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(共21张PPT)
通过植物组织培养可获得完整植株
雁荡山铁皮石斛，温州乐清市特产。鲜品：茎直立，铁青色或紫绿色；干品：铁皮枫斗，黄绿色。铁皮石斛蒴果成熟时易开裂，且种子粒径小，自然繁殖率低。明清时期，开始栽培种植铁皮石斛。
目前，雁荡山铁皮石斛种植基地面积800公顷，年产铁皮石斛鲜条1200吨，铁皮枫斗400吨。预计到2025年，种苗培育能力达8亿株/年。
设问：种植基地可利用哪种技术完成这一目标？
利用植物组织培养技术克隆铁皮石斛
活动一：铁皮石斛植物组织培养的原理和基本过程
植物组织培养技术
问题1：为什么铁皮石斛的茎段能培养出完整植株呢？
：已分化的细胞中遗传物质一般不发生改变，植物体的每个生活细胞都具有该植物所包含的全部的遗传信息，因而具有发育成完整植株的潜能。
植物细胞的全能性
判断：
(1)利用菊花茎段培养获得试管苗。
(2)通过花药离体培养，获得单倍体幼苗。
(3)种子发育成完整植株。
（1）（2）正确 (3)错误
铁皮石斛的组织培养大都以茎段、根尖等为外植体
植物组织培养技术
问题2：在铁皮石斛的生长发育过程中,细胞为什么不会表现出全能性,而是分化成各种组织和器官？
在特定的时间和空间条件下,细胞中的基因会有选择地表达。
外植体因脱离了母体的影响，一定条件下能实现其全能性，这是植物组织培养的理论基础
活动一：铁皮石斛植物组织培养的原理和基本过程
植物组织培养技术
问题3：已高度分化的铁皮石斛茎段若要实现全能性应经历哪些过程？
活动一：铁皮石斛植物组织培养的原理和基本过程
活动一：铁皮石斛植物组织培养的原理和基本过程
幼嫩茎段
（外植体）
铁皮石斛
植株茎段
脱分化形成
愈伤组织
愈伤组织
再分化成苗
脱分化：离体条件下已分化的细胞经过诱导，失去特有的结构和功能（去掉分化的状态），重新获得分裂能力称为脱分化。
愈伤组织：脱分化的细胞不断分裂增殖，产生无组织结构、松散的薄壁细胞团。（相对未分化的细胞）
再分化：愈伤组织细胞在一定条件下，可重新分化为各种类型细胞，进而形成芽或根等，再生出新的植株。
活动二：请阅读学习任务单中的资料1、2、3并结合教材P43和P44的相关内容，构建通过植物组织培养形成完整植株的多种途径流程图。
必修1P127
资料1：
资料3：体细胞胚虽经历了与合子胚相似的发育过程，但其来源不是合子。体细胞胚可由体细胞分裂分化而而来，也可由生殖细胞不受精(如花粉细胞)直接分裂、分化而来;可由外植体经愈伤组织再分化产生，也可不经愈伤组织阶段直接在外植体上发生。
资料2：取铁皮石斛茎，去叶、洗净、表面消毒后，在无菌条件下切成约5mm长的小段，每段必具一个茎节，接种在适宜的条件下培养，约2周，腋芽不经愈伤组织阶段直接长出，约1个月则可形成完整植株。
活动二：请阅读学习任务单中的资料1、2、3并结合教材P43和P44的相关内容，构建通过植物组织培养形成完整植株的多种途径流程图。
（器官发生途径）
外植体
脱分化
愈伤组织
完整植株
再分化
组织器官
胚状体
分生细胞
分裂
（体细胞胚发生途径）
腋芽或顶芽
再分化
存在分生组织
资料2：取铁皮石斛茎，去叶、洗净、表面消毒后，在无菌条件下切成约5mm长的小段，每段必具一个茎节，接种在适宜的条件下培养，约2周，腋芽不经愈伤组织阶段直接长出，约1个月则可形成完整植株。
活动二：请阅读学习任务单中的资料1、2、3并结合教材P43和P44的相关内容，构建通过植物组织培养形成完整植株的多种途径流程图。
单个细胞
（细胞培养）
（器官发生途径）
外植体
脱分化
愈伤组织
完整植株
再分化
组织器官
胚状体
分生细胞
分裂
（体细胞胚发生途径）
腋芽或顶芽
再分化
据外植体的不同，植物组织培养分为器官培养、组织培养、细胞培养、原生质体培养等。
概念：在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织或细胞等培养在人工配制的培养基上，使其生成完整植株或使其细胞增殖并产生细胞代谢产物的技术。（由于脱离母体又称为离体培养）
结合铁皮石斛茎段为外植体的组织培养，请简要对植物组织培养下个定义。
思考：哪些因素能影响铁皮石斛组织培养的成功率？
铁皮石斛细胞提取物中含有多糖，这种多糖具有增加免疫力和抗肿瘤等生物活性。目前可利用离体培养铁皮石斛细胞生产多糖。
资料4：取铁皮石斛的茎尖，用10％次氯酸钠消毒10min（或75%的酒精消毒30s，0.1%HgCl2消毒5min），无菌水冲洗4~5次后接种到培养基上。研究表明：培养温度为25~28℃，光照强度1600~2000lx，每日光照10~12h。在MS+NAA0.2mg/L+6-BA0.5mg/L培养基中外植体则可诱导出愈伤组织，再过20天形成不定芽。再将不定芽移到N6+10％香蕉汁中培养30天左右，则会生根长成植株。（资料节选于《铁皮石斛组培技术介绍》一文）
活动三：请结合学习任务单资料4，探讨离体植物器官、组织和细胞发育成完整的植株需要什么条件？
(1)适宜的外界条件(温度、湿度、pH、光照等)
(2)无菌条件
离体植物器官、组织和细胞在适宜条件下方可发育成完整的植株
（外植体消毒、培养基灭菌、操作过程严格无菌）
植物组织培养是在严格的无菌条件下进行的。下列关于植物组织培养的技术操作，正确的是（ ）
A.培养基在使用之前要放在烤箱中高温灭菌
B.接种操作可在普通房间的酒精灯火灯焰旁边进行
C.解剖刀在火焰上灼烧后需冷却才能用用于切割外植体
D.外植体用化学试剂消毒后需经蒸馏水冲洗才可用于接种
C
维生素
蔗糖、葡萄糖和果糖是较好的碳源，其中蔗糖最为常用。
维生素往往以辅酶的形式参与细胞的蛋白质、脂质、糖代谢等重要活动
(3)充分而全面的营养物质
甘氨酸主要是为了满足离体植物细胞在正常代谢途径受到影响后所产生的特殊营养需求。
（表格数据来自《不同激素浓度对铁皮石斛高效快繁体系的影响》一文）
(4)适宜浓度和配比的植物激素
（表格数据来自《不同激素浓度对铁皮石斛高效快繁体系的影响》一文）
(4)适宜浓度和配比的植物激素
出了瓶的铁皮石斛，我们用苔藓或者树皮作为介质，同时要保持有散射光，而且要有70~80%的湿度，每天进行喷水，铁皮石斛不耐高温，需要在30度以下同时也不耐霜冻，要保证在5摄氏度以上的环境，才能够健康生长。
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