新课标高中生物选修一专题三植物组织的培养技术课题1 菊花的组织培养

课题1 菊花的组织培养

[学习目标] 1.说明植物组织培养的基本原理。 2.掌握植物组织培养过程中使用的无菌技术。(重难点) 3.学习植物组织培养的基本技术，进行菊花或其他植物的组织培养。

一、植物组织培养的基本过程及影响因素

1．植物组织培养

(1)理论基础：细胞的全能性。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、激素和适宜的其他外界条件的作用下，就可能表现出全能性，发育成完整的植株。

(2)基本过程 离体的植物器官、组织或细胞――→脱分化愈伤组织――→再分化根、芽→完整植株

①细胞分化：在植物的个体发育过程中，细胞在形态、结构和生理功能上出现稳定性差异的过程。

②愈伤组织：由离体的植物组织或细胞经脱分化形成的一团排列疏松而无规则、高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。

③脱分化：又叫去分化，是由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程。

④再分化：愈伤组织继续培养，重新分化成根或芽等器官的过程。

2．影响植物组织培养的因素

(1)材料选取 ①不同的植物组织，培养的难易程度差别很大。

②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。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)营养成分

常用的一种培养基是MS 培养基，主要成分包括：

①大量元素，如N 、P 、K 、Ca 、Mg 、S 。

②微量元素，如B 、Mn 、Cu 、Zn 、Fe 、Mo 、I 、Co 。 ③有机物，如甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素，以及蔗糖等。

(3)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，二者的浓度、使用的顺序及用量的比例等都会影响实验结果。

(4)外界条件：如pH 、温度、光照等环境条件。一般而言，菊花的组织培养所需pH 为5.8左右 ，温度为18～22_℃，光照条件为每日用日光灯照射12 h 。

1．马铃薯长期种植，会因感染病毒而导致产量降低，要想提高产量、培育无病毒的马铃薯应该如何处理？

【提示】 植物的茎尖、芽尖等由于刚刚分化而成，病毒含量极少，甚至无病毒。可以用这部分组织进行植物培养，可获得脱毒苗。

2．植物组织培养中光照条件如何控制？

【提示】 组织培养过程中，若外植体无叶绿体(如根尖)，脱分化时不需要光照，再分化时需要光照，以利于叶绿素的形成；若外植体含叶绿体，则需要光照，以便自养，提高成活率。

二、实验操作

制备MS 固体培养基：配制各种母液、配制培养基和灭菌

外植体消毒：嫩枝→流水冲洗――→吸干体积分数为70%的酒精

中摇动2～3次，持续6～7 s →无菌水中

清洗――→吸干放入质量分数为0.1%的氯化汞

溶液中1～2 min →在无菌水中至少清洗3

次

接种：所有的接种操作都必须在酒精灯旁进行。将菊

花茎段插入培养基时应注意方向，不要倒插

培养：最好在无菌箱中培养。培养期间应定期消毒。培养

温度控制在18～22_℃，且每日用日光灯光照12 h

移栽与栽培：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，等幼苗

长壮后再移栽到土壤中

3．MS培养基中各营养物质的作用是什么？

【提示】微量元素和大量元素提供植物细胞生活所必需的无机盐；蔗糖提供碳源，同时维持细胞的渗透压；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要求。

1．已经分化了的植物细胞要在离体的条件下才能发育成完整的植株。(√) 2．经离体培养形成的愈伤组织细胞排列紧密而规则，为高度液泡化的薄壁细胞。(×)

【提示】愈伤组织细胞排列疏松而无规则。

3．植物组织培养一定要经过脱分化和再分化过程。(√)

4．植物组织培养的培养基中可添加的植物激素只有生长素和细胞分裂素。(×)

【提示】植物组织培养中常用的植物激素有生长素、细胞分裂素和赤霉素等。

5．对外植体进行消毒时，药剂的消毒效果越好，植物组织培养越容易成功。(×)

【提示】对外植体消毒时，既要考虑消毒效果，又要考虑植物的耐受能力。

预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表格中

学生分组探究一植物组织培养的基本过程及影响因素第1步探究——问题引入，诱思导学

情景材料：安祖花、蝴蝶兰等“洋花卉”，过去主要靠进口，因其价格昂贵，难以走进寻常百姓家，近几年我国科技工作者采用植物组织培养技术在温室大棚内生产出大量质优价廉的各种“洋花卉”，满足了市场需求。

1．植物组织培养依据的原理是什么？

【提示】植物细胞的全能性。

2．植物组织培养的基本过程是怎样的？

【提示】

3．在生物体内，细胞并不表现出全能性，而是分化为不同的组织、器官的原因是什么？

【提示】细胞全能性表达的基本条件之一是离体状态。例如：植株上的分生组织细胞在体内只能进行分裂分化，形成不同的组织，但不能表现出全能性，这是生物体内基因程序性表达的结果。

第2步提炼——要点归纳，整合提升

1．细胞的全能性

(1)概念；指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。

(2)原因：生物体的每个细胞都含有本物种生长、发育、遗传和变异的全部遗传信息。

(3)体现条件：①离体状态；②一定的营养物质；③植物激素；④其他适宜的外界条件(温度、pH、氧气、光照、无菌等)。

(4)细胞全能性大小与细胞种类的关系：

①受精卵＞生殖细胞＞体细胞；植物细胞＞动物细胞；分化程度低的细胞＞分化程度高的细胞。

②一般地说，离体后的植物细胞的全能性在一定条件下可充分体现。

③离体的动物细胞的全能性受到限制，但其细胞核的全能性可借助卵细胞的细胞质体现出来。

④未离体的细胞的全能性不能表达，只是在机体的调控下进行定向分化。

2．脱分化和再分化比较