高中生物选修一专题三-PPT

植物的组织培养技术专题三课题1菊花的组织培养自主预习学习目标目标解读1.说明植物组织培养的基本原理。2．学习植物组织培养的基本技术。3．进行菊花或其他植物的组织培养。植物组织培养过程中使用的无菌技术。(重、难点)一、植物组织培养1．理论基础：。2．过程：的植物组织或细胞――→脱分化――→再分化根、芽―→完整植株。(1)愈伤组织的特点：细胞排列，是高度的呈无定形状态的细胞。知识梳理细胞的全能性离体愈伤组织疏松而无规则液泡化薄壁(2)脱分化：又叫去分化，是由高度分化的植物组织或细胞产生的过程。(3)再分化：脱分化产生的愈伤组织继续培养，重新分化成等器官的过程。3．繁殖方式：植物组织培养属于。4．优点：保持亲本的。愈伤组织根或芽无性繁殖优良特性问题思考1：在完整的植物体内，已分化植物细胞的全能性能表达吗？为什么？提示：不能表达。因为细胞分化具有不可逆转性。二、影响植物组织培养的因素与名师对话·系列丛书自主预习与名师对话·系列丛书第10页要点导学课时作业专题三课题1课标版·生物·选修1大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点问题思考2：为什么选取菊花茎尖分生区作为外植体进行离体培养？提示：分生区细胞分裂旺盛，生长状况好，容易诱导脱分化和再分化。三、实验操作1．制备MS固体培养基：配制、配制和。2．外植体消毒：嫩枝―→冲洗――→吸干放入体积分数为中摇动2～3次，持续6～7s―→无菌水清洗――→吸干放入质量分数为1～2min―→至少清洗3次。各种母液培养基灭菌流水70%酒精0.1%氯化汞溶液无菌水3．接种：都必须在旁进行。将菊花茎段插入培养基时应注意方向，不要倒插。4．培养：最好在中培养。培养期间应定期。培养温度控制在，且每日用日光灯光照12h。酒精灯无菌箱消毒18～22℃5．移栽和栽培：移栽前应先打开培养瓶的封口膜，让试管苗在培养间生长几日，然后用流水清洗根部的，将幼苗移植到的蛭石或珍珠岩等环境下生活一段时间，等幼苗长壮后再移栽到土壤中。每天观察并记录幼苗生长情况，适时浇水、施肥，直至开花。培养基消过毒问题思考3：为什么说无菌技术是植物组织培养能否获得成功的关键？提示：植物组织培养所用的植物材料极小，抗逆性差，所以对培养条件的要求较高。要点导学1.植物组织培养的原理——植物细胞的全能性(1)概念：高度分化的植物细胞，仍然具有发育成完整植株的潜能。(2)大小受精卵生殖细胞体细胞体细胞中：幼嫩组织细胞芽尖成熟组织细胞(3)差异：一般细胞分化程度越高，全能性越小；细胞分化程度越低，细胞全能性越高，如受精卵卵细胞体细胞。要点一植物组织培养的基本过程(4)表现全能性的条件①离体条件；②无菌操作(防止杂菌污染)；③适宜物质的诱导和调节(激素主要是生长素、细胞分裂素等)；④种类齐全、比例适合的营养物质；⑤温度、酸碱度、光照等条件的控制。2．植物激素的使用顺序和使用量对实验结果的影响(1)使用顺序对结果的影响使用顺序实验结果先使用生长素，后使用细胞分裂素有利于细胞分裂，但细胞不分化先使用细胞分裂素，后使用生长素细胞既分裂也分化同时使用分化频率提高(2)使用量及比例不同对结果的影响使用的量及比例实验结果比例适中促进愈伤组织的形成生长素细胞分裂素有利于根的分化，抑制芽的形成生长素细胞分裂素有利于芽的分化，抑制根的形成生长素和细胞分裂素的不同使用顺序和不同使用量会产生不同的实验结果。在实际生产中，根据需要灵活运用。植物组织培养的培养基中加有激素。下表是培养基中两种植物激素在不同比例时的实验结果。请分析完成下列问题：(其中6－BA是细胞分裂素，IAA是生长素)实验组别124激素种类及激素浓度关系6－BA6－BAIAA6－BA＝IAA6－BAIAA结果组织块产生愈伤组织组织块分化出芽愈伤组织不断生长愈伤组织有生根趋势(1)促进愈伤组织产生的条件是________，愈伤组织生长的条件是________。(2)芽的分化条件是________，根的分化条件是________。(3)在植物组织培养中，脱分化可用的激素组合是实验________和实验________中的激素浓度关系，再分化时可用的激素组合是实验________和实验________中的激素浓度关系。整个实验表明，植物的生根、发芽等生命活动是________的结果。(4)植物组织培养的培养基中，除激素外，还必须含有________，它的成分至少应该含有________、________等。(5)判断愈伤组织是否产生，依据是看是否产生了________的细胞。【思路启迪】【规范解答】考查植物组织培养中激素的作用及植物组织培养培养液的组分、愈伤组织的特点等知识。能力上主要是分析概括能力。【答案】(1)必须有细胞分裂素细胞分裂素与生长素含量相等(2)细胞分裂素的含量大于生长素的含量生长素的含量大于细胞分裂素的含量(3)1324多种激素共同作用(4)营养物质矿质元素有机物(5)排列疏松而无规则、高度液泡化的呈无定形状态脱分化的结果形成了愈伤组织，愈伤组织细胞的分化程度降低了，但全能性提高了。如图所示为胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作，接入试管后，在一定的条件下，形成试管苗的培育过程，请据图回答下列问题：(1)要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素，营养物质包括________和小分子有机物；激素主要包括细胞分裂素和________两类植物激素。(2)此过程要无菌操作，主要是指对________进行灭菌消毒。B阶段需要光照，原因是_________________________。(3)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶的叶肉细胞具有叶绿素，这是基因________的结果。解析：此题综合考查了植物组织培养过程、所需条件等方面的知识。植物组织培养是用离体的植物组织、器官或细胞接种到经消毒灭菌的培养基中，培养基含有供组织细胞生长发育所需要的无机物和小分子有机物，还有供调节细胞分化和再分化的细胞分裂素和生长素。由外植体发育到试管苗，脱分化阶段细胞进行有丝分裂，再分化阶段愈伤组织经细胞有丝分裂和分化形成试管苗，此阶段需要光照，原因是叶中叶绿素的合成需要光照条件。答案：(1)无机物(或矿质元素)生长素(2)培养基叶绿素的形成需要光照条件(3)选择性表达1.MS培养基的配制(1)无机营养①大量元素：氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、硫(S)等元素。②微量元素：铁(Fe)、铜(Cu)、钼(Mo)、锌(Zn)、锰(Mn)、钴(Co)、硼(B)和碘(I)等。要点二MS培养基的配制和实验操作中的注意事项(2)有机营养①氨基酸：如甘氨酸、丝氨酸及酪蛋白水解的氨基酸作为主要有机氮源。②维生素类：常用维生素C、维生素B1、维生素B6、维生素H等。③琼脂除固化培养物外，还有吸附能力。(3)植物生长调节物质植物生长调节物质起关键作用的是生长素、细胞分裂素；二者的比例与使用先后顺序均影响细胞的分裂和分化。(4)pH、温度、光照不同的植物对各种条件的要求往往不同。菊花的组织培养适宜条件：pH在5.8左右；温度控制在18～22℃；每日用日光灯照射12h。2．实验操作中的注意事项(1)防止外植体带菌。①选择好外植体采集时期和采集部位。外植体采集以春秋为宜，优先选择地上部分作为外植体，阴雨天勿采，晴天下午采，采前喷杀虫剂、杀菌剂或套塑料袋。②在室内或无菌条件下进行预培养。③外植体严格灭菌。做灭菌效果实验，多次灭菌和交替灭菌。(2)保证培养基及接种器具彻底灭菌。①分装时，注射器勿与瓶接触，培养基勿粘瓶口。②检查封口膜是否有破损。③扎瓶口要位置适当、松紧适宜。④保证灭菌时间和高压锅内温度。⑤接种工具用前彻底灭菌。⑥工作服、口罩、帽子等布质品定期进行湿热灭菌。(3)操作人员严格遵守无菌操作规程。如一定要规范着装，操作过程中不说话等。(4)保证接种与培养环境清洁。①污染瓶经高压灭菌后再清洁。②接种环境定期熏蒸消毒、紫外灯照射或用臭氧灭菌和消毒。③定期对培养室消毒、防止高温。(1)对外植体进行表面消毒时，既要考虑到药剂的消毒效果，又要考虑到植物的耐受力。不同药剂、不同植物材料，甚至不同器官要区别对待。消毒用过的有毒药品应收集后统一交给有关专业部门处理，以免引起环境污染。(2)一旦发现培养材料被污染，特别是真菌性污染，一定不要打开培养瓶。应先将所有被污染的培养瓶统一放在高压蒸汽灭菌锅中灭菌后，再打开培养瓶进行清洗。某班同学在学完菊花的组织培养内容之后，决定利用课余时间去实践这项技术，培养出美丽的菊花来美化教室的环境。(1)制备MS固体培养基的操作顺序是________。(2)MS培养基含有________种营养成分。其中________6种元素属大量元素；________8种元素属微量元素，能源物质是________。因为菊花的茎段组织培养比较容易所以不必加________。(3)将分装好的培养基连同培养器械一起进行________灭菌。(4)选取菊花的________，用________的酒精和________的氯化汞消毒，消毒时间不宜过长。(5)接种时要特别注意________，每瓶接种________块外植体。将接种后的锥形瓶放在________中培养，培养期间定期消毒。温度控制在________℃，并每日用日光灯光照12h。(6)若干天后发现有些锥形瓶中生长出可爱的菊花幼苗，有的锥形瓶中培养失败还长出很多杂菌菌落，试分析其可能的原因：________________________________________________。(7)幼苗在移栽入土之前需进行哪些处理工作？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【思路启迪】【规范解答】考查植物组织培养所用MS培养基的配制方法及所含成分、无菌操作、注意事项以及实验分析等。【答案】(1)计算→称量→熔化→加母液→定容→调pH→分装→灭菌(2)20多N、P、K、Ca、Mg、SFe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、I、Co蔗糖植物激素(3)高压蒸汽(4)未开花植株的茎上部新萌生的侧枝体积分数为70%质量分数为0.1%(5)不要倒插6～8无菌箱18～22(6)外植体或培养基消毒和灭菌不彻底；接种时无菌操作不规范(7)先打开培养瓶的封口膜，让试管苗在培养间生长几日；然后用流水清洗根部的培养基，将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境下生活一段时间(1)配制培养基时，母液的应用应先摇匀，移液用的移液管或量筒需润洗两次，以免造成误差。(2)配制培养基时，要注意渗透压和pH的控制，渗透压过高或过低，pH过大或过小都会影响培养材料的生长，因此应严格按配方计算取材，控制pH在5.8左右。(3)每次接种后，都必须对接种仪器消毒；要注意茎段插入的方向，保证形态学下端插入培养基，不能倒插。(4)培养试管苗时，须先诱导生芽培养，然后通过稀释再诱导生根。如果顺序颠倒了，先诱导生根，就不好诱导生芽了。某组织培养实验室的愈伤组织被真菌严重污染，为查找污染原因设计了四个实验，实验条件除图示外其他均相同。下列各图表示实验结果，据图不能得出的初步结论是()A．污染主要不是培养基灭菌时间短造成的B．污染不可能来源于组织培养所用的离体组织C．调节培养基pH不能解决污染问题D．调节培养温度不能解决污染问题解析：本题主要考查图文转换能力。A、C、D图解所示的信息是随培养基灭菌时间、培养基pH和培养温度的增加，污染率在90%上下波动，说明污染源不是这三方面的原因；而B图解中随外植体消毒时间的延长，污染率急剧下降，因而，该曲线表明组织培养所用的离体组织是污染的主要原因。答案：B易错点：不清楚细胞分裂素