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3.1 菊花的组织培养 课件(人教版选修1)


课题1 菊花的组织培养

课标领航
1.说明植物组织培养的基本原理。

2.学习制备植物组织培养基的基本技术。
3.进行菊花或其他植物的组织培养。

【重点】
基本过程。

植物组织培养技术的理论依据和

【难点】

实验操作过程



情境导引

菊花是菊科菊花属多年生宿根草本植物,原产于 我国。它花色繁多,品种丰富,具有很强的观赏 价值,是目前世界上栽培最广的切花及盆花之一. 它的繁殖可以用播种法、扦插法,分株法、组织 培养法。在种苗生产上运用最广泛的方法是扦插 和组织培养。

基础自主梳理

一、植物组织培养的基本过程
细胞的全能性 1.理论基础:________________。

2.细胞分化:植物的个体发育过程中,细胞在
形态 稳定性差异 _____、结构、生理功能上出现_____________

的过程。

离体 3.过程:______的植物组织或细胞脱分化,愈伤组

织再分化,根、芽→完整植株。
(1)愈伤组织的特点:细胞排列疏松而无规则,是高 液泡化 薄壁 度_________的呈无定形状态的_______细胞。 去分化 (2)脱分化:又叫_________,是由高度分化的植物 愈伤组织 组织或细胞产生_________的过程。 愈伤组织 (3)再分化:__________继续培养,重新分化成根或 芽等器官的过程。

思考感悟

1.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,但不能表达
出全能性,这是基因选择性表达的结果。

二、影响植物组织培养的因素 1.内部因素 差别很大 不同的植物组织,培养的难易程度_________;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。 2.外部因素 MS培养基 (1)营养成分:常用的一种培养基是___________,主 大量元素 要成分包括:____________,如N、P、K、Ca、 微量元素 Mg、S;__________,如B、Mn等;有机物,如甘 氨酸、维生素、蔗糖等。

(2)植物激素:启动细胞分裂、脱分化和再分化的关 生长素 细胞分裂素 键性激素是________和______________,二者的浓 度、使用的先后顺序及用量的比例等都会影响实验

结果。
pH、温度、光照 (3)其他因素:________________等。

三、实验操作
1.制备MS固体培养基:分为配制各种母液、配制

灭菌 培养基和_____三步。

思考感悟

2.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

生活所必须的无机盐;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。

2.外植体消毒:将菊花嫩枝茎段用流水冲洗后,

用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分,先用70%的
无菌水 酒精消毒6~7 s,再用________清洗,然后用0.1%

的氯化汞溶液消毒1~2 min,最后再用无菌水至少
清洗3次。 酒精灯 3.接种:接种操作都必须在_______旁进行。将菊 培养基 花茎段插入_______时应注意方向,不要倒插。

无菌箱 4.培养:最好在_______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 日光灯照射12 h。

5.移栽和栽培:移栽前用流水清洗根部的
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。将幼苗移栽后,每天观察并记录幼苗生

长情况,适时烧水,施肥,直至开花。

核心要点突破

植物组织培养的一般过程分析
过程名称 过程 由外植体形成愈伤 组织 由愈伤组织形成幼 苗或胚状体结构 条件 ①离体 排列疏松、高度液泡 ②提供营养物 化的薄壁细胞团 质(有机物、 无机物) 有根、芽或有生根发 ③提供激素 ④提供其他适 芽的能力 宜条件 由根、茎、叶、花、 栽培 果实、种子组成 形成体特点

脱分化

再分化

营养生长 发育成完整的植物 生殖生长 体

美国科学家将分离得到的成熟胡萝卜根的 韧皮部细胞进行培养,由单个细胞发育成完整的新 植株,如图所示,①开花的胡萝卜,②胡萝卜根的 切片,③从根的切片分离的细胞,④由单个细胞分 裂后形成的细胞团,⑤胚状体,⑥试管植物。 请分析: (1)分离出来的胡萝卜根细胞成为细胞团是通过 __________分裂方式来完成的。

例1

(2)细胞团中相同的细胞在发育成胚状体和植株的 过程中,形态结构和生理功能逐渐向不同的方向 发生了变化,这种现象叫做细胞的__________。 (3)本实验说明了植物细胞具有 ___________________________________________ _____________________________。 (4)图示培育新的胡萝卜植株的技术在生物学上属 于何种生殖方式? ___________________________________________ _____________________________。 【尝试解答】 (1)有丝 (2)分化 (3)全能性 (4) 无性生殖

【解析】 通过读题和读图的结合,不难得出题 干所给信息:离体的细胞最终形成了完整的植株, 即植物组织培养的过程。该过程中涉及由单个细 胞形成细胞团再到完整植株,因此要有细胞分裂 和细胞分化,也充分体现了细胞的全能性。 【易误警示】 (1)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,就不易诱导生芽。 (2)试管苗应该进行见光培养。 (3)试管苗一般在高湿、弱光、恒温等条件下培养 生长,出瓶后一定要注意保温、保湿。 (4)试管苗光合作用能力低,在移栽前应给予较强 光照闭瓶炼苗,以促进小苗向自养转化。

跟踪训练 下图为植物组织培养过程的简单示意图。 下列 叙述正确的是( ) ①― →②― →③― ― ― →④ A.植物组织培养所依据的生物学原理为细胞的全能性 B.③→④过程指植物的生殖生长阶段 C.将①经脱分化培养成的②包裹上人工种皮即可获得人 工种子 D.②→③的再分化过程中,诱导②生根的激素为细胞分 裂素
脱分化 再分化

解析:选A。①②③④依次代表离体的植物组织 或细胞、愈伤组织、根或芽、植株。愈伤组织生 根还是发芽取决于激素的种类和浓度比例。当生 长素/细胞分裂素比值较高时,有利于生根;反之, 有利于生芽。要获得人工种子,应选③外包上人 工种皮。

影响植物组织培养的因素 1.选材 不同的植物组织,培养的难易程度差别很大,烟 草和胡萝卜的组织培养较为容易,而枸杞愈伤组 织的芽诱导就比较难。对于同一种植物材料,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.培养基 植物组织培养常使用MS培养基,其主要成分包括: 大量元素,如N、P、K、Ca、Mg、S;微量元素, 如B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co;有机物, 如甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素以及蔗糖等。通 常还需要添加植物激素。 3.植物激素 启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素是 生长素和细胞分裂素。两者的浓度、使用的先后 顺序以及用量的比例等,都会影响实验结果。

4.其他因素 进行菊花组织培养,一般将pH控制在5.8左右,

温度控制在18~22 ℃,并且每日用日光灯照射12
h。

回答下列有关植物组织培养的问题。 (1)用于植物组织培养的植物材料称为________. (2)组织培养中的细胞,从分化状态转变为未分 化状态的过程称为 ________。 (3)在再分化阶段所用的培养基中,含有植物激 素X和植物激素Y,逐渐改变培养基中这两种植 物激素的浓度比,未分化细胞群的变化情况如 图所示,据图指出两种激素的不同浓度比与形 成芽、根、愈伤组织的关系:

例2

①当植物激素X与植物激素Y的浓度比等于1时, ______________________________________; ②___________________________________。

③__________________________________________ ____________________________________________ ____________________________。 (4)若植物激素Y是生长素,在植物组织培养中其主 要作用是______________________;则植物激素X 的名称是________。 (5)生产上用试管苗保留植物的优良性状,其原因 是________________________________。

【尝试解答】 (1)外植体 (2)去分化(脱分化) (3)①未分化细胞群经分裂形成愈伤组织 ②当植物激素X与植物激素Y的浓度比大于1时, 未分化细胞群分化形成芽 ③当植物激素X与植物激素Y的浓度比小于1时, 未分化细胞群分化形成根 (4)促进细胞的生长(伸长)、分裂和分化 细胞分 裂素 (5)组织培养形成试管苗的过程属于无性繁殖,后 代不发生性状分离

【解析】 本题主要考查植物组织培养的相关知识。 (1)用于植物组织培养的材料叫外植体。 (2)植物组织培养的核心过程是脱分化与再分化,脱 分化指由分化状态变为未分化状态,再分化指由未分 化状态变为分化状态。 (3)仔细分析所给示意图,可知植物激素X与植物激素 Y浓度比为l时,利于愈伤组织的形成,大于l时利于 细胞群分化出芽,小于1时利于细胞群分化出根。 (4)生长素在植物组织培养中主要作用是促进细胞生 长、分裂和分化,植物组织培养过程中除需要生长素 外还需细胞分裂素,二者共同起作用。 (5)植物组织培养是一种无性繁殖技术,利于保持亲 本的优良性状。

【探规寻律】

生长素与细胞分裂素的比值

高:利于根分化,抑制芽形成。

低:利于芽分化,抑制根形成。
适中:促进愈伤组织生长。

跟踪训练 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、光照等条件对植物组织培养也 特别重要

解析:选D。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
导致实验结果不同,故A错误;在植物组织培养

中,培养基中常常要添加植物激素,但不是都必
须添加植物激素,如菊花茎段组织培养不必添加

植物激素,故B错;各种植物激素的作用是相互联
系的,而不是互相独立的,故C错。


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