人教版教学课件人教版生物选修一菊花的组织培养.ppt

课题目标课题目标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。课题重点与难点课题重点与难点课题重点：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。课题难点：植物组织培养过程中使用课题难点：植物组织培养过程中使用的无菌技术。的无菌技术。（一）植物组织培养的基本过程（一）植物组织培养的基本过程知识要点：知识要点：1.细胞分化的概念；细胞分化的概念；2.离体植物细胞的脱分化和再分化。离体植物细胞的脱分化和再分化。（二）影响植物组织培养的因素（二）影响植物组织培养的因素知识要点：知识要点：影响植物组织培养的因素有培养基配制、影响植物组织培养的因素有培养基配制、外植体的选取、消毒、接种、培养、移外植体的选取、消毒、接种、培养、移栽和栽培等。栽和栽培等。快速繁殖快速繁殖一、植物组织培养技术有何意义？一、植物组织培养技术有何意义？我国用花药培养法先后培育出优质我国用花药培养法先后培育出优质高产的经济作物、粮食和蔬菜等新品高产的经济作物、粮食和蔬菜等新品种，广泛应用于果树和花卉的快速繁种，广泛应用于果树和花卉的快速繁殖。殖。借助于组织培养生产人工种子，解决借助于组织培养生产人工种子，解决某些作物品种繁殖力差、结子困难或某些作物品种繁殖力差、结子困难或发芽率低等问题。发芽率低等问题。生产药物、食品添加剂、香料、色生产药物、食品添加剂、香料、色素、和杀虫剂等。例如：紫杉醇，生素、和杀虫剂等。例如：紫杉醇，生物碱、紫草素等。物碱、紫草素等。转基因植物的培育转基因植物的培育 植物去病毒植物去病毒二、细胞的全能性二、细胞的全能性、所谓细胞全能性，是指细胞如受精卵一样，具有经过分、所谓细胞全能性，是指细胞如受精卵一样，具有经过分裂、分化形成各种组织和细胞，最终发育成一个完整的个体裂、分化形成各种组织和细胞，最终发育成一个完整的个体的能力；细胞核全能性则指细胞虽不具备发育成一个完整个的能力；细胞核全能性则指细胞虽不具备发育成一个完整个体的能力，但是当将其细胞核通过核移植等方法导入去核的体的能力，但是当将其细胞核通过核移植等方法导入去核的卵细胞或受精卵，经过受体卵细胞质的诱导去分化、体细胞卵细胞或受精卵，经过受体卵细胞质的诱导去分化、体细胞核和受体卵细胞质共同作用，依然可能发育成一个完整的个核和受体卵细胞质共同作用，依然可能发育成一个完整的个体。因此，细胞全能性和细胞核全能性是两个完全不同的概体。因此，细胞全能性和细胞核全能性是两个完全不同的概念，不能混为一谈。细胞核的全能性并不代表细胞具有全能念，不能混为一谈。细胞核的全能性并不代表细胞具有全能性。性。、植物体细胞具有全能性、植物体细胞具有全能性 低等动物的细胞和高等动物早期胚胎细胞具有发育全能性低等动物的细胞和高等动物早期胚胎细胞具有发育全能性 高等动物的体细胞核具有发育全能性高等动物的体细胞核具有发育全能性 高等动物的体细胞是否具有全能性？高等动物的体细胞是否具有全能性？一个还没有最后结一个还没有最后结论的话题论的话题 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，这些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 习习三、植物组织培养的基本过程植物组织培养的基本过程什么叫细胞分化、脱（去）分化、什么叫细胞分化、脱（去）分化、再分化？再分化？如何控制细胞的脱分化与去分化？如何控制细胞的脱分化与去分化？四、影响植物组织培养的因素四、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、赤霉素等植物激素：生长素、细胞分裂素、赤霉素等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。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 培培四、实验操作四、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、氯化汞）、外植体的消毒（酒精、氯化汞）3、接种的无菌操作（酒精、酒精灯、接种的无菌操作（酒精、酒精灯灼烧）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段、移栽到消过毒的环境中生存一段时间。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？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课题延伸（略）练习练习1.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。2.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。方法：酶解法方法：酶解法在温和条件下在温和条件下，用纤维素酶，用纤维素酶、果胶酶分解、果胶酶分解物理法：离心、振动、物理法：离心、振动、电刺激等电刺激等化学法：用聚乙二醇化学法：用聚乙二醇（PEG）等试剂作为诱等试剂作为诱导剂导剂包括膜融合和核融合包括膜融合和核融合形成多种杂种细胞形成多种杂种细胞AA、AB、BB等等植物组织培养的过程植物组织培养的过程右图为植物体细胞杂交过程示意图。据右图为植物体细胞杂交过程示意图。据图回答：图回答：（1 1）步骤）步骤是是 ，最，最常用的方法是常用的方法是 。（2 2）步骤）步骤一般常用的化学试剂是一般常用的化学试剂是 ，目的是，目的是 。(3)(3)在利用杂种细胞培育成为杂种植在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，运用的技术手段是株的过程中，运用的技术手段是 ，其中步骤，其中步骤相当于相当于 ，步骤，步骤相当于相当于 。（4 4）植物体细胞杂交的目的是获得新）植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株。使的杂种植株。使能够在新的能够在新的植物体上有所表现，其根本原因是植物体上有所表现，其根本原因是。去掉细胞壁，分离原生质体去掉细胞壁，分离原生质体酶解法酶解法聚乙二醇（聚乙二醇（PEG）诱导植物原生质体融合诱导植物原生质体融合植物组织培养植物组织培养脱分化脱分化再分化再分化远缘杂交亲本远缘杂交亲本的遗传特征的遗传特征杂种植株获得双亲的遗传物质杂种植株获得双亲的遗传物质 （5 5）若远源杂交亲本）若远源杂交亲本A A和和B B都是二倍体，则都是二倍体，则杂种植株为杂种植株为倍体。倍体。（6 6）从理论上讲，杂种植株的育性）从理论上讲，杂种植株的育性。若运用传统有性杂交方法能否实现？若运用传统有性杂交方法能否实现？。并说明现由并说明现由 。因此，这项研究对于培养作物新品种方面的重因此，这项研究对于培养作物新品种方面的重大意义在于大意义在于。（7 7）利用植物体细胞杂交的方法培育作物新）利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种过程中，遗传物质的传递是否遵循孟德尔品种过程中，遗传物质的传递是否遵循孟德尔的遗传规律？为什么？的遗传规律？为什么？。四四可育可育不能不能因为不同种生物之间存在生殖隔离因为不同种生物之间存在生殖隔离克服远缘杂交不亲和的障碍，大大克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围扩展了可用于杂交的亲本组合范围不遵循。因为在生物进行有性生殖的过程中，才遵循不遵循。因为在生物进行有性生殖的过程中，才遵循孟德尔的遗传规律，而植物体细胞杂交育种的过程不属于有性生殖孟德尔的遗传规律，而植物体细胞杂交育种的过程不属于有性生殖