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1、1 / 5 课题 1.3.1 植物组织培养技术教案目标：1、知识与技能：1、熟悉植物组织培养的基本过程2、理解细胞分化的概念及离体植物细胞的脱分化和再分化3、通过联系农业生产实际，培养学生活学活用，理论联系实际的能力2、过程与方法：归纳 MS 培养基的配制方法，并设计表格比较微生物培养基与MS 培养基的配方的异同。3、情感态度价值观：通过阅读植物组织培养技术的发展史，课下查阅植物组织培养技术在生产实践中应用的资料，关注学生科学态度的教育，拓展学生视野，感受科学技术在生产实践中的重要价值。教案重点：植物组织培养过程中使用的无菌技术教案难点：植物组织培养过程中使用的无菌技术教案方法：启发式教案教具
2、使用：教学过程教师主导活动学生主体活动课前：安排学生预习：预习提纲（见导学案）课前检查预习情况。学生根据预习提纲进行自学。课中：引导学生对上节存在问题总结。新授：活动一：问题 1：在植物组织培养的过程中，为什么要进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作? 提示：植物组织培养的主要目的是快速繁殖，培养无病毒植株，因此，必须保证培养材料、培养基、培养用具完全无菌，并且无菌操作。其原因是a培养基上的细菌等微生物比植物具有更强的新陈代谢，如在培养过程中，培养材料附近出现黏液状物体或混浊的水迹状痕迹，或有泡状的发酵情况，或呈乳白色细菌污染，或出现黄、白、黑等不同颜色的霉菌，利用植物组织培养用培养基迅速地
3、大量繁殖，它们比植物细胞生长得更快。b细菌等微生物产生毒素，使培养基的植物细胞很快中毒死亡。因此在植物组织培养过程中要进行一系列消毒灭菌，并且无菌操作。问题 2：接种 3l d 观察外植体生长情况，统计有部分外植体被污染，分析外植体被污染原因? 提示：外植体被污染的原因a培养材料的取材应很好地加以选择，老的材料比幼嫩的材料带菌多，田问比温室生长材料带菌多； b消毒材料不彻底，植物组织只能进行表面灭菌，对材料内部所带的细菌、霉菌等杂菌往往难以对付，可在培养基中添加抗生素解决； c人为污染，如使用未消毒工具或呼吸排出细菌，手接触材料或器皿边缘，使用过的工作器具未消毒而再继续使用，造成交叉污染，接种
4、室空气污染，使真菌孢子在培养基上繁殖。问题 3：接种时要注意哪些问题? 提示：接种时注意事项：a每接种一块外植体前，镊子需放人体积分数为 75 9，6 的酒精溶液中消毒一次，然后在酒精灯火焰上烧一遍，冷却后再接种。注意，沾有酒精的镊子要等到酒精挥发完后，再放到酒精灯火焰上灼烧；b外植体放人培养基时，必须I 放平。每瓶放置外植体的数量，应该根据锥形瓶的大小确定，一般放置胡萝卜34 块，菊的茎或叶68 块。注意外植体在培养基中分布均匀，也不要放得太少，以充分利用培养基中的营养成分和光照条件； c插入时应注意方向，不要倒插。茎尖、茎段等基部插入培养基，利于吸收水分和养分；d接种时的酒精灯火焰不要调得
5、太高，接种时应靠近酒精灯火焰操作，接种的速度要快，接种时严学生活动一：上节存在问题总结。学生活动二：阅读教材归纳总结植物组织培养： (1)实验原理：(2)材料用具：(3)方法步骤：并动手实验。问题讨论：分小组讨论问题。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 5 页2 / 5 防接种箱内着火；e接种后应及时盖好瓶盖，做好标记，写明材料名称，接种日期。布置学生完成课堂检测并简单小结。课堂检测：独立完成。课后：布置课外作业及下一节预习提纲。（见导学案）学生完成课外作业及下一节预习。板书设计植物组织培养菊花的组织培养原理：细胞的全能性全
6、能性的高低 (大小 )：受精卵 配子 体细胞；分化程度低的细胞分化程度高的细胞植物细胞 动物细胞植物组织培养的基本过程：离体的植物器官、组织或细胞(外植体 )一脱分化一愈伤组织一再分化一根、芽一植物体。影响植物组织培养的因素：实验操作：教学札记三、其他补充教案资料1植物组织培养的基础知识归纳：(1)细胞的分化：细胞分化的过程和概念：在植物个体发育中，细胞在形态、结构和生理功能上都会出现稳定性的差异，形成这些差异的过程叫做细胞分化。细胞分化是特定基因在一定的时间、空间表达的结果。也可以说，细胞分化是细胞对化学环境变化的一种反应。细胞分化后，细胞内的遗传物质并不发生改变，但形成不同的RNA 和蛋白
7、质。细胞分化是一个渐变过程，在胚胎发育的早期，细胞外观上尚未出现明显变化前，细胞的分化前途就已经决定，以后依次渐变，不能逆转。因此，分化是一种持久的、稳定的变化，它发生在生物体的整个生命过程中，在胚胎时期达到最大限度。细胞分化的意义：一般多细胞生物体的发育起点是一个细胞(受精卵 )，细胞的分裂只能繁殖出许多相同的细胞，只有经过细胞分化才能形成各种组织、器官和系统，才能形成胚胎、幼体，并发育成成体。(2)细胞的全能性：概念：生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能，细胞的这种特性叫做细胞的全能性。物质基础：每个细胞都包含该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必需的全部基因。全能性的
8、高低(大小 )：受精卵 配子 体细胞；分化程度低的细胞分化程度高的细胞植物细胞 动物细胞体现全能性的条件：处于离体状态，在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下。(3)植物组织培养过程：离体的植物器官、组织或细胞，在培养了一段时间以后，会通过细胞分裂形成愈伤组织。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化，或者叫做去分化。脱分化产生的精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 5 页3 / 5 愈伤组织继续进行培养，又可以重新
9、分化成根或芽等器官，这个过程叫做再分化。再分化形成的试管苗移栽到地里，可以发育成完整的植物体。植物组织培养的过程可以简要归纳为：离体的植物器官、组织或细胞(外植体 )一脱分化一愈伤组织一再分化一根、芽一植物体。植物细胞只有脱离了植物体，在一定的外部因素作用下，经过细胞分裂形成愈伤组织，才表现出全能性，由愈伤组织细胞发育、分化出新的植物体。(4)植物组织培养技术的应用：快速繁殖、培育无病毒植物。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，是治疗烫伤和割伤的药物以及染料和化妆品的原料。培育农作物新品种。用植物组织培养的方法
10、，诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状结构，包裹上人造种皮和提供发育所需营养的人工胚乳组成胚状体，可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题，可以工业化生产，提高农业的自动化，人造胚乳除加胚状体，所需营养物质外，还可添加固氮细菌、防虫农药i 除草剂和植物激素，此外人工种子可以节约粮食。转基因植物的培养，也要用到植物组织培养的方法。2实验操作菊花的组织培养 (1)制备 MS 固体培养基：母液的配制和保存：需经常配制培养基时，为减少工作量，一般将常用药品配成比所需浓度高10100倍的母液。每种药品称量一次，可使用多次，并可减少多次称量所造成的误差。培养基配制程序：配制培养基时
11、要预先做好准备，首先是将保存母液按顺序排好，再是准备好所需的用具。培养基 的配制程序如下：a 配制培养液：用量筒或移液管从各种母液中分别取出所需的量，再取生长调节物质2，4 一 D 100 mL 、NAA 1 mL，与各种母液一起放入烧杯中。由于菊花茎段组织培养较易，可不必添加植物激素。在使用提前配制的母液时，应在量取各种母液之前，轻轻摇动盛放母液的瓶子，如果发现瓶中有沉淀、悬浮物或被微生物污染，应立即淘汰这种母液，重新进行配制。用量筒或移液管量取培养基母液之前，必须用所量取的母液将量筒或移液管润洗2次。量取母液时，最好将各种母液按将要量取的顺序写在纸上，量取1 种，划掉1 种，以免出错。b
12、熔化琼脂：用粗天平分别称取琼脂10 g、蔗糖 30 g，放人 1 000 mL 的搪瓷量杯中，再加入蒸馏水800 mL，用电炉加热，边加热边用玻璃棒搅拌，直到液体呈半透明状。然后再将配好的混合培养液加人到煮沸的琼脂中，最后加蒸馏水定容至1 000 mL ，搅拌均匀。在加热琼脂、制备培养基的过程中，操作者千万不能离开，否则沸腾的琼脂外溢，就需要重新称量、制备。此外，如果没有搪瓷量杯，可用大烧杯代替。但要注意大烧杯底的外表面不能沾水，否则加热时烧杯容易炸裂，使溶液外溢，造成烫伤。c 调 pH：用滴管吸取物质的量浓度为1 mol L 的 NaOH 溶液，逐滴滴人熔化的培养基中，边滴边搅拌，并随时用精
13、密的pH 试纸 (547O)测培养基的pH，一直到培养基的pH 为 58 为止 (培养基的pH 必须严格控制在58)。d 培养基的分装：熔化的培养基应该趁热分装。分装时，先将培养基倒人烧杯中，然后将烧杯中的培养基倒人锥形瓶(50 mL 或 100 mL) 中。注意不要让培养基沾到瓶口和瓶壁上，锥形瓶中培养基的量约为锥形瓶容量的151 4。每 1 000 mL 培养基，可分装2530瓶。培养基分装完毕后，应及时封盖瓶口。用2 块硫酸纸 (每块大小约为9 cm9 cm)中间夹 1 层薄牛皮纸封盖瓶口，并用线绳捆扎。最后在锥形瓶外壁贴上标签。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳
14、总结 - - - - - - -第 3 页，共 5 页4 / 5 (2)外植体消毒：植物的茎、叶部分多暴露于空气中，栽培上受泥土、肥料及杂菌的污染，消毒前要经自来水较长时间清洗。 70的酒精比其他浓度的酒精有更强的杀菌力和穿透力，而且有湿润作用，可排除掉材料上的空气，利于其他消毒剂的渗入，由于酒精穿透力强，故应严格掌握好处理时间。(3)接种：接种室的消毒，工作服、帽子、口罩等消毒。接种操作前则用70酒精擦洗。在操作时应禁止谈话并戴上口罩。接种时必须在近火焰处打开容器的瓶口，并使瓶倾斜，以免空气中的微生物落人瓶中。整个接种工作都应始终在近火焰处进行。接种完后，立刻盖好瓶口。 (4)培养：愈伤组织
15、的培养：首次培养愈伤组织时，恒温箱的门应该关闭，不必见光，因为在无光条件下愈伤组织长得更快。2周以后，由于培养基中的营养成分已接近耗尽，必须更换培养基，进行继代培养。愈伤组织的继代培养：进行继代培养所用的培养基，和培养愈伤组织所用的培养基相同。在严格的无菌条件下(接种箱内 )将愈伤组织连同原来的外植体，一起移到新的培养基上。愈伤组织的继代培养，一代为20 d。如果延长培养时间，培养基中的营养物质会减少，外植体也会分泌一些有毒物质，造成自身中毒。20 d以后，可以根据愈伤组织的大小，决定是继续进行继代培养，还是进行试管苗培养。如果愈伤组织长到直径为115 cm 时，就可以进行试管苗培养，否则还需
16、要进行第二代继代培养。在愈伤组织进行继代培养期间，可以将恒温箱的门打开，让愈伤组织见光。愈伤组织见光后，颜色可以转为绿色。试管苗的培养：当愈伤组织长到一定大小后，可以更换培养基，进行试管苗的培养，试管苗的培养分为生芽培养和生根培养。培养一株完整的试管苗，必须先进行生芽培养，然后进行生根培养，如果顺序颠倒，先诱导生根，就不好诱导生芽了。注意，试管苗应该进行见光培养。(5)移栽：试管苗一般在高湿、弱光、恒温下异养生长，出瓶后一定要保温、保湿。试管苗光合作用能力低，在移栽前给予较强光照闭瓶炼苗，以促进小苗向自养转化。珍珠岩为固体基质型，含水量高、蓄水性强、透性好，适合做栽培的基质。(6)栽培：将幼苗
17、移栽后，每天观察并记录幼苗生长情况，适时浇水、施肥，直到开花。(7)有关问题讨论：课题 1.3.1植物组织培养导学案一、学习目标：尝试植物组织培养，熟练掌握植物组织培养的基本技术二、知识构成：1植物组织培养的依据是。植物细胞的全能性是指。2植物组织培养是指在和条件下，将、在适宜的培养条件下、和的技术。3由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程。称为，或者叫做。脱分化产生的继续进行培养，又可以重新分化成根或芽等器官，这个过程叫做。植物组织培养的过程可以简要归纳为：离体的植物器官、组织或细胞(外植体 )植物体。4和是启动细胞分裂、和的关键激素。一般来说当时，有利于根的分化；当时，有利于的
18、分化；当时，则促进的生长。5在植物组织培养中最常用的培养基是。【思维点拨】 1植物组织培养的依据是什么?什么叫植物细胞的全能性? 2什么叫分化 ?什么叫脱分化?植物组织培养的过程包括哪几个重要步骤? 3在植物组织培养的过程中，为什么要进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作? 4在接种34 d 观察外植体生长情况时，统计发现有部分外植体被污染，请分析外植体被污染的原因有哪些? 5在植物组织培养中最常用的培养基是什么?接种时需要注意哪些问题?精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 5 页5 / 5 三、学法和自检：1、(多选 )在
19、制备 MS 固体培养基过程中I 有误的是 ( ) A在使用提前配制的母液时，可直接用移液管从母液中取B配制母液时，无机物中大量元素浓缩10 倍，微量元素浓缩100 倍C配制培养基时，琼脂要及早加热熔化DMS 培养基的pH 要求不太严格，可控制在57之间2、某同学在进行组织培养过程中，发现只分裂而不分化出芽和根，可能原因是 ( ) A未见阳光 B培养时间不到 C培养基营养过多 D细胞分裂素和生长素配比不对14下列关于影响植物组织培养因素，说法正确的是 ( ) A不同植物组织培养的难易程度不同，同一种植物材料培养的难易程度相同B在植物组织培养中，培养基中必须添加植物激素C植物激素中生长素和细胞分裂
20、素的作用是互相独立的DpH、温度、光照条件等对植物组织培养也特别重要13关于愈伤组织形成过程的正确叙述是 ( ) A是离体植物细胞分化的结果 B是离体植物细胞分裂的结果C是离体的动物细胞分化的结果 D是离体的动物细胞分裂的结果四、学习小结和课外作业：1、学习小结：2、课本作业：3、课本或资料选题：4、补充练习：9制备 MS 固体培养基操作过程中，有误的是 ( ) A配制母液时，无机物中大量元素浓缩10 倍，微量元素浓缩100 倍、B激素类、维生素类以及用量较小的有机物一般可按1 mgmL 质量浓度单独配成母液C制备 1 L MS 培养基时，先将母液加)k 800 mL 蒸馏水中加热灭菌，再加琼脂凝固D分装好的培养基连同其他器械一起进行高压蒸汽灭菌10对人工种子正确的解释是 ( ) A通过科学手段人工合成的种子 B种皮能够自我生成C利用植物组织培养技术获得胚状体，再包上人造种皮获得的种子D人工种子发芽率低精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 5 页