植物的组织培养-菊花

普通高中课程标准实验教科书——生物选修1[人教版]

课题1 菊花的组织培养

★课题目标

（一）知识与技能

1、熟悉植物组织培养的基本过程

2、理解细胞分化的概念及离体植物细胞的脱分化和再分化

3、通过联系农业生产实际，培养学生活学活用，理论联系实际的能力

（二）过程与方法

归纳MS培养基的配制方法，并设计表格比较微生物培养基与MS培养基的配方的异同。

（三）情感、态度与价值观

通过阅读植物组织培养技术的发展史，课下查阅植物组织培养技术在生产实践中应用的资料，关注学生科学态度的教育，拓展学生视野，感受科学技术在生产实践中的重要价值。

★课题重点

植物组织培养过程中使用的无菌技术

★课题难点

植物组织培养过程中使用的无菌技术

★教学方法

启发式教学

★教学工具

多媒体课件

★教学过程

（一）引入新课

上节课我们探讨学习了如何从土壤中分离出尿素分解菌和纤维素分解微生物及其计数方法。这节课我们来学习研究植物的组织培养技术。

（二）进行新课 1．基础知识

知识回顾：联系“植物细胞工程”，回答下列问题：

1．1具有某种生物全套遗传信息的任何一个活细胞，都具有发育成完整个体的能力，即每个生物细胞都具有全能性。但在生物体的生长发育过程中并不表现出来，这是因为在特定的时间和空间条件下，通过基因的选择性表达，构成不同组织和器官。

1．2植物组织培养技术的应用有：实现优良品种的快速繁殖；培育脱毒作物；制作人工种子；培育作物新品种以及细胞产物的工厂化生产等。

活动1：阅读“植物组织培养的基本过程”，讨论并完成以下问题：

1．3细胞分化：个体发育中细胞在形态、结构和生理功能上出现稳定性差异的过程。

〖思考1〗细胞分化是一种持久性的变化，它有什么生理意义？

使多细胞生物体中细胞结构和功能趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。

1．4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。

学必求其心得，业必贵于专精

1 专题3 植物的组织培养技术 课题1 菊花的组织培养

庖丁巧解牛

知识•巧学

一、植物组织培养的基本过程

1.细胞分化

植物的个体发育过程中,细胞在形态、结构和生理功能上都会出现稳定性的差异，形成这些差异的过程叫做细胞分化。高等生物一般都从一个受精卵开始发育，经多次细胞分裂与分化，产生出各种不同的特殊结构和专一功能的细胞。例如，植物体中的木纤维、韧皮纤维等.已分化的细胞，其基因组成并未改变，并无遗传信息的增减，仍具有发育的全能性。一般认为，细胞分化是细胞中遗传信息有选择地表达的结果。

2.细胞的全能性

细胞全能性比较权威的定义是1984年国际组织培养协会做出的：“细胞全能性为细胞的某种特征,有这种能力的细胞保留形成有机体所有细胞类型的能力”。这个定义比一般所说的概念“一个细胞中包含着这种生物的全部遗传信息(基因)，在适当的条件下可以发育成一个完整的生物体”更基本和全面.它不但包含了培养细胞再生成植株的情况（分化成各种类型的细胞，并以一定形式构建成植物），同时也包含了培养细胞生产次生代谢物的情况(不分化或只分化成某种类型细胞,但仍留着分化为其他细胞类型的能力）.前者成为组织培养和转基因植物需要进行植株再生的理论基础，后者成为像微生物发酵一样培养细胞，生产人们所需要的次生代谢产物的理论基础，如通过红豆杉的细胞培养生产紫杉醇.

难点培析 （1)全能性的含义:生物体的细胞具有使后代细胞形成完整的个体的潜能。

（2)全能性的基础：每个体细胞都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的全部基因.

(3）全能性程度：由高到低依次是受精卵→生殖细胞→体细胞 .

(4)表现全能性的条件：①离体 ②营养物质 ③激素。

（5）与植物和低等细胞相比，高等动物体细胞的发育潜能有显著差异.

3.植物组织培养的过程

植物组织培养是指在无菌条件下,对离体植物组织（器官或细胞）分离并在培养基中培养,使其能够继续生长，甚至分化发育成完整植株的一项技术。植物组织中原本已经分化的细胞，一旦脱离原有的机体环境,成为离体状态，在适宜的营养和外界条件下,就会表现出全能性，从已经分化定型的细胞，脱分化成为恢复分裂能力的细胞，叫做愈伤组织.愈伤组织的排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。脱分化产生的愈伤组织继续培养,又可以重新分化为根或芽等器官，这个过程称为再分化。再分化形成的试管苗移栽到地里，可以发育成完整的植株。

课题1菊花的组织培养

一、植物组织培养的相关概念和基本过程

1、(1)细胞全能性的表达：________的植物组织或细胞，在一定的

____________、________和________________的作用下，发育成完整植

株的过程。

(2)细胞分化：在植物的________过程中，细胞在________、________

和____________上都会出现________的差异，形成这些差异的过程叫做

细胞分化。

(3)植物组织培养的基本过程离体的植物器官、组织或细胞(又叫________)愈伤组织胚状体、丛芽等新个体①愈伤组织的特点：细胞________________，是一群________________的呈________________的薄壁细胞。②脱分化(去分化)：由____________的植物组织或细胞产生____________的过程。③再分化：由________________________重新分化成根或芽等器官的过程。(4)条件：________的植物组织或细胞，在一定的________、________和其他外界条件的作用下就可能表现出全能性，发育成完整植株。离体的植物组织或细胞叫做________。 2．影响植物组织培养的因素(1)培养材料的影响：不同的植物组织，培养的难易程度____________。对于同一种植物材料，材料的________、________________等也会影响实验结果。因此菊花的组织培养，一般选择________________的茎________部________的侧枝。(2)营养物质的影响：常用的________培养基，主要成分包括____________、____________、________以及蔗糖等。其中____________和____________提供植物细胞所必需的无机盐；________提供碳源，维持细胞渗透压。(3)植物激素的影响：MS培养基常需添加植物激素。其中________和____________是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素，这两种激素的________、________________以及____________等，都会影响实验结果。(4)环境因素的影响：________、________、________等条件也能影响植物组织培养。 3、填表：激素使用的先后顺序及其用量比例对细胞分裂和分化的影响。

菊花的组织培养 实验报告单

班级：____________ 实验日期：______________

指导教师：___________ 学生姓名：_____________ 小组成员有：_____________

实验原理

1.植物细胞表现出全能性需要经历脱分化和再分化过程。

2.细胞分裂素和生长素是启动细胞分裂、影响脱分化和再分化的关键激素，激素浓度和比例会影响植物细胞发育的方向。

目的要求

1.了解植物组织培养的基本原理。

2.了解生长素和细胞分裂素的浓度、用量的比例对菊花愈伤组织形成和分化的影响。

3.尝试进行植物组织培养。

材料用具

1.材料：幼嫩的菊花茎段、培养基、体积分数为70%的酒精、质量分数为5%左右的次氯酸钠溶液和无菌水等。各种培养基的配制参见本书附录1。

2.用具：50mL锥形瓶（或植物组织培养瓶）、烧杯、酒精灯、超净工作台（或接种箱）、高压蒸汽灭菌锅、培养箱、封口膜、滤纸、标签、消毒用酒精棉球、培养皿、解剖刀和镊子等。

方法步骤

1.外植体消毒

酒精擦拭双手和超净工作台台面。将流水充分冲洗后的外植体用酒精消毒30 s，然后立即用无菌水清洗2~3次；再用次氯酸钠溶液处理30 min后，立即用无菌水清洗2~3次。

2.外植体的接种

将消过毒的外植体置于无菌的培养皿中，用无菌滤纸吸去表面水分。用解剖刀将外植体切成0.5~1cm长的小段。在酒精灯火焰旁，将外植体的1/3~1/2插入诱导愈伤组织的培养基中。用封口膜或瓶盖封盖瓶口，并做好标记。

3.愈伤组织培养

将接种外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于18～22℃的培养箱中培养。培养过程中，定期观察和记录愈伤组织的生长情况。

4．生芽、生根培养

培养15～20d后，将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上。长出芽后，再将其转移到诱导生根的培养基上，进一步诱导形成试管苗。

5．炼苗、移栽

移栽前先打开封口膜或瓶盖，让试管苗在培养箱内生长几日。用流水清洗掉根部的培养基后，将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长大后再移栽入土。每天观察并记录幼苗生长情况，适时浇水、施肥，直至开花。