同時能夠維持細胞的滲透壓；甘氨酸、維生素等物質主要是為了滿足離體植物細胞在正常代謝途徑受到一定影響后所產(chǎn)生的特殊營養(yǎng)需求。微生物培養(yǎng)基以有機營養(yǎng)為主。與微生物的培養(yǎng)不同，MS培養(yǎng)基則需提供大量無機營養(yǎng)，無機鹽混合物包括植物生長必須的大量元素和微量元素兩大類。閱讀課文，思考以下問題2、你認為組織培養(yǎng)過程中，成功的關鍵有哪些？這些步驟的適宜條件是什么？

組織的脫分化及愈傷組織的再分化。

植物組織培養(yǎng)過程中，影響植物細胞脫分化、再分化的最重要因素是植物激素，細胞分裂素與生長素之間的濃度比可以調控植株組培過程中芽和根的形成。激素配比對組織培養(yǎng)的影響生長素與細胞分裂素的比例決定著發(fā)育的方向，是愈傷組織、長根還是長芽。如為了促進芽器官的分化，應除去或降低生長素的濃度，或者調整培養(yǎng)基中生長素與細胞分裂素的比例。

高利于根的形成生長素/細胞分裂素適中促進愈傷組織的形成低利于芽的形成生長素/細胞分裂素高利于根和愈傷組織的形成適中利于根芽的分化制備MS固體培養(yǎng)基外植體消毒接種培養(yǎng)栽培二、實驗操作移栽沖洗—酒精—無菌水沖洗—氯化汞—無菌水沖洗至少三次之上此時的組織或細胞為離體的，即細胞所生活的環(huán)境為液體有機物營養(yǎng)環(huán)境，而不是能體現(xiàn)其整個植物體的光能自養(yǎng)在培養(yǎng)過程中，是脫分化、再分化的過程，隨著芽和根的形成，就具有了自養(yǎng)的能力，是由細胞到一個個體的演變過程1、高等植物是光能自養(yǎng)型生物，為什么在植物組織培養(yǎng)過程中還需要提供有機物培養(yǎng)基？2、培養(yǎng)過程中為什么需要進行光照?思考？1、培養(yǎng)基的滅菌（高壓蒸汽滅菌）2、外植體的消毒（酒精、氯化汞）3、接種的無菌操作（酒精、酒精燈——灼燒）4、無菌箱中的培養(yǎng)；5、移栽到消過毒的環(huán)境中生存一段時間。3、在整個操作過程中，是如何來實現(xiàn)無菌環(huán)境的？4.你打算做幾組重復？你打算設置對照實驗嗎？

答：教師可以安排學生分組，做不同的材料或配方，最后分別匯報成果。但每種材料或配方至少要做一組以上的重復。設置對照實驗可以取用一個經(jīng)過滅菌的裝有培養(yǎng)基的錐形瓶，與接種操作后的錐形瓶一同培養(yǎng)，用以說明培養(yǎng)基制作合格，沒有被雜菌污染。結果分析與評價（一）對接種操作中污染情況的分析（二）是否完成了對植物組織的脫分化和再分化（三）是否進行了統(tǒng)計、對照與記錄（四）生根苗的移栽是否合格②③練習1、下圖是植物組織培養(yǎng)的簡略表示。據(jù)此回答：（1）①表示__________________，它能被培養(yǎng)成為④的根本原因是_________________。（2）②表示____________，它與①相比分化程度____________，全能性____________。（3）若想制成人工種子，應選用____________。（4）若①是花藥，則④是____________，繼續(xù)對其使用____________處理可獲得____________正常植株，該過程稱為____________。（5）若①是胡蘿卜根尖細胞，則培養(yǎng)成④的葉片的顏色為____________，這說明____________。（6）若利用此項技術制造治療燙傷、割傷的藥物——紫草素，培養(yǎng)將進行到____________。④①脫分化②再分化③離體的植物組織或器官植物細胞具有全能性愈傷組織

低高③單倍體植株秋水仙素純合體

單倍體育種綠色含有表達葉綠體的基因②同常規(guī)的無性繁殖方法相比，組織培養(yǎng)快速繁殖法主要具有以下優(yōu)點：（1）快速。采用常規(guī)的方法如分株法，一棵花卉一年一般只能生產(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甚至數(shù)百萬的小植株。（2）周年生產(chǎn)?；ɑ芙M織培養(yǎng)快速繁殖是在實驗室中進行，因條件可控，所以不受季節(jié)限制，可以全年進行連續(xù)生產(chǎn)。而常規(guī)的無性繁殖則受季節(jié)限制，只能在花卉生長季節(jié)進行繁殖。（3）經(jīng)濟效益高。花卉組織培養(yǎng)快速繁殖所需要的空間小，在一個200平方米的培養(yǎng)室內(nèi)一年可生產(chǎn)試管苗上百萬株。如按每株1元計算，每年產(chǎn)值上百萬元。（4）以組織培養(yǎng)繁殖的種苗與母株有著相同的遺傳基因。所以使用這項技術可讓優(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)點眾多課題延伸（略）P36課后練習1.答：植物組織培養(yǎng)所利用的植物材料體積小、抗性差，對培養(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