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通过植物组织培养可获得完整植株
第二课时
第1节
浙科版 选择性必修3
1.举例说明植物组织培养有效地提高生产效率
2.通过菊花的组织培养，学会植物组织培养的基本方法
1.可快速繁殖植物
植物组织培养通过多种途径有效地提高生产销率
（1）根据培养过程，植物组织培养可分为初代培养和继代培养
初代培养是指从植物体上分离下来的外植体的第一次培养
继代培养是将初代培养获得的培养物转移到新的培养基上继续进行扩大培养
每继代培养一次，培养物一般能增殖3-4倍
铁皮石斛的产业化育苗
（2）实例：一些优良的观赏植物、经济林木、无性繁殖作物和濒危植物等
2.植物脱毒
（1）概念：切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。
（2）作用对象：无性繁殖的作物。
（3）特点：用无性繁殖的方式进行繁殖的作物，它们感染的病毒很容易传给后代，病毒在作物体内逐年积累，就会导致作物产量降低、品质变差。脱毒作物的产量和品质明显优于没有脱毒的作物。
（4）实例：马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉
脱毒马铃薯田与被病毒感染的未脱毒马铃薯叶片
3、可用于生产人工种子
人工种子是将植物离体培养产生的体细胞胚、芽、愈伤组织等包埋在含有营养成分和保护功能的物质中
体细胞胚
人工胚乳
人工种皮
4、作物新品种的培育
1.单倍体育种
（1）过程（花药取自二倍体植株）：通过花药（或花粉）培养获得单倍体植株，然后经过诱导染色体加倍，当年就能培育出遗传性状相对稳定的纯合二倍体植株。
（2）实例：单育1号烟草、水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等作物
我国培育的单育1号烟草是世界上第一个单倍体作物新品种
（3）原理：染色体（数目）变异、植物细胞的全能性
2.突变体的利用
（1）概念：即用射线、化学物质等对不断增殖的细胞进行诱变；从产生突变的个体中筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。
（2）常用材料：愈伤组织、单倍体育种获得的隐性纯合体。
（3）过程
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
突变体
筛选培育
新品种
诱变处理
（4）实例：抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草等。
（5）特点：通过人工诱变提高愈伤组织的突变率，从而筛选获得抗病、抗盐、高产、优质的新品种，加快育种进程。突变具有不定向性和低频性，因此需大量处理实验材料。（6）原理：基因突变和植物细胞的全能性。抗除草剂白三叶草 由于植物细胞的次生代谢产物含量很低，从植物组织中提取会大量破坏植物资源，有些产物又不能或难以通过化学合成途径得到
（1）概念：利用植物细胞培养来获得目标产物，这个过程就是细胞产物的工厂化生产
一种用于植物细胞培养的反应器
（2）植物细胞培养：指在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术
5、细胞产物的工厂化生产
取决于植物激素的种类及配比。主要是生长素和细胞分裂素
对照
细胞分裂素多
生长素少
细胞分裂素少生长素多
细胞分裂素和生长素比例适中
细胞分裂素中等量，生长素少
生长素用量与细胞分裂素用来的比值 结果
比值高
比值低
比值适中
有利于根的分化，抑制芽的形成
有利于芽的分化，抑制根的形成
促进愈伤组织的形成
菊花的组织培养
菊花的组织培养——植物激素的作用
2.材料用具
①外植体：_______________
*经常选择根尖（分生区）、茎的韧皮部（形成层）等分裂能力强、分化程度低的区域作为材料，容易诱导形成愈伤组织；
②体积分数为75%的酒精
*对手、超净工作台、外植体进行消毒
③10%次氯酸钠溶液或0.1%氯化汞
*对外植体进行消毒
④无菌水
*清洗外植体
⑤培养基
*包括无机营养成分（水和无机盐）、有机营养成分（蔗糖、氨基酸、维生素等）、特定浓度和比例的激素（主要是生长素和细胞分裂素）；
*蔗糖的作用：提供能量，调节渗透压
*培养基灭菌方法为：___________
幼嫩的菊花茎段
湿热灭菌法
组培过程中较易染菌，因此应在实验前应确定培养基灭菌彻底，如何确定？
将1-3瓶培养基放置于恒温培养箱，预培养3d左右，若无污染，则培养基灭菌彻底，可使用
*制备好的培养基应尽量在2周内使用，含植物激素的培养基建议在4℃保存
3.方法步骤
用酒精擦拭双手和超净工作台台面
流水冲洗
酒精消毒
立即无菌水清洗
次氯酸钠溶液处理
立即无菌水清洗
30s
2-3次
30min
2-3次
若想缩短消毒时间，可以怎么做
适当提高次氯酸钠溶液的浓度
①消毒
？
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的水分
用解剖刀将外植体切成0.5-1cm长的小段
②外植体切段
一定不能倒置
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，并在培养瓶上作好标记；
*接种操作应在酒精灯火焰旁进行，但注意塑料的瓶口不可灼烧；
*接种时，注意外植体的方向，不要倒插（应使形态学下端接触培养基）
③接种
1.为什么整个过程要保证无菌操作？
2.为什么外植体不能倒插？（了解）
避免杂菌在培养基上迅速生长消耗营养，同时防止有些杂菌危害培养物的生长
与生长素的极性运输有关；
生长素含量多的部分容易生出不定根，含量少的部分生出不定芽，一般而言，容易长不定芽的是形态学上端，容易长不定根的是形态学下端，因此应该将形态学上端朝上，下端朝下，若倒插，外植体不易存活。
将接种了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。在培养过程中，定期观察和记录愈伤组织的生长情况；
*该过程一般不需要光照；
*有光易形成维管组织，不易形成愈伤组织
④脱分化
*注意顺序，先诱导生芽，再诱导生根；
*该过程每日需要给予适当时间和强度的光照；
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
将其转接到诱导生根的培养基上，进一步诱导形成试管苗
⑤再分化
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，待其长壮后再移栽入土。每天观察并记录幼苗的生长情况，适时浇水、施肥，直至开花。
⑥移栽培养
菊花的组织培养—基本过程
愈伤组织
高度液泡化
薄壁、不定形
类似胚的结构
胚状体
异养需氧型
代谢类型
离体的植物器官、组织或细胞
脱分化
未分化细胞组成的组织
生芽
生根
外植体
再分化
探究·实践
1、不同植物、不同组织的生根和生芽是否都可使用与本实验相同的生长素和细胞分裂素浓度？
2、本实验用人工合成的激素，而不用植物中存在的天然激素，为什么？
不可相同
天然激素都有相应的使之分解的酶，所以使用时间短，而人工合成的，没有分解酶，作用时间长，效果显著。
3、如果在自然界取植物样本进行组织培养，你认为应采取什么措施保证样本不被污染？
（1）操作环境清洁（2）植物样本的洁净（3）操作敏捷迅速
结果分析与评价
4、若想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，则应如何设计对照实验？
空白对照：不加任何激素
实验组1：生长素用量与细胞分裂素用量的比值为1；
实验组2：生长素用量与细胞分裂素用量的比值大于1；
实验组3：生长素用量与细胞分裂素用量的比值小于1；
应用
活动
植物组织培养
快速繁殖植物
植物脱毒
细胞代谢产物的工业化生产织培养
菊花的组织培养及幼苗的移栽
作物新品种的培育
生产人工种子

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