2.1 通过植物组织培养可获得完整植株课件2022-2023学年高二下学期生物浙科版选择性必修3

2.1通过植物组织培养可获得完整植株 从社会中来 “其芽葺葺，其叶青青，犹绿衣郎，挺节独立，可敬可慕。迨夫花开,凝晴瀼露,万态千妍,薰风自来,四坐芬郁,岂非入兰室乎!岂非有国香乎!”这是我国历史上第一部兰谱——《金漳兰谱》（宋·赵时庚）中对兰花的一段描述。从古至今，我国人民都把兰花看作高洁、典雅的象征，很多人喜欢兰花。但是兰花种子通常发育不全，在自然条件下萌发率极低；传统分株繁殖的方法又存在繁殖周期长，繁殖率低等问题，如果靠自然繁殖，兰花的价格可想而知了。如何能让名贵的兰花大量、快速地繁殖，从而走入寻常百姓家呢？ 兰花是观赏植物中最常见的一类依靠植物组织培养繁育种苗的植物，其组培苗的数量约占观赏植物组培苗总量的40% 利用植物组织培养技术可以大量、快速地培育兰花。 一、植物细胞的全能性使离体组织发育成完整植株成为可能 1958年，美国科学家斯图尔德（F.C.Steward）等利用胡萝卜根的韧皮部细胞获得了可育的胡萝卜新植株。 为什么可以用高度分化的细胞、组织培育出完整的植株呢？其中的理论依据是什么？ 1.细胞的全能性 已分化的细胞仍然具有发育成完整生物体的潜能 ①概念 ②原因 生物体的每一个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所必需的全套基因。 ③全能性表达的条件 离体培养 培养基 适宜的培养条件 温度、空气、PH、不同光照等 除含有一定的营养物质外还要添加一定的植物激素 无菌 离体培养的植物器官、组织或细胞被称为外植体。 2.植物组织培养的一般过程 外植体 脱分化 愈伤组织 再分化 新植株 离体条件下，已分化的细胞经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程 细胞排列疏松而无规则，高度液泡化的呈无定型状态的薄壁细胞 脱分化 愈伤组织 再分化 愈伤组织在一定条件下，可重新分化为各种类型的细胞，进而形成芽或根等，再生出新的植株 脱分化和再分化的比较 项目 脱分化 再分化 过程 　 实质 形成体的特点 条件 离体器官、组织或细胞→愈伤组织 愈伤组织→幼苗或胚状体 细胞恢复分裂能力 基因选择性表达 相对没有分化的排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞团 形成芽和根的顶端分生组织,并再生出新植株 离体、适宜的营养物质、适当的植物生长调节剂,避光 离体、适宜的营养物质、适当配比的植物生长调节剂,需光 3.离体组织发育成完整植株的途径 茎尖或带芽的茎段 外植体 脱分化 愈伤组织 再分化 根、芽器官 胚状体 再 生 植 株 器官发生途径 胚胎发生途径 新植株 生芽—丛状苗—生根 二、离体植物器官、组织和细胞需在适宜条件下方可发育成完整的植株 植物组织培养中细胞表现出全能性的条件 （1）离体（最关键） （2）严格的无菌条件 （3）适宜的培养条件 （4）适宜浓度和比例的激素 （5）一定的营养条件 ①对操作环境、双手、外植体进行消毒； ②对培养基和器械进行灭菌； ③接种操作必须在酒精灯火焰旁进行； ①温度（例如菊花植物组织培养应为18-22℃）； ②光照（例如脱分化需避光，再分化需照光）； *若细胞不离体，细胞中的基因会选择性地表达，从而形成生物体的不同组织和器官，不能表现出全能性； 二、离体植物器官、组织和细胞需在适宜条件下方可发育成完整的植株 1.培养基 （1）作用 （2）成分 能为离体植物材料提供适宜的营养条件 微量元素、大量元素 有机成分 植物激素 无机盐 为植物提供必需的矿质元素 种类 作用 作用 种类 糖类、氨基酸、维生素等 糖类既可作为碳源和能源物质，又参与维持培养基的渗透压。维生素以辅酶形式参与细胞代谢活动等 作用 种类 调控细胞的脱分化和再分化过程 生长素类，如NAA；细胞分裂素类，如BA 二、离体植物器官、组织和细胞需在适宜条件下方可发育成完整的植株 “激素杠杆”：生长素类/细胞分裂素类，比值大时，有利于根的形成；比值小时，则促进芽的形成。比值适中时，促进愈伤组织的形成。 二、离体植物器官、组织和细胞需在适宜条件下方可发育成完整的植株 2.最广泛使用的植物培养基——MS培养基 根据不同的培养类型、植物不同的营养需求，可设计不同的培养基配方 （1）MS培养基母液配制 为减少每次配制培养基的麻烦，同时也为了减少称量微量试剂时的误差，一般将试剂配成比所需浓度大10-100倍的母液，放在冰箱中备用。 二、离体植物器官、组织和细胞需在适宜条件下方可发育成完整的植株 2.最广泛使用的植物培养基——MS培养基 （2）用母液配制MS固体培养基 （1）MS培养基母液配制 主要步骤：①混合各种母液。根据配制的培养基用量，计算MS培养基各种母液以及激素NAA、6-BA母液的用量，用移液器定量吸取各种母液置于烧杯中混合。 ②配制琼脂蔗糖溶液：按照30g/L和6-7g/L的用量分别称取