2.1.1 植物细胞工程的基本技术
课下提能
一、选择题
1．人工种子是人们模仿天然种子的结构制造出来的生命有机体，它能像天然种子一样萌发生长。人工种子的核心部分胚状体可以由悬浮培养的芽尖细胞制得，也可以用通过试管培养的花粉或胚囊制得，由此人们把胚状体分为“体细胞胚”和“花粉胚”。请据此判断下列说法不正确的是( )
A．人工种子可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难等问题
B．培育胚状体运用了植物组织培养技术
C．同一种植物的“体细胞胚”和“花粉胚”的染色体组的数目比为1∶1
D．该项技术的成功应用体现了细胞的全能性
解析：选C 体细胞胚是由植物的体细胞经脱分化和再分化形成的，花粉胚是由花粉经脱分化和再分化形成的。因此同一种植物的“体细胞胚”和“花粉胚”的染色体组的数目比为2∶1。
2．下列选项中没有采用植物组织培养技术的是( )
A．单倍体育种
B．培育“番茄—马铃薯”杂种植株
C．利用基因工程培育抗虫棉
D．多倍体育种
解析：选D 单倍体育种包括花药离体培养(涉及植物组织培养技术)和人工诱导染色体加倍两个步骤，A错误；培育“番茄—马铃薯”杂种植株为植物体细胞杂交技术，先通过原生质体融合获得杂种细胞，再通过植物组织培养技术获得杂种植株，B错误；转基因成功的植物细胞要通过植物组织培养技术培育生产抗虫棉，C错误；多倍体育种是用人工方法(秋水仙素或低温)诱导萌发的种子或幼苗，使其有丝分裂受阻，从而导致染色体加倍，不涉及植物组织培养技术，D正确。
3．下列有关植物细胞全能性的叙述，正确的是( )
A．植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因
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．植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因不同
D．紫色糯性玉米种子培育成植株，这反映植物种子具有全能性
解析：选B 细胞具有全能性的原因是细胞具有发育成完整个体所必需的全套基因，而配子也具有这样的全套基因，同样具有全能性，A错误；植物细胞全能性的表达前提是离体培养的细胞、组织或器官，B正确；植物体内细胞没有表现出全能性，这是细胞内基因在特定时间和空间条件下选择性表达的结果，C错误；种子发育成植株，是正常生命历程，未反
映出全能性，D错误。
4．(2019·北京期末)实验人员利用矮牵牛(二倍体，2n＝14)的红色花瓣细胞(液泡呈红色)与枸杞(四倍体，4n＝48)的叶肉细胞，制备了相应的原生质体，并诱导其融合，经筛选、培养获得杂种植株。下列有关叙述错误的是( )
A．该技术克服了远缘杂交不亲和的障碍
B．可利用电激、离心等方法诱导原生质体融合
C．制备原生质体的过程需用到纤维素酶和果胶酶
D．若原生质体均为两两融合，则融合后的细胞中染色体数目均为62条
解析：选D 获得该杂种植株利用了植物体细胞杂交技术，其最大的优点是克服了远缘杂交不亲和的障碍，A正确；诱导植物原生质体融合时，可以采用物理方法(电激、离心、振动等)和化学方法(聚乙二醇等)，B正确；诱导植物细胞融合前，先要采用酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除细胞壁，获得原生质体，C正确；若原生质体均为两两融合，则会形成3种融合细胞，即矮牵牛细胞自身融合的细胞、枸杞细胞自身融合的细胞和杂种细胞，所以融合后的细胞中染色体数目为28条或96条或62条，D错误。
5．(2019·汕头期中)下列有关愈伤组织的叙述，正确的是( )
A．愈伤组织的细胞分裂能力较强
B．愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞
C．愈伤组织是经过再分化形成的
D．植物组织培养过程形成的愈伤组织可以直接用于制造人工种子
解析：选A 愈伤组织是经脱分化形成的一团排列疏松、高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞团，愈伤组织经再分化形成的胚状体可用于制造人工种子。
6．下列关于植物组织培养技术的叙述中，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．同一株绿色开花植物不同部位细胞经培养获得的愈伤组织基因型相同
D．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
解析：选C 培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压，A正确；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，B正确；同一植株不同细胞经培养获得的愈伤组织基因型不一定相同，如花粉细胞培养形成的愈伤组织细胞的基因只有体细胞的一半，C错误；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正确。
7．(2019·洛阳期中)某科研小组拟采用“取材→消毒→愈伤组织培养→出芽→生根→移栽”的方法繁殖一种名贵花卉。下列有关叙述错误的是( )
A．该技术具有快速繁殖并保持亲本遗传特性的优点
B．在愈伤组织培养过程中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色体加倍的细胞
C ．出芽是外植体经细胞脱分化后再分化的结果，该过程有基因的选择性表达
D ．诱导分化生根时，培养基中生长素与细胞分裂素用量的比值较高
解析：选B 题干所述方法为植物组织培养技术，具有快速繁殖并保持亲本遗传特性的优点，A 正确；愈伤组织细胞含有细胞壁，加入细胞融合诱导剂不会诱导细胞融合，因此不会得到染色体加倍的细胞，B 错误；出芽是外植体经细胞脱分化后再分化的结果，该过程有基因的选择性表达，C 正确；诱导分化生根时，培养基中生长素与细胞分裂素含量的比值较高，D 正确。
8．(2019·日照检测)如图为植物组织培养过程，有关说法正确的是( )
A ．实验中②试管中细胞全能性最高
B ．④试管中培育出的个体都是纯合子
C ．①→②过程需要光照
D ．①→④过程培养基保持不变
解析：选A 实验中②试管中的愈伤组织细胞全能性最高，A 正确；④试管中培育出的个体不一定是纯合子，如果外植体取自纯合子，培育出的个体则一定是纯合子，如果外植体取自杂合子，培育出的个体则一定是杂合子，B 错误；①→②过程为脱分化的过程，不需要光照，C 错误；①→②过程为脱分化的过程，②→③过程为再分化过程，脱分化和再分化过程中所用的培养基成分不同，D 错误。
9．(2019·海淀检测)如图表示四倍体兰花叶片通过植物组织培养形成植株的过程，相关叙述中正确的是( ) 四倍体兰花叶片――→① 愈伤组织――→② 胚状体――→③
植株 A ．②阶段和③阶段会发生减数分裂
B ．①阶段需生长素而③阶段需细胞分裂素
C ．①阶段有细胞增殖但无细胞分化
D ．此兰花的花药离体培养所得植株为二倍体
解析：选C 整个组织培养的过程不会出现减数分裂，A 错误；培养基中两种植物激素混合使用，只是不同的阶段激素配比有所不同，B 错误；①阶段是脱分化阶段，没有细胞分化，只有有丝分裂，C 正确；虽然四倍体植株产生的花粉细胞内有两个染色体组，但经过花药(粉)离体培养得到，依然叫单倍体植株，由含有两个染色体组的受精卵或体细胞(经植物组织培养)发育而来的植株才叫二倍体，D 错误。
10．如图表示利用棉花叶肉细胞原生质体进行遗传改良的过程，据图分析错误的是
( )
A．①过程需在适宜条件下用纤维素酶和果胶酶的混合物处理
B．②过程能定向诱导原生质体产生优良性状的改变
C．③过程中叶肉细胞失去了其特有的结构和功能
D．④过程需用适宜配比的激素处理
解析：选B 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此常选用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，A正确；紫外线照射诱导生物变异属于基因突变，具有不定向性，B错误；③过程为脱分化，其目的是使原有细胞恢复分裂和分化能力，即失去了其特有的结构和功能，C 正确；④过程为再分化，需用适宜浓度配比的激素进行诱导，D正确。
11．A种植物细胞和B种植物细胞的结构如图所示(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
解析：选C A细胞含2个染色体组，B细胞也含2个染色体组，但由于彼此属于不同的物种，染色体组彼此不同，故融合后产生的杂种细胞含有4个染色体组，应属于异源四倍体，基因型为DdYyRr。
12．用植物组织培养方法诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状体结构，再包裹上人造种皮，可制成人工种子，其过程如图。下列相关叙述错误的是( )
A．图示过程依据的原理是植物细胞具有全能性
B．进行②过程时，不需要用纤维素酶和果胶酶去掉植物细胞的细胞壁
C．再分化发生在④过程，是愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程
D．脱分化过程需细胞分裂素和生长素的诱导，以刺激愈伤组织的形成
解析：选C 图示过程依据的原理是植物细胞具有全能性，A正确；进行②脱分化过程时，不需要用纤维素酶和果胶酶去掉植物细胞的细胞壁，B正确；再分化发生在③过程，是愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程，C错误；脱分化形成愈伤组织的过程，需要细胞分裂素和生长素的诱导刺激，D正确。
二、非选择题
13．根据胡萝卜的组织培养实验回答下列问题。
(1)该实验的实验原理为：植物体的根、茎、叶细胞一般都具有________，在一定的____________等条件下，可以________形成____________，将其转接到含有不同激素成分的培养基上，就可以诱导其________生成________________，进而发育成完整的小植株。
(2)在植物组织培养实验中，为什么要强调所用器械的灭菌和实验人员的无菌操作？
(3)在本实验中，切取胡萝卜块时强调要切取含有形成层的部分，原因是______________________________。胡萝卜的其他部分(如茎、叶、花)是否也能培育成完整的小植株？________。理由是________________________________。
解析：植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织或细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。植物体的根、茎、叶细胞一般都具有全能性，在一定的营养和激素条件下，可以脱分化形成愈伤组织。将愈伤组织转接到含有不同激素成分及比例的培养基上，就可以诱导其再分化生成胚状体或丛芽，进而发育成完整的植株。植物组织培养的全过程，证明了已分化的植物细胞仍具有发育成完整植株的潜能。
答案：(1)全能性营养和激素脱分化愈伤组织再分化胚状体或丛芽(2)植物组织培养中用到的培养基含有丰富的营养成分，有利于培养物的生长，然而各种杂菌同样也可以在上面迅速生长，培养基一旦被污染，迅速生长的各种杂菌不但会和培养物争夺营养，而且这些杂菌生长的过程中会生成大量对培养物有害的物质，导致培养物迅速死亡。(3)这部分容易诱导形成愈伤组织能已分化的植物细胞仍具有全能性
14．(2019·铜仁期中)如图所示为胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作接入试管后，在一定条件下形成试管苗的培育过程，请据图回答下列问题。
(1)此过程依据的原理是____________________。B阶段进行的分裂方式是
____________，B阶段除了进行细胞分裂外，还进行____________等。
(2)B阶段需要光照，原因是_____________________________________。
(3)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶肉细胞具有叶绿素，这是__________的结果。
(4)A、B两过程能否在同一培养基上进行？
_______________________________________________________________。
解析：(1)植物组织培养是指将单个细胞培养成完整个体，这充分体现了植物细胞的全能性；A阶段为脱分化，B阶段为再分化，B阶段进行的分裂方式为有丝分裂，B阶段除了进行细胞分裂外，还要进行细胞分化。(2)植物组织培养在B(再分化)阶段，愈伤组织生根、发芽，并且芽发育成叶，叶绿素需要在光照条件下才能合成。(3)在植物体的不同部位进行不同的生命活动，合成不同的物质，这是基因选择性表达的结果。(4)由于A(脱分化)和B(再分化)两阶段进行的处理及营养、环境要求不同，所以两者不能在同一培养基上进行。
答案：(1)植物细胞的全能性有丝分裂细胞分化(2)芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的形成需要光照条件(3)基因选择性表达(4)不能
15．通过细胞工程技术，利用甲、乙两种植物的各自优势(甲耐盐、乙高产)，培育高产耐盐的杂种植株。请完善下列实验流程并回答问题：
(1)A是________________酶，B是________________，D是具有________优良性状的幼芽。D长成的幼苗需要选择的原因是____________________________。
(2)由C形成植株的过程利用了______________技术，形成愈伤组织需要经过________过程，愈伤组织形成D需要经过________过程。整个培养过程要在________的条件下进行。
(3)植物体细胞融合成功的标志是________________。目前，植物体细胞杂交还存在许多问题没有解决，如________________________________，尽管如此，这项新技术在________________________________等方面取得的重大突破还是震撼人心的。
(4)已知甲、乙植物分别为四倍体、二倍体，则“甲—乙植株”属于________倍体植株。
解析：(1)由植物细胞变成原生质体，需要去掉细胞壁，植物细胞细胞壁的主要成分是纤维素和果胶．因为酶具有专一性，所以应用纤维素酶和果胶酶处理细胞壁。两个原生质体经PEG诱导后融合，再生出细胞壁成为杂种细胞，利用植物组织培养技术可得到愈伤组织、丛芽结构和试管苗，并非每个细胞都能表达出耐盐性状，需要利用含盐培养基进行筛选。(2)由C形成植株需要利用植物组织培养技术，经过脱分化过程和再分化过程。在题图杂种植株培育的过程中，无菌操作非常重要。(3)植物细胞融合成功的标志是再生出新的细胞壁。植
物体细胞杂交虽然克服了远缘杂交不亲和的障碍，但让杂种植株表达出两种植物的优良性状还比较困难。(4)“甲—乙植株”属于异源多倍体里面的异源六倍体。
答案：(1)纤维素酶和果胶融合的原生质体耐盐有耐盐高产和耐盐不高产两种幼苗(2)植物组织培养脱分化再分化无菌(3)再生出新的细胞壁不能按照人的意愿表达两个亲本的性状克服远缘杂交不亲和的障碍(4)六
专题二细胞工程知识点梳理填空 概念：应用__________ 和__________ 的原理和方法，通过___________ 或__________ 上的操作，按照人的意愿来改变细胞内的___________ 或获得____________ 的一门综合科学技术。 分类：根据操作对象不同，可分为___________________ 、________________ 。 一、植物细胞工程 理论基础（原理）____________________ 。 1、概念：具有某种生物____________ 的任何一个细胞，都具有发育成_____________ 的潜能。 全能性表达的难易程度： ____________ > 生殖细胞〉__________________ ; ______________ >动物细胞； 2.在理论上，生物的任何一个细胞都具有__________________________________ ，但在生物的生长发育过程中，细胞并不表现___________ ，而是分化成各种_____________________ 。 3.特定的____________ 条件下，细胞中的基因会有 ________ 地表达出各种 _________ ，分化形成不同的细胞，从而构成生物体的不同________________ 。 （一）植物组织培养技术 植物组织培养：在________ 和________ 的条件下，将_________ 的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的_______ 上，给予适宜的培养条件，诱导其产生 ____________ 、丛芽，最终形成完整植株。 1.操作过程： ①② 外植体---- > A - > B—植物体 图中①_________ ，②_______ , A表示 ______ , B表示 ________ 。 2 .细胞脱分化：已__________ 的细胞经过______ 后，失去其特有的________________ 而转变成未分化细胞的过程。 3.胡萝卜的组织培养实验 1 ）实验原理 植物体的根、茎、叶细胞都具有 ___________ ，在一定的______ 和_____ 等条件下，可以脱分化形成______________ 。将愈伤组织转接到含有不同_______ 成分的培养基上，就可以诱导其再分化生 成胚状体或丛芽，进而发育成_____________________________ 。证明了分化的植物细胞仍具 有_________________________ 。 2）实验步骤 ①将__________ 用自来水充分洗净，削去外皮，并切成段。用酒精棉球擦手 ______________ 。
专题2细胞工程 2.1植物细胞工程 2.1.1植物细胞工程的基本技术 课时训练5植物细胞工程的基本技术 1.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 解析:植物细胞全能性是指具有细胞核的高度分化的植物细胞,在离开母体后,在适宜的营养和外界条件下,细胞首先发生脱分化,然后恢复细胞分裂形成愈伤组织,再在一定的诱导因素作用下发生分化,最后形成具有根、茎、叶的完整植株。高度分化的植物细胞的全能性只有在离开母体后才能表现出来。成熟筛管细胞无细胞核,D项错误。B项中,导入其他植物细胞的基因属于基因工程,与细胞的全能性没有必然的联系。 答案:C 2.可以成为植物组织培养条件的是()。 ①CO2②有机物③生长素④细胞分裂素⑤水⑥矿质元素 A.①③⑤⑥ B.②③⑤⑥ C.②③④⑤⑥ D.①②⑤⑥ 解析:植物组织培养的条件是营养物质、激素和其他适宜条件,在愈伤组织形成之前不能进行光合作用,不需要CO2。 答案:C 3.植物体细胞杂交是利用不同物种的两个细胞融合成一个杂种细胞的过程。该过程是指()。 A.不同植物的精子与卵子的融合 B.不同植物原生质体的融合 C.完整的两个体细胞的融合 D.植物花粉细胞的两两融合 解析:植物体细胞杂交是不同植物的原生质体融合为一个杂种细胞的过程。精、卵结合过程为受精作用,花粉细胞不是体细胞。 答案:B 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:形成愈伤组织,需要在消毒灭菌条件下进行是肯定的,因为只有在消毒灭菌条件下,才能保证培养出的组织细胞不被感染,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,不能形成愈伤组织。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.不能用于人工诱导原生质体融合的方法是()。
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
植物细胞工程综合大实验（一） ——培养基配制和无菌操作 一、实验目的与要求 熟练掌握器皿的洗涤 MS培养基的配制分装 培养基和物品的高压灭菌 实验室的消毒灭菌 植物材料的取材及流水冲洗 无菌操作 材料的培养观察 二、实验原理 植物细胞的全能性。 三、仪器设备与器具 电子天平、移液枪、冰箱、高压锅、超净工作台、 三角瓶、烧杯、容量瓶、培养皿、搪瓷缸、镊子、 解剖刀、酒精灯、试剂瓶、玻璃棒、线绳、pH试纸、封口膜、试管刷、洗涤剂、打火机等。 四、实验材料 彩云阁茎段（用于诱导愈伤组织） 茎节（用于诱导芽） 五、实验方法与步骤 （一）器皿的洗涤
一般器皿 有培养物但未污染的器皿 有培养物且污染的器皿 （二）MS培养基的配制分装 1、MS培养基母液的配制 母液A-F，每组配制A-E 100ml、F 50ml 0.1%升汞的配制 75%酒精的配制 6-BA NAA 2、MS培养基的配制 按每人配制100ml，分5小瓶。 过程如下；每组按1L配制，先取容器内加70%的蒸馏水； 加入蔗糖30g/L；量取母液A-F；加入PGR（自己设计）；用容量瓶定容；用0.1-1N NAOH或HCl调整pH5.6-5.8；每人分100ml；加琼脂粉8g/L；分装到5个小三角瓶中、封口。 （三）培养基和物品的高压灭菌 培养基、无菌水（每组至少5瓶）、空瓶（每组至少2个）、烧杯（每组至少1个）、培养皿（每组至少一套）、接种工具（2套），包好或者分好以备高压灭菌。 高压锅的使用。 （四）实验室的消毒灭菌
75%的酒精擦拭超净工作台内表面，新洁尔灭水进行超净工作台外表面、培养架表面、墙壁及其他房间表面的擦拭。 （五）植物材料的取材及流水冲洗 选取适宜的彩云阁茎节及茎段，切割成适宜大小后放在流水下冲洗。 （六）无菌操作 演示。 （七）材料的培养观察 接种完的材料放在培养室的培养架上进行培养。培养初期每天观察一次，持续1周。之后每2-3天观察一次。 统计指标： 污染率（%）= （污染的外植体个数／接种外植体的总数）×100%。 愈伤组织诱导率（%）= （长愈伤外植体个数／接种外植体总数）×100%。 芽诱导率（%）= （长芽外植体个数／接种外植体的总数）×100%。（八）结果与分析
2.1.2 植物细胞工程的实际应用 目标导航 1.举例说明植物细胞工程在植物繁殖方面的应用。2.列举植物细胞工程在作物新品种培育方面的应用。3.概述细胞产物的工厂化生产的原理。 一、植物繁殖的新途径(阅读P 38－39) 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)属于无性(填有性、无性)繁殖，能够保持优良品种的遗传性状。 2．作物脱毒 (1)选材部位：植物分生区附近的部位，因为此处细胞内病毒极少，甚至无病毒。 (2)优点：提高作物的产量和品质。 3．人工种子 (1)组成：由胚状体、不定芽、顶芽和腋芽作为保护性外壳的人工种皮和提供胚状体进一步发育所需营养的人工胚乳。如下图： (2)特点：后代无性状分离，不受季节、气候和地域的限制。 二、作物新品种的培育及细胞产物的工厂化生产(阅读P 40－41) 1．单倍体育种 (1)过程：花药――→离体培养 单倍体植株――→人工诱导染色体加倍稳定遗传的优良品种。 (2)优点：①后代是纯合子，能稳定遗传。 ②可明显缩短育种年限。 (3)实例：烟草、小麦等。 2．突变体的利用 (1)过程：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，因此容易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变，从中筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。 (2)优点：可以得到抗逆性(抗盐、抗病和抗除草剂等)品种和含有高蛋白的植株。
(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。 3．细胞产物的工厂化生产 (1)种类：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。 (2)技术：植物组织培养技术。 (3)实例：人参、三七、紫草和银杏的细胞产物都已实现工厂化生产。 判断正误： (1)植物组织培养技术不仅可以保持优良品种的遗传特性，还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。( ) (2)人工种子就是以植物种子的胚等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。( ) (3)单倍体育种通过花药离体培养获得单倍体植株，染色体加倍后两年便可获得稳定遗传的优良品种，极大地缩短了育种年限。( ) (4)在植物的组织培养过程中，由于所培养的细胞进行有丝分裂，所以不会发生突变。( ) (5)利用植物组织培养技术可获得的细胞产物包括蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。( ) (6)单倍体育种的目的是获得单倍体本身。( ) (7)细胞产物的生产是将植物细胞培养到愈伤组织。( ) 答案(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×(7)√ 一、植物繁殖的新途径 1．微型繁殖 (1)本质：微型繁殖实际上是一种无性繁殖，能保持亲本的一切优良性状，这项技术只运用了植物组织培养技术，因此该过程只涉及有丝分裂，不涉及减数分裂。 (2)优点：使用材料少，培养周期短，繁殖率高，便于自动化管理，有利于进行工厂化培养。2．作物脱毒 (1)病毒的特点：病毒是寄生生物，在用种子繁殖或用植物根、茎的无性繁殖过程中，种子、根、茎的细胞中可能携带着病毒并传给下一代，使其繁殖的子代感染病毒。 (2)材料的选取：据检测，植物的分生区附近的病毒极少，甚至无病毒。如果将未被病毒感染的植株的分生组织用植物组织培养的方法培育幼苗用于生产，可以避免病毒对作物的影响，大大提高作物的产量。 3．人工种子 (1)人工种皮的要求：
2.1.1植物细胞工程的基本技术知识点 一、细胞工程的含义及分类： 1、含义：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的操作，按照人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性科学技术。 （1）原理和方法： 。 （2）操作水平： 水平或 水平 （3）目的：改变细胞内的 或 。 2、种类： 根据操作对象分： 细胞工程和 细胞工程 植物细胞工程包括：植物组织培养、植物体细胞杂交。 动物细胞工程包括：动物细胞培养、动物细胞融合、动物细胞核移植、单克隆抗体技术 二、细胞的全能性： 1、概念：已经分化的细胞，仍具有发育成完整个体的潜能。 2、细胞全能性的原因：一般生物体的每一个细胞都包含该种生物的 。 3、现实表现：在生物的生长发育的过程中，细胞 全能性，而是 。 原因：在特定时间和空间条件下，细胞中的基因会 表达出各种 ，分化形成不同的细胞，从而构成生物体的不同组织和器官。 4、全能性的高低： ①受精卵＞配子＞体细胞 ②植物细胞＞动物细胞（动物细胞核具有全能性） ③具有分裂能力的细胞＞不分裂的细胞 ④分化程度低的细胞＞分化程度高的细胞。 三、植物组织培养技术 （一）过程： 1、原理： 的原理 2、条件：①离体的植物细胞、组织、器官（外植体）。②无菌。③人工配置的培养基（固体培养基，含有琼脂）。④适宜的条件：水、矿物质、有机物。⑤植物激素：生长素（诱导细胞分裂和根的分化）和细胞分裂素（促进细胞分裂和不定芽的分化）。⑥早期避光，后期光照。 3、愈伤组织：由排列疏松、无一定形态、高度液泡化的薄壁细胞组成。 4、脱分化：让 的细胞，经过诱导后，失去其 而转变成 细胞的过程。 5、再分化：愈伤组织在一定的培养条件下，分化出 ，形成完整的小植株。 一定的营养、激素 （ ） 离 体的植物细胞、 组织、器官 愈伤 组 织 完整 植 新植株
HUAZHONG AGRICULTURAL UNIVERSITY 烟草叶片愈伤组织诱导与植株再生的研究Research on Callus Induction and Plant Regeneration of Tobacco Leaves 姓名: 黄金波 CANDIDATE：Huang-Jin Bo 学号: 2012304200510 STUDENT ID：2012304200510 课程: 植物细胞工程实验CURRICULUM：Plant Cell Engineering Experiment 班级: MAJOR: 生技1201班Biotechnology 1201 指导老师：SUPERVISOR：柳俊齐迎春陈浩 Liu-Jun Qi-Ying Chun Chen-Hao 中国武汉 WUHAN， CHINA
二○一四年十二月DEC, 2014
烟草叶片愈伤组织诱导与植株再生的研究 黄金波 华中农业大学生命科学技术学院生技1201班 [摘要] [目的]以烟草叶片为材料，通过这次实验，基本掌握植物愈伤组织诱导与植株再 生的原理和方法，熟练掌握相关实验操作技术；另外，通过本次实验，完成烟草植株再生，并对比光照和黑暗等不同方法，对诱导愈伤组织状态和诱导率的影响，进行结果分析。 [方法]在无菌条件下，把烟草叶片剪成1cm2大小的小方块，先通过含0.25mg/L NAA和0.25mg/L BA的MS诱导培养基在光照和黑暗条件下诱导培养；三周后，转接到含0.25mg/L NAA和1.0mg/L BA的MS分化培养基中光照培养；两个月后，观察结果，统计分析。 [结果]诱导培养后，在光照条件下和在黑暗条件下培养的均有67.7%的被污染了；用剩下的33.3%全部接种到分化培养基上培养。结果表明分化率在光照条件下和在黑暗条件下无差别；每个愈伤组织分化芽数在光照条件下明显多于在黑暗条件下诱导；分化芽状态在黑暗和光照条件有一定的区别，分化植株苗在光照和黑暗条件下诱导没有明显区别。 [结论]光照条件和在黑暗条件下诱导可以影响愈伤分化芽数和分化芽状态。 [关键词] 烟草叶片；愈伤组织；细胞工程；分化；诱导；植株再生 Research on Callus Induction and Plant Regeneration of Tobacco Leaves Huang-Jin Bo Huazhong Agriculture University , College of Life Science and Technology , Biotechnology 1201 [Abstract] [Objective]Using tobacco leaves as materials, through the experiment, we should handle the basic principle and method of plant callus induction and plant regeneration，master related experiments’technology; In addition, through this experiment, to complete the tobacco plant regeneration, and compared different methods of callus induction, such as light and dark state, and the effects to the state and induction rate, then analyzing the results. [Method]The tobacco leaf was cut into 1 cm2 size small squares under aseptic conditions. Firstly induced in the MS induction medium with 0.25 mg/L NAA and 0.25 mg/L BA, under the condition of light and dark, respectively; Three weeks later, transferred to MS differentiation medium with 0.25 mg/L NAA and 1.0 mg/L BA culturing under light; Two months later , observing the results, and analyzing the statistics. [Results]After the induction culturing, 67.7% materials were polluted both under the condition of light and dark; rest 33.3% materials were inoculated to the differentiation medium, continuing to cultivate. As a result, it was successfully. The results show that there are no obvious differences between with the light condition and dark condition. Each number of callus bud differentiation under the condition of the light induced significantly more than in the
专题2细胞工程 2.1.2植物细胞工程的实际应用 寄语：世事洞明皆学问，人情练达即文章。 【学习目标】1、理解微型繁殖技术的应用。 2、了解单倍体育种过程和优点。 【课题重点】植物细胞工程应用的实例。 【课题难点】列举植物细胞工程的实际应用。 【学习过程】 一、植物繁殖的新途径 1.微型繁殖 （1）微型繁殖技术：用于优良品种的技术。 （2）特点：①保持优良品种的。 ②高效快速地实现种苗。 （3）实例：20世纪60年代，荷兰的科学家就成功地实现了利用 来培育兰花。 2.作物脱毒 （1）材料：植物的（如）。分生区附近的病毒极少，甚至。 （2）脱毒苗：切取（例如茎尖）进行组织培养获得的。 （3）优点：使农作物。 3.人工种子 （1）概念：一植物组织培养得到的、、顶芽和等为材料，经过人工包装得到的种子。（2）特点：①后代无。 ②不受、和限制。 (3)人工种子的制备，如图人工种子主要由三部分组成，一是胚状体 (分生组织)，它相当于天然种子的胚，是有生命的物质结构；二是 供胚状体维持生命力和保证其在适宜的环境条件下生长发育的人工胚乳； 三是具有保护作用的“人工种皮”。 二、作为新品种的培育 1.单倍体育种 染色体加倍 （1）方法：离体培养植株纯合子植株。 （2）优点：①后代是纯合子，能。②明显缩短了。 2.突变体的利用 （1）产生原因：在植物的组织培养过程中，易受和
（如、等）的影响而。 （2）利用：筛选出对人们有用的，进而培育成。 三、细胞产物的工厂化生产 1.细胞产物种类：、脂肪、糖类、、香料、生物碱等。 2.技术：植物技术。 3.实例：我国利用植物组织培养技术实现了大量生产；另外，三七、紫草和银杏的也都已经实现了工厂化生产。 课堂小结 1.微型繁殖技术 微型繁殖是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。 优点：选材少、培养周期短，繁殖率高，便于自动化管理。 组织培养（微型繁殖）主要是一种无性繁殖。如果培养的是体细胞，得到的植株同亲代基因型完全相同，所得个体能保持母体的一切性状；但如果培养的是生殖细胞，如花药，得到的植株是单倍体，应为有性生殖中的单性生殖。 2.作物脱毒、人工种子与单倍体育种 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。 人工种子采用的也是微型繁殖的技术，但是只需培育得到胚状体、不定芽、顶芽和腋芽，包上人工种皮就可以形成人工种子。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。胚状体的获取途径：①由已脱分化的外植体直接产生②由愈伤组织产生③由悬浮细胞培养产生。 单倍体育种的优点是后代无性状分离，后代都是纯合子，能够稳定遗传，明显缩短育种年限。应用染色体变异的原理。 【习题巩固A级】 1．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 2．下列育种措施，可以增加植物突变体出现的是( ) A．采用嫁接方法培育苹果新品种 B．将鱼的抗冻蛋白基因导入烟草受精卵中，培育抗冻烟草 C．用紫外线对组织培养中的愈伤组织进行照射
2.1.1植物细胞工程的基本技术 【学习目标】1、简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。 2、尝试进行植物组织培养。 【学习重点】1、植物组织培养的原理和过程 2、植物体细胞杂交的原则 【学习难点】植物组织培养的实验 课 前 案 读课本，独立完成下列问题 （要求：能准确写出关键词与句，以课本为准） 一、细胞工程 1．概念：应用 和 的原理和方法，通过 或 上的操作，按照人的意愿来改变细胞内的 或获得 的一门综合科学技术。 2．分类：根据操作对象不同，可分为 、 。 二、植物细胞的全能性 1、植物细胞的基本结构包括 、 、 、 。 2、植物细胞主要的增殖方式是 ，细胞分化是指 ，_____________________________________________________________________________原因是 。 3、全能性是指 ，表现为全能性的原因是 。 4．在理论上，生物的任何一个细胞都具有 ，但在生物的生长发育过程中，细胞并不表现 ，而是分化成各种 。 5．特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会有 地表达出各种 ，分化形成 不同的细胞，从而构成生物体的不同 。 三、植物组织培养技术 1．原理：植物细胞具有 ，具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成 的潜能。 2．过程: 离体植物的 ??→ ?脱分化 _ 组织??→ ?再分化幼根和芽或 胚状体 ??→ ?发育 完整植株。 3．细胞脱分化：已 的细胞经过诱导后，失去其特有的 而转变成未分化 细胞的过程。 4．植物组织培养：在 和 的条件下，将 的植物器官、组织、细 胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生 、丛芽，最终形 成完整植株。 四、胡萝卜的组织培养实验 1、实验原理 生物体细胞一般都是由受精卵经过有丝分裂形成的，因而都含有该生物的全套的遗传信息，都 具有发育成完整个体的潜能。因此，植物体的根、茎、叶细胞都具有 ，在一定的营养和激素条件下，可以脱分化形成 。将愈伤组织转接到含有不同激素成分的培养基上，就可以诱导其再分化生成胚状体或丛芽，进而发育成 。 2、实验步骤 ①．将 用自来水充分洗净，削去外皮，并切成段。用酒精棉球擦手 。 ②．在超净工作台(或接种箱)上将胡萝卜段用酒精溶液消毒30s 后，立即用 清洗2～3次，再用 处理30min 后，立即用无菌水清洗2～3次。 ③．用 的滤纸吸去胡萝卜段表面的水分。然后，在 瓷砖上，用无菌的解剖刀将胡萝卜段切成1 cm 厚的横切片，再选取有 的部位，切取1 cm 。左右的小块。 ④．将 接种到培养基上，用锡箔纸封盖瓶口，并用橡皮筋扎紧。然后，在培养瓶上贴上标签，写明材料名称、接种日期和小组号。 ⑤．将接种后的胡萝卜组织块，放在 恒温避光条件下培养。4d 后，检查培养材料的污染情况；14d 后，观察愈伤组织的生长状况。然后，在恒温箱中继续避光培养。在培养过程中，注意定期观察和记录愈伤组织的生长情况。 ⑥．培养一段时间后，将生长良好的 转接到分化培养基上，培养一段时间后，胡萝卜的愈伤组织就可以诱导出 。然后将试管苗移栽到大田，培养成 。 五、植物体细胞杂交技术 1．概念：不同种植物的 ，在一定条件下融合成 ，并把杂种细胞培育成新的 的技术。 2．过程 离体的细胞果胶酶纤维素酶???→ ?不同细胞原生质体--------→原生质体融合 →杂种细胞→杂种植株。 【预习自测】 1、下列细胞的全能性最高的是 ( ) A 、植物的卵细胞 B 、植物的花粉 C 、被子植物的受精卵 D 、被子植物的叶肉细胞 2．下列属于组织培养的是 ( ) A ．花粉培育成单倍体植株 B ．芽发育成枝条 C ．根尖分生区发育成成熟区 D ．未受精的卵细胞发育成个体 3．组织培养的理论根据是 ( ) A ．培养基中营养物质全面 B ．细胞的全能性 C ．细胞的分裂 D ．细胞的分化 4．愈伤组织细胞在一种包含所有必需物质的培养基中培养了几个小时，其中一种化合物具有放射性(氚标记)。当这些细胞被固定后镜检．利用放射自显影技术发现放射性物质集中于细胞核、线粒体和叶绿体。可以肯定标记的化合物是 （ ） A 一种氨基酸 B ．尿嘧啶核苷酸 C ．胸腺嘧啶脱氧核苷酸 D ．葡萄糖
专题二 细胞工程知识点梳理填空 概念：应用 和 的原理和方法，通过 或 上的操作， 按照人的意愿来改变细胞内的 或获得 的一门综合科学技术。 分类：根据操作对象不同，可分为 、 。 一、植物细胞工程 理论基础（原理） 。 1、概念：具有某种生物 的任何一个细胞，都具有发育成 的潜能。 全能性表达的难易程度： ＞ 生殖细胞＞ ； ＞ 动物细胞； 2．在理论上，生物的任何一个细胞都具有 ，但在生物的生 长发育过程中，细胞并不表现 ，而是分化成各种 。 3．特定的___________条件下，细胞中的基因会有 地表达出各种 ，分化形成不 同的细胞，从而构成生物体的不同 。 （一）植物组织培养技术 植物组织培养：在 和 的条件下，将 的植物器官、组织、细胞， 培养在人工配制的 上，给予适宜的培养条件，诱导其产生 、丛芽，最终形成完 整植株。 1.操作过程： 外植体――→①A ――→② B ―→植物体 图中① ，② ，A 表示 ，B 表示 。 2．细胞脱分化：已 的细胞经过 后，失去其特有的 而转变成未 分化细胞的过程。 3.胡萝卜的组织培养实验 1）实验原理 植物体的根、茎、叶细胞都具有 ，在一定的 和 等条件下，可以脱分化 形成 。将愈伤组织转接到含有不同 成分的培养基上，就可以诱导其再分化 生成胚状体或丛芽，进而发育成 。证明了分化的植物细胞仍具
有。 2）实验步骤 ①将用自来水充分洗净，削去外皮，并切成段。用酒精棉球擦手。 ②在超净工作台(或接种箱)上将胡萝卜段用消毒30s后，立即用清洗2～3次，再用处理30min后，立即用无菌水清洗2～3次。 ③用的滤纸吸去胡萝卜段表面的水分。然后，在瓷砖上，用无菌的解剖刀将胡萝卜段切成1 cm厚的横切片，再选取有的部位，切取1 cm3左右的小块。 ④将接种到培养基上，用锡箔纸封盖瓶口，并用橡皮筋扎紧。然后，在培养瓶上贴上标签，写明材料名称、接种日期和小组号。 ⑤将接种后的胡萝卜组织块，23~26℃恒温条件下培养。4d后，检查培养材料的污染情况；14d后，观察愈伤组织的生长状况。然后，在恒温箱中继续培养。在培养过程中，注意定期观察和记录愈伤组织的生长情况。 ⑥培养一段时间后，将生长良好的转接到培养基上，培养一段时间后，胡萝卜的愈伤组织就可以诱导出。然后将试管苗移栽到大田，培养成。※注意事项：培养基的物理性质是，由成分、成分、、四部分组成。 生长素与细胞分裂素的协同调控作用在组织培养中非常重要，人们常把它们称为。例如，当生长素与细胞分裂素的比例适中，且生长素含量细胞分裂素素时，主要诱导植物组织脱分化和的形成；而当细胞分裂素的效应生长素时，则主要诱导植物组织和的形成。 （二）植物体细胞杂交技术 1．概念：不同种植物的，在一定条件下融合成，并把杂种细胞培育成新的的技术。生殖方式为。 2．过程 离体的细胞-→不同细胞-→融合→细胞→杂种植株。 3．目前最常用的去细胞壁的方法是，也就是在温和条件下用酶、酶去除植物细胞的细胞壁，获得具有活力的___________。利用酶作用的性特点。 诱导植物体细胞原生质体融合，物理方法有：、、等促使原生质体融合。化学法是用( )作为诱导剂来诱导融合。完成融合的标志 是。
植物细胞工程 实验一 培养基母液的制备 一、实验目的与意义 学习和掌握培养基母液的配制方法。 在配制培养基前，为了使用方便和用量准确，常常将大量元素、微量元素、铁盐、有机物质、激素类分别配制成比培养基配方需要量大若干倍的母液。当配制培养基时，只需要按预先计算好的量吸取母液即可。 二、实验器材 电子天平（称量为0.0001g ）、电子天平（称量为0.01g ）、烧杯（500ml 、100ml 、50ml ）、容量瓶（1000ml 、100 ml 、50 ml 、25 ml ）、细口瓶（1000 ml 、100 ml 、50 ml 、25 ml ）、药勺、玻璃棒、电炉。 三、实验药品 NH 4NO 3、KNO 3、CaCl 2·2H 2O 、MgSO 4·7H 2O 、KH 2PO 4、KI 、 H 3BO 3、 MnSO 4·4H 2O 、 ZnSO 4·7H 2O 、 Na 2MoO 4·2H 2O 、CuSO 4·5H 2O 、CoCl 2·6H 2O 、FeSO 4·7H 2O 、Na 2-EDTA·2H 2O 、肌醇 、烟酸、盐酸吡哆醇(维生素B 6)、盐酸硫胺素(维生素B 1)、甘氨酸。 四、实验步骤 每种母液均配制500ml ，各成分的质量如下： 1、大量元素母液的配制 表1 MS 培养基大量元素母液制备 序号 药品名称 培养基浓度（mg/L ） 扩大20称量(mg) 备注 1 NH 4NO 3 1650 16500 蒸馏水定容至500ml 2 KNO 3 1900 19000 3 CaCl 2·2H 2O 440 4400 4 MgSO 4·7H 2O 370 3700 5 KH 2PO 4 170 1700 各成分按照表1培养基浓度含量扩大20倍，用称量为0.01g 的电子天平称取，用蒸馏水分别溶解，按顺序逐步混合。后用蒸馏水定容到500ml 的容量瓶中，即为20倍的大量元素母液。到入细口瓶，贴好标签保存于冰箱中。配制培养基时，每配1L 培养基取此液50ml 。 注意： ①配制大量元素母液时，某些无机成分如Ca 2+、SO 42一 、Mg 2十 和H 2PO 4一 等在一起可能 发生化学反应，产生沉淀物。为避免此现象发生，母液配制时要用纯度高的双蒸水溶解，药品采用等级较高的分析纯，各种化学药品必须先以少量双蒸水使其充分溶解后才能混合，混合时应注意先后顺序。特别应将Ca 2+、SO 42一 、Mg 2十 和H 2PO 4一 等离子错开混合，速度宜慢， 边搅拌边混合。
2.1.1 植物细胞工程的基本技术 1．培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是( ) A ．组织培养 B ．细胞杂交 C ．显微注射 D ．核移植 解析：本题主要考查现代生物技术应用的相关知识。由于植物分生组织中病毒很少或没有病毒，常用茎尖通过组织培养技术培育脱毒苗；细胞杂交通常用于培育杂种个体；显微注射技术常用于基因工程，培育转基因生物；核移植技术常用于培养克隆动物。故只有A 选项符合题意。 答案：A 2．以下不能说明细胞全能性的实验是( ) A ．胡萝卜韧皮部细胞培育出植株 B ．紫色糯性玉米种子培育出植株 C ．转入抗虫基因的棉花细胞培育出植株 D ．番茄与马铃薯体细胞杂交后培育出植株 解析：细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整生物体的潜能。能体现细胞全能性的最好实例是植物组织培养，离体的植物器官、组织或细胞经过脱分化和再分化最终能形成一个完整的植株。A 、C 、D 三项都要用到植物组织培养技术，故B 项符合题意。 答案：B 3．下列属于植物组织培养的是( ) 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 ．受精卵发育成植株 解析：将花粉培养成单倍体植株，即花药离体培养，属于植物组织培养，A 正确；芽发育成枝条是自然生长过程，不属于植物组织培养，B 错误；根尖分生区发育成成熟区是自然生长过程，不属于植物组织培养，C 错误；植物组织培养包括脱分化和再分化等过程，而受精卵是个体发育的起点，发育成植株无脱分化等过程，D 错误。 答案：A 4．如图是四倍体兰花的叶片通过植物组织培养形成植株的示意图。 四倍体兰花叶片――→①愈伤组织――→②胚状体――→③植株 下列相关叙述中正确的是( ) A ．②阶段会发生减数分裂过程 B ．①阶段需生长素，而③阶段需细胞分裂素 C ．此过程体现了植物细胞具有全能性
植物细胞工程的应用 摘要：使用细胞大规模培养技术可以在可控的和可重复的条件下生产天然产物，而不会受到病虫害、地理、气候、季节等因素的影响，并且产物分离、提取操作相对简单。同时也将对保护人类的生存环境起到重要作用。本文介绍了植物细胞工程在制药、食品、杀虫剂、化工、环境等方面的应用,主要介绍了植物 的次生代谢物质在上述一些方面所占的重要地位。 关键词：植物细胞工程植物的次生代谢物质生物制药植物性杀虫剂 细胞工程学是以细胞生物，组织或器官为研究对象，运用工程学原理，按照预定目标，改变生物形状，生产生物产品，为人类生产或生活服务的科学。植物细胞工程是在植物细胞全能性的基础上，以植物细胞为基本单位，在体外条件下进行培养，繁殖人为的精细操作，使细胞的某些生物学特性按照人们的意愿发生改变，从而改良品种或创制新种，或加速繁殖植物个体，或获得有用产物的过程统称植物细胞工程。 植物中含有大量的次生代谢物质，可为人类提供药品、色素、调味剂、香料、兴奋剂、杀虫剂等，仅就药物而言，美国现有一百二十多种处方药是植物药，欧洲也约有四分之一的处方药来自植物。这些天然产品与人类生活息息相关，有很大的实用价值；其中有部分具有特殊用途，且极难得到，价格昂贵。从植物中生产这些物质存在很多缺点，植物受气候地理和季节的限制，其质量和产量受不可预测的环境因素影响，分离过程复杂而耗资很大。植物细胞培养主要集中在制药工业中的一些价格高﹑产量低﹑需求量的的化合物上（如紫杉醇﹑长春碱﹑紫草宁等），其次是油料（如小豆蔻油﹑春黄菊油等）﹑食品添加剂（如生姜﹑洋葱﹑香子兰等）﹑色素（如番红花﹑姜黄等）﹑调味剂（胡椒﹑留兰香等）﹑饮料（咖啡﹑可可 等）﹑树胶（如阿拉伯树胶等）等。 二十世纪七八十年代以来,植物组织培养、植物原生质体培养等各种植物培养技术与植物细胞培养技术共同发展,在培养基配方、环境条件控制、悬浮培养技术等研究方面相互借鉴、相互促进;而大规模培养技术方面,得益于微生物发酵技术的飞速发展,各种各样的反应器如气升式、气泡柱式、模式等反应器相继得到应用,使得植物细胞大量培养的研究迅速得到借鉴发展。目前，利用细胞工程生产药物是细胞工程研究开发中最活跃、进展最快的一个产业。大规模植物细胞培养技术经过几十年的努力研究,已取得很大的进展,有些药用植物种类已实现工业化生产,如从希腊毛地黄细胞培养物通过生物转化生产地高辛细胞培养、从日本黄连物中生产黄连碱、从人参根细胞中生产人参皂甙等;相当种类的药用植物细胞大量培养已达到中试水平,如长春花生产吲哚生物碱、丹参生产丹参酮、青蒿生产青蒿素、红豆杉生产紫杉醇、紫草生产萘醌、三七生产皂甙等等。目前大多数植物细胞大规模培养生产药物距商业化生产还有一定差距,主要是由于:（1）植物细胞的生长周期长,易污染。（2）植物细胞对生物反应器的设计装置要求较高。（3）高产细胞株较难获得。目前据报道只有二十多种植物的细胞培养物,其次生产物含量超过原植物,原因被认为是培养细胞的形态分化受到抑制,而大多数次生产物要在分化了的细胞中产生。由于以上的问题,加上与之相比,直接提取法成本很低,所以在很大程度上限制了大规模植物细胞培养技术生产药物走上商业化生产的步伐。但是,对一些不易栽培、稀少、不能或难以化学合成、有很高应用价值的药物,如紫杉醇,用这种方法开展研究进行生产还是很有商业价值的,而且从长远和环境保护的角度看,它应该有非常广阔的商 业前景。 植物品种改良的主要目的是获得高产、优质和具有高抗性的优良品种。植物细胞工程在育种方面、通过单倍体育种技术，已培育出二百六十多种植物的单倍体植株；通过体细胞培养，筛选了多个具高抗性和高营养的体细胞突变体；通过体细胞杂交已获得多个种间、属间或科间的体细胞杂种植物。根据根瘤与
植物细胞工程重点，老师上课时指点的。 题型为：名词解释，填空，单选，判断，简答。 0.绪论 1细胞工程（cell engineering）：应用细胞生物学和分子生物学方法，借助工程学的试验方法或技术，在细胞水平上改造生物遗传特性和生物学特性，已获得特定的细胞、细胞产品或新生物体的有关理论和技术方法的学科。 细胞工程的核心技术：细胞培养与繁殖。 目的：获得新形状，新个体，新物质。 2为什么细胞工程是现代生物技术的桥梁和纽扣？ 细胞工程把蛋白质工程，基因工程，生物制药等学科和代谢工程，动植物改良，组织工程等学科联系在一起。 3细胞工程研究范畴： 细胞工程研究范畴涉及细胞，组织，器官，胚胎的培养，细胞融合和亚细胞操作技术。4细胞工程与相关学科的关系 （1）细胞工程的建立依赖于相关学科理论的发展； （2）细胞工程为生物学研究提供了新的实验体系，从而又促进了生物科学的迅速发展；（3）细胞工程必须与其他的生物技术相结合才能更好的发挥作用。 5细胞工程的应用和意义： （1）改善农业生产技术：动植物品种改良与繁殖； （2）保护生态环境：生物工业避免化学工业污染；名贵药物的细胞生产保护自然资源；（3）生物医药、生物材料的开发与应用：以生物技术为依托的新型产业具有极大的商业潜力，也是本世纪各国几句竞争的领域之一。 6本章小结 现代生物技术是一个综合技术体系； 细胞工程在现代生物技术中起着桥梁和纽带作用； 细胞工程的产生和发展依赖于生物科学相关领域的理论和技术发展； 细胞工程技术在现代农业、医学以及工业生产中具有广泛的应用前景。 1.第一章 1基本实验室包括：准备室，无菌室，培养室。
2灭菌 （1）接种室灭菌：紫外灯照射(无菌室、超净台)；熏蒸灭菌(无菌室)；喷雾消毒(超净台; 无菌室)。 （2）接种工具、容器的灭菌：干热灭菌或湿热灭菌。在无菌操作时，把镊子、剪刀、解剖刀等浸入95%的酒精中，使用之前取出在酒精灯火焰上灼烧灭菌。冷却后，立即使用。（3）培养基：一般用高温蒸汽灭菌。 （4）不耐热类物质的灭菌。过滤除菌：某些激素（如天然生长素IAA、玉米素ZT、赤霉素GA等）、维生素、抗生素等不耐热或射线照射的物质。 3培养基基本成分：水，无机盐（大量元素和微量元素）；有机成分，激素和其他。 培养基其他成分：琼脂糖，活性炭，附加复合成分（碳水化合物，维生素，肌醇，天然复合物）。（注：加粗字体部分的答案不确定是否如此） 4常用的植物激素：生长素（Auxins）；细胞分裂素（Cytokinins）；赤霉素(GA)。 生长素/细胞分裂素。高：有利于根的形成和愈伤组织的形成；适中：有利于根芽的分化；低：有利于芽的形成 5常用培养基：MS培养基，White培养基，B5培养基，N6培养基。其中，N6培养基是中国人朱至靑发明的培养基。 6植物离体培养类型：组织培养，器官培养，细胞培养。 7外植体取材原则。 根据培养需求选择植物部位； 多年生植物注意树龄和季节； 在不影响培养目的的前提下尽可能选择自然繁殖器官作为外植体。 8外植体灭菌：外植体-清洗整理-杀菌剂灭菌-无菌水清洗。 外植体无菌处理：组织清洗-70%酒精浸10～30s-灭菌剂处理-无菌水涮洗。（此步骤应在超净台上完成） （住：这两个知识点好像说的是同一个意思，大家自己看着办） 9本章小结。 细胞工程的核心是无菌操作和培养； 实验室建立在满足技术要求的同时要经济高效和实用； 设备配置应根据工作性质而定； 培养基是细胞生长的必需营养，根据细胞类型确定适宜配方；