《2018-2019高中生物 第4章 現(xiàn)代生物技術(shù) 4.1 植物的組織培養(yǎng)課件 北師大版選修1 .ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019高中生物 第4章 現(xiàn)代生物技術(shù) 4.1 植物的組織培養(yǎng)課件 北師大版選修1 .ppt（23頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第1節(jié)植物的組織培養(yǎng),1.說出植物組織培養(yǎng)的基本原理。2.說出植物細胞全能性的概念、基礎(chǔ)和條件。3.簡述植物組織培養(yǎng)技術(shù)的基本流程。4.記住影響植物組織培養(yǎng)的因素。5.說出生長素和細胞分裂素在植物組織培養(yǎng)中的作用。,一,二,一、植物組織培養(yǎng)1.定義植物組織培養(yǎng)就是在無菌和人工控制條件下,將離體的植物器官、組織、細胞,培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上,給予適宜的培養(yǎng)條件,最終誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織、叢芽或完整植株的技術(shù)。2.基本過程制備MS固體培養(yǎng)基→外植體消毒→接種→培養(yǎng)→移栽→栽培3.植物組織培養(yǎng)技術(shù)的意義植物組織培養(yǎng)技術(shù)不僅可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性,還可以高效快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖,因此植物組織培養(yǎng)技術(shù)也叫植物的微繁技術(shù),或稱為快速繁殖技術(shù)。,,,,,,,,,,一,二,4.植物組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用在農(nóng)業(yè)上可用于作物脫毒苗培育、制備人工種子和單倍體育種等;工業(yè)上可以進行一些細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。思考：馬鈴薯長期種植,產(chǎn)量降低而且易感染病毒,要想提高馬鈴薯的產(chǎn)量,培育無病毒的馬鈴薯應(yīng)該怎么做?提示:研究發(fā)現(xiàn),長期進行無性繁殖的植物,只有根尖和莖尖中幾乎無病毒,因此可利用植物組織培養(yǎng)獲得無病毒的馬鈴薯植株。,,,,一,二,二、胡蘿卜的組織培養(yǎng)1.原理植物體根、莖、葉的細胞一般都具有全能性,在一定的營養(yǎng)和激素條件下,可以脫分化形成愈傷組織。這些愈傷組織生長一段時間后,轉(zhuǎn)接到含有不同激素成分的培養(yǎng)基上,就可以誘導(dǎo)其再分化生成胚狀體或叢芽,進而發(fā)育成完整的植株。植物組織培養(yǎng)的全過程反映了植物細胞的全能性,證明分化的植物細胞仍具有形成完整植株所需要的全部基因。,,,,,,,,,一,二,2.方法步驟(1)制備培養(yǎng)基:以MS培養(yǎng)基為基本培養(yǎng)基,設(shè)計并配制植物組織培養(yǎng)所需要的培養(yǎng)基,包括誘導(dǎo)培養(yǎng)基、繼代培養(yǎng)基、分化培養(yǎng)基、生根培養(yǎng)基。(2)滅菌:將上面的各培養(yǎng)基貼好標簽并進行滅菌。(3)組織培養(yǎng):材料準備→胡蘿卜切段消毒→切塊→接種→培養(yǎng)→轉(zhuǎn)接、分化培養(yǎng)。思考：進行細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)時,應(yīng)將離體的植物體經(jīng)組織培養(yǎng)至哪一階段?提示:應(yīng)培養(yǎng)到愈傷組織階段。,,,1.細胞分化與植物細胞的全能性多細胞生物體一般是由一個受精卵通過細胞的增殖和分化發(fā)育而成的。細胞分裂只能產(chǎn)生許多相同的細胞,只有經(jīng)過細胞分化才能形成不同的組織,進一步形成各種器官、系統(tǒng),從而完成生物的個體發(fā)育過程。當(dāng)細胞分化開始時,受遺傳因素和環(huán)境因素的調(diào)節(jié),不同細胞中的不同基因會在特定的時間、空間被激活,即基因的選擇性表達,進而產(chǎn)生了不同的組織,也就是在個體發(fā)育中相同細胞的后代,在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生了穩(wěn)定性差異——細胞分化。一般來說,分化了的細胞將一直保持分化后的狀態(tài),直到死亡。,由于體細胞大多是通過有絲分裂繁殖而來的,一般情況下已經(jīng)分化的細胞仍有一套和受精卵相同的染色體,含有與本物種相同的DNA分子。因此,已分化的細胞具有發(fā)育成完整新個體的潛能,即全能性。在合適的條件下,有些分化的細胞具有恢復(fù)分裂、重新分化發(fā)育成完整新個體的能力。植物細胞的全能性比較強,動物細胞的全能性受到了限制,特別是一些高度特化的動物細胞,但它的細胞核中仍有保持物種遺傳性的全部遺傳物質(zhì),保持著全能性,例如已取得成功的克隆羊——多莉。,2.愈傷組織愈傷組織是通過細胞分裂形成的,排列疏松而無規(guī)則的,高度液泡化呈無定形狀態(tài)的薄壁細胞。它容易與根尖、莖尖的分生組織發(fā)生混淆?？梢酝ㄟ^下表比較根尖分生組織和愈傷組織的異同。,3.植物組織培養(yǎng)過程中污染的預(yù)防污染就是指在組織培養(yǎng)過程中,培養(yǎng)容器內(nèi)滋生菌斑,使培養(yǎng)材料不能正常生長發(fā)育,從而導(dǎo)致培養(yǎng)失敗的現(xiàn)象。植物組織培養(yǎng)不同于扦插、分根、葉插等常規(guī)無性繁殖,由于植物組織培養(yǎng)所利用的植物材料體積小、抗性差,所以對培養(yǎng)條件的要求較高,對無菌操作的要求非常嚴格。污染有兩種可能:(1)由接種人員造成的,如未戴口罩,接種時說話,或手及器械消毒不嚴等。(2)由植物材料消毒不當(dāng)造成的?？梢酝ㄟ^以下措施做好預(yù)防。,(1)防止外植體帶菌。①合理選擇外植體采集時期和采集部位。外植體采集以春、秋季為宜,優(yōu)先選擇地上部分作為外植體,采集時間一般選擇在晴天的下午,應(yīng)避免在陰雨天采集外植體,采集前應(yīng)噴殺蟲劑、殺菌劑或套塑料袋。②外植體消毒。③在室內(nèi)或無菌條件下進行預(yù)培養(yǎng)。(2)保證培養(yǎng)基及接種器具徹底滅菌。①培養(yǎng)基分裝時,注射器勿與瓶接觸,培養(yǎng)基勿粘瓶口;②檢查封口膜是否有破損;③扎瓶口要位置適當(dāng)、松緊適宜;④保證滅菌時間和高壓鍋內(nèi)溫度適當(dāng);⑤接種工具使用前徹底滅菌;⑥工作服、口罩、帽子等布質(zhì)品定期進行濕熱滅菌。(3)操作人員嚴格遵守?zé)o菌操作規(guī)程。如一定要規(guī)范著裝,操作過程中不說話等。(4)保證接種與培養(yǎng)環(huán)境清潔。①污染瓶經(jīng)高壓滅菌后再清潔;②接種環(huán)境定期熏蒸消毒、紫外燈照射或用臭氧滅菌和消毒;③定期對培養(yǎng)室消毒。,特別提醒對外植體進行表面消毒時,既要考慮到藥劑的消毒效果,又要考慮到植物的耐受力。不同藥劑、不同植物材料,甚至不同器官要區(qū)別對待。消毒用過的有毒藥品應(yīng)收集后統(tǒng)一交給有關(guān)專業(yè)部門處理,以免引起環(huán)境污染。一旦發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)材料被污染,特別是真菌性污染,一定不要打開培養(yǎng)瓶。應(yīng)先將所有被污染的培養(yǎng)瓶統(tǒng)一放在高壓蒸汽滅菌鍋中滅菌后,再打開培養(yǎng)瓶進行清洗。,題型一,題型二,題型三,細胞的全能性【例題1】下列實例中能體現(xiàn)細胞全能性的是()①用培養(yǎng)基將單個胡蘿卜細胞培養(yǎng)成了可育的植株②植物用種子進行繁殖③用煙草組織中的單個細胞培育出了可育的完整植株A.①②B.①③C.②③D.①②③解析:①和③都屬已分化的細胞經(jīng)過培養(yǎng)形成可育的植株,體現(xiàn)了細胞的全能性。植物用種子繁殖后代,實際上是由一個受精卵,通過細胞的增殖和分化發(fā)育成新個體,是由未經(jīng)分化的細胞(受精卵)發(fā)育成新個體的過程,不能體現(xiàn)細胞的全能性。答案:B,題型一,題型二,題型三,植物細胞表達全能性的條件【例題2】植物細胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是()A.給予適宜的營養(yǎng)和外界條件B.導(dǎo)入其他植物細胞的基因C.脫離母體后的具有完整細胞核的細胞或組織,給予適宜的營養(yǎng)和外界條件D.將成熟篩管細胞的細胞核移植到去核卵細胞中解析:在生物體內(nèi),細胞沒有表現(xiàn)出全能性,而是分化成為不同的組織、器官,這是基因在特定的時間和空間條件下選擇性表達的結(jié)果。當(dāng)植物細胞脫離母體后,在一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他適宜的外界條件的作用下,植物細胞就可以表現(xiàn)出全能性。答案:C,題型一,題型二,題型三,反思領(lǐng)悟植物細胞表達全能性的條件:一是離體的組織或細胞;二是需要一定的激素、營養(yǎng)及其他適宜條件;三是具有完整細胞核的細胞。,題型一,題型二,題型三,植物組織培養(yǎng)的過程及影響因素【例題3】草莓生產(chǎn)上傳統(tǒng)的繁殖方式易將所感染的病毒傳播給后代,導(dǎo)致產(chǎn)量降低、品質(zhì)變差。運用微繁技術(shù)可以培育出無病毒幼苗。草莓快速繁殖的基本過程如下:外植體愈傷組織芽、根植株請回答下列問題。(1)微繁技術(shù)培育無病毒草莓時,一般選取作為外植體,其依據(jù)是。(2)在過程①中,常用的MS培養(yǎng)基主要成分包括大量元素、微量元素和,在配制好的培養(yǎng)基中,常常需要添加,有利于外植體啟動細胞分裂形成愈傷組織。接種后2~5d,若發(fā)現(xiàn)外植體邊緣局部污染,原因可能是。(3)在過程②中,愈傷組織在誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基中未形成根,但分化出了芽,其原因可能是。,題型一,題型二,題型三,解析:(1)培養(yǎng)無毒幼苗時常選取根尖或莖尖部位作為外植體,原因是該部位含病毒極少,甚至無病毒。(2)MS培養(yǎng)基的成分包括大量元素、微量元素和有機物,在配制好的培養(yǎng)基中,常需要添加生長素和細胞分裂素等植物生長調(diào)節(jié)劑。植物組織培養(yǎng)也應(yīng)注意無菌操作。(3)生長素用量與細胞分裂素用量的比值低時,有利于芽的分化,比值高時,有利于根的分化。答案:(1)莖尖(或根尖)莖尖(或根尖)病毒極少,甚至無病毒(2)有機物植物生長調(diào)節(jié)劑外植體消毒不徹底(3)培養(yǎng)基中生長素用量與細胞分裂素用量的比值偏低,1,2,3,4,5,1.植物組織培養(yǎng)技術(shù)的理論基礎(chǔ)是()A.植物細胞的完整性B.植物細胞的多樣性C.植物細胞的全能性D.植物細胞雜交答案:C,1,2,3,4,5,2.下列有關(guān)植物組織培養(yǎng)的敘述,錯誤的是()A.植物組織培養(yǎng)的原理是細胞的全能性B.主要包括脫分化和再分化兩個階段C.外植體形成愈傷組織的過程需要陽光D.植物組織培養(yǎng)的過程中要求無菌操作答案:C解析:植物組織培養(yǎng)是指離體的植物細胞、組織或器官在無菌操作下經(jīng)脫分化和再分化形成完整植物體的過程,其原理是植物細胞的全能性。在脫分化形成愈傷組織的過程中,需要避光培養(yǎng),因為在無光條件下愈傷組織長得更快。,1,2,3,4,5,3.下列關(guān)于接種時應(yīng)注意的事項,全部正確的是()①接種室要消毒②無菌操作③接種時可以談話④外植體如莖段、莖尖可隨機放入培養(yǎng)基⑤接種時要防止交叉污染⑥接種完立刻蓋好瓶口A.①②③④B.①②③④⑤⑥C.③④⑤⑥D(zhuǎn).①②⑤⑥答案:D解析:整個接種過程必須在無菌條件下進行,為防止呼吸產(chǎn)生污染,操作過程應(yīng)禁止談話,并戴口罩;接種的外植體放入培養(yǎng)基時注意將形態(tài)學(xué)下端插入,而且分布均勻,以保證必要的營養(yǎng)和光照條件。,1,2,3,4,5,4.下列關(guān)于細胞分化的敘述,錯誤的是()A.細胞分化是一種持久性的變化,它發(fā)生在生物體的整個生命過程中B.細胞分化在胚胎時期達到最大限度C.隨著細胞分化的進行,細胞中的遺傳物質(zhì)種類會發(fā)生變化D.高度分化的動物細胞的細胞核保持著全能性答案:C解析:細胞分化不會使遺傳物質(zhì)種類發(fā)生變化,它的實質(zhì)是遺傳物質(zhì)在時間和空間上的選擇性表達。,1,2,3,4,5,5.辣椒素作為一種生物堿廣泛用于食品保健、醫(yī)藥工業(yè)等領(lǐng)域。辣椒素的獲得途徑如圖所示。(1)圖中①和②分別表示辣椒組織培養(yǎng)中細胞的和過程。(2)圖中培養(yǎng)外植體的培養(yǎng)基中常用的凝固劑是。培養(yǎng)基中的生長素和細胞分裂素用量的比值(填“高”或“低”)時,有利于芽的分化。對培養(yǎng)基徹底滅菌時,應(yīng)采取的滅菌方法是。(3)圖中外植體的消毒所需酒精的體積分數(shù)是。用酶解法將愈傷組織分離成單細胞時,常用的酶是和纖維素酶。,1,2,3,4,5,答案:(1)脫分化再分化(2)瓊脂低高壓蒸汽滅菌(3)70%果膠酶解析:(1)將外植體培養(yǎng)成愈傷組織,屬于脫分化過程,再生根、芽為再分化過程。(2)固體培養(yǎng)基的凝固劑多為瓊脂。生長素低于細胞分裂素時有利于芽的分化。高壓蒸汽滅菌可以殺死培養(yǎng)基中的一切細胞、芽孢、孢子。(3)體積分數(shù)為70%的酒精可以殺死外植體表面的微生物。植物細胞間質(zhì)為果膠和纖維素,可以用果膠酶和纖維素酶使愈傷組織分散為單個細胞。,