3、1菊花的组织培养
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31菊花的组织培养-海南省华东师范大学第二附属中学乐东黄流中学人教版高中生物选修一课件(共22张PPT)
消毒
药剂的消毒效果
植物材料的耐受能力
(4)培养基中生长素用量和细胞分裂素用量的比例会影 响细胞的分化方向，生长素用量与细胞分裂素用量的比 值在________(填图中序号)过程中最低。(5)若干天后发 现有的装置中长出幼苗，有的装置中培养失败还长出很 多杂菌②菌落，试分析可能的原因：
_________________________________________________ ___________________________________。
用培养基的主要成分包括大量元素、微量元素、 ___植__物___细__胞以的及全植能物性激素，并常添加_____作为凝固剂。
(3)图中①表示__________过_____有处机理物，此时既要考虑_____________琼__脂_，
又要考虑______________________，然后才能接种培养。 脱分化
D.植物激素：生长素、细胞分裂素、赤霉素等
【自主学习2】
思考1：植物激素中生长素和细胞分裂素的使用顺
序不同，对使用实顺验序结果有何影响？ 实验结果
先生长素， 后细胞分裂素
有利于细胞分裂但不 分化
先细胞分裂素， 后生长素
细胞既分裂 也分化
同时使用
分化频率提高
【自主学习2】
思考2：以下培养基出现的现象反应了什么问题？
思考4：在选取菊花茎段时，为什么要选取生长旺盛的嫩枝？ 细胞细胞分化程度低，细胞分裂能力强，容 易形成愈伤组织
【学以致用】
1.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4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，据图可得 出的初步结论是( )
B
专题3.1 菊花的组织培养
课题1 菊花的组织培养★课题目标1、熟悉植物组织培养的基本过程2、理解细胞分化的概念及离体植物细胞的脱分化和再分化3、通过联系农业生产实际，培养学生活学活用，理论联系实际的能力★课题重点植物组织培养过程中使用的无菌技术★课题难点植物组织培养过程中使用的无菌技术★教学方法启发式教学★教学工具多媒体课件★教学过程（一）引入新课上节课我们探讨学习了如何从土壤中分离出尿素分解菌和纤维素分解微生物及其计数方法。
这节课我们来学习研究植物的组织培养技术。
（二）进行新课1．基础知识知识回顾：联系“植物细胞工程”，回答下列问题：1．1具有某种生物全套遗传信息的任何一个活细胞，都具有发育成完整个体的能力，即每个生物细胞都具有全能性。
但在生物体的生长发育过程中并不表现出来，这是因为在特定的时间和空间条件下，通过基因的选择性表达，构成不同组织和器官。
1．2植物组织培养技术的应用有：实现优良品种的快速繁殖；培育脱毒作物；制作人工种子；培育作物新品种以及细胞产物的工厂化生产等。
活动1：阅读“植物组织培养的基本过程”，讨论并完成以下问题：1．3细胞分化：个体发育中细胞在形态、结构和生理功能上出现稳定性差异的过程。
〖思考1〗细胞分化是一种持久性的变化，它有什么生理意义？使多细胞生物体中细胞结构和功能趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。
1．4愈伤组织是通过细胞分裂形成的，其细胞排列疏松而无规则，高度液泡化呈无定形状态的薄壁细胞。
〖思考2〗填表比较根尖分生组织和愈伤组织的异同：1．5植物组织培养的过程可简单表示为：活动2：阅读“影响植物组织培养的条件”，讨论并完成以下问题：1．6材料：植物的种类、材料的年龄和保存时间的长短等都会影响实验结果。
菊花组织培养一般选择未开化植物的茎上部新萌生的侧枝作材料。
〖思考3〗一般来说，容易进行无性繁殖的植物容易进行组织培养。
〖思考4〗选取生长旺盛嫩枝进行组培的原因是嫩枝生理状态好，容易诱导脱分化和再分化。
原创4：3.1 菊花的组织培养
器官要区别对待
A.①②③
B.①②③④
C.①③④
D.①②④
【解析】无菌操作是植物培养技术的关键,如果灭菌不 好就会导致整个培养工作的失败。对于整个操作过程
中凡是和植物组织接触的材料、用具和试剂都要进行 灭菌或消毒,但不同的用具、材料要用不同的方法进行 灭菌,如培养基的灭菌要用高压蒸汽灭菌法,而植物组织 要用消毒液进行灭菌而不能用高压灭菌。
练习 1.下列关于植物组织培养的叙述中,正确的是( B )
A.为了提供营养和调节渗透压,培养基中应添加葡萄 糖
B.培养液中的生长素和细胞分裂素会影响愈伤组织 的生长和分化
C.器官、组织的细胞在不离体的情况下必须通过脱 分化才能形成愈伤组织
D.同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得 的愈伤组织的基因是相同的
1.针对培养基应进行高压蒸汽灭菌,针对外植体应先 后使用70%酒精及0.1%的氯化汞予以消毒。如玻 璃器皿、金属用具进行干热杀菌,操作中常需灼烧 灭菌。
2.操作者的手或外植体等进行消毒,而不进行灭菌, 因灭菌所用的强烈理化方法会对操作者或外植体造 成伤害。
3.容易进行营养繁殖的植物细胞,其全能性容易表达 ,易进行植物组织培养。
实验结果 有利于① 细胞分裂 ,但细胞 ② 不分化
细胞③ 既分裂,又分化 ④ 分化 频率提高 促进愈伤组织的生长 有利于根的形成
有利于芽的形成
小结 1.植物组织培养的理论基础是细胞的全能性。全能性表达的条件 包括离体状态、无菌操作、适宜物质的诱导和调节。 2.无菌技术包括对培养基和植物材料(外植体)的灭菌和消毒。 3.在植物组织培养进行异养的状况下,大多植物不能进行光合作用 合成糖类,因此需要在培养基中添加糖类(蔗糖)作为碳源和能源物 质,同时糖对保持培养基中的渗透压也有重要作用。
3-1 菊花的组织培养
〖思考1〗需要配制几种母液？分别按什么标准配制？ 大量元素、微量元素、有机物、 植物激素、等 浓缩100倍 浓缩10倍 3.配制培养基： 水 + 琼脂 →融化→加入 蔗糖 30g →再依次加母液→加蒸馏水至1000mL →调PH→分装入锥形瓶(装 50 或 100 mL) 〖思考2〗所有植物的组织培养都需要添加植物激素吗？ 不是,菊花茎段的组织培养较容易,不必加植物激素。
结论：植物激素的 浓度 、使用的 先后 顺序 以及用量的比例等，都会影响实验结果。
〖思考6〗生长素和细胞分裂素在植物组织培养过程中 的作用关系，说明了什么问题？ 在植物的生长发育和适应环境变化的过程中,各种植物激素并不是孤立 地起作用,而是多种激素相互作用共同调节植物体的生命活动 5.环境条件： PH 、 温度 、 光照 等环境条件。 菊花组培所需PH： 5.8 ，温度： 18～22 ℃， 光照条件：每日用日光灯照射12h 。 〖思考7〗培养过程中为什么需要进行光照？ 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 到一个个体的演变过程。
4.灭菌：采取的灭菌方法是 高压蒸汽 。 5.外植体消毒：选取菊花 生长旺盛 的嫩枝的茎段 20min左右 →流水冲洗→软刷刷洗→流水冲洗_________→无菌吸 70% 的酒精中摇 水纸吸干外植体表面→体积分数为______ 6～7s 动2～3次，持续_______→无菌水清洗→无菌吸水纸 氯化汞 溶液 吸干外植体表面→质量分数为0.1﹪的_________ 中1～2min→无菌水中至少清洗3次。 〖思考3〗对外植体消毒时，要考虑哪些因素？
〖思考5〗填表:激素使用的先后顺序及其用量比例 对细胞分裂和分化的影响。
使用顺序 先生长素， 后细胞分裂素 实验结果 生长素/细胞分裂素比值与结果
高二生物 3.1菊花的组织培养
高二生物 3.1菊花的组织培养
5
应用领域
4、突变育种 采用组织培养可以直接诱变和筛 选出具抗病、抗盐、高赖氨酸、高蛋白等优良性状 的品种。
5、基因工程 基因工程主要研究DNA的转导， 而基因转导后必须通过组织培养途径才能实现植株 再生。
6、生物制品 有些极其昂贵的生物制品，如抗 癌首选药物--紫杉醇等，可通过组织培养方式生产。
高二生物 3.1菊花的组织培养
培养基配制(I)—母液配制：
按照MS培养基成分表, 配制分别配制培养基的
母液。 1、大量元素母液(10倍液)
分别称取10倍用量的各种大量无机盐，依次溶 解于大约800ml热的（60-80℃）蒸馏水中。（一 种成分完全溶解后再加入下一种，最后加水，定容 至1000ml后装入试剂瓶中，冰箱内贮存备用）。
3
离体（in vitro)条件下利用人工培养条件 在无菌情况下培养、生长、发育再生出完整 植株的过程。
1958年，英国科学家Steward 等用胡萝 卜根的愈伤组织细胞进行悬浮培养，成功诱 导出胚状体并分化为完整的小植株，不但使 细胞全能性理论得到证实，而且为组织培养 的技术程序奠定了基础。
高二生物 3.1菊花的组织培养
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植物组织培养营养条件-培养基 (Culture Medium)
培养基是植物组织培养的重要基质。 培养基的成分主要可以分水、无机盐、 有机物、天然复合物、培养体的支持材 料等五大类。
高二生物 3.1菊花的组织培养
16
国际上流行的培养基有几十种，常 用的培养基有：
MS培养基、B5培养基、White培养基、 N6培养基、KM-8P培养基
③ 3-4周后完全形成愈伤组织状态（脱分化） 组织块失去色素
3.1菊花的组织培养
（2）MS培养基的主要成分？
大量元素：C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S 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
培养基中的各种成分的作用是什么？
大量元素和微量元素提供植物细胞需要 的各种无机盐；蔗糖提供碳源的同时维 持细胞渗透压；甘氨酸、维生素等物质 主要是满足离体植物细胞的特殊营养物 质需求
专题3 植物组织培养技术
课题一 菊花的组织培养
细 胞 分裂
细 胞 分 化
一、基础知识 （1）细胞的分化
概念： 在个体发育中，相同细胞的后代在 形态、结构、生理功能上发生稳定 性差异的过程 .
本质：基因选择性表达
细胞分化的特点： （1）持久性：
是一种持久性的变化，它发生在生物体的整 个生命过程中,在胚胎期达到最大限度
四、实验操作
（哪6步？） 1、配制各种母液（大量元素、微量元素 各浓缩多少倍？用量较小的有机物呢？）
2、配制培养基（菊花组培是否添加植物激
素？）
制备MS固 体培养基
3、灭菌（哪种灭菌方法？）
外植体消毒
接种
流水冲洗—无菌纸吸干—70%酒精—无
菌水冲洗—无菌纸吸干—0.1%氯化 培 养
注 将直菊意接汞 （花接移流—茎种栽无水段时到菌是插的土水为入各壤冲消培种中洗毒养无吗至吗基菌？少？时操三能特作次消别。之毒应上的注是意什什么么？？
答：每种材料或配方至少要做一组以上的重复。 设置对照实验可以取用一个经过灭菌的装有培养 基的锥形瓶，与接种操作后的锥形瓶一同培养， 用以说明培养基制作合格，没有被杂菌污染。
结果分析与评价
（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分化 （三）是否进行了统计、对照与记录 （四）生根苗的移栽是否合格
大量元素：C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S 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
培养基中的各种成分的作用是什么？
大量元素和微量元素提供植物细胞需要 的各种无机盐；蔗糖提供碳源的同时维 持细胞渗透压；甘氨酸、维生素等物质 主要是满足离体植物细胞的特殊营养物 质需求
专题3 植物组织培养技术
课题一 菊花的组织培养
细 胞 分裂
细 胞 分 化
一、基础知识 （1）细胞的分化
概念： 在个体发育中，相同细胞的后代在 形态、结构、生理功能上发生稳定 性差异的过程 .
本质：基因选择性表达
细胞分化的特点： （1）持久性：
是一种持久性的变化，它发生在生物体的整 个生命过程中,在胚胎期达到最大限度
四、实验操作
（哪6步？） 1、配制各种母液（大量元素、微量元素 各浓缩多少倍？用量较小的有机物呢？）
2、配制培养基（菊花组培是否添加植物激
素？）
制备MS固 体培养基
3、灭菌（哪种灭菌方法？）
外植体消毒
接种
流水冲洗—无菌纸吸干—70%酒精—无
菌水冲洗—无菌纸吸干—0.1%氯化 培 养
注 将直菊意接汞 （花接移流—茎种栽无水段时到菌是插的土水为入各壤冲消培种中洗毒养无吗至吗基菌？少？时操三能特作次消别。之毒应上的注是意什什么么？？
答：每种材料或配方至少要做一组以上的重复。 设置对照实验可以取用一个经过灭菌的装有培养 基的锥形瓶，与接种操作后的锥形瓶一同培养， 用以说明培养基制作合格，没有被杂菌污染。
结果分析与评价
（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分化 （三）是否进行了统计、对照与记录 （四）生根苗的移栽是否合格
(定)31菊花的组织培养.pptx
配制母液时，大量元素浓缩___1_0_倍_____ ，微量 元素浓缩___1_0_0_倍____ ，常温保存。激素类、维生素 类以及用量比较小的有机物可以按照__1_m_g__/m__l__的质 量浓度单独配制母液。
用母液配制培养基时，需要根据各种母液的浓缩 倍数，计算用量。
2.配制培养基。 ①配制培养液 ②调PH ③培养基的分装 在菊花组织培养中，可以不添加___植___物___激___素_____ ， 原因是菊花茎段组织培养__比___较___容___易________ 。
常用的一种培养基为_M__S_培__养__基___
其主要成分包括： _大__量___元素：C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S _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 _植___物___激___素_ ：生长素、细胞分裂素、赤霉素等
薄壁
(3)再分化：__________继续培养，重新分化成根或
芽等器官的过程。愈伤组织
(4)如何控制细愈胞
（二）影响植物组织培养的因素
1．外植体的选取
△不同植物的组织培养难度 _差___别__很___大__
如烟草和胡萝卜的组织培养较为容易,而枸 杞愈伤组织的芽诱导比较难 △对于同一种植物材料，材料的__年__龄_____、 _保__存__时__间__的__长__短_____等也会影响实验结果。
3.1菊花的组织培养
一、基础知识
(一)、植物组织培养的基本过程 1．理论基础：_细__胞__的__全__能__性_____。 2．细胞分化：植物的个体发育过程中，细胞在 3．_过形__程态__：、_结离__构体__、_的生植理物功组能织上或出细现胞__稳脱__定分__性化__差,_愈_异_伤__组织 再分的化过,程根。、芽→完整植株。
用母液配制培养基时，需要根据各种母液的浓缩 倍数，计算用量。
2.配制培养基。 ①配制培养液 ②调PH ③培养基的分装 在菊花组织培养中，可以不添加___植___物___激___素_____ ， 原因是菊花茎段组织培养__比___较___容___易________ 。
常用的一种培养基为_M__S_培__养__基___
其主要成分包括： _大__量___元素：C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S _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 _植___物___激___素_ ：生长素、细胞分裂素、赤霉素等
薄壁
(3)再分化：__________继续培养，重新分化成根或
芽等器官的过程。愈伤组织
(4)如何控制细愈胞
（二）影响植物组织培养的因素
1．外植体的选取
△不同植物的组织培养难度 _差___别__很___大__
如烟草和胡萝卜的组织培养较为容易,而枸 杞愈伤组织的芽诱导比较难 △对于同一种植物材料，材料的__年__龄_____、 _保__存__时__间__的__长__短_____等也会影响实验结果。
3.1菊花的组织培养
一、基础知识
(一)、植物组织培养的基本过程 1．理论基础：_细__胞__的__全__能__性_____。 2．细胞分化：植物的个体发育过程中，细胞在 3．_过形__程态__：、_结离__构体__、_的生植理物功组能织上或出细现胞__稳脱__定分__性化__差,_愈_异_伤__组织 再分的化过,程根。、芽→完整植株。
3.1菊花的组织培养
思考：下面的示意图中还有什么地方
不够完善的？
没有进行灭菌处理，试管也没有做密封等。
六、课题延伸
一般来说，容易进行无性繁殖的植物，也容易 进行组织培养。 实例：芦荟、豆瓣绿、秋海棠、月季
组织培养优点
同常规的无性繁殖方法相比，组织培养主要具有以下优点：
（1）繁殖快速。
采用常规的方法如分株法，一棵花卉一年一般只能生产几 株或几十株，但用组织培养的方法则每年可以繁殖出几万甚 至数百万的小植株。
移栽成活
外植 体
脱分化
愈伤 再分化 芽、根 组织
植物 体
相关概念：
外植体： 从活植物体上切下用于培养的那部分器官、
组织或细胞。
脱分化： 由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤
组织的过程，又称去分化。
再分化： 脱分化产生的愈伤组织在培养过程中重新分
化根或芽等器官的过程。
外植体在培养过程中，通过细胞分裂所产生 愈伤组织： 的、排列疏松无规则、高度液泡化的呈无定 形状态的薄壁细胞群。
想一想哪些因素可能带入杂菌？
1、外植体带菌
2、培养基及接种 器具灭菌不彻底
3、接种操作时带入
4、环境不清洁
思考：在整个操作过程中，应如何实现无 菌环境呢？
1.接种室、工作台 ——酒精 2.培养基的灭菌 ——高压蒸汽灭菌
3.外植体的消毒 ——酒精、氯化汞
4.接种的无菌操作 ——酒精、酒精灯灼烧
5.无菌箱中的培养
菊花的组织培养， 一般选择未开花植株的 茎上部新萌生的侧枝。
2、培养基的营养成分
常用的一种培养基是MS培养基。 无机物 大量元素：N、P、 S、Ｋ、Ca 、 Mg 微量元素：B、Mn、Cu、Zn、 Fe、Mo、I、Co等
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3、灭菌——将分装好的培养基连同其他 器械一起进行高压蒸汽灭菌
（二）外植体消毒
1、选材：菊花茎段，取生长旺盛的嫩枝 2、消毒 ①流水冲洗
② 酒精处理
70％的酒精中摇动2－3次，持续6－7s，立即将
外植体取出，在无菌水中清洗 ③消毒液处理 放入质量分数为0.1％的氯化汞溶液中1－2min，
取出后在无菌水中至少清洗3次，漂净消毒液
蛭石是一种天然、无毒的矿物质，在高温作用下会膨 胀的矿物。
固体基质型，含水量高、 蓄水性强、透性好，适合栽培
（六）栽培
幼苗长壮后，移栽到土壤中，每天观察并 记录幼苗的生长情况，适时浇水、施肥，直 至开花
四、结果分析与评价
（一）对污染情况的分析
（二）植物组织的脱分化和再分化
（三）生根苗的移栽是否合格
1、外植体的选取
未开花植物的茎上 不同植物的组织培养难度不同 部新萌生的侧枝
同一种植物的不同组织培养难度不同
2、培养基的配制(MS培养基)
大量元素：C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S
微量元素：B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co
有机物：甘氨酸、维生素、蔗糖等
植物激素：生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱 分化和再分化的关键性激素。
比值低
比值适中
4、pH、温度、光照（菊花组培）
pH=5.8 温度控制在18—22℃ 每日光照12h
5、消毒
在培养的整个过程中， 都需要是一个无菌环境
三、实验操作
切取 材料
移栽
无菌 接种 培养室
脱分化
诱导愈伤组织 的形成
再分化
试管苗的形成
三、实验操作
（一）制备MS固体培养基 1、配制各种母液
培养基中所需的微量成分因用量少（ug），
组织培养技术根据的是什么原理？
当植物细胞脱离了原来所在植物 体的器官或组织而处于 离体 状态时， 激素 和其他外 在一定的 营养物质 、 pH 、 光照 界条件（如适宜的温度 、 等）的作用下，就可能表现出 全能 性， 发育成完整的植株。
一、植物组织培养的基本过程
二、影响植物组织培养的因素：
基本原理: 菊 花 的 组 织 培 养 基本过程:
细胞的全Байду номын сангаас性
脱分化 愈伤组织
再分化
影响因素： 材料性质、营养物质、 调节物质、环境条件 外植体的消毒 操作流程： 配制MS固体培 养基 栽培 移栽 培养 接种
（三）接种
①插入时应注意方向，基部插入培养基利于吸收水 分和养分。 ②外植体在培养基中要分布均匀，数量合适，以充分 利用培养基中的营养成分和光照条件 ③每接种一块外植体前， 镊子消毒灭菌一次。
（四）培养
• 接种后的锥形瓶最好放在无菌箱中培养，培养期
间应定期消毒 • 培养温度控制在18-22℃ • 每日用日光灯光照12h
菊花的组织培养
JLSSY BYH
专题引入
什么叫组织培养技术？
利用植物的一块组织，甚至一个细胞，最 终培养出 完整的植株，这就是组织培养技术。 组织培养技术有什么实际应用价值？
快速繁殖， 运用这种技术，可以实现优良品种的 保持遗传性状 的一致；可以培养出不含 病毒 的 幼苗，提高作物的产量；可以实现花卉的连续生 产，不受 开花季节 的限制……等等。
（五）移栽
1、打开封口膜，让试管 苗在培养间生长几日
2、清洗转移
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，以适应外界环境 后，再移入大田栽培。
珍珠岩 ,珍珠岩是一种火山喷发的酸性熔岩，经急剧 冷却而成的玻璃质岩石，有弧形或圆形裂隙，如珍 珠的结构，所以被命名为珍珠岩 。
称量麻烦，还易出误差，可根据试剂的用量，
扩大若干倍（mg)再称量配置储备液，置于
4℃保存，使用时按比例吸取，所以配制母液 是科学和方便的配置培养基的方法。
2、配制培养基
琼脂+800mL蒸馏水（加热熔化）
加入蔗糖30g 依次加入大量元素、微量元素、 有机物和植物激素的母液 加入蒸馏水定容到1000mL，调节pH 按 50mL /瓶或100 mL/瓶分装到锥形瓶中
3、激素的使用方法不同，都会影响实验效果
使 用 顺 序 先使用生长素后使用 细胞分裂素 先使用细胞分裂素后 使用生长素 同时使用 生长素/细胞分裂素 比值高 使 用 效 果 有利于细胞分裂， 但细胞不分化。 细胞分裂也分化
分化频率提高
使 用 效 果
促进根的分化，抑制芽的分化 促进芽的分化，抑制根的分化 促进愈伤组织生长