生物 第三章 植物的组织培养技术 3.1 菊花的组织培养 新人教版选修1.ppt

课题课题1 1 菊花的组织培养菊花的组织培养 1958年，美国植物学家斯图尔德等人，用胡萝卜韧皮部的组织块进行离体培养，得到了完整的植株,并且能够开花结果。成熟的胡萝卜植株胡萝卜肉质根薄片胡萝卜试管苗胚状体发育离体培养 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 植物组织培养：在人工培养基上，植物组织培养：在人工培养基上，离体离体培养植物的器官、组织、细胞和原培养植物的器官、组织、细胞和原生质体，并使其生长、增殖、分化以及生质体，并使其生长、增殖、分化以及再生植株的技术。再生植株的技术。一、基础知识一、基础知识 1、植物组织培养的基本过程、植物组织培养的基本过程 2、影响植物组织培养的因素、影响植物组织培养的因素 二、植物组织培养技术在实际生产二、植物组织培养技术在实际生产中的应用中的应用专题三专题三 植物的组织培养技术植物的组织培养技术课题课题1 1 菊花的组织培养菊花的组织培养 学习目标：1、说明植物组织培养的基本原理；、说明植物组织培养的基本原理；2、掌握植物组织培养的基本技术；、掌握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。、进行菊花或其他植物的组织培养。课题课题1 1 菊花的组织培养菊花的组织培养1、植物组织培养的基本过程一、基础知识一、基础知识1、细胞分化、细胞分化2、细胞的全能性、细胞的全能性3、愈伤组织、愈伤组织4、脱分化、脱分化5、再分化、再分化6、外植体、外植体需要了解的几个概念需要了解的几个概念需要了解的几个概念需要了解的几个概念1 1、细胞分化：植物的个体发育过程中，细胞在形态、细胞分化：植物的个体发育过程中，细胞在形态、细胞分化：植物的个体发育过程中，细胞在形态、细胞分化：植物的个体发育过程中，细胞在形态、结构和生理功能上都会出现结构和生理功能上都会出现结构和生理功能上都会出现结构和生理功能上都会出现稳定性的差异稳定性的差异稳定性的差异稳定性的差异，形成这些差，形成这些差，形成这些差，形成这些差异的过程就叫做细胞分化。细胞分化是异的过程就叫做细胞分化。细胞分化是异的过程就叫做细胞分化。细胞分化是异的过程就叫做细胞分化。细胞分化是基因选择性表达基因选择性表达基因选择性表达基因选择性表达的结果。的结果。的结果。的结果。2 2、细胞的全能性：、细胞的全能性：、细胞的全能性：、细胞的全能性：已分化已分化已分化已分化的植物细胞仍然具有发育成的植物细胞仍然具有发育成的植物细胞仍然具有发育成的植物细胞仍然具有发育成为完整个体的潜能。为完整个体的潜能。为完整个体的潜能。为完整个体的潜能。3 3、愈伤组织：由、愈伤组织：由、愈伤组织：由、愈伤组织：由离体离体离体离体的植物器官、组织或细胞在一定的植物器官、组织或细胞在一定的植物器官、组织或细胞在一定的植物器官、组织或细胞在一定的培养条件下经过的培养条件下经过的培养条件下经过的培养条件下经过脱分化脱分化脱分化脱分化过程形成的组织，就叫愈伤组过程形成的组织，就叫愈伤组过程形成的组织，就叫愈伤组过程形成的组织，就叫愈伤组织，愈伤组织的细胞织，愈伤组织的细胞织，愈伤组织的细胞织，愈伤组织的细胞排列疏松而无规则排列疏松而无规则排列疏松而无规则排列疏松而无规则，是一种高度液，是一种高度液，是一种高度液，是一种高度液泡化的呈无定形状态的泡化的呈无定形状态的泡化的呈无定形状态的泡化的呈无定形状态的薄壁薄壁薄壁薄壁细胞。细胞。细胞。细胞。4 4、脱分化：由、脱分化：由、脱分化：由、脱分化：由高度分化高度分化高度分化高度分化的植物组织或细胞产生的植物组织或细胞产生的植物组织或细胞产生的植物组织或细胞产生愈伤组愈伤组愈伤组愈伤组织织织织的过程，称为脱分化，又叫去分化。的过程，称为脱分化，又叫去分化。的过程，称为脱分化，又叫去分化。的过程，称为脱分化，又叫去分化。5 5、再分化：脱分化产生的、再分化：脱分化产生的、再分化：脱分化产生的、再分化：脱分化产生的愈伤组织愈伤组织愈伤组织愈伤组织继续进行培养，又继续进行培养，又继续进行培养，又继续进行培养，又可以可以可以可以重新分化重新分化重新分化重新分化成根或芽等器官，这个过程叫做再分化。成根或芽等器官，这个过程叫做再分化。成根或芽等器官，这个过程叫做再分化。成根或芽等器官，这个过程叫做再分化。6 6、外植体：用于、外植体：用于、外植体：用于、外植体：用于离体离体离体离体培养的植物器官或组织片段。培养的植物器官或组织片段。培养的植物器官或组织片段。培养的植物器官或组织片段。需要了解的几个概念需要了解的几个概念需要了解的几个概念需要了解的几个概念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植物细胞具有全能性（即生物体的细胞，具有（即生物体的细胞，具有使后代细胞形成完整个体使后代细胞形成完整个体的能力）的能力）思考思考1：愈伤组织愈伤组织 例题1、用高度分化的植物细胞、组织和器官用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，下列说法错误的进行组织培养可以形成愈伤组织，下列说法错误的是是 A该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的 B该愈伤组织的细胞没有全能性该愈伤组织的细胞没有全能性 C该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成 D该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构状结构 植物组织培养的基本过程是怎样的呢？思考思考2：植物组织培养过程示意图植物组织培养过程示意图 2、影响植物组织培养的因素一、基础知识一、基础知识植物组织培养过程示意图植物组织培养过程示意图 请分析：上面的示意图中还有什么地方不够完善的？请分析：上面的示意图中还有什么地方不够完善的？正常苗正常苗污染苗污染苗分析总结：1、植物组织培养过程中需要进行无菌技术操作植物组织培养过程中需要进行哪些无菌植物组织培养过程中需要进行哪些无菌技术操作呢？技术操作呢？（一）防止外植体带菌（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 影响植物组织培养的因素还有那些呢？思考思考3：2、外植体的选择 （1）不同的植物组织，培养的难易程度有很大差别；（2）同一种植物材料，因其年龄、保存时间的长短不同也会影响培养的结果。（3）一般选择植物生长旺盛的部位。3、培养基 （1）组成成分的影响，如：大量元素、微量元素、无机盐、有机物、水、能源等。（2）植物激素（主要是生长素、细胞分裂素主要是生长素、细胞分裂素）植物激素的浓度、使用的先后顺序以及用量的比例植物激素的浓度、使用的先后顺序以及用量的比例等都会影响组织培养的结果。等都会影响组织培养的结果。思考思考4：以下培养基出现的现象反应了什么问题？：以下培养基出现的现象反应了什么问题？使用生长素和细胞分裂素的比较：使用生长素和细胞分裂素的比较：使用顺序使用顺序 实验结果实验结果先使用生长素，后使用细先使用生长素，后使用细胞分裂素胞分裂素有利于细胞分裂，但细胞有利于细胞分裂，但细胞不分化不分化先使用细胞分裂素，后使先使用细胞分裂素，后使用生长素用生长素细胞既分裂也分化细胞既分裂也分化同时使用生长素和细胞分同时使用生长素和细胞分裂素裂素分化频率提高分化频率提高激素配比模式生生生生长长长长素素素素与与与与细细细细胞胞胞胞分分分分裂裂裂裂素素素素的的的的比比比比例例例例决决决决定定定定着着着着发发发发育育育育的的的的方方方方向向向向，是是是是愈愈愈愈伤伤伤伤组组组组织织织织、长长长长根根根根还还还还是是是是长长长长芽芽芽芽。如如如如为为为为了了了了促促促促进进进进芽芽芽芽器器器器官官官官的的的的分分分分化化化化，应应应应除除除除去去去去或或或或降降降降低低低低生生生生长长长长素素素素的的的的浓浓浓浓度度度度，或或或或者者者者调调调调整整整整培培培培养养养养基基基基中中中中生生生生长长长长素素素素与与与与细细细细胞胞胞胞分分分分裂裂裂裂素的比例。素的比例。素的比例。素的比例。高高高高 利于利于利于利于根和愈伤组织根和愈伤组织根和愈伤组织根和愈伤组织的形成的形成的形成的形成 生长素生长素生长素生长素/细胞分裂素细胞分裂素细胞分裂素细胞分裂素 适中适中适中适中 有利于有利于有利于有利于根芽根芽根芽根芽的分化的分化的分化的分化 低低低低 有利于有利于有利于有利于芽芽芽芽的形成的形成的形成的形成生长调节物质的使用生长调节物质的使用生长调节物质的使用生长调节物质的使用甚微甚微甚微甚微，一般用，一般用，一般用，一般用mgmgL L表示浓度。在组表示浓度。在组表示浓度。在组表示浓度。在组织培养中生长调节物质的使用浓度，因植物的种类、部位、织培养中生长调节物质的使用浓度，因植物的种类、部位、织培养中生长调节物质的使用浓度，因植物的种类、部位、织培养中生长调节物质的使用浓度，因植物的种类、部位、时期、内源激素等的不同而异，一般生长素浓度的使用为时期、内源激素等的不同而异，一般生长素浓度的使用为时期、内源激素等的不同而异，一般生长素浓度的使用为时期、内源激素等的不同而异，一般生长素浓度的使用为0.05-5mg0.05-5mgL L，细胞分裂素，细胞分裂素，细胞分裂素，细胞分裂素0.0510mg0.0510mgL L。MS固体培养基成分及比例固体培养基成分及比例 3、其他因素 pH、温度、光照等等。例题2、MS培养基与微生物培养基相比不同的是（）A MS培养基不含有机物 B微生物培养基以有机物为主 CMS培养基不含微量元素 DMS培养基需提供大量无机营养 例题3、当先使用细胞分裂素，后使用生长素时，实验结果：（）A有利于细胞分裂，但细胞不分化 B细胞既分裂又分化 C分化频率高 D有利分化，但不分裂 归纳总结：植物组织培养的过程是怎样的呢？离体的植物离体的植物器官、组织、器官、组织、细胞细胞脱分化脱分化愈愈伤伤组组织织再分化再分化芽芽根根植植物物体体植物组织培养过程植物组织培养过程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、一定的温度、空气、无菌环境、适合的PH、适时光照等。二、实验操作：二、实验操作：菊花的组织培养的实验操作：菊花的组织培养的实验操作：1、制备MS培养基（注意无菌操作）2、外植体的选择与消毒3、接种（注意无菌技术的操作、方向）4、培养（注意消毒和对光照的控制）5、移栽（注意试管苗的适应外部环境的过程）6、栽培补充材料：植物组织培养特点 培养条件可以人为控制培养条件可以人为控制 组织培养采用的植物材料完全是在人为提供的培养基质和小气候环境条组织培养采用的植物材料完全是在人为提供的培养基质和小气候环境条件下进行生长，摆脱了大自然中四季、昼夜的变化以及灾害性气候的不利件下进行生长，摆脱了大自然中四季、昼夜的变化以及灾害性气候的不利影响，且条件均一，对植物生长极为有利，便于稳定地进行周年培养生产。影响，且条件均一，对植物生长极为有利，便于稳定地进行周年培养生产。生长周期短，繁殖率高生长周期短，繁殖率高 植物组织培养是由于人为控制培养条件，根据不同植物不同部位的不同植物组织培养是由于人为控制培养条件，根据不同植物不同部位的不同要求而提供不同的培养条件，因此生长较快。另外，植株也比较小，往往要求而提供不同的培养条件，因此生长较快。另外，植株也比较小，往往2030d2030d为一个周期。所以，虽然植物组织培养需要一定设备及能源消耗，为一个周期。所以，虽然植物组织培养需要一定设备及能源消耗，但由于植物材料能按几何级数繁殖生产，故总体来说成本低廉，且能及时但由于植物材料能按几何级数繁殖生产，故总体来说成本低廉，且能及时提供规格一致的优质种苗或脱病毒种苗。提供规格一致的优质种苗或脱病毒种苗。管理方便，利于工厂化生产和自动化控制管理方便，利于工厂化生产和自动化控制 植物组织培养是在一定的场所和环境下，人为提供一定的温度、光照、植物组织培养是在一定的场所和环境下，人为提供一定的温度、光照、湿度、营养、激素等条件，既利于高度集约化和高密度工厂化生产，也利湿度、营养、激素等条件，既利于高度集约化和高密度工厂化生产，也利于自动化控制生产。它是未来农业工厂化育苗的发展方向。它与盆栽、田于自动化控制生产。它是未来农业工厂化育苗的发展方向。它与盆栽、田间栽培等相比省去了中耕除草、浇水施肥、防治病虫害等一系列繁杂劳动，间栽培等相比省去了中耕除草、浇水施肥、防治病虫害等一系列繁杂劳动，可以大大节省人力、物力及田间种植所需要的土地。可以大大节省人力、物力及田间种植所需要的土地。课堂小结：一、基础知识1、植物组织培养的基本过程（1）有关的概念（细胞分化、细胞的全能性、脱分化、再分化、愈伤组织、外植体）；（2）植物组织培养的基本过程。2、影响植物组织培养的因素（1）外植体的选择；（2）培养基；（3）无菌技术操作；（4）其他因素（pH、温度、光照等）。3、实践活动