植物的组织培养教案

实验11植物的组织培养【学习目标】1.说明植物组织培养的基本原理。2.学习植物组织培养的基本技术。3.进行菊花的组织培养，尝试植物激素的应用。【教学重点】1.植物组织培养的相关概念和过程2.影响植物组织培养的因素3.植物组织培养过程中使用的无菌技术。【教学难点】1.影响植物组织培养的因素。2.植物组织培养过程中使用的无菌技术。【教学方法】运用“指导——创新”实验教学模式。这种教学模式的基本含义是：以实验活动为基础，以改进、完善、设计实验为切入点，发展学生的创新能力、培养学生积极的个性特征和科学态度【教学过程】（一）引入新课我们已经探讨学习过了生物技术在食品加工中的应用，现代生物技术究竟是怎样的呢？这节课我们先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：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。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。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。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，高度液泡化呈现不定形状态的薄壁细胞。〖思考2〗一般来说，容易进行无性繁殖的植物容易进行组织培养。〖思考3〗选取生长旺盛嫩枝进行组培的原因是嫩枝生理状态好，容易诱导脱分化和再分化。营养：常用的培养基是MS培养基，其中含有的大量元素是N、P、S、K、Ca、Mg，微量元素是Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni、I、Co，有机物有甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等。激素：在培养基中需要添加生长素和细胞分裂素等植物激素，其浓度、使用的先后顺序、用量的比例等都影响结果。环境条件：pH、温度、光等环境条件。菊花组培所需温度为18-25℃，光照条件为每日用日光灯照射小时。2.实验设计配制各种母液：将各种成分按配方比例配制成的浓缩液。使用时根据母液的浓缩倍数，计算用量，并加蒸馏水稀释。配制培养基：应加入的物质有琼脂、蔗糖、大量元素、微量元素、有机物和植物激素的母液。在菊花组织培养中，可以不添加植物激素，原因是菊花茎段组织培养比较容易。灭菌：采取的灭菌方法是高压蒸汽灭菌。〖思考4〗MS培养基中各种营养物质的作用是什么？肉汤培养基相比，MS培养基有哪些特点？大量元素和微量元素提供植物细胞所必需的无机盐；蔗糖提供碳源，维持细胞渗透压；甘氨酸、维生素等物质主要是为了满足离体植物细胞在正常代谢途径受到一定影响后所产生的特殊营养需求。微生物培养基以有机营养为主，MS培养基则需提供大量无机营养。3.发酵操作前期准备：用70％的酒精消毒工作台，点燃酒精灯。注意所有接种工作都必须在酒精灯旁进行，器械使用前后都要用火焰灼烧灭菌。接种操作：接种过程中插入外植体时形态学上端朝上，每个锥形瓶接种7～8个外植体。〖思考5〗外植体接种与细菌接种相似之处是操作步骤相同，而且都要求无菌操作。培养过程应该放在无菌箱中进行，并定期进行消毒，保持适宜的温度和光照。移栽前应先打开培养瓶的封口膜，让其在培养间生长几日，然后用流水清洗根部培养基。然后将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中生活一段时间，进行壮苗。最后进行露天栽培。〖思考6〗外植体在培养过程中可能会被污染，你认为造成污染的原因有哪些？外植体消毒不彻底；培养基灭菌不彻底；接种中被杂菌污染；锥形瓶密封性差等。【知识补充】1.无菌技术是植物组织培养能否获得成功的关键植物组织培养不同于扦插、分根、叶插等常规无性繁殖。由于植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗性差，所以对培养条件的要求较高，对无菌操作的要求非常严格。无菌技术包括培养基消毒灭菌和植物材料（外植体）的消毒灭菌。对培养材料进行表面灭菌时，一方面要考虑药剂的消毒效果；另一方面还要考虑植物材料的耐受能力。不同药剂、不同植物材料，甚至不同器官要区别对待。2.妥善处理被污染的培养物即使对于有经验的操作人员，操作后出现培养物被污染的情况也常有。一般情况下，细菌污染可能是由接种人员造成的，如未戴口罩，接种时说话，或手及器械消毒不严等。真菌污染可能是植物材料灭菌不当。3.你能说出各种营养物质的作用吗？同专题2中微生物培养基的配方相比，MS培养基的配方有哪些明显的不同？微量元素和大量元素提供植物细胞生活所必需的无机盐；蔗糖提供碳源，同时能够维持细胞的渗透压；甘氨酸、维生素等物质主要是为了满足离体植物细胞在正常代谢途径受到一定影响后所产生的特殊营养需求。微生物培养基以有机营养为主。与微生物的培养不同，MS培养基则需提供大量无机营养，无机盐混合物包括植物生长必须的大量元素和微量元素两大类。4.植物组织培养技术的应用植物组织培养技术的应用范围是很广的，除了快速繁殖、培育无病毒植物外，还可以通过大规模的植物细胞培养来生产药物、食品添加剂、香料、色素和杀虫剂等。例如，从大量培养的紫草愈伤组织中提取的紫草素，是制造治疗烫伤和割伤的药物以及