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1、專題專題3植物的組織培養(yǎng)技術植物的組織培養(yǎng)技術 課題課題1菊花的組織培養(yǎng)菊花的組織培養(yǎng) 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接“春種一粒粟，秋收萬顆子。春種一粒粟，秋收萬顆子?！蔽覀兊淖孀孑呡呂覀兊淖孀孑呡叾际沁@樣利用種子來繁殖作物的。但是，許多名貴的花都是這樣利用種子來繁殖作物的。但是，許多名貴的花卉林木，如果用種子繁殖，后代難以保持親本的優(yōu)良性卉林木，如果用種子繁殖，后代難以保持親本的優(yōu)良性狀；還有一些植物繁殖能力低下，很難通過種子大量繁狀；還有一些植物繁殖能力低下，很難通過種子大量繁殖后代。利用植物組織培養(yǎng)的方法就能夠讓這些植物快殖后代。利用植物組織培養(yǎng)的方法就能夠讓這些植物快速繁殖。速繁殖

2、。 欄目鏈接欄目鏈接請思考：請思考：1用組織培養(yǎng)技術繁殖菊花的基本原理和過程分用組織培養(yǎng)技術繁殖菊花的基本原理和過程分別是什么？別是什么？2影響菊花組織培養(yǎng)的因素有哪些？具體的實驗影響菊花組織培養(yǎng)的因素有哪些？具體的實驗操作步驟包括哪些？操作步驟包括哪些？ 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接1原理原理(1)細胞全能性：細胞具有細胞全能性：細胞具有_。生物體的每。生物體的每一個細胞都含有該物種所特有的全套一個細胞都含有該物種所特有的全套_，都有發(fā)，都有發(fā)育成為完整個體所必需的全部育成為完整個體所必需的全部_。(2)細胞分化：植物的細胞分化：植物的_過程中，細過程中，細胞在胞在_上出現(xiàn)上出現(xiàn)_的過

3、程。的過程。一、植物組織培養(yǎng)的基本過程一、植物組織培養(yǎng)的基本過程 全能性全能性 遺傳信息遺傳信息 遺傳物質遺傳物質 個體發(fā)育個體發(fā)育 穩(wěn)定性差異穩(wěn)定性差異 形態(tài)、結構和生理功能形態(tài)、結構和生理功能 欄目鏈接欄目鏈接2過程過程_的植物組織或細胞的植物組織或細胞_根、芽根、芽完整植株。完整植株。(1)愈傷組織的特點：細胞排列愈傷組織的特點：細胞排列_，是高度液泡化的呈是高度液泡化的呈_狀態(tài)的狀態(tài)的_細胞。細胞。(2)脫分化：又叫脫分化：又叫_，是由，是由_的植物的植物組織或細胞產生組織或細胞產生_的過程。的過程。(3)再分化：再分化：_繼續(xù)培養(yǎng)，重新分化成繼續(xù)培養(yǎng)，重新分化成_等器官的過程。等器官

4、的過程。 離體離體 脫分化脫分化 愈傷組織愈傷組織 再分化再分化 疏松而無規(guī)則疏松而無規(guī)則 無定形無定形 薄壁薄壁 去分化去分化 高度分化高度分化 愈傷組織愈傷組織 愈傷組織愈傷組織 根或芽根或芽 欄目鏈接欄目鏈接二、影響植物組織培養(yǎng)的因素二、影響植物組織培養(yǎng)的因素1內因內因不同的植物組織，培養(yǎng)的難易程度不同的植物組織，培養(yǎng)的難易程度_；同；同一種植物材料，材料的一種植物材料，材料的_、保存時間的、保存時間的_等也等也會影響實驗結果會影響實驗結果。2外因外因(1)營養(yǎng)成分：常用的一種培養(yǎng)基是營養(yǎng)成分：常用的一種培養(yǎng)基是_，主要成分包括：主要成分包括：_，如，如N、P、K、Ca、Mg、S；_，如

5、，如B、Mn等；等；_，如甘氨酸、，如甘氨酸、維生素、蔗糖等。維生素、蔗糖等。 差別很大差別很大 年齡年齡 長短長短 MS培養(yǎng)基培養(yǎng)基大量元素大量元素 微量元素微量元素 有機物有機物 欄目鏈接欄目鏈接(2)植物激素：啟動細胞分裂、脫分化和再分化的關植物激素：啟動細胞分裂、脫分化和再分化的關鍵性激素是鍵性激素是_和和_，二者的，二者的_、使用的使用的_及及_等都會影響實驗結果。等都會影響實驗結果。(3)其他因素：其他因素：_等。不同的植物對等。不同的植物對各種條件的要求往往不同。各種條件的要求往往不同。 生長素生長素 細胞分裂素細胞分裂素 濃度濃度 先后順序先后順序 用量的比例用量的比例 pH、

6、溫度、光照、溫度、光照 欄目鏈接欄目鏈接3生長素和細胞分裂素與植物細胞分裂、分化的關系生長素和細胞分裂素與植物細胞分裂、分化的關系使用順序使用順序實驗結果實驗結果先使用生長素，后使用細先使用生長素，后使用細胞分裂素胞分裂素有利于細胞分裂，但細胞有利于細胞分裂，但細胞不分化不分化先使用細胞分裂素，后使先使用細胞分裂素，后使用生長素用生長素細胞既分裂也分化細胞既分裂也分化同時使用同時使用分化頻率高分化頻率高 欄目鏈接欄目鏈接生長素和細胞分裂素同時使用，用量的比例對植生長素和細胞分裂素同時使用，用量的比例對植物細胞發(fā)育方向的影響：物細胞發(fā)育方向的影響：生長素生長素_細胞分裂素：有利于根的分化。細胞分

7、裂素：有利于根的分化。生長素生長素_細胞分裂素：有利于芽的分化，抑細胞分裂素：有利于芽的分化，抑制根的分化。制根的分化。生長素生長素_細胞分裂素：促進愈傷組織生長。細胞分裂素：促進愈傷組織生長。(填填“”、“”或或“”) 欄目鏈接欄目鏈接三、實驗操作三、實驗操作1制備制備MS固體培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基MS培養(yǎng)基含有培養(yǎng)基含有20多種營養(yǎng)成分，實驗室一般使用多種營養(yǎng)成分，實驗室一般使用4 保存的制備好的培養(yǎng)基母液來制備。具體操作分為保存的制備好的培養(yǎng)基母液來制備。具體操作分為_、_和和_三步三步。 配制各種母液配制各種母液 配制培養(yǎng)基配制培養(yǎng)基 滅菌滅菌 欄目鏈接欄目鏈接2外植體消毒外植體消毒將菊花嫩

8、枝莖段用流水沖洗后，用無菌吸水紙吸將菊花嫩枝莖段用流水沖洗后，用無菌吸水紙吸干外植體表面的水分，先用干外植體表面的水分，先用_消毒消毒67 s，再，再用用_清洗，然后用清洗，然后用0.1%的的_溶液消毒溶液消毒12 min，最后再用，最后再用_至少清洗至少清洗3次，漂凈消毒液。次，漂凈消毒液。3接種接種接種操作都必須在接種操作都必須在_旁進行。將菊花莖段插旁進行。將菊花莖段插入入_時應注意方向，不要時應注意方向，不要_。 70%酒精酒精 無菌水無菌水 氯化汞氯化汞 無菌水無菌水 酒精燈酒精燈 培養(yǎng)基培養(yǎng)基 倒插倒插 欄目鏈接欄目鏈接4培養(yǎng)培養(yǎng)最好在最好在_中培養(yǎng)。培養(yǎng)期間應定期中培養(yǎng)。培養(yǎng)期間

9、應定期_。培養(yǎng)溫度控制在。培養(yǎng)溫度控制在_，且每日用，且每日用_光照光照12 h。5移栽和栽培移栽和栽培移栽前用流水清洗根部的移栽前用流水清洗根部的_，將幼苗移植到，將幼苗移植到_的蛭石或珍珠巖等環(huán)境下生活一段時間，等幼的蛭石或珍珠巖等環(huán)境下生活一段時間，等幼苗長壯后再移栽到苗長壯后再移栽到_中。將幼苗移栽后，每天觀中。將幼苗移栽后，每天觀察并記錄幼苗生長情況，適時澆水、施肥，直至開花察并記錄幼苗生長情況，適時澆水、施肥，直至開花。 無菌箱無菌箱 消毒消毒 1822 日光燈日光燈 培養(yǎng)基培養(yǎng)基 消過毒消過毒 土壤土壤 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接一、植物組織培養(yǎng)的理解一、植物組織培養(yǎng)的理

10、解1植物組織培養(yǎng)的基本過植物組織培養(yǎng)的基本過程程 (1)植物組織培養(yǎng)的基本過植物組織培養(yǎng)的基本過程：程：(2)植物組織培養(yǎng)的一般過程分析：植物組織培養(yǎng)的一般過程分析：名稱名稱過程過程特點特點條件條件脫分化脫分化由外植體形由外植體形成愈傷組織成愈傷組織排列疏松、排列疏松、高度液泡化高度液泡化的薄壁細胞的薄壁細胞團團離體離體提供營養(yǎng)提供營養(yǎng)物質物質(有機物有機物、無機物、無機物)提供激素提供激素提供其他提供其他適宜條件適宜條件再分化再分化由愈傷組織由愈傷組織形成幼苗或形成幼苗或胚狀體結構胚狀體結構有根、芽或有根、芽或有生根發(fā)芽有生根發(fā)芽的能力的能力營養(yǎng)生營養(yǎng)生長、生長、生殖生長殖生長發(fā)育成完整發(fā)育

11、成完整的植物體的植物體由根、莖、由根、莖、葉、花、果葉、花、果實、種子組實、種子組成成栽培栽培(3)愈傷組織：愈傷組織：來源：離體的植物組織或細胞，培養(yǎng)一段時來源：離體的植物組織或細胞，培養(yǎng)一段時間后，會通過細胞分裂，形成愈傷組織。間后，會通過細胞分裂，形成愈傷組織。根尖分生組織和愈傷組織的異同點：根尖分生組織和愈傷組織的異同點： 欄目鏈接欄目鏈接組織類組織類型型細胞來細胞來源源細胞細胞形態(tài)形態(tài)細胞結細胞結構構細胞細胞排列排列細胞去細胞去向向根尖分根尖分生組織生組織受精卵受精卵正方正方形形無液泡無液泡緊密緊密分化成分化成多種細多種細胞組織胞組織愈傷愈傷組織組織高度分高度分化細胞化細胞無定無定形

12、形高度高度液泡化液泡化疏松疏松再分化再分化成新個成新個體體相同點相同點都通過有絲分裂進行細胞增殖都通過有絲分裂進行細胞增殖 欄目鏈接欄目鏈接2.植物激素在組織培養(yǎng)過程中的重要作用植物激素在組織培養(yǎng)過程中的重要作用(1)在配制好的在配制好的MS培養(yǎng)基中，常常需要添加植物培養(yǎng)基中，常常需要添加植物激素。植物激素中生長素和細胞分裂素是啟動細胞分激素。植物激素中生長素和細胞分裂素是啟動細胞分裂、脫分化和再分化的關鍵性激素。裂、脫分化和再分化的關鍵性激素。(2)激素使用的先后順序及其用量比例對細胞分激素使用的先后順序及其用量比例對細胞分裂和分化的影響。裂和分化的影響。 欄目鏈接欄目鏈接3植物組織培養(yǎng)的意

13、義植物組織培養(yǎng)的意義一般來講，容易進行組織培養(yǎng)的植物，往往是一般來講，容易進行組織培養(yǎng)的植物，往往是能夠進行無性生殖的生物。植物組織培養(yǎng)技術有廣泛能夠進行無性生殖的生物。植物組織培養(yǎng)技術有廣泛的應用，和普通繁殖方式相比具有很多優(yōu)點。例如，的應用，和普通繁殖方式相比具有很多優(yōu)點。例如，實現(xiàn)優(yōu)良品種的快速繁殖、培養(yǎng)脫毒植株、培養(yǎng)細胞實現(xiàn)優(yōu)良品種的快速繁殖、培養(yǎng)脫毒植株、培養(yǎng)細胞產品、培養(yǎng)人工種子以及轉基因植物等產品、培養(yǎng)人工種子以及轉基因植物等。 欄目鏈接欄目鏈接 在進行組織培養(yǎng)時，需配制三種培養(yǎng)基，期間進在進行組織培養(yǎng)時，需配制三種培養(yǎng)基，期間進行兩次轉接。三種培養(yǎng)基的順序及作用分別是：行兩次轉

14、接。三種培養(yǎng)基的順序及作用分別是：誘誘導愈傷組織的形成；導愈傷組織的形成；誘導生芽；誘導生芽；誘導生根。誘導生根。特特 別別提提 醒醒 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接解析：解析：圖中圖中表示離體的細胞、組織、器官，表示離體的細胞、組織、器官，表示愈傷組織，表示愈傷組織，表示根、芽，表示根、芽，表示植株。植物組織表示植株。植物組織培養(yǎng)的理論基礎是細胞的全能性。培養(yǎng)的理論基礎是細胞的全能性。答案：答案：(1)離體的細胞、組織、器官細胞的全能離體的細胞、組織、器官細胞的全能性性(2)愈傷組織排列疏松而無規(guī)則、高度液泡化、呈愈傷組織排列疏松而無規(guī)則、高度液泡化、呈無定形狀態(tài)、薄壁無定形狀態(tài)、薄壁(

15、3)綠色含有控制葉綠素形成的基綠色含有控制葉綠素形成的基因因變式變式訓練訓練1用高度分化的植物細胞、組織和器官進行組用高度分化的植物細胞、組織和器官進行組織培養(yǎng)可以形成愈傷組織，下列說法錯誤的是織培養(yǎng)可以形成愈傷組織，下列說法錯誤的是()A該愈傷組織是細胞經過脫分化和分裂形成的該愈傷組織是細胞經過脫分化和分裂形成的B該愈傷組織的細胞沒有全能性該愈傷組織的細胞沒有全能性C該愈傷組織是由排列疏松的薄壁細胞組成的該愈傷組織是由排列疏松的薄壁細胞組成的D該愈傷組織可經培養(yǎng)再分化為完整植株該愈傷組織可經培養(yǎng)再分化為完整植株 欄目鏈接欄目鏈接變式變式訓練訓練解析：解析：植物組織培養(yǎng)的原理是植物細胞的全能性

16、。植物組織培養(yǎng)的原理是植物細胞的全能性。植物細胞只有在脫離了植物體，在一定的外部因素的作植物細胞只有在脫離了植物體，在一定的外部因素的作用下，經細胞分裂形成愈傷組織，才能表現(xiàn)出全能性，用下，經細胞分裂形成愈傷組織，才能表現(xiàn)出全能性，由愈傷組織經細胞發(fā)育、分化形成新的植物體。由愈傷組織經細胞發(fā)育、分化形成新的植物體。答案：答案：B 欄目鏈接欄目鏈接二、無菌操作的分析二、無菌操作的分析1無菌技術是植物組織培養(yǎng)獲得成功的關鍵無菌技術是植物組織培養(yǎng)獲得成功的關鍵(1)嚴格的無菌操作：由于植物組織培養(yǎng)所利用的嚴格的無菌操作：由于植物組織培養(yǎng)所利用的植物材料體積小、抗性差，所以對培養(yǎng)條件的要求高。植物材料

17、體積小、抗性差，所以對培養(yǎng)條件的要求高。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，如一些細菌、真菌的生長。而培養(yǎng)物一旦受到微生長，如一些細菌、真菌的生長。而培養(yǎng)物一旦受到微生物的污染，就會導致實驗前功盡棄，因此要進行嚴格的物的污染，就會導致實驗前功盡棄，因此要進行嚴格的無菌操作。無菌操作。(2)無菌技術包括對培養(yǎng)基、器械和植物材料無菌技術包括對培養(yǎng)基、器械和植物材料(外植外植體體)的消毒。對培養(yǎng)材料進行表面消毒時，一方面要考的消毒。對培養(yǎng)材料進行表面消毒時，一方面要考慮藥劑的效果，另一方面要考慮植物材料的耐受性。慮藥劑的效果，另一方面要

18、考慮植物材料的耐受性。 欄目鏈接欄目鏈接(3)妥善處理被污染的培養(yǎng)物：一旦發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)材料被妥善處理被污染的培養(yǎng)物：一旦發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)材料被污染，特別是真菌污染，一定要先滅菌然后再打開清洗。污染，特別是真菌污染，一定要先滅菌然后再打開清洗。(4)有毒物質用后要妥善處理，以免造成環(huán)境污染。有毒物質用后要妥善處理，以免造成環(huán)境污染。 欄目鏈接欄目鏈接2污染原因與處理污染原因與處理污染種污染種類類細菌污染細菌污染真菌污染真菌污染污染原污染原因因可能是由操作人員造可能是由操作人員造成的，如未戴口罩、成的，如未戴口罩、接種時說話、手未接種時說話、手未消毒或器械滅菌不消毒或器械滅菌不徹底等徹底等可能是由植物材料可能

19、是由植物材料消毒不當引起的消毒不當引起的處理措處理措施施將被污染的培養(yǎng)瓶統(tǒng)一放在高壓蒸汽鍋內進將被污染的培養(yǎng)瓶統(tǒng)一放在高壓蒸汽鍋內進行高壓蒸汽滅菌，然后再打開培養(yǎng)瓶進行高壓蒸汽滅菌，然后再打開培養(yǎng)瓶進行清洗行清洗 欄目鏈接欄目鏈接例例2 在制備在制備MS固體培養(yǎng)基的過程中，不正確的是固體培養(yǎng)基的過程中，不正確的是()A激素類、維生素類以及用量較小的有機物一般激素類、維生素類以及用量較小的有機物一般可按可按1 mg/mL的質量濃度單獨配制成母液的質量濃度單獨配制成母液B制備制備1 L MS培養(yǎng)基時，先將母液加入培養(yǎng)基時，先將母液加入800 mL的的蒸餾水中加熱滅菌，再加瓊脂凝固蒸餾水中加熱滅菌，

20、再加瓊脂凝固C分裝好的培養(yǎng)基連同其他器械一起進行高壓蒸分裝好的培養(yǎng)基連同其他器械一起進行高壓蒸汽滅菌汽滅菌D可配制一定量的可配制一定量的HCl和一定量的和一定量的NaOH來調節(jié)溶來調節(jié)溶液的液的pH 欄目鏈接欄目鏈接解析：解析：配制培養(yǎng)基時，應按嚴格的順序進行操作，配制培養(yǎng)基時，應按嚴格的順序進行操作，否則就會影響實驗結果。如各種物質按配方加入后才進否則就會影響實驗結果。如各種物質按配方加入后才進行滅菌。行滅菌。答案：答案：B 欄目鏈接欄目鏈接變式變式訓練訓練2關于消毒效果的論述中，正確的是關于消毒效果的論述中，正確的是()A70%酒精對外植體消毒效果好，但用時長，酒精對外植體消毒效果好，但用

21、時長，去除易去除易B用用0.1%氯化汞對外植體消毒效果最好，用時氯化汞對外植體消毒效果最好，用時較短，去除易較短，去除易C10%過氧化氫對外植體消毒效果最好，但易過氧化氫對外植體消毒效果最好，但易揮發(fā)、用時長，去除最易揮發(fā)、用時長，去除最易D抗菌素對外植體消毒效果較好，消毒時間較抗菌素對外植體消毒效果較好，消毒時間較長，去除難易程度適中長，去除難易程度適中 欄目鏈接欄目鏈接變式變式訓練訓練解析：解析：70%酒精對外植體消毒效果好，外植體放酒精對外植體消毒效果好，外植體放入其中搖動入其中搖動23次，次，67 s，去除易；，去除易；0.1%氯化汞有劇氯化汞有劇毒，消毒效果最好，時間短，但消毒后難以去除殘余的毒，消毒效果最好，時間短，但消毒后難以去除殘余的汞；汞；10%過氧化氫消毒效果好，且易分解成無毒化合物，過氧化氫消毒效果好，且易分解成無毒化合物，用時用時515 min；抗菌素對外植體消毒效果好，用時；抗菌素對外植體消毒效果好，用時3060 min，去除難易程度適中。，去除難易程度適中。答案：答案：D 欄目鏈接欄目鏈接