课件2：3.1菊花的组织培养

目前科学家利用植物的茎尖或叶片、茎段等，在无菌条件下，
培养在玻璃器皿中人工配制的培养基上，使之发育成完整的
植株。下图是运用该技术培养兰花植株的示意图。下列关于
这种生物工程技术的叙述，错误的是
( )。
A．这种技术叫做组织培养，可以克隆生物体 B．④过程的单细胞细胞质丰富，液泡小而细胞核大 C．用此方法克隆植物要尽量选择优良、细胞全能性表达不充 分的基因型 D．这种技术可与基因工程、航天工程结合培育高产、优质的 作物品种
2．植物组织培养的过程及影响因素 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1)植物组织培养的一般过程分析(见下表)
过程名称 过程
形成体特点
条件
脱分化 再分化
由外植体形 排列疏松、高度液泡 ①离体
成愈伤组织 化的薄壁细胞团
②提供营养物质(有
机物、无机物)
由愈伤组织 有根、芽或有生根发 ③提供激素
形成幼苗或 胚状体结构
芽的能力
④提供其他适宜条 件
②无菌技术包括对培养基和植物材料(外植体)的消毒灭菌。 对培养材料进行表面消毒时，一方面要考虑药剂的消毒效 果，另一方面要考虑植物材料的耐受性。
特别提醒 能源和渗透压也是制约植物组织培养的重要因素。
通常植物本身能进行光合作用，产生糖类，不需要从外部供 给能源物质，但在植物组织培养进行异养的状况下，大多不 能进行光合作用来合成糖类，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的渗透 压(一般需在1.5×105～4.1×105 Pa)也有重要作用。
答案 D
[误区警示] 应牢记无菌操作中各个需要消毒灭菌的 具体对象及处理方法，如玻璃器皿、金属用具进行干 热杀菌，操作中常需灼烧灭菌，操作者的手或外植体 等进行消毒，而不进行灭菌，因灭菌所用强烈的理化 方法会对操作者或外植体造成伤害。
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答案 D
知识点二、菊花茎段培养的实验操作与评价
知识巩固
1．制备MS固体培养基 可分为配制 各种母液 、配制 培养基 、灭菌。其中，灭菌常 用的方法是 高压蒸汽灭菌 。 2．外植体消毒 将外植体用流水冲净后，先用 70%的酒精 消毒，再用无菌 水清洗，然后用 0.1%的氯化汞溶液 消毒，最后再用无菌 水清洗。
【例1】 科学家将胡萝卜的韧皮部细胞分离出来，将单个细
胞放入特定的培养基中培养，获得了许多完整的植株，此过
程依据的原理和技术是
( )。
A．细胞的分裂和细胞工程
B．细胞的全能性和组织培养
C．细胞的分化和基因工程
D．花药离体和单倍体培养
深度剖析 由单个细胞发育成许多完整个体，尽管涉及细 胞的分裂、细胞的脱分化和再分化等，但其原理仍然是细 胞的全能性。要完成植物外植体的脱分化、再分化等，必 须进行植物组织培养，当然从工程技术的分类范畴分析， 组织培养技术属于细胞工程。
营养生长 发育成完整 由根、茎、叶、 生殖生长 的植物体 花、果实、种子组成
栽培
(2)影响因素 ①内因：植物的种类，同一植物材料的年龄、保存时间 的长短等。
(3)无菌技术是组织培养获得成功的关键
①由于植物组织培养所利用的植物材料体积小，抗逆性差， 所以对培养条件要求较高，对无菌操作的要求也非常严格。
答案 B
[归纳提升] 植物组织培养的原理、条件及结果： (1)原理：植物细胞的全能性。 (2)起点：植物细胞组织或器官。 (3)条件：
(4)终点：形成完整的植株
植物组织培养的过程
【例2】 (2010·安徽理综)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：
日。然后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，
进行壮苗。最后移栽到土壤中。
[思维激活2] 植物组织培养中无菌技术是操作成功的关键，针 对培养基和外植体应进行消毒还是灭菌？ 提示 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。
3．接种 接种时要始终在 点燃的酒精灯 旁进行，对接种工具要 灭菌 。 将外植体插入培养基中时应注意方向，不要 倒插 ，每瓶接
种6～8块外植体。 4．培养 培养过程应该在 无菌箱 中进行，并定期进行 消毒 ，保持适 宜的 温度 和 光照 。
5．移栽
移栽前应先打开培养瓶的封口膜，让试管苗在培养间生长几
2．影响植物组织培养的因素 (1)植物组织的种类不同，培养的难易程度 差别很大 。 (2)对同一种植物材料，材料的 年龄 、 保存时间的长短 等， 也会影响实验结果，如菊花的组织培养，一般选择 未开花 植 株的 茎上部新萌生的侧枝 。 (3)对营养、环境等条件有相对特殊的要求，一般用 MS培养基 ； 植物激素 的种类及比例影响 细胞发育 的方向。 (4) pH 、 温度 、 光照等 条件对组织培养也很重要。
[思维激活1] 启动细胞分裂、脱分化、再分化的关键性植 物激素是什么？
提示 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。
要点解析
1．植物组织培养的理论基础 (1)植物组织培养的理论基础是细胞的全能性。 (2)植物细胞全能性表达的条件： ①离体状态； ②无菌操作(防止杂菌污染)； ③适宜物质的诱导和调节(激素主要是生长素、细胞分裂 素等)。
【巩固1】 下列关于影响植物组织培养的因素，说法正确的是 ( )。 A．不同植物组织培养的难易程度不同，同一种植物材料培养 的难易程度相同 B．在植物组织培养的培养基中必须添加植物激素 C．生长素和细胞分裂素的作用是相互独立的 D．pH、温度、光照条件等对植物组织培养也特别重要
解析 不同植物组织培养的难易程度不同，同一种植物 材料也会因年龄、保存时间的长短等而导致实验结果不 同；在植物组织培养中常常要添加植物激素，但不是都 必须添加植物激素；各种植物激素的作用是相互联系的， 而不是相互独立的。
[规律方法] (1)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。 (2)培养一株完整的试管苗，必须先进行生芽培养，然后进行 生根培养，如果顺序颠倒，先诱导生根，就不好诱导生芽了。 (3)试管苗应该进行见光培养。 (4)植物组织培养脱毒苗首先选用的是尚未被病毒感染的嫩茎 尖端的分生区。经消毒后，在无菌条件下培养而成。整个过程 中无细菌或病毒的感染。
3．接种 接种是将已消毒好的根、茎、叶等离体器官，经切割或剪 裁成小段或小块，放入培养基的过程。 4．培养 培养是指把培养材料放在培养室里，使之生长、分裂、分 化形成愈伤组织或进一步分化成再生植株的过程。此过程 要在无菌箱中进行，温度条件为18～22 ℃，每日用日光灯 光照12 h。
5．移栽 移栽前要经历一定的炼苗处理，使之逐步由无菌环境过渡 到有菌环境，由人工培养环境过渡到自然环境。 6．栽培 将幼苗移栽后，每天观察幼苗生长情况，适时浇水、施肥， 直至开花。
请回答：
(1)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____________________________。 (2)在过程①中，常用的MS培养基主要成分包括大量元素、 微量元素和______，在配制好的培养基中，常常需要添加 ______，有利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织，接种 后2～5 d，若发现外植体边缘局部污染，原因可能是 __________________________。 (3)在过程②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_____________________。
要点解析
1．制备MS培养基
2．外植体消毒(以菊花茎段消毒为例) 流水冲洗→加少许洗衣粉，用软刷轻轻刷洗→流水冲洗(20 min左右)→用无菌吸水纸吸干水分后，放入体积分数为70% 的酒精中摇动2～3次，持续6～7 s→无菌水清洗→无菌吸水纸 吸干外植体表面水分→放入质量分数为0.1%的氯化汞溶液中 1～2 min→在无菌水中至少清洗3次，漂净消毒液。
深度剖析 (1)植物组织培养时常采用根尖或茎尖部位，原因是 该部位含病毒极少，甚至无病毒。 (2)MS培养基的成分包括大量元素、微量元素和有机物，在配 制好的培养基中，常需要添加生长素和细胞分裂素等植物激素。 植物组织培养也应注意无菌操作。 (3)生长素用量比细胞分裂素用量的比值低时，有利于芽的分化， 比值高时，有利于根的分化。 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
特别提醒 培养过程中污染原因与处理：
污染类型
细菌污染
真菌污染
可能是由操作人员造成的， 污染原因 如未戴口罩、接种时说话、
手或器械消毒不彻底等
可能是由植物材料消 毒灭菌不当引起的
将所污染的培养瓶统一放在高压蒸汽锅内进行高压 处理措施
蒸汽灭菌，然后再打开培养瓶进行清理
【巩固2】 生物工程的研究成果已经广泛应用于各个领域，
专题3 植物的组织培养技术 课题1 菊花的组织培养
知识点一、植物组织培养的过程及影响因素
知识巩固
1．植物组织培养的基本过程 (1)理论基础：细胞具有 全能性 。 (2)细胞分化的概念：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 细胞 分化。
解析 ④过程的单细胞细胞质丰富，液泡小而细胞核大， 这是胚性细胞的特征，在适宜的培养基中，这种单细胞可 发育成胚状体。要获得植物克隆的成功，要尽量选择优良、 细胞全能性表达充分的基因型。随着科技的发展，植物组 织培养可与基因工程、航天工程结合培育高产、优质的作 物品种。
答案 C
典例分析
植物组织培养的原理
植物组织培养的影响因素
【例3】 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，需要下列的条件是
( )。
①消毒灭菌 ②一定浓度的植物激素 ③适宜的温度 ④
充足的光照 ⑤充足的养料
A．①③④⑤
B．②③⑤
C．①②③
D．①②③⑤
深度剖析 暗处理有利于细胞的脱分化产生愈伤组织，光 照条件下不利于产生大量的愈伤组织。