高中生物 專題3課題1菊花的組織培養(yǎng)課件3 新人教版選修1.ppt

通過必修課的學習 我們已經(jīng)了解到大多數(shù)綠色開花植物是通過種子來繁殖的 那么有沒有不用種子來培育植物的呢 組織培養(yǎng) 營養(yǎng)繁殖 扦插嫁接壓條 專題3 植物組織培養(yǎng)技術(shù) 一 基礎(chǔ)知識 1 植物的組織培養(yǎng) 指植物的離體部分 包括任何器官 組織 細胞或原生質(zhì)體 在人工控制的培養(yǎng)基及環(huán)境條件 溫度及光照 下 得以生長和分化成完整植株的一種無菌培養(yǎng)技術(shù) 又稱 植物離體培養(yǎng) 2 植物組織培養(yǎng)的原理 細胞的全能性 定義 生物體的細胞具有使后代細胞形成完整個體的潛能的特性 原因 生物體的每一個細胞都包含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì) 都有發(fā)育成為完整個體所必需的全部基因 受精卵 生殖細胞 體細胞 全能性的比較 植物細胞 動物細胞 分化程度低的 分化程度高的 2 植物組織培養(yǎng)的條件 細胞離體 必要條件 一定的營養(yǎng)物質(zhì) 激素和其他外界條件 未離體的細胞的全能性不能表達 只能發(fā)生定向的分化 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 3 植物組織培養(yǎng)的過程 離體的植物器官 組織 細胞 脫分化 愈傷組織 再分化 根芽 植物體 細胞的分化 概念 在個體發(fā)育中 相同細胞的后代在形態(tài) 結(jié)構(gòu) 生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程 原因 基因的選擇性表達 結(jié)果 形成不同的細胞和組織 有關(guān)概念 特點 2 穩(wěn)定性 3 不可逆性 1 持久性 是一種持久性的變化 它發(fā)生在生物體的整個生命過程中 在胚胎期達到最大限度 分化過程中 遺傳物質(zhì)是不變的 穩(wěn)定的 一旦細胞沿一定方向分化 便不會在回到原先的狀態(tài) 脫分化 由高度分化的植物組織或是細胞產(chǎn)生愈傷組織的過程 又叫去分化 再分化 脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)進行培養(yǎng) 又可以重新分化成根或芽等器官 外植體 由活體植物體上提取下來的 接種在培養(yǎng)基上的無菌細胞 組織 器官等 人參的愈傷組織 菠蘿的愈傷組織 愈傷組織 細胞排列疏松而無規(guī)則 是高度液泡化的 成無定形狀態(tài)的薄壁細胞 細胞分化 脫分化 去分化 再分化三者的關(guān)系 b 二 影響植物組織培養(yǎng)的因素 1 材料的選擇 不同的植物組織 培養(yǎng)的難易程度差別很大 同一種植物材料 材料的年齡 保存時間的長短等也會影響實驗結(jié)果 菊花的組織培養(yǎng) 選擇未開花植株的莖上部新萌生的側(cè)枝 煙草和胡蘿卜的組織培養(yǎng)較為容易 ms培養(yǎng)基 ms培養(yǎng)基是目前使用最普遍的培養(yǎng)基 其具有較高的無機鹽濃度 能夠保證組織生長所需的礦質(zhì)營養(yǎng)還能加速愈傷組織的生長 由于配方中的離子濃度高 在配制 貯存和消毒等過程中 即使有些成分略有出入 也不會影響離子間的平衡 ms固體培養(yǎng)基可用于誘導愈傷組織 也可用于胚 莖段 莖尖及花藥的培養(yǎng) 其液體培養(yǎng)基用于細胞懸浮培養(yǎng)時能獲得明顯的成功 ms培養(yǎng)基的無機養(yǎng)分的數(shù)量和比例比較合適 足以滿足植物細胞在營養(yǎng)上和生理上的需要 2 適宜的培養(yǎng)基 ms固體培養(yǎng)基成分及比例 ms培養(yǎng)基主要成分包括 a 大量元素 n p s k ca mg等 b 微量元素 b mn cu zn fe mo i co等 c 有機物 甘氨酸 煙酸 肌醇 維生素以及蔗糖等 d 加植物激素 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(zhì)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 主要區(qū)別是ms培養(yǎng)基一般含植物激素 常用的植物激素 生長素 細胞分裂素和赤霉素 生長素類 2 4 二氯苯氧乙酸 2 4 d 吲哚乙酸 iaa 萘乙酸 naa 吲哚丁酸 iba 細胞分裂素類 激動素 kt 6 芐基嘌呤 6 ba 玉米素 zt 赤霉素類 赤霉酸 ga3 3 植物激素的影響 植物激素的影響 生長素和細胞分裂素使用順序和實驗結(jié)果 思考 以下培養(yǎng)基出現(xiàn)的現(xiàn)象反應了什么問題 生長素 細胞分裂素比值 1 高 有利于根的分化 抑制芽的形成2 適中 促進愈傷組織的生長3 低 有利于芽的分化 抑制根的形成 激素配比模式 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 除此以外 ph 溫度 光照等條件也很重要 ph 5 8左右 溫度 18 22攝氏度 每日日光燈照射12h 植物組織培養(yǎng)過程 離體組織或細胞 植物體 細胞分裂素 生長素 愈傷組織 芽 根 細胞分裂素 生長素 細胞分裂素 生長素 植物細胞培養(yǎng) 不需要光 需要光 三 植物組織培養(yǎng)的特點 能保持母本的優(yōu)良性狀 培養(yǎng)條件可以人為控制 生長周期短 繁殖率高 易獲得脫毒苗 管理方便 利于工廠化生產(chǎn)和自動化控制 1 培育無病毒植株 2 培養(yǎng)紫草愈傷組織 提取紫草素 治療燙傷和割傷的藥物以及染料和化妝品的原料 4 基因工程中亦需用到植物組織培養(yǎng)的方法 四 植物組織培養(yǎng)的應用 3 制造人工種子 以植物組織培養(yǎng)的胚狀體 不定芽 頂芽和腋芽等為材料 通過人工薄膜包裝得到的種子 制備ms固體培養(yǎng)基 外植體消毒 接種 培養(yǎng) 栽培 五 實驗操作 移栽 一 制備ms培養(yǎng)基 1 配置各種母液 無機物中大量元素濃縮10倍 微量元素濃縮100倍 常溫保存 激素類 維生素類以及用量較小的有機物一般可按1mg ml的質(zhì)量濃度單獨配制成母液 使用時 根據(jù)濃縮液比例計算用量 加水稀釋 2 配置培養(yǎng)基 分裝到錐形瓶中 每瓶分裝50ml或100ml 配制培養(yǎng)液 調(diào)ph 培養(yǎng)基的分裝 由于菊花的莖段的組織培養(yǎng)比較容易 因此不必添加植物激素 3 滅菌 分裝好的培養(yǎng)基連同其他器械一起進行高壓蒸汽滅菌 二 外植體消毒 選取生長旺盛的菊花嫩枝 流水沖洗 無菌吸水紙吸干水分 70 酒精中搖動2 3次 無菌水沖洗 無菌紙吸干表面水分 質(zhì)量分數(shù)0 1 氯化汞溶液1 2分鐘 無菌水清洗 注意 對外植體進行表面消毒時 既要考慮藥劑的消毒效果 又要考慮植物的耐受能力 三 接種 70 酒精擦拭工作臺 此后所有工作在酒精燈旁進行 每次使用器械后都要用火焰灼燒滅菌 菊花莖段在無菌培養(yǎng)皿中切成小段 左手持錐形瓶 右手拉開捆扎錐形瓶的繩子 并將封口膜攥于右手手心 左手持瓶使瓶口旋轉(zhuǎn)通過火焰 右手用鑷子夾取菊花莖段插入培養(yǎng)基 注意不能倒插 接種后將封口膜重新扎好 四 培養(yǎng) 無菌箱中培養(yǎng) 并注意培養(yǎng)期間定期消毒 溫度 18 22攝氏度每日用日光燈照射12h 五 移栽 移栽前打開封口膜在培養(yǎng)間生長幾天 然后流水清洗根部培養(yǎng)基 移栽到消過毒的蛭石或是珍珠巖等環(huán)境中一段時間 之后再移栽到土壤中 珍珠巖固體基質(zhì)型 含水分高 透性好 蓄水性好 六 栽培 你打算做幾組重復 你打算設(shè)置對照實驗嗎 可以做不同的材料或配方 但每種材料或配方至少要做一組以上的重復 空白對照 設(shè)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(jié)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 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 途徑 污染 指在組織培養(yǎng)過程中 培養(yǎng)容器內(nèi)滋生菌斑 使培養(yǎng)材料不能正常生長發(fā)育 從而導致培養(yǎng)失敗的現(xiàn)象 1 細菌污染 菌斑呈粘液狀 界限比較明顯 一般接種后1 2天即能發(fā)現(xiàn) 主要是大腸桿菌和鏈球菌 污染原因 2 真菌污染 菌斑呈絨毛狀 絮狀 界限不明顯 伴有不同顏色的孢子接種后3 10天才能發(fā)現(xiàn) 主要是霉菌污染 一 防止外植體帶菌 1 選擇好外植體采集時期和采集部位外植體采集以春秋為宜優(yōu)先選擇地上部分作為外植體陰雨天勿采 晴天下午采采前噴殺蟲劑 殺菌劑或套塑料袋 污染的預防措施 2 室內(nèi)或無菌條件下進行預培養(yǎng) 3 外植體嚴格滅菌做滅菌效果試驗 多次滅菌和交替滅菌 二 保證培養(yǎng)基及接種器具徹底滅菌 1 分裝時 注射器勿與瓶接觸 培養(yǎng)基勿粘瓶口2 檢查封口膜是否有破損 3 扎瓶口要位置適當 松緊適宜4 保證滅菌時間和高壓鍋內(nèi)溫度 5 接種工具用前徹底滅菌6 工作服 口罩 帽子等布質(zhì)品定期進行濕熱滅菌 試評價下列操作正確與否 三 操作人員嚴格遵守無菌操作規(guī)程 四 保證接種和培養(yǎng)環(huán)境的清潔 1 污染瓶經(jīng)高壓滅菌后再清潔 2 接種環(huán)境定期熏蒸消毒 紫外燈照射或用臭氧滅菌和消毒 3 定期對培養(yǎng)室消毒 防止高溫 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 在整個操作過程中 是如何來實現(xiàn)無菌環(huán)境的 菊花的組織培養(yǎng) 再分化 材料性質(zhì) 營養(yǎng)物質(zhì) 調(diào)節(jié)物質(zhì) 環(huán)境條件 外植體的消毒 接種 基本原理 細胞的全能性 基本過程 脫分化 愈傷組織 影響因素 操作流程 配制ms固體培養(yǎng)基 培養(yǎng) 移栽 栽培 1 下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)的敘述中 錯誤的是a 培養(yǎng)基中添加蔗糖的目的是提供營養(yǎng)和調(diào)節(jié)滲透壓b 培養(yǎng)基中的生長素和細胞分裂素影響愈傷組織的生長和分化c 離體器官或組織的細胞都必須通過脫分化才能形成愈傷組織d 同一株綠色開花植物不同部位的細胞經(jīng)培養(yǎng)獲得的愈傷組織基因相同 d 2 用植物組織培養(yǎng)技術(shù) 可以培養(yǎng)或生產(chǎn)出 a 食品添加劑b 無病毒植物c 人工種子d 前三項都3 植物細胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是 a 給予適宜的營養(yǎng)和外界條件b 導入其他植物細胞的基因c 脫離母體后 給予適宜的營養(yǎng)和外界條件d 將成熟篩管的細胞核移植到去核的卵細胞內(nèi) d c 4 下列植物細胞的全能性在提供了適宜條件的情況下 最易表達的是a 枝條上的一個芽b 柱頭上的花粉c 胚珠中的珠被細胞d 根尖分生區(qū)細胞 5 下列不屬于植物組織培養(yǎng)特點的是a 快速繁殖b 培養(yǎng)抗病毒植株c 不改變原植物的基因型d 需脫分化和再分化兩個過程 b b 6 細胞具有全能性的原因是 a 生物體細胞具有使后代細胞形成完整個體的潛能b 生物體的每一個細胞都具有全能性c 生物體的每一個細胞都含有個體發(fā)育的全部基因d 生物體的每一個細胞都是由受精卵發(fā)育來的7 下列植物細胞全能性最高的是 a 形成層細胞b 韌皮部細胞c 木質(zhì)部細胞d 葉肉細胞 c a 8 植物組織培養(yǎng)過程中的脫分化是指 a 植物體的分生組織通過細胞分裂產(chǎn)生新細胞b 未成熟的種子經(jīng)過處理培育出幼苗的過程c 植物的器官 組織或細胞 通過離體培養(yǎng)產(chǎn)生愈傷組織的過程d 取植物的枝芽培育成一株新植物的過程 c 9 科學工作者把胡蘿卜的韌皮部細胞分離出來 將單個細胞放入配制的培養(yǎng)基上培養(yǎng) 長出許多完整的植株 這些植株的特點是a 彼此性狀極相似b 變異頻率高c 單倍體d 都是純合體 a 10 物體內(nèi)細胞沒有表現(xiàn)出全能性 原因是 a 細胞喪失了全能性b 基因的表達有選擇性c 基因發(fā)生了變化d 不同細胞基因不同11 有關(guān)全能性的敘述 不正確的是a 受精卵在自然條件下能使后代細胞形成完整個體 因此全能性最高b 生物體內(nèi)細胞由于分化全能性不能表達c 卵細胞與受精卵一樣 細胞未分化 全能性很高d 植物細胞離體培養(yǎng)在一定條件下能表現(xiàn)出全能性 b c 12 某組織培養(yǎng)實驗室的愈傷組織被真菌嚴重污染 為查找污染原因設(shè)計了4個實驗 實驗條件除圖示外共他均相同 下列各圖表示實驗結(jié)果 據(jù)圖可得出的初步結(jié)論是 a 污染主要不是培養(yǎng)基滅菌時間短造成的b 污染主要來源于組織培養(yǎng)所用的離體組織c 調(diào)節(jié)培養(yǎng)基ph不能解決污染問題d 調(diào)節(jié)培養(yǎng)溫度不能解決污染問題 abcd 13 我國植物學家將名貴蘭花的莖尖細胞放進培養(yǎng)基中進行培養(yǎng) 最終發(fā)育成完整的新植株 下圖是細胞培養(yǎng)形成蘭花植株示意圖 請根據(jù)圖回答 1 過程 由愈傷組織形成胚狀體要經(jīng)過 和 過程 過程主要是指 細胞分裂 分化 組織器官的形成 可逐漸發(fā)展成為完整植株 2 在培養(yǎng)過程中 除了提供水分和必要的有機營養(yǎng)物質(zhì)外 還需要在培養(yǎng)基中加入 和 同時 培養(yǎng)過程中 除保證必要的溫度 光照和氧氣等外界條件外 還必須保證的關(guān)鍵條件是 礦質(zhì)元素 植物激素 無菌環(huán)境 3 一個蘭花莖尖在一年之內(nèi)可以生產(chǎn)出400萬株蘭花苗 與有性生殖相比 植物組織培養(yǎng)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在 和 保持母本的優(yōu)良性狀 培養(yǎng)周期短 繁殖效率高 2012 湖南部分重點中學調(diào)研 菊花是世界上栽培面積較大的花卉 其用途廣泛 不僅能供觀賞 布置園林 美化環(huán)境 而且可食用 藥用 近年來市場對菊花的需求量越來越大 其經(jīng)濟價值越來越高 因此 大量快速繁殖技術(shù)就成為菊花栽培取得高經(jīng)濟效益的關(guān)鍵 生產(chǎn)上常用的扦插 分株 嫁接等繁殖方法都不能在短時間內(nèi)提供大量種苗 用組織培養(yǎng)技術(shù)繁殖菊花 有繁殖迅速 成苗量大 脫毒及保持品種特性等優(yōu)點 請根據(jù)生物學知識回答下列有關(guān)菊花組織培養(yǎng)的問題 1 植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)是 狀態(tài)的植物細胞具有 2 植物組織培養(yǎng)的基本過程是 脫分化 再分化 長出叢芽 完整的植物體 3 ms培養(yǎng)基中 提供植物細胞生活所必需的無