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1、菊花的组织培养植物的组织培养植物的组织培养是指在人工培养基上，是指在人工培养基上，离离体培养体培养植物的器官、组织、细胞，植物的器官、组织、细胞，并使其生长、增殖、分化以及再并使其生长、增殖、分化以及再生植株的技术生植株的技术。 组织培养组织培养：1 1、植物组织培养的原理是什么？、植物组织培养的原理是什么？植物细胞具有植物细胞具有全能性全能性思考：思考：一一. .植物组织培养的基本过程植物组织培养的基本过程（一）细胞的全能性（一）细胞的全能性1、定义定义： 具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞, ,都都具有发育成完整个体的潜能具有发育成完整个体的潜能2
2、、原因、原因： 生物体的生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质套遗传物质（全套基因）（全套基因） 从理论上讲，生物体的任何一个细胞都具从理论上讲，生物体的任何一个细胞都具有发育成有发育成 完整个体的潜能。但是在个体发完整个体的潜能。但是在个体发育中育中, ,细胞并不能表现出全能性细胞并不能表现出全能性, ,而是分化而是分化成各种组织和器官。这是因为在特定时间成各种组织和器官。这是因为在特定时间和空间条件下和空间条件下, ,细胞中的基因会有选择性的细胞中的基因会有选择性的转录翻译出各种不同的蛋白质转录翻译出各种不同的蛋白质, ,从而构成生从而构成生
3、物体不同的组织和器官。物体不同的组织和器官。10 个个14200多种多种生物体的每一个体细胞都含有该物种所特有的全生物体的每一个体细胞都含有该物种所特有的全套遗传物质（全套基因）套遗传物质（全套基因）基因的选择性表达基因的选择性表达(1)(1)全能性高则分化程度低全能性高则分化程度低 全能性最高全能性最高的是的是受受精卵精卵，还没有分化，个体发育其实就是受精卵不断，还没有分化，个体发育其实就是受精卵不断分裂分化的过程，越往后细胞分化程度越高，分裂分化的过程，越往后细胞分化程度越高，体细体细胞胞是高度分化的细胞也是是高度分化的细胞也是全能性最低全能性最低的细胞。的细胞。 (2) 全能性的大小全能
4、性的大小受精卵受精卵 生殖细胞生殖细胞( (卵细胞、卵细胞、 精子等）精子等） 体细胞体细胞植物细胞植物细胞 动物细胞动物细胞( (动物细胞核具全能性动物细胞核具全能性) )3、细胞的全能性与细胞分化程度的关系细胞的全能性与细胞分化程度的关系： 例例1、下列有关细胞全能性的含义，正确的是：、下列有关细胞全能性的含义，正确的是：A、每个生物体内的所有细胞都具有相同的功能、每个生物体内的所有细胞都具有相同的功能 B、生物体内的任何一个细胞可以完成该个体的全、生物体内的任何一个细胞可以完成该个体的全部功能部功能 C、生物体的每一个活细胞都具有发育成完整个体、生物体的每一个活细胞都具有发育成完整个体的
5、潜能的潜能 D、 生物体的每个细胞都经过产生、分裂、分化、生物体的每个细胞都经过产生、分裂、分化、生长、衰老、死亡的全过程生长、衰老、死亡的全过程 正确答案：正确答案： C 例例2、在生物体内，细胞没有表现出全能性，、在生物体内，细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织、器官，是因为：而是分化为不同的组织、器官，是因为： 正确答案：正确答案： A、细胞丧失了全能性、细胞丧失了全能性 B、基因的表达有选择性、基因的表达有选择性 C、不同的细胞内基因不完全相同、不同的细胞内基因不完全相同 B D、在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生、在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生了变化了变化 科学研究
6、表明，处于科学研究表明，处于离体状态离体状态的植物的植物活细胞活细胞，在，在一定的营养物质一定的营养物质、激素激素和和其他其他外界条件外界条件的作用下，的作用下，就可能表现出全能性就可能表现出全能性，发育成完整的植株。人工条件下实现的这发育成完整的植株。人工条件下实现的这一过程，就是植物组织培养。一过程，就是植物组织培养。 （二）（二） 植物组织培养的过程植物组织培养的过程 离体的植物组离体的植物组织或细胞（外织或细胞（外植体）植体）愈伤组织愈伤组织胚状体胚状体（根，芽）（根，芽）植物体植物体脱分化脱分化再分化再分化外植体外植体: :用于离体培养的植物用于离体培养的植物器官或组织片段器官或组织
7、片段(2).愈伤组织：愈伤组织：离体的植物器官、组织或细胞通离体的植物器官、组织或细胞通过过脱分化形成脱分化形成的的疏松而无规则疏松而无规则的，的，高度液泡化高度液泡化的呈的呈无定形状态无定形状态的的,未分化的薄壁细胞未分化的薄壁细胞2-3周，愈伤组织开始形成。周，愈伤组织开始形成。 (1).脱分化（去分化）脱分化（去分化）：已经分化的已经分化的植物器官、植物器官、组织或细胞组织或细胞产生愈伤组织产生愈伤组织的过程。的过程。 (已经分化的植物器官、组织或细胞，当受到创伤或进行已经分化的植物器官、组织或细胞，当受到创伤或进行离体（也受到创伤）培养时，已停止分裂的细胞，又重离体（也受到创伤）培养时
8、，已停止分裂的细胞，又重新恢复分裂，细胞改变原有的分化状态，失去原有结构新恢复分裂，细胞改变原有的分化状态，失去原有结构和功能，成为具有未分化特性的细胞。和功能，成为具有未分化特性的细胞。) (3).再分化：再分化：愈伤组织愈伤组织继续培养，继续培养，重重新分化成根和芽新分化成根和芽等器官的过程。等器官的过程。3-5周之后，诱导出的新叶片和芽。周之后，诱导出的新叶片和芽。(4).胚状体：胚状体：具有胚根和胚芽的结构具有胚根和胚芽的结构 胚状体包胚状体包裹着裹着人工胚乳人工胚乳和和人工种皮人工种皮可以制可以制成成人工种子人工种子。2 2、影响植物组织培养的因素、影响植物组织培养的因素营养：营养：
9、矿质元素：大量元素，微量元素矿质元素：大量元素，微量元素植物激素：植物激素：细胞分裂素，生长素细胞分裂素，生长素 环境条件：环境条件：适宜光照、温度、适宜光照、温度、 PHPH外外因因内内 因因 ：植物植物种类种类，同一种植物材料的，同一种植物材料的年龄年龄、保保存时间的长短存时间的长短 ，有有机机物物 ：蔗蔗糖糖、氨氨基基酸酸等等1 1、外植体的选取、外植体的选取 不同植物的组织培养难度不同不同植物的组织培养难度不同 同一种植物的不同组织培养难度不同同一种植物的不同组织培养难度不同2 2、培养基的配制、培养基的配制(MS(MS培养基培养基) ) 大量元素：大量元素：C C、H H、O O、N
10、 N、P P、K K、CaCa、MgMg、S S 微量元素：微量元素：B B、MnMn、CuCu、ZnZn、FeFe、MoMo、I I、CoCo有机物：甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等有机物：甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等 植物激素：生长素、细胞分裂素等植物激素：生长素、细胞分裂素等 凝固剂：琼脂凝固剂：琼脂2、高等植物是光能自养型生物，为什么在植物、高等植物是光能自养型生物，为什么在植物组织培养过程中还需要提供有机物培养基？组织培养过程中还需要提供有机物培养基？1. 同微生物培养基相比，同微生物培养基相比，MS培养基的配方有哪些培养基的配方有哪些明显的不同？明显的不同？微生物培养基微生
11、物培养基以有机营养为主以有机营养为主。与微生物的培养不。与微生物的培养不同，同，MSMS培养基则需提供大量无机营养培养基则需提供大量无机营养，无机盐混合物，无机盐混合物包括植物生长必须的大量元素和微量元素两大类。包括植物生长必须的大量元素和微量元素两大类。此时的组织或细胞为此时的组织或细胞为离体离体的，细胞所生活的环境的，细胞所生活的环境为液体有机物营养环境，而不能体现其整个植物为液体有机物营养环境，而不能体现其整个植物体的光能自养。体的光能自养。思思 考考植物激素中植物激素中生长素和细胞分裂素生长素和细胞分裂素是启动是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素
12、。植物激素的浓度、使用的先后顺序素。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及用量的比例等，都会影响实验结果3 3、不同植物激素使用顺序和使用量、不同植物激素使用顺序和使用量按照不同的顺序使用这两类激按照不同的顺序使用这两类激素，会得到不同的实验结果素，会得到不同的实验结果。使用顺序使用顺序实验结果实验结果先使用生长素，后先使用生长素，后使用细胞分裂素使用细胞分裂素有利于细胞分裂有利于细胞分裂，但细胞但细胞不不分化分化先使用细胞分裂素先使用细胞分裂素，后使用生长素后使用生长素细胞细胞既既分裂分裂又又分化分化同时使用同时使用分化率分化率提高提高当同时使用这两类激素时，两
13、者用量的比当同时使用这两类激素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向。例影响植物细胞的发育方向。生长素用量比细胞分生长素用量比细胞分裂素用量裂素用量植物细胞的发育方向植物细胞的发育方向比值高比值高时时有利于根有利于根的分化、抑的分化、抑制芽的形成制芽的形成比值低比值低时时有利于芽有利于芽的分化、抑的分化、抑制根的形成制根的形成比值适中比值适中时时促进促进愈伤组织愈伤组织的生长的生长生长素生长素生长素生长素/ /细胞分裂素细胞分裂素细胞分裂素细胞分裂素4、消毒、消毒在培养的整个过程中，都需要是一个无菌环境在培养的整个过程中，都需要是一个无菌环境植物组织培养用的培养基，含有植物生长发育所需要植物
14、组织培养用的培养基，含有植物生长发育所需要的各种营养物质，这些营养物质同样为细菌等微小的的各种营养物质，这些营养物质同样为细菌等微小的生物提供了适合的营养。在这种培养基上，生物提供了适合的营养。在这种培养基上，细菌等微细菌等微小的生物比植物细胞具有更强的新陈代谢能力小的生物比植物细胞具有更强的新陈代谢能力，它们，它们比植物细胞生长、繁殖得更快，而且比植物细胞生长、繁殖得更快，而且它们会产生毒素，它们会产生毒素，使培养的植物细胞很快中毒死亡使培养的植物细胞很快中毒死亡。因此，植物组织培。因此，植物组织培养要想取得成功，必须有效地防止细菌等的污染，保养要想取得成功，必须有效地防止细菌等的污染，保证
15、证培养材料、培养基、培养用具完全无菌培养材料、培养基、培养用具完全无菌。为了达到。为了达到这一要求，就要在植物组织培养过程中进行一系列的这一要求，就要在植物组织培养过程中进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作。消毒、灭菌，并且要求无菌操作。 1 1、培养基的灭菌（高压蒸汽灭菌）、培养基的灭菌（高压蒸汽灭菌）2 2、外植体的消毒（酒精、氯化汞）、外植体的消毒（酒精、氯化汞）3 3、接种的无菌操作（酒精、酒精灯、接种的无菌操作（酒精、酒精灯灼烧）灼烧）4 4、无菌箱中的培养；、无菌箱中的培养；5 5、移栽到消过毒的环境中生存一段、移栽到消过毒的环境中生存一段时间。时间。在整个操作过程中，是如何来
16、实现无菌环境的？在整个操作过程中，是如何来实现无菌环境的？5、pH、温度、光照、温度、光照菊花：菊花： pH=5.8 温度控制在温度控制在1822 每日光照每日光照12h（三）、植物组织培养的应用：（三）、植物组织培养的应用： （1）试管苗的快速繁殖）试管苗的快速繁殖（2）无病毒植物的培育）无病毒植物的培育（3）提取原料）提取原料（4）人工种子）人工种子（5）转基因植物的培育）转基因植物的培育 现现在在已已有有胡胡萝萝卜卜、芹芹菜菜、柑柑橘橘、咖咖啡啡、棉棉花花、玉玉米米、水水稻稻、橡橡胶胶等等几几十十种种植植物物的的人人工工种种子子试试种种成成功功，但但由由于于成本较高，中国尚未应用于生产。成本较高，中国尚未应用于生产。 一、制备一、制备MSMS固体培养基固体培养基1、配制各种母液。、配制各种母液。 配制母液时，配制母液时，大量元素浓缩大量元素浓缩_，微量元素浓缩，微量元素浓缩 _ 。常温保存。常温保存。激素类、维生素类以及用量比较小激素类、维生素类以及用量比较小的有机物可以按照的有机物可以按照1mg/ml的质量浓的质量浓度单独配制母液。用母液配制培养度单独配制母液。用母液配制培养基
