2. 1.1 植物细胞工程的基本技术
课标要求
1、能力要求
1、理解和掌握植物组织培养的操作过程
2、理解和掌握植物体细胞杂交的操作过程
2、内容要求
1、理解植物细胞的全能性
2、了解植物细胞脱分化和再分化的结果
3、掌握植物组织培养的特点
4、理解植物体细胞杂交和植物细胞培养的联系
知识网络体系
重难热点归纳
1、理解细胞全能性的概念，把握细胞全能性的特点：
细胞全能性是指生物体的细胞具有形成完整个体的潜能的特性。受精卵、生殖细胞和已分化的体细胞均具有全能性。生物体的细胞具有全能性的根本原因是细胞内含有形成完整个体所需的全套基因。同一个体的每一个已分化的体细胞都由受精卵经有丝分裂而来，体细胞核内基因与受精卵一样，因此都具有全能性。分化的体细胞之所以没有表达出全能性，是因为基因选择性表达。在离体和适当的条件下，分化的体细胞也能表达其全能性。全能性表达的难易程度：受精卵＞生殖细胞＞体细胞；植物细胞＞动物细胞。
2、植物组织培养操作的特点：
（1）选择外植体时，由于外植体的脱分化难易因植物种类、器官来源及生理状况的不同而有很大差异。花和幼嫩的组织脱分化较为容易，而植物的茎、叶和成熟的老组织则较难。另外制备外植体时应选取有形成层的部分，因为形成层细胞易脱分化。
（2）消毒。植物组织培养要想取得成功，必须有效防止细菌等的污染。因为如果培养基上有细菌等微生物存在时，它们比植物细胞生长、繁殖得更快，而且它们会产生毒素，使培养的植物细胞很快中毒死亡。因此在培养过程中要求进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作。
（3）光照。离体的植物细胞、组织和器官脱分化形成愈伤组织时，需避光处理。愈伤组织再分化形成植物幼苗时，需光照处理。
（4）激素调控：生长素含量高于细胞分裂素时，主要诱导植物组织脱分化和根原基的形成；当细胞分裂素的效应高于生长素时，主要诱导植物组织再分化和芽原基的形成。
3、植物体细胞杂交杂种细胞的筛选和培养：
以烟草与大豆细胞融合为例。烟草与大豆的原生质体融合后，将原生质体转移到适当的培养基上培养，使原生质体再生出细胞壁。这时，在细胞混合物中，不仅有烟草-大豆细胞，还有烟草细胞、大豆细胞、烟草-烟草细胞、大豆-大豆细胞，因此需要对杂种细胞进行筛选。得到烟草-大豆细胞后，再通过植物组织培养技术，培育杂种植株。
经典例题剖析
1.下列属于组织培养的是：
A.花粉培养成单倍体植株
B.芽发育成枝条
C.根尖分生区发育成成熟区
D.未受精的卵发育成植株
[解析]解答此题需从以下几个方面入手：首先，组织培养是指离体的植物器官、组织或细胞经脱分化形成愈伤组织，再经再分化形成具有根、芽结构的胚状体，然后由胚状体发育成完整植物体的过程。花粉粒能培养成单倍体，是在离体条件下培养形成的。第二，芽发育成枝条、根尖分生区发育成成熟区，是体内分化的器官和组织形成了机体的一部分，未受精的卵发育成植物体，这就是自然情况下单倍体的形成过程，是在母体的调控下完成的。
[答案] A
2.在细胞工程——原生质体融合育种技术中，其技术的重要一环是将营养细胞的细胞壁除去，通常是采用纤维素酶和果胶酶的酶解破壁法处理。如将去掉了细胞壁的成熟植物细胞置于清水中，细胞将：
A.皱缩
B.胀破
C.呈球形
D.保持原状
[解析]成熟植物去壁后，置于清水中，由于细胞内外浓度差较大，又无细胞壁保护，细胞会大量吸水，直至细胞破裂。
[答案]B
3.不能用于人工诱导原生质体融合的方法是
A.振动
B.电刺激
C.PEG
D.重压
[解析]原生质体是除去细胞壁的植物细胞，它实际上就是植物细胞的原生质部分。当进行植物体细胞杂交时，先用纤维素酶、果胶酶除去细胞壁，分离出具有活力的原生质体，获得原生质体后就可以进行植物体细胞杂交了。植物体细胞杂交的过程实质是不同植物体细胞的原生质体融合的过程。将不同植物体细胞放在一起培养，必须通过一定的技术手段进行人工诱导。诱导方法有物理法和化学法两大类。物理法就是利用离心、振动、电刺激等促使原生质体融合；化学法是用聚乙二醇等试剂作为诱导剂诱导细胞的原生质体融合，聚乙二醇简称为PEG。重压不能促使原生质体的融合。
[答案]D
4.在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的
A.消毒灭菌
B.适宜的温度
C.充足的光照
D.适宜的养料和激素
[解析]解答该题需从如下三个方面入手分析：
①由离体的植物器官、组织或细胞形成愈伤组织的过程是植物组织培养过程中的一个阶段。该阶段要进行细胞的增殖和细胞的脱分化，这就必须要有适宜的养料和激素，必须要有适宜的温度，这样，才能保证细胞进行正常的新陈代谢。
②由离体的植物器官、组织形成愈伤组织必须是在无菌条件下，只有在这样的条件下，才能保证培养产生出的细胞是正常细胞，否则培养基内将长出许多霉菌，与离体细胞争夺营养与生存空间，形不成愈伤组织。
③由于此阶段形成的是愈伤组织，并没有形成具有根、茎、叶的植物体，因此不需要光照。
[答案]C
5.要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，不需要
A.具有完整细胞核的细胞
B.离体状态
C.导入外源基因
D.一定的营养物质和激素
[解析]考查植物组织培养的知识。要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，需要具有完整细胞核的细胞，细胞处于离体状态，培养基中含有一定的营养物质和激素。
[答案]C
基础试题训练
一、选择题
1．植物组织培养是指
（）
A．离体的植物器官或细胞培育成愈伤组织
B．愈伤组织培育成植株
C．离体的植物器官、组织或细胞培养成完整植物体
D．愈伤组织形成高度液泡化组织
2．植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是
（）
A.植物体细胞的结构组成中不包括细胞壁
B.细胞壁使原生质体失去活力
C.细胞壁阻碍了原生质体的融合
D.细胞壁不是原生质的组成部分
3．植物体细胞杂交的结果是
（）
A.产生杂种植株B．产生杂种细胞
C．原生质体融合D．形成愈伤组织
4．科学家把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合，培育出的驱蚊草含有香茅醛，能散发出一种特殊的达到驱蚊且对人体无害的效果。下列关于驱蚊草培育的叙述中，错误的是
（）
A．驱蚊草的培育属于细胞工程育种，其优点是能克服远源杂交不亲和的障碍
B．驱蚊草培育过程要用到纤维素酶、果胶酶、PEG等试剂或离心、振动、电刺激等方法
C．驱蚊草培育过程是植物体细胞杂交，不同于植物组织培养，无愈伤组织和试管苗形成
D．驱蚊草不能通过天竺葵和香茅草杂交而获得是因为不同物种间存在生殖隔离5．（2005，上海）将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时，下列条件中不需要的是（）
A、具有完整细胞核的细胞
B、一定的营养物质和植物激素
C、离体状态
D、导入指定基因
6．植物体细胞杂交的目的中错误的是
（）
A.把两个植物体的优良性状集中在杂种植株上
B.获得杂种植株
C.克服远源杂交不亲和的障碍
D.实现原生质体的融合
7．植物组织培养的用途中不正确的是
（）
A.快速繁殖
B.生产新品种C．生产生物碱D．生
产白细胞介素－2
8．A种植物的细胞和B种植物细胞的结构如右图所示（仅显
示细胞核），将A、B两种植物细胞去掉细胞壁后，诱导二者
的原生质体融合，形成单核的杂种细胞，若经过组织培养
后得到了杂种植株，则该杂种植株是（）
A．二倍体；基因型是DdYyRr
B．三倍体；基因型是DdYyRr
C．四倍体；基因型是DdYyRr
D．四倍体；基因型是DDddYYyyRRrr
9．以下关于原生质的叙述，正确的是（）
A、原生质泛指细胞内的基质
B、原生质就是细胞质
C、一个动物细胞就是一团原生质
D、细胞膜、细胞核和细胞壁是原生质10．不能人工诱导原生质体融合的方法是（）
A.振动
B.电刺激
C.PEG试剂D．重压
11．植物细胞表现出全能性的必要条件是（）
A.给予适宜的营养和外界条件
B.导入其他植物细胞的基因
C.脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件
D.将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内
12．细胞具有全能性的原因是（）
A.生物体细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能
B.生物体的每一个细胞都具有全能性
C.生物体的每一个细胞都含有个体发育的全部基因
D.生物体的每一个细胞都是由受精卵发育来的
13．植物组织培养过程中的脱分化是指（）
A.植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞
B．未成熟的种子经过处理培育出幼苗的过程
C．植物的器官、组织或细胞，通过离体培养产生愈伤组织的过程
D.取植物的枝芽培育成一株新植物的过程
14.下列植物细胞全能性最高的是（）
A.形成层细胞
B.韧皮部细胞
C.木质部细胞
D.叶肉细胞
15．植物组织培养过程的顺序是（）①离体的植物器官、组织或细胞②根、芽③愈伤组织④脱分化
⑤再分化⑥植物体
A．①④③⑤②⑥B．①④③②⑤⑥
C．①⑤④③②⑥D．⑥①④③⑤②
16．（2005，上海）将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时，下列条件中不需要的是（）A．具有完整细胞核的细胞B．一定的营养物质和植物激素
C．离体状态D．导入指定基因
17．下列有关细胞工程的叙述不正确的是（）
A. 在细胞整体水平上定向改变遗传物质
B．在细胞器水平上定向改变遗传物质
C．在细胞器水平上定向改变细胞核的遗传物质
D．在细胞整体水平上获得细胞产品
18．下列细胞全能性最高的是（）A．植物的卵细胞
B．植物的精子细胞
C．被子植物的受精卵
D．被子植物的的叶肉细胞
19．植物体细胞融合完成的标志是（）
A、产生新的细胞壁
B、细胞膜发生融合
C、细胞膜发生融合
D、细胞膜发生融合
20.植物体细胞杂交的目的是（）
A.用酶解法去掉细胞壁分离出有活力的原生质体
B.以人工诱导法使两个不同植物的原生质体融合
C.用植物组织培养法培养融合的原生质体得到杂种植株
D.通过以上三者来完成
21.下列提法正确的是：（）
A、原生质专指细胞质
B、人体内的水都属于原生质
C、细胞核不是原生质
D、一个动物细胞就是一团原生质
22．（多选）有关原生质体的下列叙述中，正确的是
A．组成原生质体的主要生命物质是蛋白质和核酸
B．原生质体包括细胞膜、液泡膜及两者之间的原生质
C．被脱掉细胞壁的植物裸露细胞是原生质体
D．原生质体只能用于植物细胞工程
23．(2006，广雅中学考题)（多选）下图为植物组织培养过程示意图，则下列叙述正确的是
A．植物组织培养依据的生物学原理是细胞的全能性
B．③
C．将①经脱分化培养成②时，再植上人造种皮即可获得人工种子
D．②③的再分化过程中，诱导②生根的激素为细胞分裂素和生长素
二、非选择题
1．下图是植物组织培养的简略表示。据此回答：
脱分化再分化
①——→②——→③——→④
（1）①表示，它能被培养成为④的根本原因是。
（2）②表示，它与①相比分化程度，全能性。
（3）若想制作人工种子，应该选用（填编号）。
（4）若①是花药，则④是，继续对其使用处理可获得正常植株，该过程称为。
（5）若①是胡萝卜根尖细胞，则培养成的④的叶片的颜色是，这说明根尖细胞。
（6）若利用此项技术制造治疗烫伤、割伤的药物——紫草素，培养将进行到（填编号）。
2．右图为植物体细胞杂交过程示意图。据图回答：
（1）步骤①是，最常用的方法
是。
（2）步骤③一般常用的化学试剂是，目的
是。
(3)在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，运用的技术手段
是，其中步骤④相当于，步骤⑤相
当于。
（4）植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株。使
能够在新的植物体上有所表现，其根本原因。
（5）若远源杂交亲本A和B都是二倍体，则杂种植株为
倍体。
（6）从理论上讲，杂种植株的育性为。若运用传统有性杂交方
法能否实现？，原因是。因此，这项研究对于
培养作物新品种方面的重大意义在于。
（7）利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种过程中，遗传物质的
传递是否遵循孟德尔的遗传规律？为什么？。
创新应用训练
1．（2004，江苏）紫草素是紫草细胞的代谢产物，可作为生产治疗烫伤药物的原料。用组织培养技术可以在生物反应器中通过培养紫草细胞生产紫草素。下图记录了生物反应器中
紫草细胞产量、紫草素产量随培养时间发生的变化。
（1）在生产前，需先加入紫草细胞作为反应器中的“种子”。这些“种子”是应用组织培养技术，将紫草叶肉细胞经过________________________而获得的。这项技术的理论
基础是_______________________。
（2）从图中可以看出：反应器中紫草细胞的生长呈现______________________________规律；影响紫草素产量的因素是_____________________和________________________。
（3）在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌的目的是_________________________和_______________________________________________。
参考答案：
一、选择题
CCACD DDCCD CCCAA DCCACD （AC）（ABD）
二、非选择题
1、（1）离体的植物器官、组织或细胞植物的全能性
（2）愈伤组织低高
（3）③（4）单倍体植株秋水仙素纯合单倍体育种
（5）绿色含有与叶绿体形成相关的基因（6）②
2、（1）去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体酶解法
（2）PEG 诱导不同植物体细胞的原生质体融合
（3）植物组织培养脱分化再分化
（4）远源杂交亲本的遗传特征杂种植株获得双亲的遗传物质
（5）四
（6）可育不能因为不同种生物之间存在生殖隔离克服远源杂交不亲和的障碍（7）否有性生殖的过程中进行减数分裂，才遵循孟德尔的遗传规律
三、应用创新
1、（1）脱分化（或脱分化形成愈伤组织）细胞的全能性
（2）S型增长细胞数量细胞所处的生长期
（3）保证氧气供应充足使细胞与培养液充分接触
植物细胞工程知识点清单 （一）植物组织培养 1.理论基础（原理）：细胞全能性 2.全能性概念：具有某生物发育所需全部遗传信息的细胞，都具有发育成完整个体的潜能。 3、过程：外植体—脱分化—愈伤组织—再分化—丛芽、不定根—新植株 4、相关概念及实验注意事项 ①外植体：离体植物器官、组织、细胞 ②愈伤组织：高度液泡化，无固定形态的薄壁细胞。全能性高，分化程度低 ③外植体消毒：70%酒精30s—无菌水冲洗—次氯酸钠30min—无菌水冲洗 ④取材：选取形成层部位 ⑤脱分化：23~26o C，避光 ⑥再分化：将愈伤组织转接到分化培养基，光照下培养 ⑦生长素/ 细胞分裂素：比值高—促进生根；比值低—促进发芽 5、植物组织培养概念：在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官，组织，细胞培养在人工配置的培养基上，诱导其产生愈伤组织，丛芽，最终形成完整的植株。 6、地位：是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。 （二）植物体细胞杂交 1、植物体细胞杂交概念：将不同种的植物细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的过程。 2、过程及注意事项： ①去除细胞壁：酶解法（纤维素酶、果胶酶），获得原生质体 ②原生质体融合方法：物理法（离心、震荡、电刺激）；化学法：聚乙二醇 ③细胞融合成功的标志：杂种细胞再生细胞壁 3、融合结果：获得杂种细胞，进而获得杂种植株。 A细胞+B细胞所得杂种植株遗传物质=A+B 4、成功例子：番茄—马铃薯；烟草—海岛烟草；胡萝卜—羊角芹；白菜—甘蓝
5、优点：克服远缘杂交不亲和障碍 6、局限性：不能按照人的要求表达性状 （三）植物细胞工程应用 1、微型繁殖：可以高效快速地实现种苗的大量繁殖（观赏植物，经济林木，无性繁殖作物） 2、作物脱毒：采用茎尖等分生区组织培养来除去病毒（因为分生区附近的病毒极少或没有） 如：马铃薯；草莓；甘蔗；菠萝、香蕉等经济作物 3、人工种子：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经人工薄膜包装得到的种子。优点：完全保持优良品种的遗传特性，不受季节的限制；方便储藏和运输 4、作物新品种培育：单倍体育种 5、突变体利用：在组织培养中会出现突变体，通过从有用的突变体中选育出新品种（如筛选抗病、抗盐、含高蛋白的突变体） 6、细胞产物的生产：通过能够产生对人们有利的产物的细胞进行组织培养，从而让它们能够产生大量的细胞产物。 如：生产人参皂甙，三七，紫草，银杏等。 （定向诱导愈伤组织细胞分化为产生特定物质的细胞，提纯产物）
细胞工程是指体外人工培养细胞，通过细胞杂交的方法人为改变细胞的某些生物学特性，加速动物或植物个体繁殖，改良种质或创造生物新品种及获得某些有用物质的过程[1]。植物细胞工程是一门以植物组织培养为基础，具有广泛应用前景和实用价值的生物技术，其理论基础是植物细胞的全能性。植物细胞培养是指可以把植物的胚、胚轴、根、茎、叶、花、果实、种子、花粉或分生组织等任一部分离体培养成为植株；植物细胞杂交是指分离植物体上的细胞后用纤维素酶除去细胞壁，使其变为原生质体，在灭活的仙台病毒或PEG 诱导下促进不同品种的两个细胞完成杂交过程，从而培养为杂种植株[2]。目前，根据人们的需要已经相继完善和发展了一些具有特色的植物细胞工程实用技术，包括植物细胞组织培养技术、无性快繁技术及单倍体育种技术等，这些技术在脱毒苗生产、经济植物快繁、植物新品种选育及有用次生代谢产物生产方面发挥了重要作用[3]。1 植物细胞工程在脱毒苗生产方面的应用 长期进行营养繁殖的农作物及果树、蔬菜等 往往会积累许多病毒和类病毒，病毒和类病毒的感染常导致亲本性状退化，使农产品的产量和质 量明显下降。 植物细胞工程可应用于脱毒苗生产，一般多采用茎尖脱毒的方法，通过茎尖组织培养 可以获得无病毒和类病毒感染的再生苗。如茎尖 脱毒获得的脱番茄斑萎病毒（TSWV ）[4] 、脱黄瓜花叶病毒（CMV ）[5]及脱菊花病毒B （CVB ）[6]的再生苗等。近年来，中国相继出现了许多脱毒试管苗生产工厂，黑龙江、内蒙古、湖南、湖北、河南和甘肃等地都建立了生产脱毒种薯的原种场，脱毒马铃薯已经推广了近30万hm 2，平均增产50%以上。目前，草莓、苹果、柑橘和葡萄等经济植物都已建立了脱毒苗生产技术。2 植物细胞工程在经济植物快繁方面的应用 植物快繁是指利用组织培养技术，将来自优良植株的植物组织或细胞进行离体培养，短期内获得大量遗传性状一致的个体的方法。植物快繁技术在农业上有着广泛的应用，如可以使生根困难的名贵花卉大量繁殖，还可应用于杂合植物材料的快繁，因为很多优良的观赏植物和经济植物 植物生理与生物技术 植物细胞工程在农业生产中的应用 柳成荫，杨洪兵 （青岛农业大学生命科学学院，山东青岛266109） 摘要：介绍了植物细胞工程在脱毒苗生产、经济植物快繁、植物新品种选育及有用次生代谢产物生产方面的应用情况。 关键词：细胞培养；细胞杂交；脱毒苗；生物发生器；育种中图分类号：Q813 文献标识码A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006－6500.2011.05.003 Application of Plant Cell Engineering in Agricultural Production LIU Cheng-yin,YANG Hong-bing （College of Life Science,Qingdao Agricultural University,Qingdao ，Shandong 266109,China ） Abstract :This article introduced the application of plant cell engineering in production of virus-free seedlings,rapid propagation of economic plants,breeding of new plant variety and production of useful secondary metabolites.Key words:cell culture;cell hybridization;virus-free seedlings;bio-generator;breeding 2011，17（5）：9-11 天津农业科学Tianjin Agricultural Sciences 收稿日期：2011-05-10；修订日期：2011-07-26 基金项目：山东省自然科学基金项目（ZR2010CL019）；青岛农业大学院重点课程建设项目（YZDK1003）作者简介：柳成荫（1989-），男，山东青岛人，在读本科生，从事植物逆境生理研究。通讯作者为杨洪兵。
第九讲实验(一 ) 测试内容测试要求五年考情 检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质 实验原理 实验材料用具、实验方法步骤 实验结果及其分析 B A C 2013、2014、2015、2017(选)、 2016(主) 观察植物细胞的质壁分离和复原 实验原理 实验材料用具、实验方法步骤 实验结果及其分析 B A C 2015(选)、2016(选、主) 观察植物细胞的有丝分裂 实验原理 实验材料用具、实验方法步骤 实验结果及其分析 B A C 2013(主)、2015(选)、2016(主 ) 1.还原糖与________发生作用，生成________沉淀；脂肪被________染成________；蛋白质与________发生作用，产生________反应。 2.观察有丝分裂时常用的材料是____________细胞。染色体易被________________(如龙胆紫、醋酸洋红)染成深色。 3.有丝分裂装片的制作过程：________→________→________→________。 4.植物细胞的________相当于一层半透膜，当细胞液的浓度________外界溶液的浓度时，细胞液中的水分就透过原生质层进入外界溶液中，使细胞壁与原生质层都出现一定程度的收缩。由于原生质层比细胞壁的伸缩性________，当细胞失水时，原生质层就会与细胞壁分离开来，也就是________。当细胞液的浓度________外界溶液的浓度时，外界溶液中的水分就透过原生质层进入细胞液中，使细胞质壁分离复原。 5.光学显微镜的放大倍数：显微镜的放大倍数等于________放大倍数与________放大倍数的________。物镜越长，放大倍数越________，距装片距离越________；目镜越长，放大倍数越________。 6.显微镜的成像特点：显微镜下所成的像是倒立的放大的虚像，如字母“b”所成的像是________。要移动物像到视野中央时，应向________方向移动装片。 1.斐林试剂与双缩脲试剂的比较 (1) 溶液浓度不同：斐林试剂中NaOH浓度为0.1 g/mL，CuSO4浓度为0.05 g/mL；双缩脲试剂中NaOH浓度为0.1 g/mL，CuSO4浓度为0.01 g/mL。 (2) 使用方法不同：斐林试剂使用时，先把NaOH溶液和CuSO4溶液等量混合，然后立即使用，并需进行水浴加热后观察；双缩脲试剂使用时，先加入NaOH溶液，再滴加几滴CuSO4溶液，振荡后直接观察。 2.光学显微镜的使用
烟草叶片愈伤组织诱导 摘要用不同成分培养基，附加0.8%琼脂，3%蔗糖，调pH5.8—6.0，取烟草叶片 作为外植体进行愈伤组织诱导培养，计算污染率、诱导率以及诱导情况，观察愈伤 组织的发生情况。实验表明，养分较高的培养基，外植体生长情况较好。当细胞分 裂素高于生长素的浓度时，有利于分化出芽；细胞分裂素低于生长素的浓度时，有 利于分化出根；当细胞分裂素及生长素的浓度适合时，愈伤组织不分化，但是生长 旺盛。 关键词：烟草叶片愈伤组织诱导 前言 烟草（Nicotiana tabacum）又名草烟，属茄科烟草属的一年生草本植物，本属约有60种，原产于美洲和大洋洲[1]。烟草是重要的经济作物和工业原料作物，其体内所含的烟碱等生物碱是非常宝贵的医药及化工原料[2]。有报道烟草细胞悬浮培养物获得细胞分裂素类物质，因此很有必要对烟草的组培快繁进行研究，以获得更有效的方法提高产率和产量。柯善强综述植物细胞的遗传全能性与组织培养形态发生控制[3]，戴冕进行了烟草叶肉原生质体再生植株的研究[4] ,徐瑞娟等通过烟草花序苞叶的离体培养分化出花芽[5],战淑敏用烟草叶组织培养直接获得再生植株[6]。本实验以烟草叶片组织为外植体进行组织培养，诱导愈伤组织，观察愈伤组织诱导情况。 1.材料与方法 1.1 配置培养基母液，每2人为一个小组，配置以下培养基，并分装，灭菌，然后室温下放置一周。 1.2 取烟草叶片取烟草的嫩叶片作外植体。先用自来水冲洗干净，再用蒸馏水洗2次后，置于超净台上，于无菌条件下先用75%的酒精浸泡30秒，然后置于无菌瓶中用10%次氯酸钠溶
液浸泡20分钟至30分钟，再用无菌水冲洗4次，最后在无菌培养皿中将嫩叶片切成1cm见方小块，接种在培养基中。 1.3.1 观察污染情况：观察是否有细菌性污染（菌斑呈粘液状,接种后1-2天出现）和真菌性污染（出现不同颜色霉菌,接种后3-10天出现），并计数。计算污染率。 污染率(%)=污染的材料数/总接种材料数×100%[7] 1.3.2 观察各培养基中的外植体产生愈伤组织的情况，愈伤组织出现时间和愈伤组织形态特征（颜色和质地等），计数形成愈伤组织的材料数，并计算诱导率。 诱导率(%)=形成愈伤组织的材料数/总接种材料数×100%[7] 2.结果及分析 2.1愈伤组织诱导情况 三天后发现部分组有细菌性污染（如图1），7天后发现部分有真菌性污染。计算出污染率和如表1所示： 表1. 愈伤组织诱导的污染情况 造成污染的可能原因有：叶片消毒灭菌不彻底，接种室超净工作台消毒不彻底，接种操作时操作不规范等等。 叶片在第4天后边缘慢慢上卷，外植体开始膨胀，于接种后第7 天膨大成圆拱型，愈伤首先发生在叶片边缘, 为黄绿色颗粒状，有些呈现半透明。随着进一步培养, 10天愈伤组织不断加大。 排除褐变及感染的外植体后，诱导情况如表2所示： 表2.愈伤组织诱导情况
植物细胞工程与育种教学设计 目标展示 能说出植物细胞工程具体有哪些应用；掌握单倍体育种的过程和优点。 要点导学 1、植物组织培养技术的应用有哪些？ 2、植物细胞代谢产物的工厂化生产 （1）植物细胞培养的过程 （2）植物细胞培养和植物组织培养的区别？ 植物组织培养的目的是，植物细胞培养的目的是获得大量植物细胞，提取。植物组织培养一般用 培养基，而植物细胞培养用培养基。 （3）植物细胞培养举例 培养金鸡纳树细胞，获得治疗疟疾的良药。培养红豆杉的细胞，提取抗肿瘤药物。 感悟反思 3、单倍体育种 由高杆抗病水稻和矮杆易感病水稻，培育矮杆抗病水稻的不同方法 杂交育种图示单倍体育种图示 总结单倍体育种有关知识 原理：，方法：，优点：。 达标检测 1、（2013江苏高考，11）某种极具观赏价值的兰科珍稀花卉很难获得成熟种子。为尽快 推广种植,可应用多种技术获得大量优质苗,下列技术中不能选用的是 A. 利用茎段扦插诱导生根技术快速育苗 B. 采用花粉粒组织培养获得单倍体苗 C. 采集幼芽嫁接到合适的其他种类植物体上 D. 采用幼叶、茎尖等部位的组织进行组织培养
2、（2013江苏高考，25）现有小麦种质资源包括:①高产、感病；②低产、抗病；③高产、晚熟等品种。为满足不同地区及不同环境条件下的栽培需求,育种专家要培育 3 类品种:a. 高产、抗病；b. 高产、早熟；c. 高产、抗旱。下述育种方法可行的是（多选） A. 利用①、③品种间杂交筛选获得 a B. 对品种③进行染色体加倍处理筛选获 得 b C. a、b、c的培育均可采用诱变育种方法 D. 用转基因技术将外源抗旱基因导入③ 中获得c 3、（2015年江苏高考，20）下图为制备人工种子部分流程示意图,下列叙述正确的是 A. 胚状体是外植体在培养基上脱分化形成的一团愈伤组织 B. 该过程以海藻酸钠作为营养成分,以CaCl2 溶液作为凝固剂 C. 可在海藻酸钠溶液中添加蔗糖,为胚状体提供碳源 D. 包埋胚状体的凝胶珠能够隔绝空气,有利于人工种子的储藏 4、（2014江苏高考，29）为了获得植物次生代谢产物，先用植物外植体获得愈伤组织，然后在液体培养基中悬浮培养。请回答下列问题：Array（1）外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称 为。 （2）在愈伤组织悬浮培养时，细胞干重、蔗糖浓度 和pH的变化如右图所示。细胞干重在12 d 后下降的 原因有； 培养液中蔗糖的作用是、 。 （3）多倍体愈伤组织细胞中产生的次生代谢产物量常高于二倍体。二倍体愈伤组织细胞经 处理，会产生染色体加倍的细胞。为检测愈伤组织细胞染色体数目,压片前常用纤维素酶和 酶解离愈伤组织。若愈伤组织细胞（2n）经诱导处理后，观察到染色体数为8n的细胞，合 理的解释是、。 （4）为了更好地获得次生代谢产物，生产中采用植物细胞的固定化技术，其原理与酵母细 胞固定化类似。下列说法正确的有（填序号）。 ①选取旺盛生长的愈伤组织细胞包埋②必须在光照条件下培养 ③培养过程中需通空气④固定化后植物细胞生长会变慢 5、（2012江苏高考，28）科学家将培育的异源多倍体的抗叶锈病基因转移到普通小麦中，育成了抗叶锈病的小麦，育种过程见图。图中A、B、C、D表示4个不同的 染色体组，每组有7条染色体，C染色体组中含携带抗病基因 的染色体。请回答下列问题： （1）异源多倍体AABBCC是由两种植物AABB与CC远缘杂交 形成的后代，经诱导染色体数目 加倍培育而成，还可用植物细胞工程中方法
GDOU-B-11-213 《植物细胞工程》课程教学大纲 课程简介 课程简介： 本课程以植物细胞工程有关的概念、基本原理、操作程序和关键技术为主线，系统传授植物细胞的全能性、植物细胞脱分化和再分化、植物快速微繁殖、人工诱发单倍体、植物胚胎培养、植物单细胞培养与突变体筛选、原生质体培养、细胞融合、人工种子、超低温冷冻贮藏种质、细胞遗传转化体系等内容。 课程大纲 一、课程的性质与任务： 本课程为作物遗传专业研究生的专业课，其涉及当今生物科技领域的许多高新技术。本课程在专业性上起着承上启下的作用：植物学、植物生理生化和作物遗传学作为本课程的基础课程；基因工程和作物育种学则是本课程的延伸和提高课程。它将理论教学和技能性教学融为一体，是开展科学研究和生产开发的重要工具。 二．课程的目的与要求： 学生学完本课程后，应掌握植物细胞工程有关的概念、基本原理、操作程序和关键技术。 三．面向专业： 本课程适宜作物遗传育种专业研究生选修。 四．先修课程： 学习本课程前，应先修《植物学》《植物生理生化》、《作物遗传学》、《作物栽培学》等有关课程。五．本课程与其它课程的联系： 先修课《植物学》为本课程打下植物发育的基础知识；《植物生理生化》为本课程打下植物生理生化的专业基础知识；《作物遗传学》为本课程打下植物遗传变异的专业基础知识；《作物栽培学》为本课程打下作物对光、温、水、肥环境条件要求的专业知识。本课程为后续课程《作物育种学》提供细胞水平的育种手段；为后续课程《基因工程》提供组织培养手段。 六．教学内容安排、要求、学时分配及作业： （教学要求按从高到低分掌握-A、理解-B、了解-C三种） 0 绪论（1学时） 0.1 植物细胞工程的概念和任务 植物细胞工程概念（A）。 植物细胞工程的内容（C）：器官培养、胚胎培养、组织培养、细胞培养、原生质体培养、培养技术的延伸。 植物细胞工程的任务（B）：研究剌激因子和营养条件（无机和有机营养、激素）；环境条件（光、温、湿）；形态发生规律、遗传的稳定性和变异性。
植物细胞工程测试题 一、单选题： 1．植物组织培养是指（） A．离体的植物器官或细胞培育成愈伤组织B．愈伤组织培育成植株 C．离体的植物器官、组织或细胞培养成完整植物体D．愈伤组织形成高度液泡化组织2．植物体细胞杂交的结果是（） A.产生杂种植株B．产生杂种细胞C．原生质体融合D．形成愈伤组织 3．如图是“白菜一甘蓝”杂种植株的培育过程。下列说法正确的是（） A．图示“白菜—甘蓝”植株不能结子 B．愈伤组织有叶绿体，代谢类型是自养需氧型 C．上述过程中包含着有丝分裂、减数分裂和细胞分化等过程 D．“白菜—甘蓝”杂种植株具有的性状是细胞全能性表达的结果 4．不能人工诱导原生质体融合的方法是（） A.振动 B.电刺激 C.PEG试剂D．重压 5．植物细胞表现出全能性的必要条件是（） A.给予适宜的营养和外界条件 B.脱离母体后给予适宜营养和外界条件 C.导入其他植物细胞的基因 D.将成熟筛管细胞核移植到去核的卵细胞内 6．植物组织培养过程中的脱分化是指（） A.植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞 B．未成熟的种子经过处理培育出幼苗的过程 C．植物的器官、组织或细胞，通过离体培养产生愈伤组织的过程 D.取植物的枝芽培育成一株新植物的过程 7.下列植物细胞全能性最高的是（） A.形成层细胞 B.韧皮部细胞 C.木质部细胞 D.叶肉细胞 8．植物组织培养过程的顺序是（） ①离体的植物器官、组织或细胞②根、芽③愈伤组织 ④脱分化⑤再分化⑥植物体 A．①④③⑤②⑥B．①④③②⑤⑥C．①⑤④③②⑥D．⑥①④③⑤②
9．下列有关细胞工程的叙述不正确的是（） A. 在细胞整体水平上定向改变遗传物质B．在细胞器水平上定向改变遗传物质 C．在细胞器水平上定向改变细胞核的遗传物质 D．在细胞整体水平上获得细胞产品 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．利用植物组织培养技术获得的种子 C．种皮能自我生成的种子D．人工种子发芽率低 11．有关全能性的叙述，不正确的是( ) A．受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高 B．生物体内细胞由于分化，全能性不能表达 C．卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性很高 D．植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性 12．马铃薯利用它的块茎进行无性繁殖，种植的世代多了以后往往会感染病毒而减产，为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳办法是（） A．选择优良品种进行杂交B．进行远缘植物体细胞杂交 C．利有芽尖进行组织培养D．人工诱导基因突变 13．用植物组织培养技术，可以培养或生产出（） A．食品添加剂B．无病毒植物 C.人工种子D．前三项都是 14．科学工作者把胡萝卜的韧皮部细胞分离出来，将单个细胞放入培养基中培养，获得了许多完整的植株，这些植株的特点是（） A．彼此性状相似B．变异频率较高C．单倍体D．都是纯合子 15．植物的微型繁殖技术是指（） A．植物体细胞杂交技术B．嫁接C．营养繁殖D．植物组织培养 16．胚状体是在植物组织培养的哪一阶段上获得的（） A．愈伤组织B．再分化C．形成完整植株D．取离体组织 17．运用植物组织培养技术，可以培育或生产出（） A．细胞产物——生物碱B．无病毒植物C．人工种子D．以上都是 18．植物的微型繁殖的优点是（） A．取材少B．培养周期短C．繁殖率高D．以上都是 19．（08江苏高考）下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是（） A．培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压 B．培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化 C．离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织 D．同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因相同 20.（08天津）为获得纯合高蔓抗病番茄植株，采用了下图所示的方法，图中两对相对性状独立遗传。
2.1.1 植物细胞工程 教学目标 1、简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术 2、列举植物细胞工程的实际应用 3、尝试进行植物组织培养 教学重点 1、植物组织培养的原理和过程 2、植物体细胞杂交的原理 3、植物细胞工程应用的实例 教学难点 植物组织培养的实验 教学过程 复习： 细胞分化： 1、概念：在个体发育过程中，由一种或一个细胞通过增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生 稳定性差异的过程 注意：不改变细胞数目，不改变遗传，增加了细胞种类 2、原因：相同的基因在特定的时间和空间内进行选择性表达的结果 3、特点： ①普遍性：单细胞生物没有细胞分化 ②持久性：细胞分化存在于生物体的整个生命进程中，但在胚胎时期达到最大限度 ③不可逆性：分化的细胞要维持分化后的状态直到死亡 4、结果：产生了不同的组织和器官 5、意义：个体发育的基础（包括细胞分裂和细胞分化） 细胞全能性： 1、概念：已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能(起点：细胞、组织、器官；终点：完整个体) 举例：壁虎断尾后再生（×）；皮肤烧伤后再生（×）；种子长成幼苗（√）；植物扦插（√）； 受精卵发育成婴儿（√）； 2、物质基础：每个细胞里有该种生物全套的遗传信息（所以单个卵细胞或精子也可发育成完整个体，体现全能性） 3、条件：①离体②营养物质③外界条件 4、发挥顺序 植物细胞》动物细胞 受精卵＞生殖细胞（卵＞精子）＞体细胞 体细胞：分裂能力强的细胞＞分裂能力弱的细胞（分化程度低＞分化程度高） 注意：①受精卵是未分化的细胞，所以全能性最高 ②生殖细胞是分化程度高，全能性也高（特例）
细胞工程：是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，按照 人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。 分类：植物细胞工程和动物细胞工程 一、植物组织培养 1、理论基础：植物细胞全能性 2、流程： 相关知识点： ①取材：根尖、茎尖、芽尖等分生组织，分裂能力强，全能性易发挥 ②脱分化（诱导培养基） 实质：使细胞恢复分裂能力 a ．概念：让已经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的细胞的过程 形式：固体 b ．培养基 无机物：水、无机盐 成分 有机物：氨基酸、维生素、蔗糖 植物激素：生长素和细胞分裂素 注：培养基中加入蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压 另外，脱分化培养基上可加入2,4－D ，促进愈伤组织的产生和生长 c ．条件：黑暗（因为在光照条件下容易分化成维管组织，不利于产生大量的愈伤组织） 无菌（一旦污染，迅速生长的各种杂菌不仅会与培养物争夺营养，而且杂菌会产生大量对培养 ③愈伤组织：排列疏松，高度液泡化的无定形状态的薄壁细胞。（分化程度低，全能性高） ④再分化（分化培养基） 实质：基因的选择性表达 a ．概念：脱分化产生的愈伤组织继续培养又可以重新分化成根或芽等器官的过程 b ．培养基：同脱分化培养基 c ．条件：光照（有利于诱导形成叶绿素） ⑤植物激素的使用对植物组织培养的影响 高→有利于根的形成 a ．使用比例： 低→有利于芽的分化 适中→促进愈伤组织的形成 先生长素后细胞分裂素：有利于细胞分裂，但不分化 b ．使用顺序 先细胞分裂素后生长素：细胞既分裂又分化 同时使用两种激素：分化频率提高 离体的植物细胞、 组织或器官（外植体） 脱分化 已分化 未分化 生长素 细胞分裂素
.2植物细胞工程的实际应用教案 一、教材分析 《植物细胞工程的实际应用》是人教版高中生物选修三《现代生物科技专题》专题2 第一节《植物细胞工程》第2课时的教学内容。第1节课已经学习了细胞的全能性、植物组织培养技术、植物体细胞杂交技术等三方面内容。在此基础上，本节主要学习植物细胞工程的三方面应用，即植物繁殖的新途径、作物新品种的培育，以及细胞产物的工厂化生产等内容。 二、教学目标 1．知识目标： （1）掌握微型繁殖和植物组织培养的联系 （2）掌握作物脱毒、人工种子的制备过程和意义 （3）了解单倍体育种和突变体的利用 2．教学重点难点 重点：植物细胞工程应用的实例 难点：掌握作物脱毒、人工种子的制备过程 三、教学方法： 1．学案导学：见后面的学案。 2．理解记忆为主结合讨论的方法 四、教学过程 (一) 复习提问、导入新课： 植物组织培养的概念、原理、过程方法、意义？ 植物体细胞杂交技术概念、原理、过程方法、意义？ （二）导入新课 （三）重难点讲解 在植物微型繁殖新途径的教学中，首先可由植物组织培养技术引入，让学生回忆植物组织培养技术的基本原理和过程，思考利用这项技术能做哪些工作？再逐一讲解微型繁殖技术、作物脱毒及人工种子。 一、植物微型繁殖新途径 1. 微型繁殖与无性生殖 微型繁殖是用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，实际上是无性生殖的一种。在繁殖的过程中，细胞进行有丝分裂，因此亲、子代细胞内DNA相同，具有相同的基因，因此能保证亲、子代遗传特性不变。利用这种技术能高效快速实现种苗的大量繁殖。 2．微型繁殖与作物脱毒、人工种子 作物脱毒、人工种子、单倍体育种的培育过程均有采用微型繁殖的技术。作物脱毒主要是强调微型繁殖的取材一定是无毒（的如茎尖、根尖），才能繁殖出无毒的幼苗。 人工种子采用的还是微型繁殖的技术，但是只需培育得到胚状体、不定芽、顶芽和腋芽，包上人工种皮就可形成人工种子。人工种子与微型繁殖得到的幼苗一样能保持亲本的优良性状，另外还可不受气候、季节和地域的限制。
《植物生长与环境》实验教学大纲 《植物生长与环境》实验是《植物生长与环境》课程教学过程中的重要环节，是对理论教学的重要补充和验证，是实践技能培养的重要途径。实验内容的安排以实用性为宗旨，以提高实践技能为目的，做到与理论教学相辅相成，互相促进，提高教学效果。 按校种植类专业教学计划要求，《植物生长与环境》实验分12个项目，教学30学时。 具体内容如下： 实验实训一显微镜的构造及使用方法 实验实训二植物的细胞结构的观察 实验实训三植物营养器官的观察 实验实训四植物生殖器官的观察 实验实训五快速测定种子生命力的方法 实验实训六土壤含水量测定与田间验墒技术 实验实训七土壤样品的采集与制备 实验实训八土壤酸碱度的测定 实验实训九降水量与空气湿度的观测 实验实训十土壤温度与空气温度的测定 实验实训十一土壤速效氮、磷、钾的测定
实验实训十二化学肥料定性鉴定 实训大纲 实验实训一显微镜的构造及使用方法 一、目的要求 1. 了解显微镜的构造、性能及成像原理。 2. 掌握显微镜的正确适用及维护方法。 二、实验内容 显微镜各部分的名称和作用。显微镜的使用方法。显微镜的保养与使用注意事项。 实验实训二植物的细胞结构的观察 一、目的要求： （1）学会制作和观察植物细胞的临时装片． （2）认识植物细胞的基本结构． （3）会画植物细胞结构图． 二、实验内容: 1、临时玻片标本切片的制作。 2、光学显微镜下植物细胞结构观察 3、生物绘图法。通过观察切片掌握细胞的基本结构。 三、实验作业 绘洋葱鳞叶表皮细胞结构图，并注明各部分名称
实验实训三植物营养器官的观察 一、目的要求 1、掌握双子叶植物和单子叶植物根的结构特点。了解种子植物的根尖分区。 2、掌握枝、芽和茎的外部形态和类型。掌握双子叶植物茎的内部构造。 3、掌握叶的组成、叶片的形态、叶脉的类型、单叶与复叶的区别、复叶的类型、叶序。掌握叶的解剖结构。 4、学会叶脉书签的制作。 二、实验内容： 根、茎、叶的形态描述和内部解剖结构的观察 三、实验作业 绘出根茎叶结构图 实验实训四植物生殖器官的观察 一、实验目的要求: 掌握花的基本结构及其形态变化，认识各种花和花序的类型。 重点掌握雄蕊和雌蕊的构造。 二、实验内容: 1、油菜花的观察
攀枝花学院 Panzhihua University 植物细胞工程应用及发展前景 院（系）：生物与化学工程学院 专业：生物工程 班级：2009级生物工程 学生姓名：顿茹兰学号:20091020092007
植物细胞工程应用及发展前景 顿茹兰 200910902007 攀枝花学院生物与化学工程学院, 四川攀枝花617000 【摘要】植物细胞工程是一门以植物组织培养为基础,具有广泛应用前景和实用价值的生物技术。目前根据人们的需要已经相继完善和发展了一些具有特色的实用技术,这些技术的发展和应用,使植物细胞工程在人类现生活中的地位更加突出,并发挥着越来越重要的作用。 【关键词】植物细胞工程应用发展前景 植物细胞工程是一门以植物组织培养为基础,具有广泛应用前景和实用价值的生物技术。随着该技术的不断完善和发展,植物细胞工程已经在部分经济植物的育种和繁殖中发挥着十分重要的作用。目前根据人们的需要已经相继完善和发展了一些具有特色的实用技术,包括植物细胞培养技术、无性快繁技术、制备转基因植物、单倍体育种及胚胎培养等[5]。这些技的发展和应用,使得植物细胞工程在人类的现代生活中的地位更加突出,并在经济植物快繁、植物新品种选育和有用次生代谢产物的生产方面发挥了重要的作用。 一、植物细胞工程的概念 植物细胞工程（plant cell engineering）是以植物细胞为基本单位在体外条件下进行培养、繁殖和人为操作，改变细胞的某些生物学特性，从而改良品种加速繁育植物个体或获得有用物质的技术。植物体的细胞中，含有该植物所有的遗传信息。在合适的条件下，一个细胞可以独立发育成完整的植物体。利用细胞的这种全能性，生物学家通过组培来繁殖名贵花卉、消灭果树上的病毒，以及通过对细胞核物质的重新组合，进行植物遗传改造等。 1、植物细胞工程的简要概述 在合适的条件下，一个细胞可以独立发育成完整的植物体。利用细胞的这种
目录（共十一章，包括绪论） 绪论 第一章实验室设备和一般技术 第二章培养基及其配制 第三章外植体的选择和灭菌 第四章外植体的接种和培养 第五章愈伤组织的培养 第六章营养器官培养 第七章植物快速繁殖和脱毒 第八章细胞培养 第九章原生质体培养和体细胞杂交 第十章种质保存 参考书目：请链接参考书目. https://www.doczj.com/doc/6412578697.html,/v_playlist/f1461876o1p7.html（优酷网上的视频请插入到绪论中） 绪论 知识点：1.掌握植物细胞工程的概念及相关的专有名词 2.理解细胞全能性理论 3.掌握植物细胞离体培养发生的途径 4.了解植物细胞工程的应用 一．植物细胞工程（plant cell engineering）概念 植物细胞工程是指植物在细胞水平上进行的遗传操作。其相关的理论和技术主要是：植物生理学、细胞生物学和分子生物学等。 植物组织培养（plant tissue culture）:在无菌条件下将离体的植物器官、组织、细胞或原生质体培养在人工配制的培养基上，人为控制培养条件，使其生长、分化、增殖发育成完整植株或生产次生代谢物质的过程和技术，也叫离体培养（in vitro culture）相关的专有名词： 外植体（explant）：从植物体上切取下来用以培养的材料。 愈伤组织(callus)：由外植体增殖而形成的一种无特定结构和功能的细胞团。 继代培养(subculture)：由最初的外植体上切下新增殖的组织，继续转入新的培养基上培养的过程。 胚状体(embryoid)：在离体培养过程中，起源于非合子，并经过胚胎发育过程分化出的类似胚的细胞群。 分化(differentiation)：导致细胞或组织形成不同结构并引起功能或潜在发育方式改变的一种过程。 脱分化(dedifferentiation)：原已分化的细胞失去原有的形态和机能，又回复到没有分化的无组织的细胞团或愈伤组织的过程。 再分化(redifferentiation)：由脱分化状态的细胞再度分化形成另一种或几种类型的细胞的过程。 无性繁殖系(clone)：由同一外植体反复进行继代培养后所得的一系列无性繁殖后代。 二、植物细胞工程的理论基础——细胞全能性
2019-2020年高考生物精华学案动物生命活动的调节之体液调节 班级姓名学号日期编号：34 【考纲要求】 【复习目标】 （1）描述动物激素的调节 ①概述体液调节的概念 ②举例说明动物激素的概念和特点 ③简述人体内主要的内分泌腺所分泌激素的种类与主要作用 ④举例说出激素间的协同作用和拮抗作用 ⑤比较神经调节和激素调节的特点 （2）探讨动物激素在生产中的应用 ①了解动物激素在农业生产上的运用情况 ②评价动物激素在生产中应用的利与弊 【自主学习】 一、人体内主要的内分泌腺所分泌激素的种类与主要作用 （创新P167，考点2，要点整合表格）
二、甲状腺激素分泌的分级调节 三、激素调节的特点 四、神经调节和体液调节的关系 （创新P169，考点4） 【试试身手】 1、青蛙垂体提取液中有促进雌蛙排卵的激素，该激素作用的器官是 A、甲状腺 B、胰腺 C、卵巢 D、肾上腺 2、将蛙的卵巢放入含有蛙脑垂体提取液的培养液中，同时检测某种激素的含量。经过一段时 间培养后，再检测培养液中该激素的含量，发现该激素含量增加，这种激素是 A．促性腺激素释放激素 B．促性腺激素 C．促甲状腺激素 D．雌激素
3、右图为人体甲状腺激素分泌调节的示意图，下列叙述中错误的是 A．甲状腺机能亢进患者激素③分泌过多 B．缺碘时激素①和②浓度都高于正常水平 C．图中共有3处箭头表示负反馈调节 D．垂体还能分泌与激素③有相似生理效应的激素 4、有同一器官分泌，且生物效应相反的一组激素是 A．胰岛素和胰高血糖素 B．肾上腺素和肾上腺皮质激素 C．促甲状腺激素和生长激素 D．甲状腺激素和促甲状腺激素 5、右图①②③表示人体细胞间信息传递的三种主要方式。 下列描述错误的是 A. 方式①②的信息传递缓慢，方式③传递迅速 B. 方式③的信息传递不通过体液 C. 体温调节可能涉及①②③三种传递方式 D. 方式①②的信息传递都经过血液循环，存在反馈调节 6、关于人体激素的叙述，错误的是 A．激素在人体内作为信息物而发挥作用 B．激素在人体内含量较低，但有高效的生物催化作用 C．甲状腺激素除了促进人体产热，还有其他生理效应 D．正常人体内，激素的分泌受反馈调节 7、关于下丘脑功能的叙述，正确的是 ①可参与血糖平衡的调节②有调节躯体运动的高级中枢③可合成和分泌促甲状腺激素释 放激素④垂体通过下丘脑控制性腺的生长发育 A．①② B．②③ C．②④ D．①③ 8．研究发现，胰岛素必须与细胞膜上的胰岛素受体结合，才能调节血糖平衡。如果人体组织细胞膜缺乏该受体，则可能导致 A.细胞减缓摄取血糖，血糖水平过高 B.细胞减缓摄取血糖，血糖水平过低 C.细胞加速摄取血糖，血糖水平过高 D.细胞加速摄取血糖，血糖水平过低 9．在人体内，可以在同一细胞中产生的是
植物细胞工程试题及详细解答 1 植物组织培养的过程可以归纳为：①脱分化②再分化③→④，对 ）D 此叙述有错误的是（A．②→③的再分化过程中，细胞增殖的方式为有丝分裂 B．植物组织培养依据的原理是细胞的全能性 C．③→④过程指植物的营养生长和生殖生长阶段 D．将①经脱分化培养成②时，再植上人造种皮可获得人工种子E．从理论上讲①可以是植物体的每一个细胞 F．①→③的培养过程中，应在培养基中加入水，无机盐，蔗糖，氨基酸，植物激素等 解析：A、愈伤组织再分化形成胚状体，细胞增殖的方式为有丝分裂，A正确； B、植物组织培养依据的原理为植物体细胞的全能性，即已经分化的细胞仍然具有发育成完整植株的潜能，B正确； C、植物的个体发育包括营养生长和生殖生长，C正确； D、只有将离体植物细胞或组织培养成具有生根发芽能力的胚状体结构③，包裹上人造种皮可获得人工种子，D错误．E.从理论上讲正确，但一般选择分化程度低全能性大的细胞。 ）D将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时，下列条件中不需要的是（2A. 具有完整细胞核的细胞
B. 一定的营养物质和植物激素 12 / 1 C. 离体状态 D. 导入特定基因 解析：植物细胞具有全能性的原因是每个细胞体细胞中都含有本物种体细胞的全套遗传物质。故A真确。在进行组织培养时需要立体的组织或细胞（具有完整的细胞核），若不离体只能选择性表达为不同的组织器官。故C正确。培养时还需要一定的遗传物质和植物激素（细胞分裂素生长素）B正确。而导入特定的基因是基因工程中的。）在下列各育种方式中，与组织培养技术无关的是（B3A．利用花药离体培养得到单倍体植株 B．秋水仙素处理二倍体幼苗，获得四倍体植株 C．通过组织培养培育人工种子 D．通过体细胞杂交培养“番茄一马铃薯”杂种植株 解析：花药离体培养时将花粉培育为新个体。A正确。秋水仙素处理二倍体幼苗，获得四倍体植株是利用染色体变异的原理。B错误。人工种子是将植物细胞经过组织培养形成胚状体再包装成人造种子C 正确。通过体细胞杂交培养“番茄一马铃薯”杂种植株采用了植物组织培养技术。D正确。 ）A4下列有关植物细胞与组织培养的叙述中，错误的是（A. 花药、胚不能作为组织培养的材料 B. 植物细胞具有全能性
植物细胞工程测试题 一、单选题 1．下列有关植物细胞全能性的叙述，不正确的是（ ） A ．植物体内某些体细胞没有表现出全能性，原因是所含基因在特定的时空条件下选择性表达各种蛋白质 B ．高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性 C ．植物细胞的全能性是植物体细胞杂交的理论基础 D ．植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全部基因 2．植物细胞工程中的叙述中不正确的是是指（ ） A ．植物组织培养是指离体的植物器官、组织或细胞培养成完整植物体 B ．植物体细胞杂交的结果是产生杂种细胞 C ．重压方法是不能人工诱导原生质体融合的． D ．用植物组织培养技术，可以培养或生产出食品添加剂、无病毒植物、人工种子 3．如图是“白菜一甘蓝”杂种植株的培育过程。下列说法正确的是（ ） A ．图示“白菜—甘蓝”植株不能结子 B ．愈伤组织有叶绿体，代谢类型是自养需氧型 C ．上述过程中包含着有丝分裂、减数分裂和细胞分化等过程 D ．“白菜—甘蓝”杂种植株具有的性状是细胞全能性表达的结果 4.在植物细胞工程中原生质体融合成一个细胞后，需诱导产生细胞壁，参与该过程的细胞器是 （ ） A ．叶绿体、高尔基体 B ．线粒体、高尔基体 C ．叶绿体、线粒体 D ．线粒体、内质网 5．科学家把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合，培育出的驱蚊草含有香茅醛， 能散发出一种特殊的达到驱蚊且对人体无害的效果。下列关于驱蚊草培育的叙述中，错误的是 （ ） A ．驱蚊草的培育属于细胞工程育种，其优点是能克服远源杂交不亲和的障碍 B ．驱蚊草培育过程要用到纤维素酶、果胶酶、PEG 等试剂或离心、振动、电刺激等方法 C ．驱蚊草培育过程是植物体细胞杂交，不同于植物组织培养，无愈伤组织和试管苗形成 D ．驱蚊草不能通过天竺葵和香茅草杂交而获得是因为不同物种间存在生殖隔离 6．植物组织培养过程中的脱分化是指（ ） A.植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞 B ．未成熟的种子经过处理培育出幼苗的过程 C ．植物的器官、组织或细胞，通过离体培养产生愈伤组织的过程 D.取植物的枝芽培育成一株新植物的过程 7. A 种植物的细胞和B 种植物细胞的结构如右图所示（仅 显示细胞核），将A 、B 两种植物细胞 去掉细胞壁后，诱导二者的原生质体融合，形成单核的杂种细胞，若经过 组织培养后得到了杂种植株，则该杂种植株是（ ） A ．二倍体；基因型是DdYyRr B ．三倍体；基因型是DdYyRr C ．四倍体；基因型是DdYyRr D ．四倍体；基因型是DDddYYyyRRrr 8．植物组织培养过程的顺序是 （ ） ①离体的植物器官、组织或细胞 ②根、芽 ③愈伤组织 ④脱分化 ⑤再分化 ⑥植物体 A ．①④③⑤②⑥ B ．①④③②⑤⑥ C ．①⑤④③②⑥ D ．⑥①④③⑤② 9．下列有关细胞工程的叙述不正确的是 （ ） A.在细胞整体水平上定向改变遗传物质 B ．在细胞器水平上定向改变遗传物质 C ．在细胞器水平上定向改变细胞核的遗传物质 D ．在细胞整体水平上获得细胞产品 10．有关全能性的叙述，不正确的是( ) A ．受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高 B ．生物体内细胞由于分化，全能性不能表达 C ．卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性很高 D ．植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性 11植物繁殖的新途径中正确的理解是 （ ） A 植物的微型繁殖技术是指植物体细胞杂交技术． B ．马铃薯获得无病毒幼苗的最佳办法是利用芽尖进行组织培养 C ．人工种子种皮是能自我生成 D ．植物的微型繁殖的优点是取材多、培养周期短、繁殖率高 12下图是植物组织培养的简略表示。据此回答不正确的是（ ） 脱分化 再分化 ①——→②——→③——→④
2.1.2 植物细胞工程的实际应用 一、植物繁殖的新途径(阅读教材P38～40) 1．微型繁殖 (1)概念：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。 (2)优点????? ①保持优良品种的遗传特性②高效快速地实现种苗的大量繁殖 ③可实现工厂化生产 (3)实例：兰花、生菜、杨树以及无子西瓜试管苗的产业化生产。 2．作物脱毒 (1)取材：无病毒的茎尖组织。 (2)优点：提高作物产量和品质。 (3)实例：脱毒马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝和香蕉等的培育。 3．人工种子 (1)概念：以植物组织培养获得的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。 (2)人工种子在适宜条件下可萌发长成幼苗。 (3)实例：将芹菜、花椰菜、桉树和水稻等的胚状体制成人工种子。 二、作物新品种的培育和细胞产物的工厂化生产 (阅读教材P40～41) 1．作物新品种的培育 (1)单倍体育种 ①原理：细胞的全能性和染色体变异。 ②过程： 花药――→离体培养单倍体植株――→人工诱导 染色体加倍纯合子植株。 ③优点： a ．后代是纯合子，能稳定遗传。 b ．明显缩短了育种年限。 ④实例：单育1号烟草、京花1号小麦等。 (2)突变体的利用 ①产生：在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态，因此容易受培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而产生突变。
②利用：从产生突变的个体中筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。 ③实例：抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的野生烟草、抗除草剂的白三叶草等。 2．细胞产物的工厂化生产 (1)细胞产物的种类：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。 (2)技术基础：植物组织培养技术。 (3)实例：我国利用植物组织培养技术实现了大量生产人参皂甙干粉；另外，三七、紫草和银杏的细胞产物也都已经实现了工厂化生产。 [共研探究] 植物细胞工程作为一门新兴的生物技术，已经普遍应用于社会生产的方方面面。下面图示都利用了植物组织培养，观察并回答问题。 1．微型繁殖(图1) (1)概念：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。 (2)特点： ①无性繁殖，能够保持种苗的优良遗传特性。 ②选取材料少。 ③繁殖速度快，周期短。 ④不受季节、气候、自然灾害等因素的影响。 ⑤可实现工厂化生产。 2．作物脱毒(图2)