31《菊花的组织培养》课件(新人教版选修1).ppt

1、课题课题1 1 菊花的组织培养菊花的组织培养 通过必修课的学习，我们已经了解到大多绿色开花植物都是靠种子来繁殖的。那么，有没有不用种子来培育植物的方法呢？ 组织培养组织培养营养繁殖营养繁殖扦插扦插嫁接嫁接压条压条 扦插扦插嫁接嫁接压条压条 v课题目标课题目标v说明植物组织培养的基本原理，学习说明植物组织培养的基本原理，学习植物组织培养的基本技术，进行菊花植物组织培养的基本技术，进行菊花或其他植物的组织培养。或其他植物的组织培养。v课题重点与难点课题重点与难点v课题重点：植物组织培养过程中使用课题重点：植物组织培养过程中使用的无菌技术。的无菌技术。v课题难点：植物组织培养过程中使用课题难点：植物

2、组织培养过程中使用的无菌技术。的无菌技术。 植物组织培养是二十世纪发展起来的新技术，近三十年来由于组织培养基础理论研究的深入，发展极为迅速，发表的文献浩如烟海，几乎以植物为研究对象的各个分支学科都在广泛进行组织培养。植物组织培养简介植物组织培养简介发展简史 1838-1839年，德国科学家Schleide 和Schwann发表了细胞学说，奠定了组织培养的理论基础。1902年，德国植物学家Haberlandt 根据细胞学说，提出单个细胞的植物细胞全能性（totipotency）理论。1904年，Hanning 最先成功地培养了萝卜和辣根菜的胚。1922年，Knudson 采用胚培养法获得大量兰花

3、幼苗。1934年，White 用番茄根尖建立起第一个活跃生长的无性繁殖系，从而使非胚器官的培养首先获得成功。1958年，英国科学家Steward 等用胡萝卜根的愈伤组织细胞进行悬浮培养，成功诱导出胚状体并分化为完整的小植株，不但使细胞全能性理论得到证实，而且为组织培养的技术程序奠定了基础。 1962年，Murashinge 和Skoog 在烟草培养中筛选出至今仍被广泛使用的MS培养基。1964-1966年，印度科学家Guha 和Maheswari 在曼陀罗花药培养中首次由花粉诱导得到了单倍体植株。1972年，Carlson 通过两个种的烟草原生质体融合培养，获得了第一个体细胞杂交的杂种植株。外

4、植体灭菌与接种操作外植体灭菌与接种操作是指在人工培养基上，是指在人工培养基上，离体培养植物的器官、组织、细离体培养植物的器官、组织、细胞和原生质体，并使其生长、增胞和原生质体，并使其生长、增殖、分化以及再生植株的技术。殖、分化以及再生植株的技术。 组织培养组织培养1、植物组织培养的原理是什么？、植物组织培养的原理是什么？植物细胞具有全能性，即生物体的植物细胞具有全能性，即生物体的细胞，具有使后代细胞形成完整个细胞，具有使后代细胞形成完整个体的能力。体的能力。思考：思考：（一）植物组织培养的基本过程（一）植物组织培养的基本过程 基础知识基础知识离体的植物离体的植物器官、组织、器官、组织、细胞细胞

5、脱分化脱分化愈愈伤伤组组织织再分化再分化根根或或芽芽植植物物体体2、植物组织培养的基本过程、植物组织培养的基本过程愈伤组织愈伤组织植物组织培养过程示意图植物组织培养过程示意图 上面的示意图中还有什么地方不够完善的？上面的示意图中还有什么地方不够完善的？没有进行灭菌处理，试管也没有做密封等。没有进行灭菌处理，试管也没有做密封等。1、外植体带菌、外植体带菌2、培养基及接种、培养基及接种器具灭菌不彻底器具灭菌不彻底3、接种操作时带入、接种操作时带入4、环境不清洁、环境不清洁组织培养污染的主要途径及怎样预防污染？组织培养污染的主要途径及怎样预防污染？3、污染的预防措施、污染的预防措施（一）防止外植体带

6、菌（一）防止外植体带菌（二）保证培养基及接种器具彻底灭菌（二）保证培养基及接种器具彻底灭菌（三）操作人员严格遵守无菌操作规程（三）操作人员严格遵守无菌操作规程（四）保证接种与培养环境清洁（四）保证接种与培养环境清洁1、植物学家将胡萝卜的韧皮部细胞分离出来，将单个细、植物学家将胡萝卜的韧皮部细胞分离出来，将单个细胞放在特定的培养基中培养，获得了许多完整的植株，这胞放在特定的培养基中培养，获得了许多完整的植株，这些植株的特点是些植株的特点是( ).彼此性状极为相似彼此性状极为相似.都是单倍体植株都是单倍体植株.植株的变异频率较高植株的变异频率较高.都是纯合体植株都是纯合体植株2、根据分裂潜能，干细

7、胞可分为全能干细胞（可发育成、根据分裂潜能，干细胞可分为全能干细胞（可发育成完整的个体）、多能干细胞（可发育成多种组织和器官）和完整的个体）、多能干细胞（可发育成多种组织和器官）和专能干细胞（发育成专门的组织和器官），则这些细胞在个专能干细胞（发育成专门的组织和器官），则这些细胞在个体发育中的分化顺序是体发育中的分化顺序是( ).全能全能专能专能多能多能 .全能全能多能多能专能专能.多能多能全能全能专能专能 .专能专能全能全能多能多能练练 习习AB（二）影响植物组织培养的因素（二）影响植物组织培养的因素植物组织培养条件植物组织培养条件 含有全部营养成分的培养基、一定的温含有全部营养成分的培养基

8、、一定的温度、空气、无菌环境、适合的度、空气、无菌环境、适合的PH、适时、适时光照等。光照等。（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、外植体的选取、外植体的选取 不同植物的组织培养难度不同不同植物的组织培养难度不同 同一种植物的不同组织培养难度不同同一种植物的不同组织培养难度不同2、培养基的配制、培养基的配制(MS培养基培养基) 大量元素：大量元素：C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S 微量元素：微量元素：B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co 有机物：甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等有机物：甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等 植物激素：生长素、细胞分裂素等植物激素

9、：生长素、细胞分裂素等3、不同植物激素使用顺序和使用量、不同植物激素使用顺序和使用量4、消毒、消毒在培养的整个过程中，都需要是一个无菌环境原因：在培养的整个过程中，都需要是一个无菌环境原因：5、pH、温度、光照、温度、光照菊花：菊花： pH=5.8 温度控制在温度控制在1822 每日光照每日光照12h植物组织培养用的培养基，含有植物生长发育所需要的各种营植物组织培养用的培养基，含有植物生长发育所需要的各种营养物质，这些营养物质同样为细菌等微小的生物提供了适合的养物质，这些营养物质同样为细菌等微小的生物提供了适合的营养。在这种培养基上，细菌等微小的生物比植物细胞具有更营养。在这种培养基上，细菌等

10、微小的生物比植物细胞具有更强的新陈代谢能力，它们比植物细胞生长、繁殖得更快，而且强的新陈代谢能力，它们比植物细胞生长、繁殖得更快，而且它们会产生毒素，使培养的植物细胞很快中毒死亡。因此，植它们会产生毒素，使培养的植物细胞很快中毒死亡。因此，植物组织培养要想取得成功，必须有效地防止细菌等的污染，保物组织培养要想取得成功，必须有效地防止细菌等的污染，保证培养材料、培养基、培养用具完全无菌。为了达到这一要求，证培养材料、培养基、培养用具完全无菌。为了达到这一要求，就要在植物组织培养过程中进行一系列的消毒、灭菌，并且要就要在植物组织培养过程中进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作。求无菌操作。 MS

11、固体培养基成分及比例固体培养基成分及比例vP33 1.你能说出各种营养物质的作用吗？同你能说出各种营养物质的作用吗？同专题专题2中微生物培养基的配方相比，中微生物培养基的配方相比，MS培养培养基的配方有哪些明显的不同？基的配方有哪些明显的不同？ 答：微量元素和大量元素提供植物细胞生活所答：微量元素和大量元素提供植物细胞生活所必需的无机盐；蔗糖提供碳源，同时能够维持细必需的无机盐；蔗糖提供碳源，同时能够维持细胞的渗透压；甘氨酸、维生素等物质主要是为了胞的渗透压；甘氨酸、维生素等物质主要是为了满足离体植物细胞在正常代谢途径受到一定影响满足离体植物细胞在正常代谢途径受到一定影响后所产生的特殊营养需求

12、。后所产生的特殊营养需求。微生物培养基以有机营养为主。与微生物的培养微生物培养基以有机营养为主。与微生物的培养不同，不同，MS培养基则需提供大量无机营养，无机盐培养基则需提供大量无机营养，无机盐混合物包括植物生长必须的大量元素和微量元素混合物包括植物生长必须的大量元素和微量元素两大类。两大类。阅读课文，思考以下问题阅读课文，思考以下问题2、你认为组织培养过程中，成功的关键有哪些？这、你认为组织培养过程中，成功的关键有哪些？这些步骤的适宜条件是什么？些步骤的适宜条件是什么？组织的脱分化及愈伤组织的再分化。组织的脱分化及愈伤组织的再分化。植物组织培养过程中，影响植物细胞植物组织培养过程中，影响植物

13、细胞脱分化、再分化的最重要因素是植物激素，脱分化、再分化的最重要因素是植物激素，细胞分裂素与生长素之间的浓度比可以调细胞分裂素与生长素之间的浓度比可以调控植株组培过程中芽和根的形成。控植株组培过程中芽和根的形成。 激素配比对组织培养的影响激素配比对组织培养的影响制备制备MS固体固体培养基培养基外植体消毒外植体消毒 接种接种 培培 养养栽栽 培培二、实验操作二、实验操作 移移 栽栽冲洗冲洗酒精酒精无菌水冲洗无菌水冲洗氯化汞氯化汞无菌无菌水冲洗至少三次之上水冲洗至少三次之上此时的组织或细胞为离体的，即细胞所生活的环境此时的组织或细胞为离体的，即细胞所生活的环境为液体有机物营养环境，而不是能体现其整

14、个植物为液体有机物营养环境，而不是能体现其整个植物体的光能自养体的光能自养在培养过程中，是脱分化、再分化的过程，随着芽在培养过程中，是脱分化、再分化的过程，随着芽和根的形成，就具有了自养的能力，是由细胞到一和根的形成，就具有了自养的能力，是由细胞到一个个体的演变过程个个体的演变过程1、高等植物是光能自养型生物，为什么在植物组、高等植物是光能自养型生物，为什么在植物组织培养过程中还需要提供有机物培养基？织培养过程中还需要提供有机物培养基？2、培养过程中为什么需要进行光照、培养过程中为什么需要进行光照?思思 考考1、培养基的灭菌（高压蒸汽灭菌）、培养基的灭菌（高压蒸汽灭菌）2、外植体的消毒（酒精、

15、氯化汞）、外植体的消毒（酒精、氯化汞）3、接种的无菌操作（酒精、酒精、接种的无菌操作（酒精、酒精灯灯灼烧）灼烧）4、无菌箱中的培养；、无菌箱中的培养；5、移栽到消过毒的环境中生存一、移栽到消过毒的环境中生存一段时间。段时间。3、在整个操作过程中，是如何来实现无菌环境的？、在整个操作过程中，是如何来实现无菌环境的？4.你打算做几组重复？你打算设置对照实验吗？你打算做几组重复？你打算设置对照实验吗？v答：教师可以安排学生分组，做不同的材料答：教师可以安排学生分组，做不同的材料或配方，最后分别汇报成果。但每种材料或或配方，最后分别汇报成果。但每种材料或配方至少要做一组以上的重复。设置对照实配方至少要

16、做一组以上的重复。设置对照实验可以取用一个经过灭菌的装有培养基的锥验可以取用一个经过灭菌的装有培养基的锥形瓶，与接种操作后的锥形瓶一同培养，用形瓶，与接种操作后的锥形瓶一同培养，用以说明培养基制作合格，没有被杂菌污染。以说明培养基制作合格，没有被杂菌污染。结果分析与评价结果分析与评价（一）对接种操作中污染情况的分析（一）对接种操作中污染情况的分析（二）是否完成了对植物组织的脱分化和再（二）是否完成了对植物组织的脱分化和再分化分化（三）是否进行了统计、对照与记录（三）是否进行了统计、对照与记录（四）生根苗的移栽是否合格（四）生根苗的移栽是否合格练习练习1、下图是植物组织培养的简略表示。据此回答：

17、、下图是植物组织培养的简略表示。据此回答：（1）表示表示_，它能被培养成为，它能被培养成为的的根本原因是根本原因是_。（2）表示表示_，它与，它与相比分化程度相比分化程度_，全能性，全能性_。（3）若想制成人工种子，应选用）若想制成人工种子，应选用_。（4）若）若是花药，则是花药，则是是_，继续对其使用，继续对其使用_处理可获得处理可获得_正常植株，该过程正常植株，该过程称为称为_。（5）若）若是胡萝卜根尖细胞，则培养成是胡萝卜根尖细胞，则培养成的叶片的颜色的叶片的颜色为为_，这说明，这说明_。（6）若利用此项技术制造治疗烫伤、割伤的药物）若利用此项技术制造治疗烫伤、割伤的药物紫紫草素，培养将

18、进行到草素，培养将进行到_。脱分化再分化离体的植物组织或器官离体的植物组织或器官植物细胞具有全能性植物细胞具有全能性愈伤组织愈伤组织 低低高高单倍体植株单倍体植株秋水仙素秋水仙素纯合体纯合体 单倍体育种单倍体育种绿色绿色含有表达叶绿体的基因含有表达叶绿体的基因同常规的无性繁殖方法相比，组织培养快速繁殖法主要具有以下优点：（1）快速。）快速。采用常规的方法如分株法，一棵花卉一年一般只能生产几株或几十株，但用组织培养的方法则每年可以繁殖出几万甚至数百万的小植株。（2）周年生产。）周年生产。花卉组织培养快速繁殖是在实验室中进行，因条件可控，所以不受季节限制，可以全年进行连续生产。而常规的无性繁殖则受

19、季节限制，只能在花卉生长季节进行繁殖。（3）经济效益高。）经济效益高。花卉组织培养快速繁殖所需要的空间小，在一个200平方米的培养室内一年可生产试管苗上百万株。如按每株1元计算，每年产值上百万元。（4）以组织培养繁殖的种苗与母株有著相同的遗传基因。）以组织培养繁殖的种苗与母株有著相同的遗传基因。所以使用这项技术可让优良的品种不断地延续。组织培养与常规繁殖相比优点众多组织培养与常规繁殖相比优点众多课题延伸（略）vP36课后练习课后练习v1.答：植物组织培养所利用的植物材料体积答：植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗性差，对培养条件的要求较高。用于小、抗性差，对培养条件的要求较高。用于植物组织培

20、养的培养基同样适合于某些微生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、真菌等的生长。而物的生长，如一些细菌、真菌等的生长。而培养物一旦受到微生物的污染，就会导致实培养物一旦受到微生物的污染，就会导致实验前功尽弃，因此要进行严格的无菌操作。验前功尽弃，因此要进行严格的无菌操作。v2.答：外植体的生理状态是成功进行组织培答：外植体的生理状态是成功进行组织培养的重要条件之一。生长旺盛的嫩枝生理状养的重要条件之一。生长旺盛的嫩枝生理状况好，容易诱导脱分化和再分化。况好，容易诱导脱分化和再分化。试评价下列操作正确与否试评价下列操作正确与否本课题内容小结菊花组织培养基础知识基础知识实验操作实验操作植物体的植物体的组织培养组织培养影响组织培影响组织培养的因素养的因素细胞分化细胞分化细胞全能性细胞全能性组织培养过程组织培养过程营养营养激素激素环境条件环境条件MS固体培养基制备固体培养基制备外植体消毒外植体消毒接种接种培养培养移栽移栽栽培栽培