第一章第二节植物组织

1 实验室与基本操作(植物组织培养)第一章实验室与基本操作第一节实验室及其基本设备实验室的大小取决于工作的目的和规模：1.以工厂化生产为目的，实验室规模太小，则会限制生产影响效率。

2.在设计组织培养实验室时，应按组织培养程序来设计避免某些环节倒排，引起日后工作混乱。

植物组织培养是在严格无菌的条件下进行的。

要做到无菌的条件，需要一定的设备、器材和用具，同时还需要人工控制温度、光照、湿度等培养条件。

实验室设计标准的组织培养实验室包括：洗涤室(准备室)；配置室；灭菌室；接种室；培养室；观察室等一、准备室作用：材料、培养器械的清洗、培养基准备、灭菌等的准备工作。

普通化学实验室：仪器及设备、化学药品。

纯水仪、冰箱、移液枪、过滤灭菌器、电炉、微波炉、磁力搅拌器、低速台式离心机、电脑等作用：配制培养基。

洗涤室：清洗、贮存器皿设施、鼓风干燥箱等。

作用：玻璃器皿、用具和培养材料的洗涤。

灭菌室：①高压蒸气灭菌装置：如立式、卧式和手提式灭菌器。

作用：培养基、器械、棉塞、无菌纸等灭菌消毒②细菌过滤器作用：进行植物材料分离接种的重要场所，需长期的无菌操作，对组织培养成功起关键作用。

试验设施；超净工作台；紫外灯；固定式和挪移式载物台；消毒器、广口瓶、酒精灯、酒精棉、机械支架；手术剪、解剖刀、解剖针、镊子等超净工作台(alaminarflowhood)工作原理:利用鼓风机驱动空气通过高效过滤器除去空气中的尘埃颗粒，使空气得到净化。

净化空气徐徐通过工作台面，使工作台内构成无菌环境。

作用：进行材料的培养的场所。

其大小、规模可根据工作性质设定。

以充分利用空间和节能为原则。

设备：可调控光、温、湿度等设备。

还有固定式培养架、转床、摇床。

合用于器官(芽、茎、花药等)、愈伤组织、细胞和原生质体的固体培养和液体培养。

作用：细胞学和组织学观察。

设备：需备有高倍显微镜、体视显微镜、倒置显微镜、各种相机、恒温箱、切片机、恒温水浴、滴瓶、染色缸、载玻片、盖玻片等。

第一章植物细胞与组织第一节植物细胞的形态结构教学重点：植物细胞的基本结构。

教学难点：植物细胞的基本结构。

第二节植物细胞的繁殖教学重点：植物细胞的繁殖。

教学难点：植物细胞的分裂。

第三节植物细胞的生长和分化；第四节植物的组织和组织系统。

教学重点：植物细胞的分裂、植物组织的分类。

教学难点：植物组织的分类。

第二章种子和幼苗教学重点：种子的组成部分和主要类型及萌发过程。

教学难点：种子的组成部分和主要类型。

第三章种子植物的营养器官第一节根教学重点：根的形态结构，生长发育，生理功能。

教学难点：根的初生结构和次生结构。

第二节茎教学重点：茎的形态结构，芽的类型。

茎的生长发育，生理功能。

教学难点：芽的类型。

茎的初生结构和次生结构。

第三节叶教学重点：叶的形态结构，生长发育，生理功能。

教学难点：叶的形态结构，生理功能。

第四节营养器官内部结构上的关系教学重点：各营养器官在结构上的相互联系教学难点：茎与根之间维管组织的联系。

第五节营养器官的变态教学重点：根、茎、叶的变态教学难点：同功器官与同源器官。

第四章种子植物的繁殖和繁殖器官第一节繁殖的类型第二节花教学重点：1、植物繁殖的概念和类型；2、花和花序的形态结构、种类、生理功能。

教学难点：花和花序的的形态结构、发育及生殖过程。

第三节花药的发育和花粉粒的形成第四节胚珠的发育和胚囊的形成教学重点：1 花药与胚珠的发育、结构；2 配子体的形成。

教学难点：花药与胚珠的发育第五节开花、传粉与受精第六节种子和果实第七节被子植物的生活史教学重点：1.传粉与受精；2.果实的结构及发育；3.被子植物生活史；4.理解双受精过程及其生物学意义教学难点：果实的结构及发育、被子植物生活史、理解双受精过程及其生物学意义。

第一章:植物组织与细胞第一节:植物细胞1.细胞学说:细胞是有机体,动植物细胞都是这些有机体的集合物,它们按照一定的规则排列在动植物体内.所有的细胞都是由细胞分裂或融合而来的,卵和精子都是细胞.一个细胞可以分裂而形成组织.1.原生质:是细胞内有生命的物质,是细胞结构和生命活动的基础2.原生质体:是细胞中细胞壁以内各种结构的总称.是由生命物质原生质所构成,它是细胞各类代谢活动进行的主要场所,是细胞中最重要的部分.3.原核细胞:细胞中较为原始的一类细胞,没有真正的细胞核,细胞的遗传物质脱氧核苷酸分散于细胞质中央的一个较大的区域,没有膜包被,这种细胞称为原核细胞4.真核细胞:有真正的细胞核,原生质体都具有有核膜包被的细胞核,细胞内有各类被膜包被的细胞器5.细胞壁:是包围在植物细胞原生质体外面的一个坚硬的外壳.包围在细胞最外部,与质体,液泡构成了植物细胞与动物细胞区别的三大结构特征.在结构上,细胞壁可以分为:胞间层,初生壁,次生壁.其对原生质体起保护作用.6.胞间层:又称中层,是细胞分裂形成两个子细胞的时候在两个子细胞之间形成的一层薄膜,存在于细胞壁的最外面,主要的化学成分是果胶.7.初生壁:是细胞停止生长前原生质体分泌形成的细胞壁层,位于胞间层的内侧,主要的化学成分是纤维素,半纤维素和果胶8.次生壁:细胞停止生长之后,在初生壁内侧继续积累出来的细胞壁层,它的主要成分是纤维素,少量的半纤维素,并且常常含有木质. 9.纹孔:在次生壁形成的时候,次生壁上具有一些中断的部分,这些就是初生壁完全不被次生壁覆盖的区域,称为纹孔10.胞间连丝:在初生纹孔场上集中分布着许多小孔,细胞的原生质丝通过这些小孔与相邻细胞的原生质体相连,这些穿过细胞壁,沟通相邻细胞的原生质细丝成为胞间连丝.它是细胞原生质体之间物质和信息直接联系的桥梁.11.纹孔对:细胞壁上的纹孔通常与相邻细胞壁上的一个纹孔相对,两个相对的纹孔合成纹孔对12.纹孔膜:纹孔腔的初生壁和胞间层部分13.纹孔腔:次生壁围成的腔,其开口朝向细胞腔14.纹孔塞:具缘纹孔的纹孔膜的中央部位有一个圆盘状的增厚区域,这个增厚区域称为纹孔塞15.单纹孔:纹孔的次生壁在纹孔腔的边缘终止而不延伸,整个纹孔直径大小几乎一致,显微镜下观察正面为一个同心圆16.具缘纹孔:次生壁穹出于纹孔腔上,形成一个穹形的边缘,从而使纹孔口明显变小,用显微镜正面观察纹孔为3个同心圆,主要发生在次生壁强烈增厚的细胞壁上17.初生纹孔场:细胞壁生长时并不是均匀增厚的,在初生壁上具有一些明显的凹陷区域,称为初生纹孔场.一般来说,一个初生纹孔场上可以有几个纹孔18.胞质运动:在生活的细胞中，胞基质处于不断的运动状态，它能带动细胞器，在细胞内作有规则的持续的流动，这种流动叫做胞质运动19.质膜:包围在细胞质表面的一层薄膜,在动物细胞中通常称为细胞膜,是细胞的重要部分,具有识别,保护,选择透过,信息传递等功能20.细胞质:充满在细胞核和细胞壁之间,它的外面包围着质膜,质膜内是透明的无结构的机制包埋着的一些称为细胞起的微小结构21.胞基质:电子显微镜下看不出特殊结构的细胞质部分,有半透明的原生质胶体组成,是细胞质的重要组成部分22.细胞器:散布在细胞质内具有一定结构和功能的微结构或微器官23.质体:是一类与碳水化合物的合成和储藏密切有关的细胞器,是植物细胞特有的结构.具有双层膜结构,根据色素的不同,可以分为有色体,叶绿体和白色体24.线粒体:细胞器的一种,广泛分布的动植物细胞中,成大小不一的球状棒状或细丝状的颗粒,光学显微镜下需要要特殊的染色才能加以辨别,具有双层膜,主要进行呼吸作用,是生物体的”动力工厂”25.内质网:分布在细胞质中有一层膜构成构成的网状管道系统,管状以各种形式延伸和扩展,成为各类管、泡、腔交织的状态。

植物组织培养技术第一章绪论第二章植物组织培养实验室组成、仪器设备及无菌操作技术第三章植物组织培养基本原理第四章器官培养技术第五章植物胚胎培养第六章花粉及花药培养第七章细胞及原生质体培养第八章组培培养技术在中药学上的应用第一章绪论一、植物组织培养的概念1. 概念植物组织培养（Plant tissue culture）广义上是指无菌条件下，在特定的培养基上对离体的植物器官、组织、细胞和原生质体甚至包括完整植株进行培养的技术。

2.主要特征（1）在培养容器中进行；（2）无菌培养环境，排除了微生物如真菌、细菌以及害虫等的侵入；（3）各种环境因子如营养因子、激素因子以及光照、温度等物理因子处于人工控制之下，并可达到最适条件。

（4）通常打破了正常的植物发育过程和格局；（5）随着单细胞和原生质体培养技术的发展，对植物显微结构进行操作成为可能。

二、植物组织培养类型：根据不同分类的依据可以分为不同类型。

1、根据培养材料不同分为：（1）完整植株培养（Plant Culture）：对幼苗和较大植株等的培养。

（2）胚胎培养（Embryo Culture）：包括成熟胚、幼胚、子房、胚珠等的培养。

（3）器官培养（Organ Culture）：包括离体根、茎、叶、果实、种子、花器官的培养。

（4）组织培养（Tissue Culture）：如分生组织、薄壁组织、输导组织培养。

（5）细胞培养（Cell Culture）：指对单细胞或较小的细胞团进行培养。

（6）原生质体培养（Protoplast Culture）：指对去掉细胞壁后所获得的原生质体进行培养。

2、根据再生途径分为：（1）器官发生途径（Organogenesis）：直接器官发生途径：植物器官可以直接由外植体上诱导。

如茎尖培养。

间接器官发生途径：成熟细胞经过脱分化（dedifferentiation）及再分化（redifferentiation）过程而形成新的组织和器官的过程。

第一章植物组织培养的基础理论与基本知识目的要求：(1) 掌握组织培养的概念和类型；(2) 掌握组织培养的特点；(3) 了解组织培养发展史；(4) 初步掌握组织培养在农业实践上的应用。

第一节植物组织培养的基本概念及类型一、植物组织培养的概念植物组织培养（tissue culture）指在无菌条件下，将离体的植物器官（如根、茎、叶、花、果、茎尖等）、组织（如形成层、表皮、皮层、髓部细胞、胚乳等）、细胞（如大孢子、小孢子及体细胞）以及原生质体，培养在人工控制的环境里使其再生形成完整的植株。

亦可称为无菌培养、离体培养、试管培养。

根据培养基的形态可分为固体培养和液体培养；液体培养又可分为悬浮培养、振荡培养、旋转培养等。

外植体（explant）：在植物组织培养过程中，有植物体上切取的根、茎、叶、花、果实、种子等器官以及各种组织和细胞统称为外植体。

愈伤组织：植物局部创伤后或在组织培养中，当已分化的细胞恢复了细胞分裂能力，而增殖形成的无组织结构、无器官分化的薄壁细胞团。

在组织培养中，先由外植体增殖产生，在一定条件下，对它经过一段时间培养，可能从其再分化出具一定结构及功能的器官，如根、茎、胚状体或重新形成完整的植株。

二、植物组织培养的类型1.植物培养植物培养是指幼小植株的培养。

例如兰花，兰花及兰科植物种子的发育特殊，种子成熟之后没有胚乳，需要与某些真菌共生，由真菌提供营养才能萌发，在自然条件下，萌发率很低。

早期通过人工接种真菌可使兰花种子萌发，但技术繁琐，难度较大，后来发现在人工培养基上，只要营养成分合适不需要真菌共生，兰花种子也能萌发。

以蝴蝶兰为例，由一个好的荚果播种后两个月左右可产生数万个小圆球茎，经过一个月分瓶后，就可以进行育苗，大约3个月后即可得到大量可移栽的试管苗。

无菌播种已是各个大型蝴蝶兰生产企业主要的种苗繁育技术。

2.器官培养将植物的器官如胚、胚乳、珠心、子房、根、茎、叶、花和幼果的部分组织接种在无菌培养基上进行培养，也称为植物离体培养。

第一章、细胞与组织第一节植物细胞1、细胞：生物有机体的形态结构、生理功能和生长发育的基本单位。

2、细胞学说：19世纪前期，由德国植物学家施莱登和动物学家施旺提出，其主要内容为：一切植物和动物都是由细胞构成的；所有细胞都是由细胞分裂或融合而来：卵和精子都是细胞；一个细胞可以分裂而形成组织。

3、原生质:构成细胞的生活物质的总称，是细胞结构和生命活动的物质基础。

原生质体：细胞壁以内由原生质分化而来的有生命的结构部分，包括细胞质和细胞核两部分，是细胞各类代谢活动进行的主要场所。

4、真核细胞：有真正的细胞核，遗传物质被包被在核膜内，细胞器种类，数量相对较丰富的一类细胞。

原核细胞：较原始的一类细胞，没有真正的细胞核，细胞器种类和数量较真核细胞较少。

5、细胞核：真核细胞中，位于细胞质以内由双层膜围成的结构，一般为球形，富含遗传物质（DNA,RNA），是细胞遗传物质和信息的储藏所，也是遗传信息转录和核糖体亚单位合成的场所。

6、质膜：又称细胞膜，是细胞的重要组成部分之一，是与细胞壁紧密相连，包在细胞质外的一层薄膜，由磷脂双分子层和镶嵌在其上的蛋白质组成，具有保护，选择性透过，吞噬、信息传递、识别等功能。

7、细胞质：指质膜以内，细胞核以外的原生质，由半透明的胞基质和分布其中的多种细胞器和细胞骨架系统组成。

8、胞基质：细胞质的重要组成部分。

由半透明的原生质胶体组成，是代谢的重要场所。

（细胞质中除细胞器以外的半透明的原生质胶体，是代谢的重要场所。

）9、细胞器：细胞质的重要组成部分。

是悬浮于胞基质之中，具有一定形态结构和功能的亚细胞结构单位。

10、线粒体：细胞器的一种，动、植物细胞中广泛分布，具双层膜，呈颗粒状，主要进行呼吸作用，是生物体的“动力站”。

11、质体：细胞器的一种，是绿色植物独有的细胞器，具双层膜结构，成熟的质体具有合成和积累同化产物的功能。

根据所含色素的不同，将其分为白色体、叶绿体和有色体。

白色体：质体的一种，不含色素，多存在于幼嫩组织、无色的贮藏组织或不见光的组织中，具有贮藏物质的功能。

植物学大纲第一章植物细胞和组织本章重点：植物细胞显微结构、超微结构、功能；细胞壁分层、化学组成、生长方式、纹孔（单纹孔和具缘纹孔）、胞间连丝、细胞壁特化；细胞周期概念；有丝分裂各时期特点；植物细胞繁殖；各种组织细胞特点、分布、功能；分生组织、保护组织、基本组织、机械组织、输导组织特征、维管束概念。

本章难点：细胞器、细胞壁结构。

第一节植物细胞1、细胞的发现及其意义2、细胞生命活动的物质基础——原生质（1）原生质的化学组成（2）原生质的物理性质（3）原生质的运动和新陈代谢3、植物细胞的形状与大小4、植物细胞的结构与功能（1）细胞膜或质膜液态镶嵌模型、生理功能。

（2）细胞质及其细胞器质体、线粒体、核糖体、内质网、高尔基体、溶酶体、圆球体、微体、液泡、细胞“骨架”：微管、微丝、中等纤维。

（3）细胞核核膜、核仁、核质。

染色体数目、结构、核小体、核粒、核的功能、内膜系统。

（4）细胞壁胞间层、初生壁、次生壁。

纹孔：单纹孔、具缘纹孔。

细胞壁特化：木化、角化、栓化、矿化、粘液化。

5、植物细胞的后含物淀粉、蛋白质、脂肪和油、晶体、生理活性物质等。

6、植物细胞的繁殖（1）有丝分裂细胞周期概念、间期：DNA合成前期、DNA合成期、DNA合成后期；分裂期：前期、中期、后期、末期。

（2）无丝分裂横缢、纵裂、出芽等。

7、植物细胞的生长和分化生长、分化、植物细胞全能性概念。

第二节植物组织1、植物组织的概念2、植物组织的分类（1）分生组织位置不同分为：顶端分生组织、侧生分生组织、居间分生组织。

来源和性质不同分为：原分生组织、初生发生组织、次生分生组织。

（2）成熟组织保护组织、基本组织、机械组织、输导组织和分泌结构。

（3）维管束、维管组织和维管系统第二章种子与幼苗第一节种子的结构和主要类型1、种子的结构（1）种皮（2）胚（3）胚乳2、种子的主要类型（1）双子叶植物有胚乳种子篦麻、番茄、葡萄、桑等。

（2）双子叶植物无胚乳种子豆类、瓜类、油菜、梨、苹果等。

一、植物组织培养的广义含义(tissue culture)在无菌条件下，将离体植物的器官、组织、细胞或原生质体在人工配制的培养基上，并给予适当的培养条件使其长成完整植株的过程或生产具有经济价值的其他产品的技术。

也称离体培养（Invitro culture）。

二、此定义内涵：1、无菌条件（asepsis)：外植体、培养基、培养容器、接种工具、操作环境、培养环境等。

2、外植体（explant）：健康植株的特定部位或组织，如根、茎、叶、花、果实、胚珠、花药和花粉等，选择用于组织培养的起始材料，称之为外植体。

包括营养器官、生殖器官、组织、细胞等。

3、培养基（culture medium)：是植物组织培养的重要基质，它提供植物生长所需的营养物质。

人工配制，成分确定。

4、组培的理论基础：植物细胞的全能性（totipotent）。

5、激素：调控培养物的状态和发育方向，实现不同的实验目的。

6、封闭培养：通过封口材料实现气体交换。

7、培养条件（ culture condiction）:人为控制。

*植物组织培养的狭义含义指对植物体所有组织如分生组织、胚乳组织、薄壁组织、花药组织、愈伤组织的培养。

本课程所涉及的组织培养若无特殊说明均指广义含义。

三、植物组织培养的四要素（1）无菌（2）培养材料：①器官：根、茎、叶、花、果实②组织：花药组织、胚乳、皮层等③细胞：体细胞（2n）、生殖细胞（n）④原生质体（3）培养基（4）培养条件：温度、光照、湿度等四、与组培有关的术语及理论1、植物细胞全能性（totipotent)：植物细胞具有该植物体全部遗传的可能性，在一定条件下具有发育成完整植物体的潜在能力。

原理：植物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因，从理论上讲，植物体的每一个活细胞都应该具有全能性。

潜在全能性的原因：基因表达的选择性。

科学研究表明，处于离体状态的植物活细胞，在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，就可能表现出全能性，发育成完整的植株。

第一章、细胞与组织第一节植物细胞1、细胞：生物有机体的形态结构。

生理功能和生长发育的基本单位。

细胞学说：19 世纪前期，由德国植物学家施莱登和动物学家施旺提出，其主要内容为：2、一切植物和动物都是由细胞分裂或融合而来：卵和精子都是细胞；一个细胞可以分裂而形成组织。

3、原生质: 构成细胞的生活物质的总称，是细胞结构和生命活动的物质基础。

原生质体：细胞壁以内由原生质分化而来的有生命的结构部分，包括细胞质和细胞核两部分，是细胞各类代谢活动进行的主要场所。

4、真核细胞：有真正的细胞核，遗传物质被包被在核膜内，细胞器种类，数量相对较丰富的一类细胞。

原核细胞：细胞中较原始的一类细胞，没有真正的细胞核，细胞器种类和数量较真核细胞较少。

5、细胞核：真核细胞中，位于细胞质以内由双层膜围成的结构，一般为球形，富含遗传物质（ DNA,RNA），是细胞遗传物质和信息的储藏所，也是遗传信息转录和核糖体亚单位合成的场所。

6、质膜：又称细胞膜，是细胞的重要组成部分之一，是与细胞壁紧密相连，包在细胞质外的一层薄膜，由磷脂双分子层和镶嵌在其上的蛋白质组成，具有保护，选择性透过，吞噬，信息传递，识别等功能。

7、细胞质：指质膜以内，细胞核以外的原生质，由半透明的胞基质和分布其中的多种细胞器和细胞骨架系统组成。

8、胞基质：细胞质的重要组成部分。

由半透明的原生质胶体组成，是代谢的重要场所。

（细胞质中除细胞器以外的半透明的原生质胶体，是代谢的重要场所。

）9、细胞器：细胞质的重要组成部分。

是悬浮于胞基质之中，具有一定形态结构和功能的亚细胞结构单位。

10、线粒体：细胞器的一种，具双层膜，呈颗粒状，动、植物细胞中广泛分布，主要进行呼吸作用，是生物体的“动力站”。

11、质体：细胞器的一种，是绿色植物独有的细胞器，具双层膜结构，成熟的质体具有合成和积累同化产物的功能。

根据所含色素的不同，将其分为白色体、叶绿体和有色体。

白色体：质体的一种，不含色素，多存在于幼嫩组织、无色的贮藏组织或不见光的组织中，具有贮藏物质的功能。