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目标导航,预习导引,1.能记住植物组织培养的基本原理。 2.能说出植物组织培养的基本过程。 3.完成菊花或其他植物的组织培养。,目标导航,预习导引,一,二,三,四,一、植物组织培养的基本原理 植物细胞具有全能性,即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,在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下,表现出可以发育成完整植株的能力。,目标导航,预习导引,一,二,三,四,二、植物组织培养的基本过程 1.重要概念 (1)细胞分化:在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。 (2)愈伤组织:离体的植物器官、组织或细胞在一定的培养条件下经过细胞分裂过程形成的组织,叫愈伤组织,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。 (3)脱分化:由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程,又叫去分化。 (4)再分化:脱分化产生的愈伤组织继续进行培养,又可以重新分化成根或芽等器官的过程。,目标导航,预习导引,一,二,三,四,2.过程 马铃薯长期种植,产量会降低而且易感染病毒,要想提高马铃薯的产量,培育无病毒的马铃薯,应该怎么办? 提示:长期进行无性繁殖的植物,只有根尖和茎尖中几乎无病毒,因此可利用植物组织培养获得无病毒的马铃薯植株。,目标导航,预习导引,一,二,三,四,三、影响植物组织培养的因素 1.材料的选择 植物材料的选择直接关系到实验的成败。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 植物组织培养需要适宜的培养基,常用的是MS培养基,其主要成分包括:大量元素,如N、P、K、Ca、Mg、S;微量元素,如B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co;有机物,如甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素,以及蔗糖等;还常常需要添加植物激素。,目标导航,预习导引,一,二,三,四,3.植物激素 植物激素中,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。培养基中添加的植物激素的浓度、使用的先后顺序以及用量的比例等,都会影响实验结果。以生长素和细胞分裂素为例。,目标导航,预习导引,一,二,三,四,4.其他影响因素 pH、温度、光照等条件也是重要因素,不同的植物对各种条件的要求往往不同。进行菊花的组织培养时,一般将pH控制在5.8 左右,温度控制在1822 ,每日用日光灯照射 12 h。,目标导航,预习导引,一,二,三,四,四、实验操作 1.制备MS固体培养基 (1)配制各种母液。 (2)配制培养基。 (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。 2.外植体消毒,目标导航,预习导引,一,二,三,四,在上述消毒过程中,是不是消毒强度越大越好,为什么? 提示:不是。对外植体进行表面消毒时,既要考虑到药剂的消毒效果,又要考虑到植物细胞的耐受力。 3.接种 所有的接种操作都必须在酒精灯旁进行,并且每次使用器械后,都需要用火焰灼烧灭菌。 4.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。 5.移栽 6.栽培,知识梳理,典例透析,一,二,三,一、植物的组织培养 1.植物组织培养的概念 植物组织培养指植物的离体部分(包括器官、组织、细胞或原生质体),在人工控制的培养基及环境条件(温度及光照)下,得以生长和分化成完整植株的一种无菌培养技术。 2.植物组织培养的理论基础 细胞的全能性,具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞,都具有发育成完整生物体的潜能,也就是说,该细胞具有全能性的特点。,知识梳理,典例透析,一,二,三,3.植物细胞全能性表达的条件 (1)脱离原来所在植物体(离体培养)。 (2)适宜的营养物质:大量元素、微量元素等无机营养和有机营养。 (3)植物激素:生长素、细胞分裂素等。 (4)适宜环境条件:温度、pH和光照条件。 (5)无菌条件。 特别提醒细胞全能性大小的比较:受精卵生殖细胞体细胞;幼嫩组织细胞成熟组织细胞;分化程度低的细胞分化程度高的细胞。,知识梳理,典例透析,一,二,三,4.植物组织培养的过程 (1)植物组织培养的一般过程分析,知识梳理,典例透析,一,二,三,(2)根尖分生组织和愈伤组织的异同,知识梳理,典例透析,一,二,三,二、影响植物组织培养的因素 1.内因:不同植物的组织,培养的难易程度差别很大,如烟草和胡萝卜的组织培养较为容易,枸杞愈伤组织的芽诱导比较难;同一种植物材料的年龄、保存时间的长短等也会影响培养结果,一般选择幼嫩的组织,如茎尖、根尖等进行组织培养。,知识梳理,典例透析,一,二,三,三、污染的预防 1.污染 组织培养过程中的污染是指培养容器内滋生菌斑,使培养材料不能正常生长发育,从而导致培养失败的现象。 2.污染原因与处理,知识梳理,典例透析,一,二,三,3.无菌技术是植物组织培养获得成功的关键 植物组织培养所利用的植物材料由于体积小、抗性差,所以对培养条件的要求高。用于植物组织培养的培养基同样适合于某些微生物,如一些细菌、真菌的生长。而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。可以通过以下措施做好预防。 (1)防止外植体带菌。选择好外植体采集时期和采集部位。外植体采集以春、秋季为宜,优先选择地上部分作为外植体,阴雨天勿采,可在晴天的下午采集,采前喷杀虫剂、杀菌剂或套塑料袋。在室内或无菌条件下进行预培养。外植体严格消毒。做消毒效果实验,进行多次消毒和交替消毒。,知识梳理,典例透析,一,二,三,(2)保证培养基及接种器具彻底灭菌。分装时,注射器勿与瓶接触,培养基勿粘瓶口。检查封口膜是否有破损。扎瓶口要位置适当、松紧适宜。保证灭菌时间和高压锅内温度。接种工具使用前彻底灭菌。工作服、口罩、帽子等布质品定期进行湿热灭菌。 (3)操作人员严格遵守无菌操作规程。如一定要规范着装、操作过程中不说话等。 (4)保证接种与培养环境清洁。污染瓶经高压灭菌后再清洁。接种环境定期熏蒸消毒、紫外灯照射或用臭氧灭菌和消毒。定期对培养室消毒。,知识梳理,典例透析,一,二,三,特别提醒对外植体进行表面消毒时,既要考虑到药剂的消毒效果,又要考虑到植物的耐受力。不同药剂、不同植物材料,甚至不同器官都要区别对待。消毒用过的有毒药品应收集后统一交给有关专业部门处理,以免引起环境污染。 一旦发现培养材料被污染,特别是真菌污染,一定不要打开培养瓶。应先将所有被污染的培养瓶统一放在高压蒸汽灭菌锅中灭菌后,再打开培养瓶进行清洗。,知识梳理,典例透析,题型一,题型二,题型三,题型一 细胞的全能性 【例题1】 下列实例中能体现细胞全能性的是( ) 用培养基把单个胡萝卜细胞培养成了可育的植株 植物用种子进行繁殖 用烟草组织培育出了可育的完整植株 A. B. C. D. 解析:和都属于已分化的细胞或组织经过培养形成可育的植株,体现了细胞的全能性。植物用种子繁殖后代,实际上是由一个受精卵,通过细胞的增殖和分化发育成新个体,是由未经分化的细胞(受精卵)发育成新个体的过程,因此不能体现细胞的全能性。 答案:B 反思领悟由单个细胞或组织发育成完整个体才能体现细胞的全能性。种子的胚是植物的幼体,由种子长成植株是发育过程。,知识梳理,典例透析,题型一,题型二,题型三,题型二 植物细胞表现全能性的条件 【例题2】 植物细胞表现出全能性的必要条件是( ) A.给予适宜的营养和外界条件 B.导入其他植物细胞的基因 C.脱离母体后的具有完整细胞核的细胞或组织,给予适宜的营养和外界条件 D.将成熟筛管细胞的细胞核移植到去核卵细胞中 解析:在生物体内,细胞没有表现出全能性, 而是分化成为不同的组织、器官,这是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果。植物细胞脱离母体后,在一定的营养物质、激素和其他适宜的外界条件的作用下,就可以表现出全能性。 答案:C,知识梳理,典例透析,题型一,题型二,题型三,反思领悟植物细胞表现全能性的条件:一是离体的组织或细胞;二是需要一定的激素、营养及其他适宜条件;三是细胞具有完整的细胞核。,知识梳理,典例透析,题型一,题型二,题型三,题型三 植物组织培养的过程及影响因素 【例题3】 下图是基因型为AaBb的菊花茎尖离体培养示意图,据图回答下列问题。 (1)图中A和B分别表示 和 。菊花茎尖能发育成植物体的根本原因是 。 (2)菊花茎尖经组织培养形成试管苗的过程中,应大量供给的元素是 。试管苗形成过程中要给予一定光照,其原因是 。,知识梳理,典例透析,题型一,题型二,题型三,(3)脱分化是指 ,脱分化和再分化这两个过程的进行除必要的温度、光照和氧气等外界条件外,还要保证 ,否则植物组织培养就不能成功。 (4)这样培养成的试管苗的基因型是 。,解析:(1)离体的植物组织或细胞,在培养一段时间以后,会通过脱分化形成愈伤组织。脱分化产生的愈伤组织继续培养,又可以重新分化成根或芽等器官,这个过程叫做再分化。菊花茎尖能培养成植物体的根本原因是植物细胞具有全能性。(2)离体的植物组织、细胞,常用MS培养基培养,MS培养基的主要成分包括大量元素(如N、P、K、Ca、Mg、S)、微量元素(如Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Co、I)以及植物激素等。在试管苗形成过程中要每天给予日照12 h,其原因是试管苗形成过程中要进行光合作用合成有机物。,知识梳理,典例透析,题型一,题型二,题型三,(3)脱分化和再分化这两个过程的进行除必要的温度、光照和氧气等外界条件外,还要保证无菌,原因是杂菌产生的毒素等物质会影响或阻碍植物组织脱分化形成愈伤组织或再分化为根和芽,且杂菌的繁殖能力很强,会与植物组织争夺培养基中的营养物质,使植物组织得不到营养,同时杂菌还能侵染植物组织,使之受到损害。(4)由于植物组织培养过程中细胞进行有丝分裂,所以培养成的试管苗的基因型是AaBb。 答案:(1)脱分化 再分化 植物细胞具有全能性 (2)N、P、K、Ca、Mg、S 试管苗形成过程中要进行光合作用合成有机物 (3)高度分化的植物组织或细胞,通过离体培养产生愈伤组织的过程 无菌 (4)AaBb,
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