高中生物《植物組織培養(yǎng)技術(shù)》課件22（24張PPT）（蘇教版選修1）

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歡迎進(jìn)入生物課堂 植物組織培養(yǎng)技術(shù) 組織培養(yǎng)概述 1 組織培養(yǎng)定義 組織培養(yǎng)是指用無菌方法使植物體的離體器官 組織和細(xì)胞在人為提供的條件下生長和發(fā)育的所有培養(yǎng)技術(shù)的總稱 也稱之為離體培養(yǎng) 2 組織培養(yǎng)的發(fā)展植物組織培養(yǎng)是二十世紀(jì)發(fā)展起來的新技術(shù) 它的發(fā)展經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段 一 萌芽階段 從20世紀(jì)初到30年代中 1902年德國植物生理學(xué)家Haberlandt提出細(xì)胞全能性概念 并首次進(jìn)行離體細(xì)胞培養(yǎng) 但沒有成功 1904年 Hanning最先成功地培養(yǎng)了蘿卜和辣根菜的胚 1922年 Knudson采用胚培養(yǎng)法獲得大量蘭花幼苗 二 奠基階段 從20世紀(jì)30年代末到50年代中 1934年 White用番茄根尖建立起第一個(gè)活躍生長的無性繁殖系 從而使非胚器官的培養(yǎng)首先獲得成功 1939年 Gautherete培養(yǎng)胡蘿卜根小外植體成功 1943年 White提出了植物細(xì)胞 全能性 學(xué)說 標(biāo)志組織培養(yǎng)成為一門新興學(xué)科 1952 1953年 美國科學(xué)家StewardF C 用胡蘿卜根的細(xì)胞懸浮培養(yǎng) 發(fā)現(xiàn)單個(gè)細(xì)胞能象受精卵發(fā)育成胚一樣的途徑 發(fā)育成完整植抹 證實(shí)了植物細(xì)胞 全能性 學(xué)說 三 快速發(fā)展和應(yīng)用階段 從20世紀(jì)50年代末到現(xiàn)在 1960年以來組織培養(yǎng)理論 實(shí)踐 技術(shù)和方法不斷完善和發(fā)展 并廣泛應(yīng)用于生物學(xué)的許多分支學(xué)科 1960年 Cocking酶解法分離原生質(zhì)體獲得成功 使植物細(xì)胞可以象動(dòng)物細(xì)胞一樣進(jìn)行細(xì)胞融合 1960年 Morel等人通過對蘭花莖尖進(jìn)行培養(yǎng) 獲得了快速繁殖的脫毒蘭花 隨后在國內(nèi)外進(jìn)行了 蘭花試管苗產(chǎn)業(yè)化 1964年 印度學(xué)者Guha和Maheshwari成功地培養(yǎng)曼陀羅花藥獲得單倍體再生植株 從而促進(jìn)了植物花藥培養(yǎng)單倍體育種技術(shù)的發(fā)展 3 植物組織培養(yǎng)的基礎(chǔ)理論 植物細(xì)胞的全能性定義 植物細(xì)胞具有該植物體全部遺傳的可能性 在一定條件下具有發(fā)育成完整植物體的潛在能力 原理 生物體的每一個(gè)細(xì)胞都包含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì) 都有發(fā)育成為完整個(gè)體所必需的全部基因 從理論上講 生物體的每一個(gè)活細(xì)胞都應(yīng)該具有全能性 差異 1 受精卵的全能性最高 2 受精卵分化后的細(xì)胞中 體細(xì)胞的全能性比生殖細(xì)胞的低 植物全能性的表達(dá) 離體的植物器官 組織 細(xì)胞 游離單細(xì)胞或原生質(zhì)體 胚狀體 根 芽 愈傷組織 人工種子 再生植株 培養(yǎng)條件 基本培養(yǎng)基和適宜的植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì) 適宜的溫度 空氣 無菌環(huán)境 適合的PH 適時(shí)光照等 脫分化 將分化組織的已停止分裂的細(xì)胞從植物體部分的抑制性影響下解脫出來 恢復(fù)細(xì)胞的分裂活性 再分化 經(jīng)脫分化的組織或細(xì)胞在一定的培養(yǎng)條件下可有轉(zhuǎn)變?yōu)楦鞣N不同細(xì)胞類型的能力 4 植物組織培養(yǎng)分類 愈傷組織培養(yǎng)細(xì)胞培養(yǎng)器官培養(yǎng)原生質(zhì)體培養(yǎng) 最為常見的組織培養(yǎng) 懸浮細(xì)胞培養(yǎng)單細(xì)胞培養(yǎng) 胚 胚乳 珠心 子房 根 莖 葉 花和幼果的部分組織的培養(yǎng) 按材料的類別分 愈傷組織培養(yǎng)將外植體接種在人工培養(yǎng)基上 由于植物生長調(diào)節(jié)劑的存在 而其細(xì)胞脫分化形成愈傷組織 然后通過再分化形成再生植株 它是最為常見的 器官培養(yǎng) 將植物的器官如胚 胚乳 珠心 子房 根 莖 葉 花和幼果的部分組織接種在無菌培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng) 細(xì)胞和原生質(zhì)體培養(yǎng) 細(xì)胞培養(yǎng)是將植物的單個(gè)細(xì)胞分離出來 并進(jìn)行培養(yǎng) 而原生質(zhì)體培養(yǎng)是指將植物細(xì)胞的細(xì)胞壁通過機(jī)械 物理或化學(xué)的方法去除 然后再進(jìn)行培養(yǎng) 原球莖 主要是蘭科植物在誘導(dǎo)時(shí) 分化出的原初植物形態(tài) 具有完整植株的器官雛形 成苗容易 胚狀體 由愈傷組織或表面形成的許多類似胚的突起 是初步分化的幼小生命體 芽根有共同的維管束 是雙極性結(jié)構(gòu) 起源于單細(xì)胞 無嵌合現(xiàn)象 結(jié)構(gòu)完整 可直接形成小植株 成苗率高 去分化難 再分化也很難 胚狀體與不定芽的區(qū)別 胚狀體在組織學(xué)上具備以下和不定芽不同的三個(gè)特征 最根本的特征是具有兩極性 胚狀體的維管組織與外植體的維管組織無解剖結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系 而不定芽或不定根往往總是與愈傷組織的維管組織相聯(lián)系 胚狀體的維管組織的分布是獨(dú)立的 v 字形 而不定芽的維管組織無此現(xiàn)象 按培養(yǎng)方法分為固體培養(yǎng)液體培養(yǎng)看護(hù)培養(yǎng)微室培養(yǎng) 初代培養(yǎng) 繼代培養(yǎng) 按培養(yǎng)過程分為初代培養(yǎng)繼代培養(yǎng) 5 植物組織培養(yǎng)應(yīng)用 快速繁殖 運(yùn)用組織培養(yǎng)的途徑 一個(gè)單株一年可以繁殖幾萬到幾百萬個(gè)植株 而且均來自一單一的個(gè)體 遺傳性狀一致 例如一株葡萄一年繁殖到3萬多株 一株蘭花一年繁殖到400萬株 種苗脫毒 由于病毒的感染嚴(yán)重影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì) 而利用組織培養(yǎng)技術(shù)可以有效地除去植物體內(nèi)的病毒 得到大量的無病毒種苗 主要的方法是培養(yǎng)植物莖尖分生組織 也可以采用熱處理或加入化學(xué)試劑的方法達(dá)到脫毒的效果 已經(jīng)取得成功的有馬鈴薯 草莓 香蕉 葡萄等等 遠(yuǎn)緣雜交 利用組織培養(yǎng)可以使難度很大的遠(yuǎn)緣雜交取得成功 從而育成一些罕見的新物種 potato tomato 突變育種 采用組織培養(yǎng)可以直接誘變和篩選出具抗病 抗鹽 高賴氨酸 高蛋白等優(yōu)良性狀的品種 基因工程 基因工程主要研究DNA的轉(zhuǎn)導(dǎo) 而基因轉(zhuǎn)導(dǎo)后必須通過組織培養(yǎng)途徑才能實(shí)現(xiàn)植株再生 生物制品 有些極其昂貴的生物制品 可以用大規(guī)模培養(yǎng)植物細(xì)胞來直接生產(chǎn) 種質(zhì)保存 繁殖量大 省空間 保存時(shí)間長 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全