my高中生物公开课课件：菊花月季的花药培养

1、 课题目标课题目标 说明植物组织培养的基本原理。说明植物组织培养的基本原理。 学习植物组织培养的基本技术，进行学习植物组织培养的基本技术，进行菊花或其他植物的组织培养。菊花或其他植物的组织培养。 课题重点与难点课题重点与难点 课题重点：植物组织培养过程中使用课题重点：植物组织培养过程中使用的无菌技术。的无菌技术。 课题难点：植物组织培养过程中使用课题难点：植物组织培养过程中使用的无菌技术。的无菌技术。1.1. 快速繁殖。快速繁殖。2.2. 生产药物、食品添加剂、香料、色生产药物、食品添加剂、香料、色素、和杀虫剂等。例如：紫杉醇，生素、和杀虫剂等。例如：紫杉醇，生物碱、紫草素等。物碱、紫草素等。

2、3.3. 转基因植物的培育。转基因植物的培育。4.4. 培养无病毒植株。培养无病毒植株。一、植物组织培养的意义：二、细胞的分化与全能性1.1.细胞分化：个体发育中，细胞在形态、细胞分化：个体发育中，细胞在形态、结构和生理功能上出现结构和生理功能上出现稳定性稳定性差异的过差异的过程。程。2.2.细胞全能性：具有某种生物全套细胞全能性：具有某种生物全套遗传遗传信息信息的任何一个活细胞，都具有发育成的任何一个活细胞，都具有发育成完整个体完整个体的能力，即每个生物细胞都具的能力，即每个生物细胞都具有有全能性全能性。 1、植物学家将胡萝卜的韧皮部细胞分离出来，将单个细、植物学家将胡萝卜的韧皮部细胞分离出

3、来，将单个细胞放在特定的培养基中培养，获得了许多完整的植株，这胞放在特定的培养基中培养，获得了许多完整的植株，这些植株的特点是些植株的特点是( ).彼此性状极为相似彼此性状极为相似.都是单倍体植株都是单倍体植株.植株的变异频率较高植株的变异频率较高.都是纯合体植株都是纯合体植株2、根据分裂潜能，干细胞可分为全能干细胞（可发育成、根据分裂潜能，干细胞可分为全能干细胞（可发育成完整的个体）、多能干细胞（可发育成多种组织和器官）和完整的个体）、多能干细胞（可发育成多种组织和器官）和专能干细胞（发育成专门的组织和器官），则这些细胞在个专能干细胞（发育成专门的组织和器官），则这些细胞在个体发育中的分化顺

4、序是体发育中的分化顺序是( ).全能全能专能专能多能多能 .全能全能多能多能专能专能.多能多能全能全能专能专能 .专能专能全能全能多能多能练练 习：习：三、植物组织培养的基本过程三、植物组织培养的基本过程 离体器官、 组织或细胞 脱分化 愈伤组织 再分化 根、芽 植物体 1. 什么叫脱（去）分化、再分化？什么叫脱（去）分化、再分化？2. 愈伤组织的细胞有什么特点？愈伤组织的细胞有什么特点？3. 如何控制细胞的脱分化与去分化？如何控制细胞的脱分化与去分化？思考题：思考题：四、影响植物组织培养的因素：四、影响植物组织培养的因素：1、外植体的选取、外植体的选取 不同植物的组织培养难度不同不同植物的组

5、织培养难度不同 同一种植物的不同组织培养难度不同同一种植物的不同组织培养难度不同2、培养基的配制、培养基的配制(MS培养基培养基) 大量元素：大量元素：C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S 微量元素：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、赤霉素等植物激素：生长素、细胞分裂素、赤霉素等3、不同植物激素使用顺序和使用量、不同植物激素使用顺序和使用量使用顺序 实验结果 先生长素，后细胞分裂素 有利于分裂但不分化 先细胞分裂素，后生长素 细胞既分裂也分化 同时使用 分化

6、频率提高 生长素细胞分裂素比值结果 比值高时 促根分化，抑芽形成 比值低时 促芽分化，抑根形成 比值适中 促进愈伤组织生长 3、不同植物激素使用顺序和使用量、不同植物激素使用顺序和使用量生长素细胞分裂素比值结果 比值高时 促根分化，抑芽形成 比值低时 促芽分化，抑根形成 比值适中 促进愈伤组织生长 4、消毒、消毒在培养的整个过程中，都需要是一个无菌环境原因：在培养的整个过程中，都需要是一个无菌环境原因：5、pH、温度、光照、温度、光照菊花：菊花： pH=5.8 温度控制在温度控制在1822 每日光照每日光照12h制备制备MS固体固体培养基培养基外植体消毒外植体消毒 接种接种 培培 养养栽栽 培

7、培四、实验操作四、实验操作 移移 栽栽冲洗冲洗酒精酒精无菌水冲洗无菌水冲洗氯化汞氯化汞无菌无菌水冲洗至少三次之上水冲洗至少三次之上此时的组织或细胞为离体的，即细胞所生活的环境此时的组织或细胞为离体的，即细胞所生活的环境为液体有机物营养环境，而不是能体现其整个植物为液体有机物营养环境，而不是能体现其整个植物体的光能自养体的光能自养在培养过程中，是脱分化、再分化的过程，随着芽在培养过程中，是脱分化、再分化的过程，随着芽和根的形成，就具有了自养的能力，是由细胞到一和根的形成，就具有了自养的能力，是由细胞到一个个体的演变过程个个体的演变过程1、高等植物是光能自养型生物，为什么在植物组、高等植物是光能自

8、养型生物，为什么在植物组织培养过程中还需要提供有机物培养基？织培养过程中还需要提供有机物培养基？2、培养过程中为什么需要进行光照、培养过程中为什么需要进行光照思思 考考1、培养基的灭菌（高压蒸汽灭菌）、培养基的灭菌（高压蒸汽灭菌）2、外植体的消毒（酒精、氯化汞）、外植体的消毒（酒精、氯化汞）3、接种的无菌操作（酒精、酒精、接种的无菌操作（酒精、酒精灯灯灼烧）灼烧）4、无菌箱中的培养；、无菌箱中的培养；5、移栽到消过毒的环境中生存一、移栽到消过毒的环境中生存一段时间。段时间。3、在整个操作过程中，是如何来实现无菌环境的？、在整个操作过程中，是如何来实现无菌环境的？结果分析与评价结果分析与评价（一

9、）对接种操作中污染情况的分析（一）对接种操作中污染情况的分析（二）是否完成了对植物组织的脱分化和再（二）是否完成了对植物组织的脱分化和再分化分化（三）是否进行了统计、对照与记录（三）是否进行了统计、对照与记录（四）生根苗的移栽是否合格（四）生根苗的移栽是否合格课题延伸（略） 练习练习 1.答：植物组织培养所利用的植物材料体积答：植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗性差，对培养条件的要求较高。用于小、抗性差，对培养条件的要求较高。用于植物组织培养的培养基同样适合于某些微生植物组织培养的培养基同样适合于某些微生物的生长，如一些细菌、真菌等的生长。而物的生长，如一些细菌、真菌等的生长。而培养物一旦

10、受到微生物的污染，就会导致实培养物一旦受到微生物的污染，就会导致实验前功尽弃，因此要进行严格的无菌操作。验前功尽弃，因此要进行严格的无菌操作。 2.答：外植体的生理状态是成功进行组织培答：外植体的生理状态是成功进行组织培养的重要条件之一。生长旺盛的嫩枝生理状养的重要条件之一。生长旺盛的嫩枝生理状况好，容易诱导脱分化和再分化。况好，容易诱导脱分化和再分化。方法：酶解方法：酶解法法在温和条件在温和条件下，用纤维下，用纤维素酶、果胶素酶、果胶酶分解酶分解物理法：离心、振动、物理法：离心、振动、电刺激等电刺激等化学法：用聚乙二醇化学法：用聚乙二醇（PEG）等试剂作为诱）等试剂作为诱导剂导剂包括膜融合和

11、核融合包括膜融合和核融合形成多种杂种细胞形成多种杂种细胞AA、AB、BB等等植物组织培养的过程植物组织培养的过程1.识记被子植物花粉发育的过程识记被子植物花粉发育的过程2.掌握花药培养产生花粉植株的两种途径掌握花药培养产生花粉植株的两种途径3.理解影响花药培养的因素理解影响花药培养的因素4.运用所学生物知识解决实际问题，培养知识迁移应用运用所学生物知识解决实际问题，培养知识迁移应用的能力的能力学习目标学习目标活动1：阅读“被子植物的花粉发育”，回答下列问题： 1花粉是花粉是_倍体的倍体的_细胞细胞. 被子植物的花粉是在被子植物的花粉是在 中由中由 经过经过 分裂形成的。分裂形成的。 2花粉的发

12、育要经历不同的时期：花粉的发育要经历不同的时期：减数减数单单 生殖生殖 （ ）分裂）分裂（ ）分裂）分裂小孢子母细胞（小孢子母细胞（2n2n）（ ）时期（）时期（n n）单核（单核（ ）期（）期（n n）双核期双核期（ ）细胞核（）细胞核（n n） （ ）细胞核（）细胞核（n n）（ ）细胞（）细胞（n n）（ ）细胞（）细胞（n n）（ ）个精子）个精子(n)(n)单核（单核（ ）期（）期（n n）（ ）分裂）分裂减数减数小孢子四分体小孢子四分体靠边靠边有丝有丝居中居中生殖生殖营养营养花粉管花粉管2 生殖生殖有丝有丝花药花药 花粉母细胞花粉母细胞 基础知识基础知识思考思考 1由此可见，被子植

13、物的花粉的发育要经历由此可见，被子植物的花粉的发育要经历 时期、时期、 期和期和 期期等阶段。等阶段。思考思考2在正常情况下，一个小孢子母细胞可以产生在正常情况下，一个小孢子母细胞可以产生 个精个精子；在一枚花药中可以产生子；在一枚花药中可以产生 个花粉。个花粉。小孢子四分体小孢子四分体 双核双核单核单核许多许多8 活动2：阅读“产生花粉植株的两条途径”，讨论并回答下列问题：1花药培养产生花粉植株的两种途径：花药培养产生花粉植株的两种途径： 一是花药中的花粉通过一是花药中的花粉通过 阶段发育为植株，阶段发育为植株， 二是花药中的花粉通过二是花药中的花粉通过 阶段再分化为植株。阶段再分化为植株。

14、 这两种途径的区别主要取决于培养基中这两种途径的区别主要取决于培养基中 的种类及其的种类及其 的配比。的配比。 浓度浓度胚状体胚状体愈伤组织愈伤组织激素激素（ ）花药中花药中的花粉的花粉（ ）（ ）（胚状体）（胚状体）（愈伤组织（愈伤组织 ） （ ） 丛丛 芽芽 生生根根移移栽栽诱导诱导脱分化脱分化再分化再分化分化分化2.2.填写培育花粉植株的途径图解：填写培育花粉植株的途径图解： 3 3. .胚状体的结构及其发育过程与种子相似，所以把胚状体到胚状体的结构及其发育过程与种子相似，所以把胚状体到 丛芽的过程称为丛芽的过程称为 ，而把从愈伤组织到丛芽的过称，而把从愈伤组织到丛芽的过称 为为 。 分

15、化分化 再分化再分化活动3：阅读“影响花药培养的因素”，回答下列问题：1 1影响花粉植株的主要因素影响花粉植株的主要因素: : 和和 等。等。 2 2材料的选择：材料的选择：从花药来看，应当选择（初花期、盛花期、晚花期）的花药；从花药来看，应当选择（初花期、盛花期、晚花期）的花药；从花粉来看，应当选择（四分体期、单核期、双核期、萌发期）从花粉来看，应当选择（四分体期、单核期、双核期、萌发期）的花粉；的花粉；从花蕾来看，应当选择（完全未开放、略微开放、完全盛开）从花蕾来看，应当选择（完全未开放、略微开放、完全盛开）的花蕾。的花蕾。思考思考4 4除此之外，你认为影响花粉诱导成功的因素还有哪些？除此

16、之外，你认为影响花粉诱导成功的因素还有哪些？思考思考5 5为什么选择合适的花粉发育期是诱导花药培养成功的为什么选择合适的花粉发育期是诱导花药培养成功的重要因素？重要因素？材料的选择材料的选择 培养基的组成培养基的组成植物的种类、亲本植株的生理状况、亲本生长条件、材料的低温处理、植物的种类、亲本植株的生理状况、亲本生长条件、材料的低温处理、 接种密度、培养基组成、培养的环境条件等。接种密度、培养基组成、培养的环境条件等。 这是因为并不是任何时期的花粉都可以经过培养产生愈伤组这是因为并不是任何时期的花粉都可以经过培养产生愈伤组织或胚状体，在花粉发育的过程中，只有织或胚状体，在花粉发育的过程中，只有

17、某一个时期某一个时期对离体刺激对离体刺激敏感。敏感。问题探究问题探究2. 被子植物的花粉发育过程中的四分体时期与减数分裂过程中被子植物的花粉发育过程中的四分体时期与减数分裂过程中的四分体时期是同一阶段吗？的四分体时期是同一阶段吗？1. 为什么说花粉是单倍体的生殖细胞？为什么说花粉是单倍体的生殖细胞？ 不是同一阶段。前者的四分体时期是指不是同一阶段。前者的四分体时期是指4个单倍体细胞连在一个单倍体细胞连在一起的时期；后者的四分体时期是指同源染色体配对后，一对同起的时期；后者的四分体时期是指同源染色体配对后，一对同源染色体含有四条染色单体的阶段。源染色体含有四条染色单体的阶段。 花粉是由花粉母细胞

18、经过减数分裂而形成的。花粉是由花粉母细胞经过减数分裂而形成的。3.3.植物的花药培养在育种上有何特殊的意义？植物的花药培养在育种上有何特殊的意义？ 花药培养得到的单倍体植株经人工诱导使染色体数目加倍，花药培养得到的单倍体植株经人工诱导使染色体数目加倍，重新恢复到正常植株的染色体数目，这样的植株不但能够正常生重新恢复到正常植株的染色体数目，这样的植株不但能够正常生殖，而且每对染色体上成对的基因都是纯合的，自交产生的后代殖，而且每对染色体上成对的基因都是纯合的，自交产生的后代不会发生性状分离。不仅缩短了育种周期，也为新品种的培育开不会发生性状分离。不仅缩短了育种周期，也为新品种的培育开辟了新途径。

19、辟了新途径。4 4、植物组织培养与花药离体培养的比较、植物组织培养与花药离体培养的比较比较项比较项目目植物组织培养植物组织培养花药离体培养花药离体培养理论依理论依据据基本过基本过程程影响因影响因素素选择材选择材料料培养结培养结果果 细胞的全能性细胞的全能性脱分化、再分化脱分化、再分化材料、营养、激素、材料、营养、激素、PHPH、温度、光照、温度、光照体细胞体细胞花药（花粉）花药（花粉）正常植株正常植株单倍体植株单倍体植株知识小结知识小结月季的花药培养月季的花药培养 被子植物的花粉发育过程被子植物的花粉发育过程产生花粉植株的两条途径产生花粉植株的两条途径影响花药培养的因素影响花药培养的因素 小孢

20、子母细胞小孢子母细胞小孢子四分体时期小孢子四分体时期单核居中期单核居中期单核靠边期单核靠边期 （4 4个小孢子个小孢子） （1 1个小孢子个小孢子）（）（1 1个小孢子个小孢子） 双核期双核期 （花粉粒花粉粒） 生殖细胞生殖细胞2 2个精子个精子营养细胞营养细胞丛芽丛芽 再生植株再生植株 胚状体胚状体 愈伤组织愈伤组织外植体外植体脱分化脱分化脱分化脱分化分化分化再分化再分化主要因素：材料的选择和培养基的组成主要因素：材料的选择和培养基的组成自主测评一、选择题一、选择题 （每题只有一个正确答案）（每题只有一个正确答案）1 1. .在月季花药培养的过程中，选择哪个时期的材料最易成功在月季花药培养的

21、过程中，选择哪个时期的材料最易成功 （ ）A A单核期前的花药单核期前的花药 B B单核期后的花药单核期后的花药 C C单核期花药单核期花药 D D双核期双核期2 2. .影响花药培养的主要因素是影响花药培养的主要因素是 （ ）A A材料的选择与培养基的组成材料的选择与培养基的组成 B B亲本植株的生理状况亲本植株的生理状况 C C选择合适的花粉发育时期选择合适的花粉发育时期 D D材料的低温处理与接种密度材料的低温处理与接种密度3 3. .某高等植物体细胞内假设有某高等植物体细胞内假设有6 6条染色体，它们是条染色体，它们是AaBbDdAaBbDd，那么，一个花粉管，那么，一个花粉管中的两个

22、精子中的染色体是中的两个精子中的染色体是 （ ）A AABDABD和和abd Babd BAbDAbD和和abd Cabd CAaBAaB和和Bbd DBbd DAbdAbd和和AbdAbd4 4. .用兰花茎尖细胞可快速培养兰花苗，这种生殖方式不能叫用兰花茎尖细胞可快速培养兰花苗，这种生殖方式不能叫 （ ）A A无性生殖无性生殖 B B组织培养组织培养 C C植物克隆植物克隆 D D有性生殖有性生殖5 5. . 某名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。为了防止性状分离并快速繁殖，某名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。为了防止性状分离并快速繁殖，可以利用该植物的一部分器官或组织进行离体培养，发育出完整植株。进可以利用该植物的一部分器官或组织进行离体培养，发育出完整植株。进行离体培养时不应采用该植株的行离体培养时不应采用该植株的 （ ）A A茎尖茎尖 B B子房壁子房壁 C C叶片叶片 D D花粉粒花粉粒C CA AD DD DD D自主测评6 6粗糙脉孢菌的单倍体细胞中具有粗糙脉孢菌的单倍体细胞中具有7条染色体。两个此种粗糙脉孢菌条染色体。两个此种粗糙脉孢菌A和和a融融合后成为二倍体，随即发生典