第四章植物细胞工程的基本原理和
技术基础
§1.植物细胞工程的基本原理
§2.植物细胞和组织培养所需要的营养和环境条件
§3.外植体的选择和消毒
§4.外植体的切取和培养
§4.1植物细胞工程的基本原理
一.植物细胞的全能性
二.植物激素的调控作用
4.1.1植物细胞的全能性
植物组织培养植物细胞工程常用的技术是
植物体细胞杂交植物细胞工程的理论基础是：
植物细胞的全能性
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）
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
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。
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
《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
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
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/e814254474.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
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
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
生物工程中游技术实验 --植物组织、器官培养的研究 学校： 学院： 班级： 姓名： 学号：
绿豆芽愈伤组织诱导培养实验 【摘要】本实验以MS＋2,4-D为基本培养基,添加NAA或6-BA,对绿豆芽材料进行体外培养,诱导形成愈伤组织。结果表明,在一定浓度范围内,NAA和6-BA对绿豆芽的诱导有促进作用。不同激素组合培养下，绿豆芽外植体形成愈伤组织的类型不同,其色泽、细胞的形态结构显著不同。其中，细胞分裂素和生长素的组合诱导芽及芽的增殖效果最好，MS+6-BA(6mg/L)+NAA(0.4mg/L)培养基最适。 【关键词】绿豆芽；组织培养；愈伤组织；6-BA；2,4-D；NAA;全能性 一、前言 细胞工程(Cell engineering) 是指应用现代细胞生物学、发育生物学、遗传学和分子生物学的理论与方法，按照人们的需要和设计，在细胞水平上的遗传操作，重组细胞的结构和内含物，以改变生物的结构和功能，即通过细胞融合、核质移植、染色体或基因移植以及组织和细胞培养等方法，快速繁殖和培养出人们所需要的新物种的生物工程技术。其常用技术手段有植物组织培养，植物体细胞杂交、动物细胞培养、动物细胞融合、单克隆抗体、胚胎移植、核移植等。根据细胞类型的不同，可以把细胞工程分为植物细胞工程和动物细胞工程两大类。本文主要综述细胞工程中植物细胞工程的植物组织培养这一技术手段。植物组织培养技术的应用范围包括快速繁殖、培育无病毒植物，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。 植物组织培养，诱导愈伤组织形成和形态发生，使一个离体的细胞、一块组织或一个器官的细胞，通过脱分化形成愈伤组织，并由愈伤组织再分化形成植物体。在植物组织培养中，由于植物细胞具有全能性,即植物的体细胞具有母体植株全部遗传信息并会发育成为完整的个体。因而,每一个植物细胞可以像胚胎细胞一样,经离体培养再生成植株。随着细胞工程技术的不断发展,植物细胞和组织培养这一细胞工程技术也无例外地得到发展,目前已在许多植物上,特别是在农林生产实践中得到了广泛应用。尤其在林木优良品种和无性系的快速繁殖方面进展较快。统计资料显示,目前全世界已有6000多种植物细胞和组织培养成株。实验证实,植物叶肉细胞、茎尖、根尖、花粉、胚、胚乳等细胞或组织均可以再生成植株。 本试验旨在利用NAA和6-BA的组合调控来诱导绿豆芽的愈伤组织，加深对植物外植体消毒、接种的无菌操作技术，学习外植体愈伤组织诱导的方法。 6-BA为细胞分裂素，主要作用是促进芽的形成,也可以诱导愈伤组织发生。如果超过0.1毫克就会抑制发根，超过0.5毫克则完全不发根。NAA是广谱型植物生长调节剂，能促进细胞分裂与扩大，诱导形成不定根。2,4-D是一种人工合成的植物生长激素。
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。
精品文档 专题2 细胞工程 （一）植物细胞工程 1.理论基础（原理）： 全能性表达的难易程度： 2.植物组织培养技术 （1）过程：离体的植物器官、组织或细胞 ―→愈伤组织 ―→试管苗 ―→植物体 （2）用途： 。 （3）地位：是培育 、 培育植物新品种的最后一道 工序。 3.植物体细胞杂交技术 （1）过程： （2）诱导融合的方法：物理法包括 等。化学法一般是用 作为诱导剂。 （3）意义： （二）动物细胞工程 1. 动物细胞培养 （1）概念：动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的 ，将它分散成 ， 然后放在适宜的 中，让这些细胞 。 （2）动物细胞培养的流程：取动物组织块（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）→剪碎→用 处理分散成 →制成 →转入培养瓶中进行 培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续 培养。 （3）细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞很快就 ，称为 。细胞数目不 断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面 时，细胞就会 ，这种现象称为 。 （4）动物细胞培养需要满足以下条件 ① ：培养液应进行 处理。通常还要在培养液中添加一 定量的 ，以防培养过程中的污染。此外，应定期更换培养液，防止 。 ② ：合成培养基成分：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。通常需加入 等天然成分。 ③ ：适宜温度：哺乳动物多是 ；pH ： 。 ④ ：95% ＋5% 。O 2是 所必需的，CO 2的主要作用 是 。 （5）动物细胞培养技术的应用： 2.动物体细胞核移植技术和克隆动物
（1）哺乳动物核移植可以分为核移植（比较容易）和核移植（比较难）。（2）选用去核卵(母)细胞的原因：卵(母)细胞； 卵(母)细胞。 （3）体细胞核移植的大致过程是：（下图） （4）体细胞核移植技术的应用： ①② ③④ ⑤ （5）体细胞核移植技术存在的问题： 克隆动物存在着问题、表现出缺陷等。 3.动物细胞融合 （1）动物细胞融合也称，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成的具有原来细胞遗传信息的单核细胞，称为。（2）动物细胞融合与植物原生质体融合的原理基本相同，诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法类似，常用的诱导因素有等。（3）动物细胞融合的意义：克服了，成为研究 的重要手段。 （4）动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较： 4.单克隆抗体 （1）抗体：一个B淋巴细胞只分泌一种。从血清中分离出的抗体 。 （2）单克隆抗体的制备过程： 核移植 精品文档