植物的组织培养技术课件

路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮,吾将上下而求索吾将上下而求索30 六月 2024植物的组织培养技术植物的组织培养技术一、菊花的组织培养一、菊花的组织培养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判断正误判断正误 (1)菊花组织培养，一般选择开花植株的茎上部新萌生菊花组织培养，一般选择开花植株的茎上部新萌生的侧枝。的侧枝。()(2)植物激素的浓度可影响细胞分化，但使用的先后顺植物激素的浓度可影响细胞分化，但使用的先后顺序及比例不影响组织培养的过程。序及比例不影响组织培养的过程。()(3)pH、温度和光照等也影响植物组织培养。、温度和光照等也影响植物组织培养。()3实验操作过程实验操作过程灭菌灭菌(2)外植体消毒：外植体消毒：质量分数为质量分数为0.1%无菌无菌水水 (3)接种：始终在接种：始终在 旁进行，对接种工具要用旁进行，对接种工具要用 灭菌。将菊花茎段插入培养基中时注意灭菌。将菊花茎段插入培养基中时注意 。(4)培养与移栽：在培养与移栽：在1822的的 中培养，得到中培养，得到 后进行移栽。后进行移栽。二、月季的花药培养二、月季的花药培养 1被子植物的花粉发育过程被子植物的花粉发育过程酒精灯火焰酒精灯火焰火焰灼烧火焰灼烧不要倒插不要倒插无菌箱无菌箱试管苗试管苗四分体时期四分体时期单核期单核期 2产生花粉植株的两条途径产生花粉植株的两条途径 3影响花药培养的因素影响花药培养的因素 (1)主要因素：主要因素：和和 。(2)月季花药培养一般选择月季花药培养一般选择 期，细胞核由中央移期，细胞核由中央移向细胞一侧的时期。向细胞一侧的时期。材料的选择材料的选择培养基的组成培养基的组成单核单核 4实验操作实验操作判断正误判断正误 (1)在剥离花药时，不要损伤花药，否则接种后不能脱分化在剥离花药时，不要损伤花药，否则接种后不能脱分化形成愈伤组织。形成愈伤组织。()(2)与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成。与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体的形成。()(3)月季花药培养得到的都是单倍体植株。月季花药培养得到的都是单倍体植株。()知识体系构建知识体系构建脱分化脱分化再分化再分化体细胞体细胞细胞的全能性细胞的全能性细胞细胞分裂素分裂素单核期花粉单核期花粉 1(2012广东卷广东卷T2A)培育草莓脱毒苗所采用的主要培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是植物组织培养。技术是植物组织培养。()2(2011上海卷上海卷T22A)外植体可以来自植物的任何细外植体可以来自植物的任何细胞。胞。()3(2011江苏卷江苏卷T16A)愈伤组织是一团有特定结构和愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞。功能的薄壁细胞。()植物组织培养的过程及条件植物组织培养的过程及条件 42012山东卷山东卷T34(1)改编改编由外植体经过脱分化过由外植体经过脱分化过程形成愈伤组织，由愈伤组织经过再分化过程形成胚状程形成愈伤组织，由愈伤组织经过再分化过程形成胚状体。体。()52012山东卷山东卷T34(3)外植体的消毒所需酒精的体外植体的消毒所需酒精的体积分数是积分数是70%。()6(2012山东卷山东卷T34(2)培养基中的生长素和细胞分培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值高时，有利于芽的分化。裂素用量的比值高时，有利于芽的分化。()1植物细胞的全能性植物细胞的全能性 (1)细胞具有全能性的物质基础：生物体的每一个细胞细胞具有全能性的物质基础：生物体的每一个细胞都含有本物种所特有的全套遗传物质，都有发育成完整个体都含有本物种所特有的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必需的全套基因。所必需的全套基因。(2)植物细胞只有脱离了植物体，在一定的外部因素作植物细胞只有脱离了植物体，在一定的外部因素作用下，经过细胞分裂形成愈伤组织，才能表现出全能性。用下，经过细胞分裂形成愈伤组织，才能表现出全能性。2植物组织培养的过程中脱分化与再分化的比较植物组织培养的过程中脱分化与再分化的比较过程过程特点特点条件条件脱分化脱分化外植体成为愈外植体成为愈伤组织伤组织排列疏松、高度液排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞团泡化的薄壁细胞团 离体、营养物离体、营养物质、植物激素、质、植物激素、其他适宜条件其他适宜条件再分化再分化由愈伤组织成由愈伤组织成为幼苗或胚状为幼苗或胚状体结构体结构有根、芽或有生根有根、芽或有生根发芽的能力发芽的能力 3影响植物组织培养的因素影响植物组织培养的因素 (1)培养材料：培养材料：不同的植物组织，培养的难易程度差别很大，容易进不同的植物组织，培养的难易程度差别很大，容易进行无性繁殖的植物也容易进行组织培养。行无性繁殖的植物也容易进行组织培养。同一种植物材料，材料的年龄、保存时间的长短对培同一种植物材料，材料的年龄、保存时间的长短对培养也有影响。幼龄、保存时间短的植物材料容易培养成功。养也有影响。幼龄、保存时间短的植物材料容易培养成功。(2)无菌条件：无菌条件：培养基上有细菌等微生物存在时，它们比植物细胞生长、培养基上有细菌等微生物存在时，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，因此在培养过程中要求进行一系列的消毒、灭菌，并毒死亡，因此在培养过程中要求进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作。且要求无菌操作。(3)植物激素：在配制好的植物激素：在配制好的MS培养基中，常常需要添加植培养基中，常常需要添加植物激素。其中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和物激素。其中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。植物激素的浓度、使用的先后顺序以及再分化的关键性激素。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。用量的比例等，都会影响实验结果。按照不同的顺序使用这两类激素，会得到不同的实验按照不同的顺序使用这两类激素，会得到不同的实验结果结果(如下表如下表)：使用顺序使用顺序实验结果实验结果先使用生长素，后使用细胞先使用生长素，后使用细胞分裂素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，后使用先使用细胞分裂素，后使用生长素生长素细胞既分裂又分化细胞既分裂又分化同时使用同时使用分化频率提高分化频率提高 当同时使用这两类激素时，两者用量的比例影响植物当同时使用这两类激素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向。细胞的发育方向。关键一点关键一点无菌技术是植物组织培养获得成功的关键，无菌技术是植物组织培养获得成功的关键，无菌技术包括培养基的灭菌、植物材料无菌技术包括培养基的灭菌、植物材料(外植体外植体)的消毒和接种的消毒和接种时的无菌操作。时的无菌操作。典例典例1如下图所示为胡萝卜的韧皮部细胞通过无如下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：育过程，请据图回答下列问题：(1)要促进细胞分裂生长，培养基中应含有营养物质要促进细胞分裂生长，培养基中应含有营养物质和激素，营养物质包括和激素，营养物质包括_和小分子有机物；激素包和小分子有机物；激素包括细胞分裂素和括细胞分裂素和_两类植物激素。两类植物激素。(2)此过程依据的原理是此过程依据的原理是_。A和和B阶段主要进阶段主要进行的分裂方式是行的分裂方式是_，B阶段除了细胞分裂外，还进阶段除了细胞分裂外，还进行细胞行细胞_等。等。(3)此过程要无菌操作，主要是指对此过程要无菌操作，主要是指对_进行灭菌消进行灭菌消毒。毒。B阶段需要光照，原因是阶段需要光照，原因是_。(4)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶的叶肉细胞具有叶试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶的叶肉细胞具有叶绿素，这是基因绿素，这是基因_的结果。的结果。(5)将胡萝卜组织块接种到培养基上时，为防止细胞污染将胡萝卜组织块接种到培养基上时，为防止细胞污染应如何操作？应如何操作？_。答案答案(1)无机盐生长素无机盐生长素(2)植物细胞的全能性植物细胞的全能性有丝分裂分化有丝分裂分化(3)培养基芽发育成叶，叶肉细胞中叶培养基芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件绿素的合成需要光照条件(4)选择性表达选择性表达(5)接种要在酒接种要在酒精灯火焰旁进行精灯火焰旁进行月季的花药培养月季的花药培养 1(2011上海卷上海卷T22BC)在无菌条件下以花粉作在无菌条件下以花粉作为外植体可得到单倍体植株。为外植体可得到单倍体植株。()2(2012江苏卷江苏卷T16B)二倍体植株的花粉经脱分二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株。化与再分化后得到稳定遗传的植株。()3(2013湖南湖南32校校3月联考月联考T42(2)确定花粉发育时期确定花粉发育时期最常用的方法有醋酸洋红法，某些植物的花粉不易着色，需最常用的方法有醋酸洋红法，某些植物的花粉不易着色，需采用焙花青一铬矾法。采用焙花青一铬矾法。()42013临沂一模临沂一模T34(4)若用花药进行离体培养则若用花药进行离体培养则应选择花粉发育至单核期的花药培养成功率最高。应选择花粉发育至单核期的花药培养成功率最高。()1植物组织培养技术和花药离体培养技术的异同植物组织培养技术和花药离体培养技术的异同植物组织培养技术植物组织培养技术花药离体培养技术花药离体培养技术相同相同点点理论依据理论依据植物细胞的全能性植物细胞的全能性基本过程基本过程影响因素影响因素选材、营养、激素、选材、营养、激素、pH、温度、光照等、温度、光照等不同不同点点选材选材体细胞体细胞生殖细胞生殖细胞(花粉花粉)生殖方式生殖方式无性生殖无性生殖有性生殖有性生殖 2注意事项注意事项 材料的选取：菊花的组织培养实验中，应选择未开花植材料的选取：菊花的组织培养实验中，应选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝，该部分不仅分生能力强，而且无病株的茎上部新萌生的侧枝，该部分不仅分生能力强，而且无病毒侵染。月季花药的培养实验中，应选择花粉发育过程中的单毒侵染。月季花药的培养实验中，应选择花粉发育过程中的单核靠边期的花药进行培养，且在花蕾期，因为此时质地幼嫩，核靠边期的花药进行培养，且在花蕾期，因为此时质地幼嫩，花瓣未开，微生物不易侵入，容易消毒。花瓣未开，微生物不易侵入，容易消毒。剥离花药时，尽量不要损伤花药，同时还要彻底去除花剥离花药时，尽量不要损伤花药，同时还要彻底去除花丝，防止对实验产生干扰。丝，防止对实验产生干扰。外植体消毒：所用消毒剂为体积分数为外植体消毒：所用消毒剂为体积分数为70%的酒精和质的酒精和质量分数为量分数为0.1%的氯化汞溶液，所使用的清洗液是无菌水。的氯化汞溶液，所使用的清洗液是无菌水。培养过程：在初期，菊花的组织培养需光照，月季的花培养过程：在初期，菊花的组织培养需光照，月季的花药培养不需光照，而在后期两者均需光照。药培养不需光照，而在后期两者均需光照。典例典例3某二倍体植物是杂合体，下图为其花药中未某二倍体植物是杂合体，下图为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生完整植株的过程。请成熟花粉在适宜的培养基上培养产生完整植株的过程。请据图回答：据图回答：(1)图中图中表示的是该花粉培养过程中的表示的是该花粉培养过程中的_过程，过程，表示的是表示的是_过程，过程，X代表的是代表的是_，表示的表示的是是_过程，过程，表示的是诱导表示的是诱导_过程。过程。(2)图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条，具体通图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条，具体通过哪一条途径主要取决于培养基成分中过哪一条途径主要取决于培养基成分中_的种类及其的种类及其浓度配比，最后获得的来源于未成熟花粉的完整植株都称为浓度配比，最后获得的来源于未成熟花粉的完整植株都称为_植株植株(甲甲)。未成熟花粉经培养能形成完整植株，说。未成熟花粉经培养能形成完整植株，说明未成熟花粉具有明未成熟花粉具有_。(3)对植株甲进行对植株甲进行_，才能使其结实产生后，才能使其结实产生后代代(乙乙)，否则植株甲只有通过，否则植株甲只有通过_的方式才能产生后代的方式才能产生后代(丙丙)。乙、丙两种植株中，能产生可育花粉的是。乙、丙两种植株中，能产生可育花粉的是_植植株，该植株群体中每一植株产生可育花粉的基因组成种类数株，该植株群体中每一植株产生可育花粉的基因组成种类数为为_种，该群体植株产生可育花粉的基因组成种类数种，该群体植株产生可育花粉的基因组成种类数为为_种。花药培养在育种上的特殊意义是种。花药培养在育种上的特殊意义是_，从而开辟育种新途径。，从而开辟育种新途径。答案答案(1)脱分化再分化胚状体分化脱分化再分化胚状体分化(或发育或发育)生生根根 (2)激素单倍体细胞的全能性激素单倍体细胞的全能性 (3)染色体加倍无性繁殖乙染色体加倍无性繁殖乙(或经过染色体加倍或经过染色体加倍)一一多缩短育种周期多缩短育种周期高考随堂体验高考随堂体验1(2010安徽高考安徽高考)草莓生产上传统的繁殖方式易将所感草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染的病毒传播给后代。导致产量降低、品质变差。运染的病毒传播给后代。导致产量降低、品质变差。运用微型繁殖技术可以培育出无病毒幼苗。草莓微型繁用微型繁殖技术可以培育出无病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本过程如下：殖的基本过程如下：请回答：请回答：(1)微型繁殖培育无病毒草莓苗时，一般选取微型繁殖培育无病毒草莓苗时，一般选取_作为外植体，其依据是作为外植体，其依据是_。(2)在过程在过程中，常用的中，常用的MS培养基主要成分包括大量元培养基主要成分包括大量元素、微量元素和素、微量元素和_，在配制好的培养基中，常常需要，在配制好的培养基中，常常需要添加添加_，有利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织。，有利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织。接种后接种后25 d，若发现外植体边缘局部污染，原因可能是，若发现外植体边缘局部污染，原因可能是_。(3)在过程在过程中，愈伤组织在诱导生根的培养基中未形中，愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根，但分化出了芽，其原因可能是成根，但分化出了芽，其原因可能是_。答案：答案：(1)茎尖茎尖(或根尖或根尖)茎尖茎尖(或根尖或根尖)病毒极少，甚至无病病毒极少，甚至无病毒毒(2)有机物植物激素外植体消毒不彻底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值偏低2(2012新课标全国卷新课标全国卷)为了探究为了探究6BA和和IAA对某菊花品对某菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响，某研究小组在种茎尖外植体再生丛芽的影响，某研究小组在MS培养培养基中加入基中加入6BA和和IAA，配制成四种培养基，配制成四种培养基(见下表见下表)，灭，灭菌后分别接种数量相同、生长状态一致、消毒后的茎尖菌后分别接种数量相同、生长状态一致、消毒后的茎尖外植体，在适宜条件下培养一段时间后，统计再生丛芽外植体，在适宜条件下培养一段时间后，统计再生丛芽外植体的比率外植体的比率(m)，以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数，以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)，结果如下表。，结果如下表。培养基编号培养基编号浓度浓度(mgL1)m(%)n(个个)6BAIAA10.5076.73.120.177.46.130.266.75.340.560.05.0回答下列问题：回答下列问题：(1)按照植物的需求量，培养基中无机盐的元素可分为按照植物的需求量，培养基中无机盐的元素可分为_和和_两类。上述培养基中，两类。上述培养基中，6BA属于属于_类生长调节剂。类生长调节剂。(2)在该实验中，自变量是在该实验中，自变量是_，因变量是，因变量是_，自变量的取值范围是自变量的取值范围是_。(3)从实验结果可知，诱导丛芽总数最少的培养基是从实验结果可知，诱导丛芽总数最少的培养基是_号培养基。号培养基。(4)为了诱导该菊花试管苗生根，培养基中一般不加入为了诱导该菊花试管苗生根，培养基中一般不加入_(填填“6BA”或或“IAA”)。答案：答案：(1)大量元素微量元素细胞分裂素大量元素微量元素细胞分裂素(2)IAA浓度再浓度再生丛芽外植体的比率生丛芽外植体的比率(m)和再生丛芽外植体上的丛芽平均数和再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)00.5 mgL1(3)1(4)6BA3(2009山东高考山东高考)人参是一种名贵中药材，其有效成分主人参是一种名贵中药材，其有效成分主要是人参皂苷。利用细胞培养技术生产人参皂苷的大致要是人参皂苷。利用细胞培养技术生产人参皂苷的大致流程如下：流程如下：