植物组织培养技术1-3(1)
高中生物 专题 植物的组织培养技术 课题 菊花的组织培养素材2
专题3 植物的组织培养技术 课题1 菊花的组织培养庖丁巧解牛知识•巧学一、植物组织培养的基本过程1.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稳定性的差异，形成这些差异的过程叫做细胞分化。
高等生物一般都从一个受精卵开始发育，经多次细胞分裂与分化，产生出各种不同的特殊结构和专一功能的细胞。
例如，植物体中的木纤维、韧皮纤维等.已分化的细胞，其基因组成并未改变，并无遗传信息的增减，仍具有发育的全能性。
一般认为，细胞分化是细胞中遗传信息有选择地表达的结果。
2.细胞的全能性细胞全能性比较权威的定义是1984年国际组织培养协会做出的：“细胞全能性为细胞的某种特征,有这种能力的细胞保留形成有机体所有细胞类型的能力”。
这个定义比一般所说的概念“一个细胞中包含着这种生物的全部遗传信息(基因)，在适当的条件下可以发育成一个完整的生物体”更基本和全面.它不但包含了培养细胞再生成植株的情况（分化成各种类型的细胞，并以一定形式构建成植物），同时也包含了培养细胞生产次生代谢物的情况(不分化或只分化成某种类型细胞,但仍留着分化为其他细胞类型的能力）.前者成为组织培养和转基因植物需要进行植株再生的理论基础，后者成为像微生物发酵一样培养细胞，生产人们所需要的次生代谢产物的理论基础，如通过红豆杉的细胞培养生产紫杉醇.难点培析 （1)全能性的含义:生物体的细胞具有使后代细胞形成完整的个体的潜能。
（2)全能性的基础：每个体细胞都含有该物种所特有的全套遗传物质,都有发育成为完整个体的全部基因.(3）全能性程度：由高到低依次是受精卵→生殖细胞→体细胞 .(4)表现全能性的条件：①离体 ②营养物质 ③激素。
（5）与植物和低等细胞相比，高等动物体细胞的发育潜能有显著差异.3.植物组织培养的过程植物组织培养是指在无菌条件下,对离体植物组织（器官或细胞）分离并在培养基中培养,使其能够继续生长，甚至分化发育成完整植株的一项技术。
植物组织培养
矮牵牛茎尖离体培养培养
大蒜根尖培养及植株 再生
微型月季茎段离体培养
叶诱导愈伤组织
台湾百合离体培养
菊花体细胞胚胎发生及植株再生
矮牵牛茎尖离体培养培养
牡丹成熟胚的离体培养与快速繁殖
非洲紫罗兰叶片培 养
优化培养基
无蔗糖
1%蔗糖
5%蔗糖
无BAP
BAP 0.1mg/l
BAP 5.0mg/l
无NAA
种质资源的离体保存
体细胞无性系变异筛选
花粉、花药培养产生单倍体植株
幼胚拯救克服远缘杂交障碍
用于基因工程技术创造植物新种质。
3、大规模植物细胞、组织和器官培养生产次 生代谢物质；
根培养:正常根培养， 毛状根培养
4、用于植物生长发育理论研究，包括生理学、 病理学、胚胎学和细胞与分子生物学等。
1972年，Carlson等利用原生质体融合在两个烟草属中进行种间杂交。
1974年，Murashige等利用细胞分裂素诱导茎尖侧芽分枝。Zaenen和 Larebeke分别发现土壤农杆菌（Agribacterium）中的根瘤诱导的主 要成分是Ti质粒。 1978年，Melchers等进行了番茄和马铃薯的体细胞杂交。
五、植物组织培养技术的应用
1、优质种苗的快速无性繁殖： （1）无性繁殖作物及不易繁殖作物的快速繁殖
园艺植物种苗工厂化生产
兰科植物生产
A
B
C
E
F
G
花烛属植物
厥类植物
盆栽及切花植物的繁殖
珍贵树种
无菌苗快速繁殖
无菌苗驯化
组培苗驯化移栽
茎、芽和小植株的规模培养
经济植物快速繁殖
（2）通过茎尖培养生产脱毒健康种苗：如草莓、香蕉、
植物组织培养的基本操作技术1器皿
措施 适当控制培养基中离子浓度 适当控制培养基中糖和琼脂 的量 适当降低CTK和GA的浓度 控制好湿度 增加自然光照，控制光照时间 改善培养瓶的气体交换情况 在培养基中添加其它物质
（3）污染 污染源有细菌和真菌两类 培养基污染的可能性来源：
氧化成棕褐色的醌类物质，这种致死性物质会 扩散，使培养基变褐，还会抑制其它酶的活性， 严重影响外植体的脱分化和器官分化，最后变 褐死亡。
1.植物种类和品种 2.生理状态 处于幼龄期的植物材料较从成年植株采集的植物材料
褐化程度轻；老熟组织较幼嫩组织褐化程度严重 。
处于生长季节的植物体内含有较多的酚类化合物，所 以夏季时取材更容易发生褐化，冬春季节取材则材料 褐化死亡率最低
空气的过滤灭菌 超净工作台的工作原理就是 通过不同等级的细菌过滤膜创造一个无菌的空 间
液体的过滤灭菌
Байду номын сангаас使用孔径0.45微米或更小的滤膜
1先对滤膜、细菌过滤器、无菌液收集容器等进 行高温高压灭菌
2在超净工作台上等培养基冷却至40度左右时加 入灭菌后的过滤液，混匀放置备用。
3不能在培养基温度较高时加入，防止不耐热物 质的分解
接种用具的灭菌 接种服、帽子、口罩的灭菌 塑料器皿 的灭菌
3 植物材料的表面灭菌
接种就是将处理好的无菌的外植体经过无菌 操作放置在灭过菌的培养基上过程
外植体的采集 刷洗 冲洗 表面灭菌 70%的酒精 穿透菌孢子的能力最强 表面活性剂1%吐温80或吐温20 或Triton-X
其它灭菌剂 灭菌剂对植物也是在毒的，要注意浓度和时间
防治措施
选择适宜的外植体和培养基 适当降低培养基的无机 盐、降低PH值、降低细胞分裂素水平等
生物技术实践 专题3--植物组织培养 常考知识点整理和练习
《植物的组织培养技术》1．植物组织培养的理论基础：细胞全能型。
2．植物组织培养的流程：离体的植物组织或细胞→愈伤组织→根或芽等器官3．愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。
4．离体的（高度分化的）植物组织或细胞形成愈伤组织的过程，称为脱分化（去分化）。
脱分化产生的愈伤组织继续进行培养形成根或芽等器官的过程叫做再分化。
再分化形成的试管苗，移栽到地里，可以发育成完整的植物体。
5．生物个体发育过程中细胞在形态、结构和生理功能上出现稳定性差异的过程叫细胞分化。
6．细胞分化本质：基因选择性表达。
7．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。
8．菊花组织培养一般选择未开花植物的茎上部新萌生的侧枝（生长旺盛嫩枝）作材料。
9．植物的组织培养的培养基：MS 培养基。
10．MS 培养基营养的（一般情况下只有①～⑤）成分：①大量元素是N 、P 、S 、K 、Ca 、Mg ，②微量元素是Fe 、Mn 、B 、Zn 、Cu 、Mo 、I 、Co ，③植物激素，④蔗糖，⑤琼脂，⑥有机物有甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素等。
（大量元素和微量元素提供植物细胞所必需的无机盐；蔗糖提供碳源，维持细胞渗透压；甘氨酸、维生素等物质主要是为了满足离体植物细胞在正常代谢途径受到一定影响后所产生的特殊营养需求。
）11．植物激素主要是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激素。
在培养基使用顺序 实验结果 生长素／ 细胞分裂素比值与结果先生长素，后细胞分裂素 有利于分裂但不分化 比值高时 促根分化，抑芽形成先细胞分裂素，后生长素 细胞既分裂也分化 比值低时 促芽分化，抑根形成同时使用 分化频率提高 比值适中 促进愈伤组织生长12．植物组织培养的影响因素：PH 、温度、光等。
13．MS 培养基采取的灭菌方法是高压蒸汽灭菌。
植物组织培养
C
2、下列有关细胞全能性含义的叙述，正确的是： C
A、每个生物体内的所有细胞都具有相同的功能
B、生物体内的任何一个细胞可以完成该个体的全
部功能
C、生物体的每一个活细胞都具有发育成完整个体
的潜能 D、 生物体的每个细胞都经过产生、分裂、分化、 生长、衰老、死亡的全过程
3.下列属于组织培养的是：（ A.花粉培养成单倍体植株 A B.芽发育成枝条 C.根尖分生区发育成成熟区 D.未受精的卵发育成雄蜂
想一想：判断全能性的标志是什么？
）
4、在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤 组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的？ D A、适宜的营养物质 B、适宜的温度
C、消毒灭菌
D、适宜浓度的生长激素
5、植物组织培养过程中的脱分化是指
（C ）
A．植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞 B．未成熟的种子经过处理培育出幼苗的过程 C．植物的器官、组织或细胞，通过离体培养产 生愈伤组织的过程 D. 取植物的枝芽培育成一株新植物的过程
3、植物组织培养技术的流程图。
脱分化 再分化
植物材料 （消毒）
脱分化 愈伤组织 无菌接种、诱导
再分化
胚状体 诱导 或丛芽
试管苗
移栽到大田,培养成正常植株
4、应该掌握的几个概念：
（1）愈伤组织： 离体的植物器官、组织或 细胞，在培养一段时间以 后，通过脱分化和细胞分 裂，形成一种由高度液泡 化的薄壁细胞组成的组织。 薄壁细胞无定形状态、排 列疏松无规则，无叶绿体, 不进行光合作用
3、细胞具有全能性的遗传学基础: 4、为什么生物体内细胞并没有表现出全 能性，而是分化成为不同的组织器官？
一、细胞全能性
1、概念：
3.植物细胞培养（植物组织培养）
3.植物细胞培养（植物组织培养）第三章植物细胞培养植物细胞培养：指对从植物器官或由愈伤组织上分离的单细胞（或⼩细胞团）进⾏培养，形成单细胞⽆性系或再⽣植株的技术。
Haberlandt（1902）⾸次尝试分离和培养植物叶⽚单细胞。
细胞培养的意义有利于进⾏细胞⽣理代谢以及各种不同物质对细胞代谢影响的研究。
进⾏细胞培养，通过单细胞的克隆化，即称为“细胞株”（cell line），可以把微⽣物遗传技术⽤于⾼等植物以进⾏农作物的改良。
细胞培养的增殖速度快，适合⼤规模悬浮培养，⽣产⼀些特有的产物，如许多种植物的次⽣代谢产物，包括各种药材的有效成分等，⽤于医药业、酶⼯业及天然⾊素⼯业，这是植物产品⼯业化⽣产的新途径。
由于植物组织培养中细胞之间在遗传和⽣理⽣化上会出现种种变异，这些细胞形成的植株也都表现出⼀定的差异。
这种差异反映在它们的植株的形态、产量、品质、抗病⾍和抗逆性等⽅⾯。
所以由单细胞培养获得的单细胞⽆性繁殖系，并对不同的细胞进⾏研究，在理论上和实践上都有很重要的意义。
细胞培养就是从⾼等植物的某个特定的器官或组织中取得单个细胞进⾏培养，并诱导其分裂增殖，由细胞分裂形成细胞团，再通过细胞分化形成芽根等器官或胚状体，长成完整植株。
第⼀节植物细胞培养⼀. 单细胞培养(⼀)单细胞分离1.机械法2.酶解法3.从愈伤组织中分离(⼆)单细胞的培养⽅法1、平板培养（细胞的⽣长周期）2、看护培养3、微室培养 4. 条件化培养⼆. 细胞悬浮培养（⼀）悬浮培养的⽅法1、分批培养（细胞的⽣长周期）2、半连续培养3、连续培养——封闭型、开放型（化学、浊度恒定式）4、固定化培养（⼆）培养细胞的同步化1. 化学⽅法(饥饿法、抑制法、有丝分裂抑制法）2. 物理⽅法（分选、低温）（三）培养基振荡⼀、单细胞培养（⼀）单细胞的分离1.机械法: Ball(1965)⾸次由花⽣成熟叶⽚利⽤机械的⽅法使叶⾁细胞得到分离的技术。
⑴⼑⽚刮: 取下叶⽚→叶⽚消毒(75%酒精或7%次氯酸钠)→撕去下表⽪(露出叶⾁细胞) →⽤解剖⼑刮下细胞→单细胞悬浮培养⑵研磨离⼼法: 取下叶⽚→叶⽚消毒(75%酒精或7%次氯酸钠) →研磨匀浆(10g叶⽚+40ml研磨介质)→匀浆过滤(细纱布) →离⼼(先低速去碎屑) →游离细胞沉降到底部(净化细胞) →植株培养或悬浮培养研磨介质: 20µmol蔗糖+ 10µmol MgCl2 + 20µmol Tris-HCl (pH7.8)机械法的特点：⑴细胞不受酶的伤害；⑵不发⽣质壁分离。
高中生物选修1(人教)【课件】：3-1+菊花的组织培养
预习交流 3
萌发的种子长成一个完整的植株属于植物组织培养吗?为什么? 提示:不属于。只有离体的组织或细胞培养成一个完整植株的过程才是 植物组织培养,而幼苗是个体,其培养过程不属于植物组织培养。
课题1
问题导学
菊花的组织培养
当堂检测
课前预习导学
KEQIAN YUXI DAOXUE
课堂合作探究
KETANG HEZUO TANJIU
课题1
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菊花的组织培养
预习导引
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三、实验操作
1.制备 MS 固体培养基 分为配制各种母液、配制培养基和灭菌三步。 2.外植体消毒 在外植体消毒中所用的消毒剂有洗衣粉、体积分数为 70%的酒精和质 量分数为 0.1%的氯化汞溶液等。 3.接种 植物组织培养中,外植体的接种需要在无菌条件下进行;在每个培养瓶 中插入 6~8 块外植体。
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4.培养 培养过程要在无菌箱中进行,培养温度为 18~22℃,每天光照 12 h。 5.移栽 试管苗在移栽前,首先打开封口膜,在培养间生长几日。 然后用流水清洗 根部培养基,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,待其长壮后再移栽到土壤中。 6.栽培 试管苗移栽到土壤中后,每天观察并记录幼苗生长情况,适时浇水和施 肥,直至开花。
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菊花的组织培养
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植物组织培养实验(1)
实验报告内容
实验名称 实验目的 实验原理 实验材料和用具 实验步骤 实验结果与分析
2. 分装。将培养基分装到8个50ml三角瓶中，培养 三角瓶中， 分装。将培养基分装到8 50ml三角瓶中 基厚度约为5mm。做好标记。 基厚度约为5mm。做好标记。 3. 灭菌。用高压蒸汽灭菌锅在121℃、 0.1MPa条件 灭菌。用高压蒸汽灭菌锅在121℃ 0.1MPa条件 下灭菌15～20min。操作按仪器操作步骤进行。 下灭菌15～20min。操作按仪器操作步骤进行。 灭菌后待压力下降到0Pa时取出 凝固后待用。 时取出， 灭菌后待压力下降到0Pa时取出，凝固后待用。
（三）实验材料和用具
实验材料： 实验材料：黄瓜种子 实验药品：灯用酒精、 70％酒精、 95％酒精、 实验药品：灯用酒精、 70％酒精、 95％酒精、 0.1％氯化汞，吐温-80，无菌水。 0.1％氯化汞，吐温-80，无菌水。 灭菌培养基： 灭菌培养基：MS 实验用具：无菌室、无菌滤纸、无菌培养皿、 实验用具：无菌室、无菌滤纸、无菌培养皿、烧 解剖刀、镊子、剪刀、酒精灯、酒精棉花、 杯、解剖刀、镊子、剪刀、酒精灯、酒精棉花、 滴管、记号笔、废液罐、火柴、光照培养箱。 滴管、记号笔、废液罐、火柴、光照培养箱。
当植株的其他部位难以消毒时，可以选用 当植株的其他部位难以消毒时， 种子， 种子，消毒后的种子在无菌条件下播种到 含有水－琼脂培养基上或1/10 MS培养基上 含有水－琼脂培养基上或1/10 MS培养基上 使其发芽。将无菌培养的幼苗切成小片， 使其发芽。将无菌培养的幼苗切成小片， 作为外植体。 作为外植体。
作业
1. 1 周后观察灭菌培养基有无污染 ， 计算污 周后观察灭菌培养基有无污染， 染率（染菌瓶数/总瓶数×100％ 染率（染菌瓶数 /总瓶数 ×100％ ），分析 染菌原因。 染菌原因。 2. 1 周后观察初代培养体系有无污染 ， 计算 周后观察初代培养体系有无污染， 每一瓶内染菌外植体数和外植体外的菌落 分析染菌原因。 数，分析染菌原因。 3. 1 周 后 观 察 种 子 发 芽 情 况 ， 计 算 发 芽 率 （发芽种子数/种子总数×100％）。 发芽种子数/种子总数×100％
3.植物细胞培养(植物组织培养)
第三章植物细胞培养植物细胞培养：指对从植物器官或由愈伤组织上分离的单细胞（或小细胞团）进行培养，形成单细胞无性系或再生植株的技术。
Haberlandt（1902）首次尝试分离和培养植物叶片单细胞。
细胞培养的意义有利于进行细胞生理代谢以及各种不同物质对细胞代谢影响的研究。
进行细胞培养，通过单细胞的克隆化，即称为“细胞株”（cell line），可以把微生物遗传技术用于高等植物以进行农作物的改良。
细胞培养的增殖速度快，适合大规模悬浮培养，生产一些特有的产物，如许多种植物的次生代谢产物，包括各种药材的有效成分等，用于医药业、酶工业及天然色素工业，这是植物产品工业化生产的新途径。
由于植物组织培养中细胞之间在遗传和生理生化上会出现种种变异，这些细胞形成的植株也都表现出一定的差异。
这种差异反映在它们的植株的形态、产量、品质、抗病虫和抗逆性等方面。
所以由单细胞培养获得的单细胞无性繁殖系，并对不同的细胞进行研究，在理论上和实践上都有很重要的意义。
细胞培养就是从高等植物的某个特定的器官或组织中取得单个细胞进行培养，并诱导其分裂增殖，由细胞分裂形成细胞团，再通过细胞分化形成芽根等器官或胚状体，长成完整植株。
第一节植物细胞培养一. 单细胞培养(一)单细胞分离1.机械法2.酶解法3.从愈伤组织中分离(二)单细胞的培养方法1、平板培养（细胞的生长周期）2、看护培养3、微室培养 4. 条件化培养二. 细胞悬浮培养（一）悬浮培养的方法1、分批培养（细胞的生长周期）2、半连续培养3、连续培养——封闭型、开放型（化学、浊度恒定式）4、固定化培养（二）培养细胞的同步化1. 化学方法(饥饿法、抑制法、有丝分裂抑制法）2. 物理方法（分选、低温）（三）培养基振荡一、单细胞培养（一）单细胞的分离1.机械法: Ball(1965)首次由花生成熟叶片利用机械的方法使叶肉细胞得到分离的技术。
⑴刀片刮: 取下叶片→叶片消毒(75%酒精或7%次氯酸钠)→撕去下表皮(露出叶肉细胞) →用解剖刀刮下细胞→单细胞悬浮培养⑵研磨离心法: 取下叶片→叶片消毒(75%酒精或7%次氯酸钠) →研磨匀浆(10g叶片+40ml研磨介质)→匀浆过滤(细纱布) →离心(先低速去碎屑) →游离细胞沉降到底部(净化细胞) →植株培养或悬浮培养研磨介质: 20μmol蔗糖+ 10μmol MgCl2 + 20μmol Tris-HCl (pH7.8)机械法的特点：⑴细胞不受酶的伤害；⑵不发生质壁分离。
【课堂新坐标】高考生物一轮复习 第3讲 植物的组织培养技术课件 选修1(广东专)
【解析】 (1)因茎尖(或根尖)病毒极少，甚至无病毒，所以常用其作为外 植体培育无病毒植株。(2)在植物组织培养的培养基中，除了添加植物必需 的矿质元素外，还要添加有机物，添加植物激素有利于启动细胞分裂实现 脱分化形成愈伤组织，并且可诱导愈伤组织细胞再分化过程。若对外植体 消毒不彻底，会造成外植体边缘局部污染。(3)在培养基中生长素与细胞分 裂素的用量比值不同，诱导生根发芽结果不同，当比值低时，有利于发芽 ，比值高时，有利于生根。 【答案】 (1)茎尖(或根尖) 茎尖(或根尖)病毒极少，甚至无病毒 (2)有机物 植物激素 外植体消毒不彻底 (3)培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量的比值偏低
•
典 例 探 究
· 明 考 向
(2012·大连模拟)植物的花药培养在育种上有特殊的意义。植物组织培养可 用于无病毒植株及细胞产物的工厂化生产等方面。请回答相关问题。
(1)利用月季的花药离体培养产生单倍体时，选材非常重要。一般来说，在 __________期花药培养的成功率最高。为了选择该期的花药，通常选择 __________的花蕾。确定花粉发育时期最常用的方法有__________法，但是 对于花粉细胞核不易着色的植物，需采用__________法，该法能将花粉细胞 核染成__________色。
•17、好奇是儿童的原始本性，感知会使儿童心灵升华，为其为了探究事物藏下本源。2022年1月2022/1/172022/1/172022/1/171/17/2022
•18、人自身有一种力量，用许多方式按照本人意愿控制和影响这种力量，一旦他这样做，就会影响到对他的教育和对他发生作用的环境。
2022/1/172022/1/17
3．(2010·浙江高考) 将无根的非洲菊幼苗转入无植物激素的培养 基中，在适宜的温度和光照等条件下培养一段时间后，应出现的现象 是( )