专题3课题1菊花的组织培养（教师版）专题3课题1菊花的组织培养【自主学习】1.2. 3.4. 5.胞分裂素，后使用生长素，细胞既分裂也分化；同时使用 生长素和细胞分裂素，分化频率提高互动课堂】知识点一基础知识1. 植物组织培养的基本过程⑴阅读教材P32及下面资料，完成右侧知识点填空 资料分析一I . 1958年，美国科学家斯图尔德取胡萝卜韧皮部的一些细胞，在无 菌环境中，利用人工配置的富含各种植物所需营养成分的培养基进行还使 用了植物激素去人为调控细胞的脱分化和再分化斯图尔德成功的在生物 学界引起了很大的震动，它表明己经高度分化的植物细胞仍然具有发育成 完整植株的能力此后多年，科学家和技术人员将许多离体的小块植物组 织进行了组织培养，并获得了成功是因为植物细胞处于离体状态，操作均在无菌环境中进行，培养基包 含种类齐全、比例适宜的营养物质和适宜的植物激素（如生长素和细胞分 裂素），在适宜的温度、pH、光照等环境条件下培养⑵阅读教材P32, 完成右侧知识点填空，并完成植物组织培养流程图思考：⑴以上过程得以实现所依据的原理是植物细胞的全能性；在上 述过程中，细胞增殖的方式是有丝分裂；经过脱分化所形成的愈伤组织属 于薄壁细胞，具有排列疏松而无规则、高度液泡化、呈无定形状态的特点。
⑵同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因不同（相同/不同）2.影响植物组织培养的因素阅读教材P33及下面资料，完成右侧知识点填空资料分析二I .不同植物各种组织和器官分裂能力不同，选择恰当外植体既有利于 知识点一基础知识1.植物组织培养的基本过程⑴植物组织培养的概念：在无菌和人工控制的营养及环境条件下，将 外植体（离体的植物器官、组织片段或细胞）培育成完整植物的技术1 全能性的概念：高度分化的细胞仍具有形成完整个体的潜能② 植物细胞全能性表达的条件：a.植物细胞处于离体状态；c.种类齐全、比例适宜的营养物质；d.适宜的温度、、光照等环境条 件；e.适宜的植物激素（如生长素和细胞分裂素）⑶植物组织培养的基本过程%1 细胞分化：在个体发育过程中，相同细胞的后代在形态、结构和生 理功能上发生稳定性差异的过程1 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，也叫 去分化③愈伤组织：离体的植物组织通过细胞分裂形成的排列疏松而无 规则、高度液泡化的、呈无定形状态的薄壁细胞④再分化：愈伤组织 经培养，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⑴外植体的选取%1 不同植物的组织培养难度不同；培养，由于细胞分化而最终发育成完整的新植株，在整个培养过程中, ⑵植物组织培养的理论基础：全能性。
思考：在组织培养过程中，植物细胞的全能性之所以能够成功的表达, b.无菌环境；在较短时间内形成组培苗，乂有利于消毒，避免污染，提高成功率1%1 对于同一种植物，材料的年龄、保存时间的长短等也会影响实验结 果⑵培养基的配制思考：菊花组织培养，通常选未开花植株的茎上部新萌生的侧枝，其 原因是该处组织生长旺盛，生理状况好，容易诱导脱分化和再分化1 MS培养基主要成分为大量元素、微量II. MS培养基中包含有大量元素N、P、K、Ca、Mg、S和微量元素B、 元素、机物、植物激素Cu、Zn、Mn、Mo、Fe等，N一般用氨态氮和硝态氮，P多用磷酸盐，%1 各种成分的作用S用硫酸盐，以上元素提供细胞生活所必需的无机盐；常用蔗糖做碳 a.大量元素和微量元素提供植物细胞生源，同时维持细胞渗透压；甘氨酸、 维生素等物质主要满足离体植物细胞在正常代谢途径受到一定影响后所 产生的特殊营养需求思考：(1)与微生物培养基以有机营养为主不同，MS 培养基需为离体植物组织提供大量无机营养⑵培养基用蔗糖而非葡萄糖的原因，是在为植物细胞提供碳源的同时, 也起到维持植物细胞渗透压的作用培养基中要根据具体要求适当添加植物生长调节剂，常用的有生长 素类和细胞分裂素类物质。
按照不同的顺序使用两种激素，会得到不同的 实验结果，同时使用两种激素时，也会因比例的不同而使实验结果不同IV.外植体接种后，置于以灭菌且可人工控制光照和温度等条件的培养 室中培养一般将温度控制在18~22C,有的需要昼夜温差对光照的要 求，因组织的不同而异，茎尖和叶片培养需要光照，根组织培养常在暗中 进行♦随讲随练某班级四个实验小组根据本科所学内容进行菊花组织培养实验，具体 实验操作如下，请将操作过程中的不合理之处找出，并加以改正 第1 茎的中部作为实验材料第2小组培养基中 上部新萌生的侧枝 的 主要成分及配方为：碳源一一牛肉膏；氮蔗糖 源一一蛋白腺；无机盐——包含N、P、K、 铉盐或硝酸盐 、、Ca等的大量元素和包含Mn、Mo、I、Co、B、Cu、等的微量元素；特 殊有机物一一各种氨基酸、维生 素、烟酸、甘氨酸 肌醇等培养几天后，第3小组发现其培养基中出现瘤状海绵组织，为促进其生长，换愈伤 至含有细胞分裂素的培养基中，并且每天用生长素和细胞分裂素比日光灯 照射培养物24h第4小组认为再分 例适中； 12h活所必需的无机盐；b. 细胞的渗透压；c. 甘氨酸、胞的特殊营养需求⑶植物激素的影响①作用：启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。
在生长素存 在的情况下，细胞分裂素的作用呈现加强的趋势②不同使用顺序对实 验结果的影响%1 不同用量比例对发育方向的影响⑷其他因素（以菊花组培为例）：①pH： 5.8②温度：18〜22C③光 照：日光灯照射12h/天化过程应先生根后生丛芽才有利于试管苗的先生丛芽后生根生长，所以先用生长素〉细胞分裂素的培养基培养愈伤组织第5小组培养的植物组织最终形成一团细胞，先使用生长素，后使用小组成员认为是培养基中生长素过少所致细胞分裂素所致2知识点二 实验操作 知识点二 实验操作阅读教材P34-35,完成下 列思考题及右侧知识点填空思考：1.制备MS都要称量几十种成分，同时减少极微量药品称量时 带来的误差2.植物组织培养不同于抨插等常规无性繁殖，灭菌等无菌操 作，因为植物组织培养所用材料体积小、抗性差，对培养条件和无菌操作 要求很高且用于组织培养的培养基成分也适于微生物生长，如果被污染, 将可能造成培养工作的前功尽弃3.形态学上端运输到形态学下端，如果 倒插，会导致形态学上端生长素不多影响生根，最终形态学上端和下端生根都不多4.以上的重复对照实验可以取用一个经过灭菌的装有培养基 的锥形瓶，不经接种，与接种后的锥形瓶一同培养，用以说明培养基制作 合格，没有被杂菌污染。
♦随讲随练2・下列关于影响植物组织培养因 素，说法正确的是（D ） 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.在植物组织培养中，培养基中必须添加 植物激素C.植物激素中生长素和细胞分裂素的作用是互相独立的D.pH、 温度、光照条件等对植物组织培养也特别重要♦随讲随练3・下面是某 实验小组进行的菊花组织培养实验，请将操作过程中的不合理之处找出， 并加以改正 实验小组为避免配制培养基的麻 烦，按照微量元素、大量元素和有机各种有机物应单独配制成母液物配置了三种母液将灭 菌后的母液应将琼脂等成分全部配置好后混合物用紫外线灭菌后加入 琼脂制成再进行高压蒸汽灭菌 固体培养基任意选取菊花植株茎段选取生长旺盛的嫩枝 为提高材料消毒效果，用90%酒精消70%酒精消毒6〜7s 毒lmin、氯化汞溶液消毒30s为了氯化汞溶液消毒l~2min 保证无菌操作，用蒸馅水擦拭工作台70%酒精 并在紫外线照射下的工作台上进行接酒精灯火焰旁 种为了加快培育速度，将菊花切成每个培养基中接种2—4块外植体，6〜8 接种后，用纱布封好接种后的外植 封口膜 体放在操作台上培养，在脱分化过程 无菌箱中培养 中每天光照2h,再分化过程每天光照12h 12h 土壤中进行栽培。
活一段时间后3知识点三结果分析与评价阅读下面资料，完成右侧知识点填空资料分析三在接种的3~4天后，可能会发现培养物被污染的现象，即使对于有 经验的操作人员，操作后出现培养物被污染的情况也常有一般情况下， 可能人为造成细菌污染，如未戴口罩，接种时说话，或手及器械知识点三结果分析与评价1. 外植体被污染的原因⑴选材不当：老的材料比幼嫩的材料带菌多，田间的材料比温室的材 料带菌多⑵外植体消毒不彻底⑶人为污染消毒不严等真菌污染可能是植物材料灭菌不当需要特别注意的是，2.脱分化和再分化情况分析一旦发现培养材料被污染，特别是真菌性污染, 一定不要打开培养瓶⑴脱分化成功：培养出了愈伤组织 应先将所有被 污染的培养瓶统一放在高压蒸汽锅内进行高压蒸汽灭菌，然后再打开培养 瓶，进行清洗⑵再分化成功：培养出了根和芽3.操作成功判断标准统计成活率，分析是否符合无菌要求知识点四课题延伸阅读教材P36及下面资料，完成右侧知识点填空资料分析四植物组织培养技术应用广泛利用植物组织培养技术，可以实现优良 品种的快速繁殖，保持遗传性状的一致；培养出大量不含病毒的幼苗，提 高作物产量；实现花卉的连续生产，缩短育种周期等♦随讲随练4・某兴趣小组在完成菊花组织培养实验后，欲进一步探究生长素与细胞 分裂素的使用比例对植物组织培养的影响。
在实验中设置了多组对照实验, 请将各对照组与可能出现的实验结果连线对照组 实验结果A组：不添加任何植物激素只生芽不生根B组：生长素与细胞分裂素用量的比值.为1 外植体生根发芽正常C.组：生长素与细胞分裂素用量的比值大于1 愈伤组织不断生长D组：生长素与细胞分裂素用量的比值小于1知识点四课题延伸1. 植物组织培养的意义2. 容易进行组织培养的植物通常选用容易进行无性繁殖的植物，如芦荟、豆瓣绿、秋海棠、月季 等知识清单】一、基础知识1.植物组织培养的基本过程高度液愈伤组织经培养，重新分化成根或芽等器官的过程2. 植物组织培养的原理概念：高度分化的细胞仍具有形成完整个体的潜能①植物细胞处于离体状态；表达的条件 ②种类齐全、比例适宜的营养物质；③适宜的温度、pH、光照等环境条件；④适宜的植物激素（如生长 素和细胞分裂素）二、 实验操作三、 实验结果分析与评价L植物激素在植物组织培养中的作用：%1 作用：启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素在生长素存 在的情况下，细胞分裂素的作用呈现加强的趋势1 不同使用顺序对实验结果的影响 ③不同用量比例对发育方向的影响。