蘇教版生物選修一13植物組織培養(yǎng)技術(shù)課件

第3課時

植物組織培養(yǎng)技術(shù)第一章無菌操作技術(shù)實踐學習導航1.簡述植物組織培養(yǎng)的原理和過程。2.了解MS基本培養(yǎng)基貯備液的配制方法。3.舉例說出激素及其對脫分化、再分化的作用。重難點擊理解植物組織培養(yǎng)的原理和一般過程。一、植物組織培養(yǎng)技術(shù)二、天竺葵的組織培養(yǎng)內(nèi)容索引當堂檢測一、植物組織培養(yǎng)技術(shù)基礎梳理1.含義：在

和人工控制的條件下，誘導

的植物器官、組織等在適宜的培養(yǎng)條件下發(fā)育成完整植株的技術(shù)。2.原理：植物細胞的

。植物細胞的全能性是指植物體的每個體細胞都攜帶來自受精卵的

，并具有發(fā)育成

的潛在能力。無菌離體全能性完整基因組完整植株3.過程試管苗生根分離接種扦插、生根4.激素與愈傷組織的再分化(1)愈傷組織的細胞是一種具有

細胞。(2)脫分化：

的植物細胞或組織產(chǎn)生

的過程。(3)再分化：在一定條件下繼續(xù)培養(yǎng)脫分化的

，又可以重新誘導根、芽等器官的分化。分生能力的薄壁已經(jīng)分化愈傷組織愈傷組織(4)

是啟動生長、細胞分裂、脫分化、再分化的關鍵激素。生長素和細胞分裂素的使用比例對分化結(jié)果的影響使用的量實驗結(jié)果用量相當促進

的生長生長素＞細胞分裂素有利于

的形成生長素＜細胞分裂素有利于

的形成生長素、細胞分裂素愈傷組織根芽5.MS基本培養(yǎng)基貯備液的種類(1)大量元素貯備液：其中含有的大量元素有

。(2)微量元素貯備液：其中含有的微量元素有__________________________

。(3)鐵鹽貯備液：是由FeSO4·7H2O和Na2·EDTA(乙二胺四乙酸二鈉)配制而成。(4)有機物貯備液：其中有機物有

、煙酸、肌醇、

、維生素B1。6.貯備液的貯藏備用：分別用

貯存配制好的MS培養(yǎng)基貯備液，并貼上標簽，注明編號、

、日期等，保存在

中備用。N、P、S、K、Ca、MgFe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni、I、Co甘氨酸維生素B6玻璃瓶配制倍數(shù)冰箱的冷藏室問題探究1.完善植物組織培養(yǎng)過程圖并思考下列問題：答案脫分化再分化愈傷組織(1)為什么高度分化的植物細胞還具有全能性？答案因為高度分化的植物細胞中含有該物種的全套遺傳物質(zhì)。答案(2)高度分化的植物細胞發(fā)育成完整的植株需要哪些條件？答案①離體條件；②充足的營養(yǎng)條件；③恰當?shù)募に胤N類及濃度配比；④適宜的環(huán)境條件；⑤無菌條件。2.MS培養(yǎng)基的成分主要有哪些？還需添加哪些成分？答案成分有大量元素、微量元素和有機物；還需添加植物激素及其他添加物(如甘氨酸、維生素等)。3.植物組織培養(yǎng)的一般過程分析(1)你認為植物組織培養(yǎng)的核心環(huán)節(jié)是什么？答案植物組織培養(yǎng)的核心環(huán)節(jié)為脫分化和再分化。(2)你認為植物組織培養(yǎng)的再分化應先誘導生芽還是先誘導生根？答案應先誘導生芽，再誘導生根。4.植物組織培養(yǎng)中應盡量選擇什么樣的材料作為外植體？為什么？答案應盡量選擇幼嫩的植物組織或器官作為外植體。因為外植體的年齡越小，分化程度越低，組織培養(yǎng)的成功率就越高。答案歸納總結(jié)(1)植物組織培養(yǎng)過程(2)植物組織培養(yǎng)的過程分析過程主要變化特點脫分化由外植體形成愈傷組織由高度分化的細胞恢復為具有分裂能力的細胞再分化由愈傷組織形成根、芽等器官重新分化出不同的組織、器官生長發(fā)育成完整植物體包括營養(yǎng)生長和生殖生長拓展應用1.關于植物組織培養(yǎng)技術(shù)的敘述正確的是A.用于培養(yǎng)的材料不一定需要離體B.植物可通過光合作用合成有機物，培養(yǎng)基中不需要加入含碳有機物C.愈傷組織可制造成人工種子D.脫分化和再分化都需要培養(yǎng)基中生長素和細胞分裂素刺激、誘導答案解析解析用于培養(yǎng)的材料一定要離體，否則基因選擇性表達會形成組織和器官，A項錯誤；植物組織培養(yǎng)基中需加入含碳有機物，提供碳源和能源，而完整植株才能進行光合作用，B項錯誤；胚狀體可制成人工種子，C項錯誤；不同階段的培養(yǎng)基中細胞分裂素和生長素的比例不同，可誘導培養(yǎng)物進行分裂和分化，D項正確。解析離體的植物組織或細胞，在培養(yǎng)了一段時間以后，會通過細胞分裂，形成愈傷組織。脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)培養(yǎng)，又可以重新分化成根或芽等器官，這個過程叫做再分化。菊花莖尖能培養(yǎng)成植物體的根本原因是植物細胞具有全能性。(1)圖中A和B分別表示

和

。菊花莖尖培養(yǎng)成植物體的根本原因是

。2.如圖是基因型為AaBb的菊花莖尖離體培養(yǎng)示意圖，據(jù)圖回答下列問題：答案解析脫分化再分化植物細胞具有全能性解析離體的植物組織和細胞，常用MS培養(yǎng)基培養(yǎng)，其主要成分包括：大量元素，如N、P、K、Ca、Mg、S；微量元素，如Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Co、I；有機物以及蔗糖等。在試管苗形成過程中要每日給予日照12h，其原因是試管苗形成過程中要進行光合作用合成有機物。(2)菊花的組織培養(yǎng)形成試管苗的過程中，其中應大量供給的元素是

。試管苗形成過程中要給予一定光照，其原因是

。答案解析N、S、P、K、Ca、Mg試管苗形成過程中要進行光合作用合成有機物(3)脫分化是指__________________________________________________

。脫分化和再分化這兩個過程的進行，除必要的溫度、光照和氧氣等外界條件外，還要保證

，否則植物組織培養(yǎng)就不能成功。答案解析已經(jīng)分化的植物細胞或組織，通過離體培養(yǎng)產(chǎn)生愈傷組織的過程無菌解析脫分化和再分化這兩個過程的進行除必要的溫度、光照和氧氣等外界條件外，還要保證無菌，原因是雜菌產(chǎn)生的毒素等物質(zhì)會影響或阻礙植物組織脫分化形成愈傷組織或再分化為根和芽，且雜菌的繁殖能力很強，會與植物組織爭奪培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)，使植物得不到營養(yǎng)，同時雜菌還會侵染植株，使之受到傷害。解析由于植物組織培養(yǎng)過程中細胞進行有絲分裂，所以培養(yǎng)成的試管苗的基因型為AaBb。(4)這樣培養(yǎng)成的試管苗的基因型為

。答案解析AaBb特別提醒植物組織培養(yǎng)的兩點誤區(qū)警示(1)細胞全能性表達的理解①細胞全能性的表達是由單個細胞發(fā)育成完整個體，發(fā)育的終點是完整個體，若發(fā)育為某個器官或組織不屬于細胞全能性的表達。②細胞全能性的大小是自然條件下的，在適宜外界條件下，植物的體細胞培養(yǎng)比生殖細胞的培養(yǎng)更容易。(2)對愈傷組織特點的理解：愈傷組織的細胞是一種高度液泡化的呈無定形狀態(tài)的薄壁細胞，具有旺盛的分裂能力，無中央大液泡。二、天竺葵的組織培養(yǎng)基礎梳理1.組織培養(yǎng)過程準備(器具準備、試劑準備)→配制培養(yǎng)基→

→

→觀察與記錄→轉(zhuǎn)接培養(yǎng)。2.MS培養(yǎng)基的配制分別向MS基本培養(yǎng)基中添加所需的激素，配制誘導愈傷組織形成的培養(yǎng)基、誘導

的培養(yǎng)基、誘導

的培養(yǎng)基，攪拌均勻，再一次定容，按要求調(diào)節(jié)pH。滅菌取材與接種分化芽生根3.滅菌將培養(yǎng)基在

溫度下濕熱滅菌20min。滅菌徹底的培養(yǎng)基用于天竺葵的組織培養(yǎng)。4.取材與接種(1)植物組織培養(yǎng)的各項操作均需在

中或超凈工作臺上進行。(2)取未開花天竺葵植株上生出的

的葉，用流水沖凈后，消毒并切成約0.5cm2的小塊。(3)接種在已經(jīng)配制好的誘導

形成的培養(yǎng)基上，做好標記放在適宜條件下培養(yǎng)。121℃無菌室幼嫩愈傷組織5.觀察與記錄：每天觀察

的生長情況，記錄愈傷組織的大小、質(zhì)地、顏色等情況。6.轉(zhuǎn)接培養(yǎng)將增長至一定體積的

轉(zhuǎn)接到誘導

的培養(yǎng)基上，在15～25℃、光照強度為

的光照培養(yǎng)箱內(nèi)繼續(xù)培養(yǎng)。待愈傷組織分化出幼芽后，再轉(zhuǎn)接至誘導

的培養(yǎng)基上繼續(xù)培養(yǎng)。外植體愈傷組織分化芽1000～2000lx生根7.露地栽培(1)一般要經(jīng)過煉苗馴化的原因組織培養(yǎng)得到的試管苗植株特點是

，所處的環(huán)境是____________

和有完全營養(yǎng)的條件，植株表面沒有蠟質(zhì)和

等保護組織，氣孔沒有關閉功能，有葉綠體但

，在自然條件下會很快萎蔫甚至死亡。(2)露地栽培的步驟：培育壯苗→選用合適的移植基質(zhì)→移栽試管苗→移栽后的

→栽培。非常嫩弱恒溫、高濕、弱光、無菌角質(zhì)層光合能力差條件控制問題探究1.營養(yǎng)物質(zhì)對組織培養(yǎng)的作用(1)探討MS培養(yǎng)基中各種營養(yǎng)物質(zhì)的作用①大量元素和微量元素：

。②蔗糖：

。③甘氨酸、維生素等有機物：____________________________________

。提供植物細胞生活所必需的無機鹽提供碳源，同時能夠維持細胞的滲透壓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(2)植物是自養(yǎng)生物，為什么用于植物組織培養(yǎng)的MS培養(yǎng)基中需要加入有機物作為碳源？答案通常植物體本身進行光合作用產(chǎn)生糖類，不需要外部供給糖，但植物組織培養(yǎng)利用的是離體組織或細胞，在其脫分化過程中不能進行光合作用合成糖類，因此必須在培養(yǎng)基中添加糖類，作為碳源和能源物質(zhì)，同時維持培養(yǎng)基的滲透壓。(3)同微生物培養(yǎng)基的配方相比，MS培養(yǎng)基的配方有哪些明顯的不同？答案微生物培養(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，包括植物生長必需的大量元素和微量元素兩大類。答案2.植物激素在植物組織培養(yǎng)中的作用(1)試說出植物激素在植物組織培養(yǎng)中的作用調(diào)節(jié)劑主要作用生長素_______________________________________細胞分裂素___________________________________促進細胞的伸長，促進愈傷組織和根的形成促進細胞的分裂，促進芽的分化和形成(2)生長素和細胞分裂素使用順序及比例對植物組織培養(yǎng)的影響①按照不同的順序使用這兩類激素，實驗結(jié)果不同使用順序?qū)嶒灲Y(jié)果先使用生長素，后使用細胞分裂素有利于細胞分裂，但細胞不分化先使用細胞分裂素，后使用生長素_________________同時使用_____________細胞既分裂也分化分化頻率提高②當同時使用這兩類激素時，兩者用量的比值不同，植物細胞的發(fā)育方向不同生長素與細胞分裂素用量比值與結(jié)果比值高時促進根的分化，抑制芽的形成比值低時____________________________比值適中____________________有利于芽的分化，抑制根的形成有利于愈傷組織的生成3.移栽前為什么必須進行試管苗的煉苗馴化？答案試管苗生長在試管或培養(yǎng)瓶內(nèi)的條件下，植物表面沒有蠟質(zhì)和角質(zhì)層等保護組織，氣孔沒有關閉功能，有葉綠體但光合能力差，如不經(jīng)過煉苗馴化，直接移栽到大田，在自然條件下會很快失水、萎蔫而死亡。答案拓展應用3.生物工程的研究成果已經(jīng)廣泛應用于各個領域，目前科學家利用植物的莖尖和葉片、莖段等，在無菌條件下，培養(yǎng)在玻璃器皿中人工配制的培養(yǎng)基上，使之發(fā)育成完整的植株。下圖是運用該技術(shù)培養(yǎng)蘭花植株的示意圖。下列關于這種生物工程技術(shù)的敘述，錯誤的是A.這種技術(shù)叫做植物組織培養(yǎng)，可以克隆生物體B.④過程的單細胞細胞質(zhì)豐富，液泡小而細胞核大C.用此方法克隆植物要盡量選擇優(yōu)良、細胞全能性表達不充分的材料D.這種技術(shù)可與基因工程、航天工程結(jié)合培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的作物品種答案解析問題導析答案返回上頁問題導析

(1)植物組織培養(yǎng)過程中，細胞中的遺傳物質(zhì)一般

(填“會”或“不會”)發(fā)生改變，所以該項技術(shù)屬于一種克隆技術(shù)。(2)無論是脫分化還是再分化，都需要

素的調(diào)節(jié)。(3)通過基因工程將目的基因?qū)胫参锛毎?，必須采用____________技術(shù)將植物細胞培養(yǎng)成植株。不會生長素和細胞分裂植物組織培養(yǎng)解析④過程的單細胞細胞質(zhì)豐富，液泡小而細胞核大，這是胚性細胞(類似胚胎細胞)的特征，在適宜的培養(yǎng)基中，這種單細胞可發(fā)育成胚狀體。要獲得植物克隆的成功，應盡量選擇優(yōu)良、細胞全能性表達充分的材料。隨著科技的發(fā)展，植物組織培養(yǎng)可與基因工程、航天工程結(jié)合培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的作物品種。返回上頁4.植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中加有植物激素。下表是培養(yǎng)基中兩種植物激素在不同比例時的實驗結(jié)果(其中6－BA是細胞分裂素，IAA是生長素)。請分析完成下列問題：實驗組別1234激素種類及激素濃度關系6－BA6－BA＞IAA6－BA＝IAA6－BA＜IAA結(jié)果組織塊產(chǎn)生愈傷組織組織塊分化出芽愈傷組織不斷生長愈傷組織有生根趨勢(1)促進愈傷組織產(chǎn)生的條件是

，愈傷組織生長的條件是

。(2)芽的分化條件是

，根的分化條件是

。答案解析必須有細胞分裂素細胞分裂素與生長素含量相等解析由表中實驗1和實驗3的數(shù)據(jù)顯示，促進愈傷組織產(chǎn)生的條件是必須有細胞分裂素，愈傷組織生長的條件是細胞分裂素與生長素含量相等。解析由實驗2和4可知，細胞分裂素的含量大于生長素的含量，促進芽的分化，生長素的含量大于細胞分裂素的含量促進根的分化。細胞分裂素的含量大于生長素的含量生長素的含量大于細胞分裂素的含量(3)在植物組織培養(yǎng)中，脫分化可用的激素組合是實驗

和實驗

中的激素濃度關系，再分化時可用的激素組合是實驗

和實驗

中的激素濃度關系。整個實驗表明，植物的生根、發(fā)芽等生命活動是____________

的結(jié)果。答案解析1324多種激素共同作用解析表中1、3組激素的使用利于愈傷組織的形成與生長，即為脫分化。2、4組激素的使用利于根或芽的分化，即為再分化。(4)植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中，除激素外，還必須含有

，它的成分至少應該含有

、

等。(5)判斷愈傷組織是否產(chǎn)生的依據(jù)是看是否產(chǎn)生_______________________

的細胞。答案解析營養(yǎng)物質(zhì)礦質(zhì)元素有機物解析植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中，除激素外，還必須含有營養(yǎng)物質(zhì)，它的成分至少應該含有礦質(zhì)元素、有機物等。解析愈傷組織是一種分化程度較低的細胞，是排列疏松而無規(guī)則、高度液泡化的呈無定形狀態(tài)的薄壁細胞。排列疏松而無規(guī)則、高度液泡化的呈無定形狀態(tài)課堂小結(jié)離體愈傷組織再分化試管苗pH溫度當堂檢測1.影響植物組織培養(yǎng)的因素包括①培養(yǎng)基的配制②外植體的選?、奂に氐氖褂芒芟劲轀囟?、pH、光照A.①②③④⑤

B.①②③C.①②③④

D.①②③⑤√23451解析植物組織培養(yǎng)過程受多種外界因素的影響，其中包括溫度、光照、pH等，而培養(yǎng)基的成分、外植體的選取和消毒是否嚴格等也影響組織培養(yǎng)。答案解析A.b過程發(fā)生了脫分化，在此過程中植物激素不發(fā)揮作用B.c過程發(fā)生了再分化，是愈傷組織重新分化成根或芽等器官的過程C.d過程是在胚狀結(jié)構(gòu)外包裹人工胚乳和人工種皮制成人工種子D.人工種子可以解決有些作物品種繁殖能力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問題2.下面為植物組織培養(yǎng)過程圖解，以下相關敘述錯誤的是√答案解析23415解析在植物脫分化的b過程中，利用植物生長素、細胞分裂素等植物激素可以誘導植物細胞脫分化，因此在此過程中植物激素發(fā)揮重要作用。234153.下列哪組符合天竺葵組織培養(yǎng)的基本步驟A.制備MS固體培養(yǎng)基→外植體消毒→接種→培養(yǎng)→移栽→栽培B.制備MS固體培養(yǎng)基→外植體消毒→接種→培養(yǎng)→栽培→移栽C.制備MS固體培養(yǎng)基→外植體消毒→接種→栽培→培養(yǎng)→移栽D.制備MS固體培養(yǎng)基→外植體消毒→接種→移栽→培養(yǎng)→栽培√答案解析23415解析移栽是指將培養(yǎng)基上培養(yǎng)的幼苗長壯后移栽到土壤中，栽培是對移栽后的幼苗進行精細管理培養(yǎng)的過程，應先移栽后栽培。4.1