菊花的组织培养

课题1菊花的组织培养通过必修课的学习，我们已经了解到大多绿色开花植物都是靠种子来繁殖的。那么，有没有不用种子来培育植物的方法呢？营养繁殖扦插嫁接压条植物的组织培养承德二中一、基础知识1、植物的组织培养（1）细胞的分化①概念：在个体发育中，相同细胞的后代在形态、结构、生理功能上发生稳定性差异的过程有丝分裂受精卵细胞分化1、细胞分化的概念一、知识回顾一、基础知识1、植物的组织培养（1）细胞的分化①概念：在个体发育中，相同细胞的后代在形态、结构、生理功能上发生稳定性差异的过程④结果：形成不同的细胞和组织黑色素细胞在体外培养30多代后仍能合成黑色素；离体培养的上皮细胞，始终保持为上皮细胞，而不会变成其他类型的细胞。2、稳定性3、不可逆性细胞分化发生在整个生命进程中。1、持久性2、细胞分化的特点造血干细胞原红细胞早幼红细胞中幼红细胞晚幼红细胞成熟红细胞死亡4、普遍性细胞分化是否意味着细胞中遗传物质的改变？遗传物质没有改变，不同组织的细胞共同来源于受精卵，经有丝分裂产生。3、细胞分化的实质ABDCEEDCABEDCABEDCABEDCAB基因在个体发育过程中，不同细胞中遗传信息的执行情况不同即基因的选择性表达的过程一、基础知识1、植物的组织培养（1）细胞的分化①概念：在个体发育中，相同细胞的后代在形态、结构、生理功能上发生稳定性差异的过程④结果：形成不同的细胞和组织⑤原因：基因选择性表达的结果（一）植物组织培养概念在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配置的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其脱分化产生愈伤组织再分化形成丛芽，最终形成完整的植株。又称：植物离体培养1、植物组织培养的原理是什么？植物细胞具有全能性思考：（2）细胞的全能性①定义：已分化的细胞具有发育成完整个体的潜能的特性②原理：生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因高度特化的动物细胞，从整个细胞来说，全能性受到限制。但它的细胞核仍然保持着全能性，这是因为细胞核内含有该物种遗传性所需要的遗传物质已分化的植物细胞，仍具有全能性③实例：④全能性的大小比较：受精卵生殖细胞(卵细胞、精子等）体细胞植物细胞动物细胞(动物细胞核具全能性)例1、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B、生物体内的任何一个细胞可以完成该个体的全部功能C.已分化的细胞具有发育成完整个体的潜能D、生物体的每个细胞都经过产生、分裂、分化、生长、衰老、死亡的全过程正确答案：C例2、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：正确答案：A、细胞丧失了全能性B、基因的表达有选择性C、不同的细胞内基因不完全相同BD、在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生了变化（3）植物组织培养外植体（离体的植物组织或细胞）②必要条件：适宜物质的诱导和调节（植物激素）适宜的营养物质温度、酸碱度、光照等条件的控制①原理:植物细胞的全能性无菌操作二、植物组织培养的基本过程外植体离体的植物器官、组织、细胞脱分化愈伤组织再分化根芽植物体2-3周，愈伤组织开始形成。(2).愈伤组织：愈伤组织是通过细胞分裂形成的，其细胞排列疏松而无规则，高度液泡化呈无定形状态的薄壁细胞。(1).脱分化（去分化）：已经分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程。(已经分化的植物器官、组织或细胞，当受到创伤或进行离体（也受到创伤）培养时，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，失去原有结构和功能，成为具有未分化特性的细胞。)(3).再分化：愈伤组织继续培养，重新分化成根和芽等器官的过程。3-5周之后，诱导出的新叶片和芽。三、影响植物组织培养的因素：不同植物的组织培养难度不同大量元素：N、P、K、Ca、Mg、S微量元素：B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co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、赤霉素等1、植物材料的选取2、培养基的配制(MS培养基)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。为什么？微生物培养基以有机营养为主。MS培养基则需提供大量无机营养，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1.同微生物培养基相比，MS培养基的配方有哪些明显的不同？生长素和细胞分裂素作用植物中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。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使用顺序实验结果先使用生长素，后使用细胞分裂素有利于细胞分裂，但不利分化先使用细胞分裂素后使用生长素细胞既分裂也分化同时使用分化频率高生长素细胞分裂素：有利于根的分化生长素细胞分裂素：有利于芽的分化生长素细胞分裂素：＝促进愈伤组织生长生长素和细胞分裂素同时使用，用量的比例对植物细胞发育方向的影响（3）pH、温度、光照pH控制在5.8左右，温度控制在18－22。C,每日用日光灯照射12h为什么每日要光照12h？再分化过程中，细胞中叶绿素的形成需要光。2、植物为自养生物，为什么在培养的过程中需要加入糖类等有机物？因为植物组织培养是利用离体的植物组织或细胞，在其脱分化过程中不能进行光合作用合成糖类，因此必须加入糖类，作为碳源和能源物质，同时维持培养基的渗透压。植物组织培养过程:离体组织或细胞植物体脱分化细胞分裂素≈生长素愈伤组织芽根细胞分裂素生长素细胞分裂素生长素再分化植物细胞培养不需要光?需要光制备MS固体培养基外植体消毒接种培养栽培四、实验操作移栽（一）制备MS固体培养基1、配置各种母液2、配置培养基①定容②调PH③培养基的分装3、灭菌分装好的培养基连同其他器械一起进行高压蒸汽灭菌1、选材：菊花茎段，取生长旺盛的嫩枝（二）外植体消毒2、消毒：流水冲洗—酒精—无菌水冲洗—氯化汞—无菌水冲洗至少三次之上（三）接种用70％的酒精喷雾使空气消毒，酒精搽洗工作台并用紫外线照射20分钟1、接种室消毒2、无菌操作要求操作要在酒精灯火焰旁完成，每次使用器械后，都需要用火焰灼烧灭菌3、材料的切取和接种4、接种注意事项①每接种一块外植体前，镊子需放入体积分数为75％的酒精溶液中消毒一次，然后在酒精灯火焰上烧一遍，冷却后再接种②外植体在培养基中要分布均匀，一般胡萝卜3－4块，菊的茎或叶6－8块，也不要太少，以充分利用培养基中的营养成分和光照条件③插入时应注意方向，不要倒插。茎段、茎尖基部插入培养基利于吸收水分和养分（四）培养无菌箱中培养，定期消毒，保持适宜的温度，光照（五）移栽等到生根后可进行移栽。清洗根部的培养基，转移至消过毒的蛭石或珍珠岩中幼苗长壮后，移栽到土壤中（六）栽培在培养的整个过程中，要进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作。为什么？因为所利用的植物材料体积小，抗性差，对培养条件的要求高。培养材料一旦被微生物污染，就会导致实验失败。1、外植体带菌2、培养基及接种器具灭菌不彻底3、接种操作时带入4、环境不清洁组织培养污染的主要途径及怎样预防污染？思考在整个操作过程中，是如何来实现无菌环境的？1、培养基的灭菌（高压蒸汽灭菌）2、外植体的消毒（酒精、氯化汞）3、接种的无菌操作（酒精、酒精灯——灼烧）4、无菌箱中的培养；5、移栽到消过毒的环境中生存一段时间。（1）快速。采用常规的方法如分株法，一棵花卉一年一般只能生产几株或几十株，但用组织培养的方法则每年可以繁殖出几万甚至数百万的小植株（2）周年生产。花卉组织培养快速繁殖是在实验室中进行，因条件可控，所以不受季节限制，可以全年进行连续生产。而常规的无性繁殖则受季节限制，只能在花卉生长季节进行繁殖。（3）经济效益高。花卉组织培养快速繁殖所需要的空间小，在一个200平方米的培养室内一年可生产试管苗上百万株。如按每株1元计算，每年产值上百万元。（4）以组织培养繁殖的种苗与母株有著相同的遗传基因。所以使用这项技术可让优良的品种不断地延续。组织培养与常规繁殖相比优点众多1、植物细胞表现出全能性的必要条件是A.导入其他植物细胞的基因B.将成熟的细胞核移植到去核的卵细胞中C.用适当浓度的秋水仙素处理D.脱离母体后，给予适宜的营养和适宜的温度等外界条件正确答案：D2、在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的A.消毒灭菌B.适宜的温度C.充足的光照D.适宜的养料和激素正确答案：C3、细胞具有全能性的原因是A.生物体细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能B.生物体的每一个细胞都具有全能性C.生物体的每一个细胞都含有个体发育的全部基因D.生物体的每一个细胞都是由受精卵发育来的正确答案：C4、植物组织培养过程中的脱分化是指A.植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞B.未成熟的种子经过处理培育出幼苗的过程C.植物的器官、组织或细胞，通过离体培养产生愈伤组织的过程D.取植物的枝芽培育成一株新植物的过程正确答案：C例1、植物组织培养形成的愈伤组织进行培养，又可以分化形成根、芽等器官，这一过程称为：正确答案：CA、脱分化B、去分化C、再分化D、脱分化或去分化例2、下列不能作为植物组织培养的材料是：正确答案：DA、秋海棠的叶B、马铃薯的块茎C、成熟的花粉D、木质部中的导管细胞•21、(每空1分，共13分)右图是植物组织培养的简略表示。据此回答：（1）①表示，它能被培养成为④的根本原因是。（2）②表示，它与①相比分化程度，全能性。（3）若想制作人工种子，应该选用（填编号）。（5）若①是胡萝卜根尖细胞，则培养成的④的叶片的颜色是，这说明根尖细胞。