第八讲植物细胞培养

第八章_植物的生长生理

第八章植物的生长生理一、名词解释 1．植物生长2．种子生活力3．种子寿命4．种子活力5．植物组织培养6．细胞全能性7．愈伤组织8．分化9．脱分化l0．再分化11．生长最适温度12．胚状体13．外植物14．光形态建成15．光范型作用16．温周期现象17．细胞周期18．生长大周期19．植物生长的相关性20．顶端优势21．再生作用22．极性23．植物的昼夜周期性24．生物钟25．生长运动26．向性运动27．向光性28．向地性29．感性运动30．偏上生长31．协调最适温度32．人工种子33．根冠比34．光敏色素35. 外植二、写出下列符号的中文名称： 1. R／T 2. LAR 3. AGR 4. RH 5. RGR 6. UV-B 7. NAR Pr、Pfr 8. CaM 9. R 10. FR 三、填空题 1．种子萌发适宜的外界条件是______、______、______及少部分种子萌发需要______。 2．植物生长的相关性主要表现在______、______、______。 3．种子保存在______ 条件下不易失去生活力。 4．快速检验种子死活的方法主要有三种，即______、______、______。 5．种子的吸水可分为三个阶段，即______、______和______。 6．植物的运动包括______、______、______。向性运动类型有______、______、______、______。感性运动包括______、______、______ 。 7.光敏色素有两种类型，即＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿，其中＿＿＿＿＿吸收红光后转变为＿＿＿＿＿． 8. 植物细胞的生长通常分为三个时期，即______、______和______。 9．＿＿＿＿＿是指细胞或器官的两个极端在生理上的差异。 10. 细胞伸长期的生理特点是______、______、______、______。 11．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细胞团的过程称＿______＿＿＿＿。 12．植物细胞壁是由______、______、______等物质组成。 13．在组织培养过程中，培养基在低糖浓度时可形成______，高糖浓度时形成______，糖浓度水平中等时形成______，______和______。 14．低强度光控制植物生长，发育和分化的过程称为＿＿＿＿＿＿＿。 15．糖分在花粉培养基中的作用是______和______。 16．组织培养的理论基础是______，一般培养基的组成包括五大类物质______、______、______、______和______。 17. 含羞草感震运动是由叶柄基部的＿＿＿＿＿细胞受刺激后，其＿＿＿______＿＿发生必变引起的 18. 生长曲线由______、______和______组成，生长上促进或抑制生长的措施在______之前进行。

第八章植物的生长生理

第八章植物的生长生理 Ⅱ 习题一、名词解释发育生长大周期光范型作用嫌光种子生长极性光形态建成中光种子分化植物的再生作用种子休眠光受体组织培养生物钟细胞周期蓝光效应外植体顶端优势后熟作用隐花色素植物细胞全能性向性运动根冠比细胞克隆脱分化感性运动温周期现象胚状体再分化生长相关性需光种子人工种子二、写出下列符号的中文名称 R/T AGR RGR UV - B NAR LAR 三、填空题 1. 组织培养的理论依据是（）。 2. 组织培养过程中常用的植物材料表面消毒剂是（）、（）。 3. 植物组织培养基一般由（）、（）、（）、（）和有机附加物等五类物质组成。 4. 在特定条件下，以分化的细胞重新进行细胞分裂，逐渐失去原有的分化状态，这一过程称为（）。 5. （）是细胞或器官的两个极端在生理上的差异。 6. 目前对温周期现象的解释认为，较低夜温能（），（），从而加速植物的生长和物质积累。 7. 土壤中水分不足时，使根 / 冠比（），土壤中水分增加时，使根 / 冠比（）。

8. 土壤中缺氮时，使根 / 冠比（），土壤中氮肥增加时，使根 / 冠比（）。 9. 高等植物的运动可分为（）运动和（）运动两大类。 10. 种子休眠的原因有如下几个方面，即（）、（）、（）、（）和（）。 11. 按种子萌发吸水速度的变化，可将种子吸水分为三个阶段，即（）、（）和（）。死种子和休眠种子的吸水不出现（）阶段。 12. 细胞周期可划分为（）、（）、（）和（）四个时期。 13. 非休眠种子萌发的条件是（）、（）和（）。有的种子还需要（）。 14. 种子萌发时，贮藏的生物大分子经历（）、（）和（）三个步骤的变化。 15. 大豆种子萌发时要求最低的吸水量为其干重的（） % ，而小麦为（） % ，水稻为（） % 。 16. 植物细胞的生长通常分为三个时期，即（）、（）、（）。 17. 根系除主要供给地上部分（）和（）之外，还向地上部分输送（）、（）和（）等。 18. IAA 和蔗糖的浓度影响木质部和韧皮部的分化，增加 IAA 浓度，导致（）形成，而增加蔗糖浓度则诱导（）形成。 19. 植物向光性的作用光谱中最有效的光是（）光，其光的接受体可能是（）或（）。 20. 促进莴苣种子（需光种子）萌发的有效光为（），而抑制其萌发的光为（）。 21. 植物生长的相关性主要表现在（）、（）和（）。 22. 种子休眠包括（）休眠和（）休眠。 23. 种子的后熟作用基本上可分为（）后熟型和（）后熟型。 24. 种子萌发对光的反应可分为三种类型，即（）种子，（）种子和（）种子。 25. 种子萌发时，植酸钙镁在植酸酶催化下水解产生（），同时释放出（）、（）和（）。 26. 组织培养的用途很广，主要应用于（）、（）、（）和（）。 27. 植物生长的四大基本特性是（）、（）、（）、和（）。

植物细胞培养

植物细胞培养一、定义 ●在离体条件下，将愈伤组织或其他易分散的组织置于液体培养基中进行振荡培养，得到分散成游离的悬浮细胞，通过继代培养使细胞增殖，从而获得大量细胞群体的一种技术。 ●植物中含有数量极为可观的次生代谢物质，是各种色素、药物、香精、酶等天然产物的主要来源。 ●植物细胞培养具有以下优点： 1、提高产率 2、缩短周期 3、提高产品质量 4、易于管理，减轻劳动强度因此主要用于生产色素、药物、食品、酶、精细化工产品等次生代谢物。二、培养基常用MS培养基，另外还有B5、N6、NT、AA、KM8p等培养基三、单细胞培养 1、制备方法（1）机械法（机械磨碎、切割）（2）酶解法（目前最有效的获得单细胞方法）（3）愈伤组织诱导法（高频振动愈伤组织） 2、培养方法（1）平板法（似微生物平板培养）（2）看护培养与饲养层培养法看护培养：将单个细胞接种到滤纸上再置于愈伤组织之上进行培养。饲养层培养：用处理过（如X射线）的无活性的或分裂很慢、不具分裂能力的细胞来饲养细胞。（3）液体浅层静置培养法：将一定密度的悬浮细胞在培养皿中形成浅薄层，封口静止培养。

（4）细胞同步化：同一悬浮培养体系的所有细胞都同时通过细胞周期的某一特定时期。植物细胞在悬浮培养中的游离性较差，容易团聚进入不同程度的分化状态，因此要达到完全同步化相当困难。 ①低温法：冷处理可提高培养体系中细胞同步化程度。 ②分选法：通过细胞体积大小分级，直接将处于相同周期的细胞进行分选，然后将同一状态的细胞继代培养于同一培养体系中。 ③饥饿法：在一个培养体系中，如果细胞生长的基本成分丧失，则导致细胞因饥饿而分裂受阻，从而停留在某一分裂时期。 ④抑制剂法：通过一些DNA合成抑制剂处理细胞，如尿苷等，使细胞滞留在DNA 合成前期，当解除抑制后，即可获得处于同一细胞周期—G1期的同步化细胞。 3、保存（1）继代培养（高等植物、海藻等）（2）低温（ 5℃～10℃）（3）冷冻（ -20℃或液氮）植物细胞冷冻保存方法：在冰浴条件下加入预冷的冰冻保护剂，密封，继续冰浴15min，在-40℃停留2h后投入-196℃液氮罐中保存。植物细胞冷冻保护剂组成： 7.5%二甲基亚砜（DMSO）＋0.5mol／L山梨醇＋5%甘油＋5%蔗糖四、植物细胞培养的应用 1、生产药用植物代谢产物（紫杉醇、苷类等） 2、生产天然食品、食品添加剂（可可碱等） 3、生产杀虫剂、杀菌剂（鱼藤酮、除虫菊脂） 4、生产饲料、精细化工产品（桑叶、橡胶等）五、植物细胞的生物反应器大规模培养 1、培养特性（1）细胞本身特性（生长慢、易结团、易损伤、易污染）（2）培养液流变特性（黏度增高）（3）气体传递与影响（O2与CO2需平衡）

第八章植物的生长生理复习思考题与答案

第七章植物的生长生理复习思考题与答案 (一) 名词解释 1、生命周期(life cycle) 生物体从发生到死亡所经历的过程称为生命周期。 2、生长(growth) 在生命周期中，植物的细胞、组织和器官的数目、体积或干重的不可逆增加过程称为生长。例如根、茎、叶、花、果实和种子的体积扩大或干重增加都是典型的生长现象。 3、分化(differentiation) 从一种同质的细胞类型转变成形态结构和功能与原来不相同的异质细胞类型的过程称为分化。它可在细胞、组织、器官的不同水平上表现出来。例如：从受精卵细胞分裂转变成胚；从生长点转变成叶原基、花原基；从形成层转变成输导组织、机械组织、保护组织等。这些转变过程都是分化现象。 4、发育(development) 在生命周期中，生物的组织、器官或整体，在形态结构和功能上的有序变化过程。它泛指生物的发生与发展 5、极性(polarity) 细胞、器官和植株内的一端与另一端在形态结构和生理生化存在差异的现象。如扦插的枝条，无论正插还是倒插，通常是形态学的下端长根，形态学的上端长枝叶。 6、组织培养（plant tissure culture）植物组织培养是指植物的离体器官、组织或细胞在人工控制的环境下培养发育再生成完整植株的技术。根据外植体的种类，又可将组织培养分为：器官培养、组织培养、胚胎培养、细胞培养以及原生质体培养等。 7、细胞克隆(cell clone) 克隆(clone)源于希腊文(klon) 原意是指幼苗或嫩枝以无性繁殖或者营养繁殖的方式培养植物。现指生物体通过体细胞进行无性繁殖，以及由无性繁殖形成的基因型完全相同的后代个体组成的种群的过程。细胞克隆就是指体细胞的无性繁殖。被克隆的细胞与母体细胞有完全相同的基因。 8、外植体（explant）用于离体培养进行无性繁殖的各种植物材料。 9、脱分化(dedifferentiation) 植物已经分化的细胞在切割损伤或在适宜的培养基上诱导形成失去分化状态的、结构均一的愈伤组织或细胞团的过程。 10、再分化（redifferentiation) 由处于脱分化状态的愈伤组织或细胞再度分化形成不同类型细胞、组织、器官乃至最终再生成植株的过程。愈伤组织的再分化通常可发生两种类型，一类是器官发生型，分化根、芽、叶、花等器官，另一类是胚状体发生型，分化出类似于受精卵发育而来的胚胎结构--胚状体。 11、胚状体（embryoid) 在特定条件下，由植物体细胞分化形成的类似于合子胚的结构。胚状体又称体细胞胚（somatic embryo) 或体胚。胚状体由于具有根茎两个极性结构，因此

植物细胞悬浮培养技术

植物细胞悬浮培养技术一、基本原理利用固体琼脂培养基对植物的离体组织进行培养的方法在某些方面还存在一些缺点，比如在培养过程中，植物的愈伤组织在生长过程中的营养成分、植物组织产生的代谢物质呈现一个梯度分布，而且琼脂本身也有一些不明的物质成分可能对培养物产生影响，从而导致植物组织生长发育过程中代谢的改变而利用液体培养基则可以克服这一缺点，当植物的组织在液体培养基中生长时，我们可以通过薄层震荡培养或向培养基中通气用以改善培养基中氧气的供应。植物细胞的悬浮培养是指将植物细胞或较小的细胞团悬浮在液体培养基中进行培养，在培养过程中能够保持良好的分散状态。这些小的细胞聚合体通常来自植物的愈伤组织。一般的操作过程是把未分化的愈伤组织转移到液体培养基中进行培养。在培养过程中不断进行旋转震荡，一般可用100～12Or/min 的速度进行。由于液体培养基的旋转和震荡，使得愈伤组织上分裂的细胞不断游离下来。在液体培养基中的培养物是混杂的，既有游离的单个细胞，也有较大的细胞团块，还有接种物的死细胞残渣。在液体悬浮培养过程中应注意及时进行细胞继代培养，因为当培养物生长到一定时期将进入分裂的静止期。对于多数悬浮培养物来说，细胞在培养到第18～25d 时达到最大的密度，此时应进行第一次继代培养。在继代培养时，应将较大的细胞团块和接种物残渣除去。若从植物器官或组织开始建立细胞悬浮培养体系，就包括愈伤组织的诱导、继代培养、单细胞分离和悬浮培养。目前这项技术已经广泛应用于细胞的形态、生理、遗传、凋亡等研究工作，特别是为基因工程在植物细胞水平上的操作提供了理想的材料和途径。经过转化的植物细胞再经过诱导分化形成植株，即可获得携带有目标基因的个体。二、器材超净工作台、高压蒸汽灭菌器、恒温培养箱、磁力搅拌器、恒温空气摇床、镊子、锥形瓶、水稻种子三、操作步骤 1．配制培养基按照培养基配方取各种药品，最后用蒸馏水定容到所需体积。所配制的培养基经高压蒸汽灭菌后备用，固体琼脂培养基分装在250mL 的锥形瓶内，每瓶约分装30mL。 2．水稻种子的消毒（1）将种子置于无菌的培养皿内，以体积分数95％的酒精消毒1～2min。（2）取出后用无菌水冲洗2～3 遍。（3）将种子放入25.0g/L 的次氯酸钠溶液中轻轻摇动后，浸泡60min 。（4）取出后用无菌水冲洗，将次氯酸钠溶液充分洗净。 3. 接种在超净工作台内，将灭菌后的水稻种子接到诱导愈伤组织的固体培养基上，每个培养瓶接5～10 粒种子。接种完毕后用封口膜将培养瓶封好，放在26℃的恒温培养箱中进行黑暗培养。 4．悬浮培养的开始：当得到愈伤组织后，将其转人到AA 液体培养基中。注意愈伤组织块应小于3mm . 若组织块较大可用无菌解剖刀将其分割成小块。液体培养基分装在250mL 的锥形瓶内．接种完毕后将瓶口用封口膜封好，把培养瓶放到恒温摇床上进行震荡培养。调整摇床的旋转速度，使之为120r/min。培养温度为26℃，在黑暗中培养。 5．悬浮培养物的保持进行悬浮培养后要不断进行观察，由于培养物的继代培养与培养瓶内培养物的密度及细胞

植物细胞组织培养技术

植物细胞组织培养技术实验指导书生物实验教学中心主编：杨卫民 2009-06-01

目录实验一、植物组织培养培养基母液的配制 (1) 实验二、植物组织培养的培养基配制 (5) 实验三、康乃馨的离体快繁 (9) 实验四、胡萝卜愈伤组织的建立 (14) 实验五、组织培养物的继代培养 (18)

实验一组织培养基母液的配制一、仪器及药品冰箱、天平（0.0001g）容量瓶:1000ml,500ml、250ml、100ml、25ml 广口储液瓶：500ml、250ml、50ml、25ml 烧杯：1000ml、500ml、250ml、100ml、50ml 数十根玻璃搅棒、大药勺、小药勺或挖耳勺标签纸、胶水、50%酒精、95%酒精、1mol/L盐酸、1mol/L NaOH 几种常用的培养基所需的大量元素、微量元素、有机物、激素、铁盐等药品蒸馏水二、方法和步骤：按照培养基配方,把大量元素、微量元素、铁盐、有机物、植物激素分类,每一类中各种药品分别称量,如N6培养基各种母液的配制步骤如下：大量元素母液：包括用量较大的几种化合物〈见N6培养基配方〉，按表中排列顺序,将每种药品的用量扩大10倍，分别称取，分别溶解，然后按照顺序混合在一起。如钙盐等易发生沉淀的药品不能混合，应单位定容，最后加上蒸馏水，定容至1升或500毫升。在定容时注意用蒸馏水洗净烧杯和玻璃搅棒以减少误差。定容后的溶液为大量元素母液，配制培养基时，每配1L培养基需吸取该母液l00ml或50ml。微量元素母液：因用量少，为了称量精确和方便,常配成100倍或1000倍的母液，即每种药品扩大l00倍或者l000倍。逐个溶解，混合在一起成为微量元素母液，每配1L N6培养基需吸取该母液10ml或者1ml。铁盐：在N6培养基中需要单独配制，它是由硫酸亚铁（FeSO4?7H2O）2.78g和乙二氨四乙酸二钠（Na2-EDTA）3.73g，分别溶解，混合后，用酒精灯加热半小时以上，冷却后定容至1L。冰箱过夜贮藏无结晶析出，否则重新配制。每配l升N6培养基需加该铁盐母液5 ml。有机物质：主要指氨基酸，维生素类物质。它们大都是扩大1000倍，分别称量，分别定容和储存，配制培养基时按需要的量加入。植物激素：常用的有生长素类如：2,4-D、萘乙酸（NAA）、吲哚乙酸（IAA）、吲

动植物细胞培养的主要区别

动植物细胞培养的主要区别第一篇:《动物细胞培养与植物细胞培养的区别》动物细胞培养与植物细胞培养的区别动植物细胞培养的主要区别 1.培养基不同：植物细胞（固体培养基），动物细胞（液体培养基）动植物细胞培养的主要区别 2.培养基的成分不同：动物细胞培养必须利用动物血清，植物组织培养则不需要，而需要加入植物生长激素 3.产物不同：植物组织培养最后一般得到新的植物个体，而动物细胞培养因为动物体细胞一般不能表达其全能性，因此得到的是只含同一种的细胞的一个细胞系（或者叫细胞群）。 4.原理不同：植物组织培养的原理为植物细胞的全能性，动物细胞培养的原理为细胞的增殖。动植物细胞培养的主要区别 5.过程不同：植物组织培养的过程为脱分化和再分化，动物细胞培养的过程为原代培养和传代培养 7.培养目的不同：植物组织培养是为了快速繁殖和获得无病毒植株，

动物细胞培养是获得生物制品。根据培养方式：贴壁细胞培养，半悬浮细胞培养，悬浮细胞培养第二篇:《动物细胞培养和植物细胞培养的比较》动物细胞培养与植物组织培养的对比第三篇:《全国林业有害生物防治知识竞赛题含答案》害预测预报工作的通知》要求，一般常灾区每0.5万一1万亩，偶灾区每亩，无灾区每2万一5万亩，应设一名测报员或病虫情调查员。在大片林区，可适当增加测报员或病虫情调查员的调查监测面积。（答案：1万一2万） 39、《关于进一步加强森林病虫害预测预报工作的通知》要求，要以或进行病虫情调查，掌握面上的病虫害发生情况。（答案：林班；小班） 40、《关于加强林业有害生物监测预报和突发疫情信息管理的通知》（造防函81号）要求，为了加强林业有害生物监测预报和突发疫情信息报告的管理，各地要严格按照有关要求，新发生（发现）的危险性和发生严重在50公顷以上的林业有害生物必须在日内上报国家林业局。（答案：7）二、选择题１、1999年以来，我国先后建立了个国家级森林病虫鼠害中心测报

植物生理学教案第八章植物的营养生长

第八章植物的营养生长教学时数：6学时左右。教学目的与要求：使学生了解植物从种子萌发到花芽分化（进入生殖生长）之前营养生长阶段的生理及形态变化过程；掌握植物生长的规律及植物运动的类型与机理；使学生了解光形态建成的概念，光形态建成与光合作用的关系与区别，光敏色素的发现与分布；掌握光敏色素的化学性质和光化学转换，光敏色素在光形态建成过程中的反应，光敏色素的生理作用及作用机理，蓝光和紫外光反应；达到理论联系实际，应用本章的理论去指导生产实践，例如适时播种、正确采取相应的农业管理措施等，解决农、林、果、蔬及花卉生产中实际问题。教学重点：光敏色素的发现与分布；光敏色素的化学性质和光化学转换；光敏色素在光形态建成过程中的反应；光敏色素的生理作用及作用机理；蓝光和紫外光反应。教学难点：光敏色素在光形态建成过程中的反应；光敏色素的生理作用及作用机理。本章主要阅读文献资料： 1.吴国芳等编：《植物学》（第二版），高等教育出版社。 2.王镜岩主编：《生物化学》（第三版），高等教育出版社。 3.王宝山主编：《植物生理学》，科学出版社，2004年版。 4.宋叔文、汤章城主编：《植物生理与分子生物学》，科学出版社，1998年（第二版）。本章讲授内容：第一节种子的萌发种子萌发的概念 A.从植物生理学的角度：成熟的植物种子在适宜的条件下，胚根伸出种皮即为种子萌发。 B.从生产实践的角度：成熟的植物种子在适宜的条件下，形成一株独立生活幼苗的过程。一、种子的休眠 1.种子休眠的概念与意义休眠（dormancy）是植物的整体或某一部分生长暂时停顿的现象，是植物抵制和适应不良自然环境的一种保护性的生物学特性。包括被迫休眠与生理休眠。 2.种子休眠的原因 1）种皮（果皮）的限制作用 2）种子未完成后熟作用形态后熟型－－胚未完全发育生理后熟型－－种子内部的有机物质和植物激素尚未完成转化。 3）抑制物质的存在 3.种子休眠的解除方法机械破损、层积处理、温度处理、化学处理、清水冲洗、物理因素二、种子的寿命

第8章植物的细胞培养及次生物质生产

第8章植物的细胞培养及次生物质生产第1节单细胞培养技术 1 单细胞的分离细胞来源:完整的植物器官、培养的组织通过物理的或酶处理的方法获得, 常用分散性较好的愈伤组织或悬浮培养物进行制备. 1.1愈伤组织培养选择外植体→表面消毒→接种→培养→继代培养→筛选疏松愈伤组织 1.2单细胞的分离方法： 1）物理方法：多次继代培养得到的疏松愈伤组织转入液体培养基: a 采用合适方法震荡使细胞分散; b 向细胞悬液中吹脉冲压缩空气；过滤 c 在显微镜下用吸管吸取等。 2）化学方法：加秋水仙碱；加草酸盐等；加2,4-D、CH等对分散细胞也有利。 3）酶处理： a)果胶酶；b)纤维素酶；c)葡萄糖苷酶和半乳糖苷酶等。 2 单细胞培养技术 2.1平板培养将一定量的细胞接种到或混合到装有一薄层固体培养基的培养皿内进行培养的技术。每个平板上新形成的细胞团数植板率= ——————————————?100% 每个平板上接种的细胞数注意事项: 最低起始细胞密度在保证获得高的植板率的前提下,尽量使接种细胞的起始密度降低（条件培养基；有机成分）. 选用处于旺盛分裂期的细胞. 尽量减少细胞损伤. 在单细胞悬液和融化的琼脂培养基混合时,温度不应超过350 C. 最好置于黑暗或弱光下进行培养 2.2 条件培养条件培养基：已经进行过一段时间细胞悬浮培养的培养基。

制作方法: 配制悬浮细胞培养基→接种愈伤组织或悬浮细胞→培养→离心→上清液固体条件培养基：上清液与加琼脂的灭菌培养基趁热充分混合. 2.3 看护培养和饲喂层技术在活跃生长的愈伤组织上培养单细胞,并使之生长和增殖的方法叫看护培养。用处理过的无活性的或分裂很慢、不具备分裂代谢能力的细胞来饲养所需培养的细胞，使其分裂和生长的方法叫饲喂层培养。 2.4 微室培养：是为了进行单细胞活体连续观察而建立的一种微量细胞培养技术。微室技术要点： (1) 对微室的要求: 制作材料的光学性能要非常好；小室的厚度要符合相差显微镜的要求; 选择合适的材料使小室与外界隔绝,应既能防止污染，又保证小室与外界能进行适当的气体交换. (2) 对培养基的要求: 选用的培养基要保证微室中的细胞能够生长和分裂,并应有较高的光学透明度. (3) 对所观察的细胞的要求: 选用生长旺盛,处于活跃分裂期并易于分散的细胞;细胞壁要较薄,细胞内含物要较少和透明度较高. 2.5 其他技术液体浅层培养将欲培养的分散细胞直接接入盛有浅层液体培养基的培养皿中进行培养。微滴培养技术等：详见“原生质体培养” 第2节植物细胞悬浮培养技术将植物细胞和小的细胞团悬浮在液体培养基中进行培养的技术。细胞在培养过程中能保持较好的分散状态. (1)增加了细胞与培养液的接触面,改善了营养供应; (2)可避免有害代谢物在局部浓度过高; (3)有利氧的充分供应. 1 基本过程——以水稻细胞悬浮培养为例 1.1 愈伤组织培养合适外植体

植物细胞培养技术

植物细胞培养技术植物细胞培养技术就是为了某种目的而在细胞水平上对离体植物细胞或原生质体进行的一系列生物工艺学操作。它包括分离、培养、再生以及一系列相关的操作。就有用化合物的生产来说，它主要是指在无菌条件下通过悬浮培养植物细胞生产有用化合物的过程。理论与技术基础：植物细胞全能性、微生物液体深层发酵系统、遗传工程意义： 1）不受地理、季节和气候条件的限制； 2）节省土地，降低成本，生产周期短，可大大提高经济效益； 3）可代替整体植株在工厂内连续生产所需产物； 4）可通过添加抑制剂等使生物合成按照人的意志进行； 5）可通过诱变筛选，获得高产细胞株，并且可以进行特定的生物转化获得新的有用物质。 1. 发展与成果例证 2. 培养基组成 3. 培养条件 1. 发展与成果例证 1959年Tu1ecke和Nickell首次采用大体积〔20升〕的硫酸瓶进行了蔷薇(Rosa sp．)茎段的细胞大量培养。 1967年Kaul和Staba采用多升发酵罐对小阿米(Ammi visnaga)进行了细胞大量培养的研究，并从细胞培养物中得到了第一个药用成分呋喃色酮(visnagin)。 1972年，Kato培养烟草细胞以获得尼古丁，最后放大到在20000升的生物反应器上进行分批和连续培养，其生产能力为5．82kg／m3．d。 1983年，***三井石油化学工业公司利用大规模培养紫草细胞生产紫草宁，产物终浓度达1400mg／L；随后，Ushiyama等在20000升生物反应器中成功地进行了100公斤／月的人参愈伤组织培养。迄今为止，全世界已对近1000余种植物进行过细胞培养方面的研究，生产的天然产物包括药品、香料、色素、食品、化妆品等500多种。许多植物的细胞培养已完成实验室阶段研究，正向工厂中试过渡，有的已完成工厂化生产规模的实验。如人参、紫草、毛地黄、烟草、肉桂、迷迭香、黄芪等。 2. 培养基组成培养基的组成对植物细胞的生长和代谢物质的生产影响极大。典型的培养基有Murashige-Skoog(MS),Linsmaier-Skoog(LS)，white和B5等四种。 ---无机盐类：在无机盐中，磷酸根及氮源(NH4+或N03-)的含量对细胞的生长与物质生产有明显的影响。另外，一些金属离子如Ca2+、Cu2+、Mg2+等的含量往往也有重要影响。---碳源：通常使用2—3％的蔗糖作碳源，也有使用葡萄糖或果糖。使用单糖的优点是方便分析测定，且有助于细胞生长动力学分析。 ---植物生长调节物质：植物生长调节物质对植物细胞的生长和代谢物质生产的影响十分大。它可分为两大类：植物生长素类有2，4—D(二氯苯氧基乙酸)、IAA(吲哚基醋酸)、NAA(萘乙酸)等，细胞激动素类有BA(苄基腺凛吟)、动力精和玉米素。 ---其他因素：植物细胞培养的影响因素还有培养系统内气相组成(CO2和乙烯含量)、前体物

动植物细胞培养

动植物细胞培养动植物细胞培养是指动、植物细胞在体外条件下的存活或生长。动植物细胞培养与微生物细胞培养有很大的不同（表14-1）。由于动物细胞无细胞壁，且大多数哺乳动物细胞附着在固体或半固体的表面才能生长；对营养要求严格，除氨基酸、维生素、盐类、葡萄糖或半乳糖外，还需有血清。动物细胞对环境敏感，包括pH值、溶氧、C02、温度、剪切应力都比微生物有更严的要求，一般须严格的监测和控制。相比之下，植物细胞对营养要求较动物细胞简单。但植物细胞培养一般要求在高密度下才能得到一定浓度的培养产物，而且植物细胞生长较微生物要缓慢，因此长时间的培养对无菌条件及反应器的设计具有特殊的要求。在生物技术中，人们已经利用细菌、丝状真菌的大量培养来生产各种酶、抗生素、蛋白质、氨基酸等产物，但是很多有重要价值的生物物质，如毒素、疫苗、干扰素、单克隆抗体、色素、香味物质等，必须借助于动、植物细胞的大规模培养来获得。从20世纪50年代以来，这方面已取得一些进展。但是，目前的技术还远不能满足细胞生物产品应用的要求，随着动植物培养技术研究的深入，显示出广阔的发展前景。表14-1 动植物、微生物细胞的培养特征第一节动物细胞大规模培养技术动物细胞体外培养的历史可追溯到1907年，美国生物学家Harrison在无菌条件下，以淋巴液为培养基成功地在试管中培养了蛙胚神经组织达数周，创立了体外组织培养法。1962年，其规模开始扩大，随着细胞生物学、培养系统及培养方法等领域的不断丰富和完善，动物细胞培养技术得到了很大的发展。发展至今已成为生物、医学研究和应用中广泛采用的技术方法，利用动物细胞培养生产具有重要医用价值的酶、生长因子、疫苗和单抗等，已成为医药生物高技术产业的重要部分。其发展简史见表14-2。利用动物细胞培养技术生产的生物制品已占世界生物高技术产品市场份额的50%。大量资料表明，生物技术药物是当前新药开发的重要领域，生物技术制药工业是下一个10年制药工业的重要新门类，期间将有数百种生物技术新药上市。美国最新预测几种畅销基因工程药物2000年全球销售额EPO大于30亿美元,G2CSF 大于20亿美元,HGH、IFN、UK均大于10亿美元,胰岛素和降钙素大于5亿美元。动物细胞大规模培养技术是生物技术制药中非常重要的环节。目前,动物细胞大规模培养技术水平的提高主要集中在培养规模的进一步扩大、优化细胞培养环境、改变细胞特性、提高产品的产率与保证其质量上。表14-2 动物细胞培养技术的发展

植物细胞组织培养的基本技术(总结版)

本章主要内容 ●商业性组织培养实验室和小工厂的设计与主要设备 ●培养基及其配制 ●外植体的选择与培养 ●试管苗的驯化与移载第一节商业性组织培养实验室和小工厂的设计与主要设备 ●培养皿的清洗； ●培养基的配制、分装和高压灭菌； ●无菌操作——材料的表面灭菌和接种； ●将培养物放到培养室培养； ●试管苗的驯化、移栽和初期管理。 (一)、洗涤室(cleaning room) ●洗涤室用于完成玻璃器皿等仪器的清洗、干燥和贮存。 ●室内配备： ●大型水槽，最好是白瓷水槽。为防止碰坏玻璃器皿，可铺垫橡胶。上下水道要畅通。 ●备有塑料筐，用于运输培养器皿。 ●备有干燥架，用于放置干燥涮净的培养器皿。 (二)、准备室(repairing room) ●完成培养基制备以及试管苗出瓶、清洗与整理工作。准备室要求明亮、通风。 ●如果房间较多，可将准备室分为洗涤室和配置室两部分。洗涤室专门负责试管苗出瓶与培养器皿的清洗工作；配置室则负责培养基的配制、分装、包扎和高压灭菌等工作。 (三)、缓冲室 ●进入无菌室前要在缓冲室里换上经过灭菌的卫生服、拖鞋，戴上口罩。 ●应当在此室内安装灭菌用的紫外灯。控制无菌室及培养室的配电板等。 (四)、无菌操作室(transfering room) ●接种室是进行植物材料的分离接种及培养物转移的一个重要操作室。其无菌条件的好坏对组织培养成功与否起重要作用。 ●配置：

●在工作方便的前提下，接种室宜小不宜大，一般7-8m2，要求地面、天花板及四壁尽可能密闭光滑，易于清洁和消毒。配置拉动门，以减少开关门时的空气扰动。 ●接种室要求干爽安静，清洁明亮。在适当位置吊装1-2盏紫外线灭菌灯，用以照射灭菌。最好安装一小型空调，使室温可控，这样可使门窗紧闭，减少与外界空气对流。 (五)、培养室(culturing room) ●培养室是将接种的材料进行培养生长的场所。培养室的大小可根据需要培养架的大小、数目、及其他附属设备而定。 ●设计原则： ●充分利用空间和节省 ●能源 ●高度比培养架略高为 ●宜 ●周围墙壁要求有绝热防火的性能。 (五)、培养室(culturing room) ●培养架大多由金属制成。 ●规格： ●一般设5层，最低一层离地高约10 cm，其他每层间隔30cm左右，培养架即高1.7m左右。培养架长度都是根据日光灯的长度而设计，如采用40W日光灯，则长1.3 m，30 W 的长1m，宽度一般为60cm。 ●培养室最重要的因子是温度，一般保持在20-27℃左右，具备产热装置，并安装窗式或立式空调机。由于热带植物和寒带植物等不同种类要求不同温度，最好不同种类有不同的培养室。室内湿度也要求恒定，相对湿度以保持在70％-80％为好，可安装加湿器。 ●控制日光照时间可安装定时开关钟，一般需要每天光照10-16h。也有的需要连续照明。现代组培实验室大多设计为采用天然太阳光照作为主要能源，这样不但可以节省能源，而且组培苗接受太阳光生长良好，驯化易成活。 (六)、驯化室 ●驯化室要求清洁无菌，配有空调机、加湿器、恒温恒湿控制仪、喷雾器、光照调节装置、通风口以及必要的杀菌剂。 (七)、温室 ●应配有空调机、通风口、加湿器、恒温恒湿控制装置、喷雾装置、光照调节装置以及必要的杀菌杀虫装置及相应药剂。二、仪器设备和器皿用具 ●常见仪器设备 ●1、超净台 ●2、无菌箱 ●3、空调机

植物细胞工程的基本技术学案

专题2细胞工程植物细胞工程的基本技术寄语：用最少的悔恨面对过去。用最少的浪费面对现在。用最多的梦面对未来。【学习目标】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。【课题重点】1.植物组织培养的原理和过程 2.植物体细胞杂交的原则【课题难点】植物组织培养的实验【学习过程】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（1，2可回顾必修1相关内容） 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，实质是 _____。 3、细胞脱分化是指。 4、全能性是指，表现为全能性的原因是。 5．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。这是因为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 _ 组织幼根和芽或胚状体完整植株。 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 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???→?人工诱导原生质体融合 →杂种细胞→杂种植株。 3．植物体细胞杂交步骤： (1)去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体，目前最常用的去细胞壁的方法是酶解法，也就是在温和条件下用纤维素酶、果胶酶去除植物细胞的细胞壁。 (2)不同植物体细胞原生质体融合，必须通过物理法和化学法来诱导融合。物理方法有：离心、振动、电激等促使原生质体融合。化学法是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂来诱导融合。融合后再生出细胞壁。 (3)用植物组织培养方法进行培育，可得到杂种植株。【习题巩固A 级】 1．以下不．能说明细胞全能性的实验是( ) A ．玉米花粉粒培育出植株 B ．转入贮存蛋白基因的向日葵细胞培育出植株

人教版生物选修三江苏专用练习：2.1.1 植物细胞工程的基本技术植物细胞工程演练强化提升含解析

一、单项选择题 1．植物细胞的全能性是指() A．具有核、膜、质，细胞结构完整，能进行各种生理活动 B．只具有膜和质，同样能进行各种生理活动 C．植物体细胞所具有的发育成完整个体的潜能 D．具有本物种全套遗传物质的特定细胞 [解析]选C。具有某种植物全套遗传信息的任何一个细胞，都有发育成完整新植物体的潜能，也就是说，每个植物细胞都具有全能性。 2．下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的过程是() A．克隆羊“多利”的培育 B．小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞 C．小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株 D．胡萝卜根韧皮部细胞经植物组织培养发育成新植株 [解析]选D。细胞的全能性是指已分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。克隆羊“多利”的培育过程说明动物细胞的细胞核具有发育的全能性，故A项不符合题意；骨髓造血干细胞形成各种血细胞，仅仅是细胞分化的过程，没有形成完整的个体，没有体现细胞的全能性，B项不符合题意；花粉离体培养发育成单倍体植株，经历了细胞分化，体现的是花粉(生殖细胞)的全能性，没有体现体细胞的全能性，C项不符合题意；胡萝卜根韧皮部细胞经植物组织培养发育成新植株，该过程既发生了细胞分化，又体现了体细胞的全能性，D 项符合题意。 3．用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，下列叙述错误的是() A．该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的 B．该愈伤组织的细胞没有全能性 C．该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成的 D．该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状体结构 [解析]选B。植物组织培养的原理是植物细胞的全能性。植物细胞只有在脱离了植物体、并在一定的外部因素的作用下，经细胞分裂形成愈伤组织，才能表现出全能性，再由愈伤组

植物细胞培养测试题

实验室及设备单元复习题 1．组培能够进行，其理论依据是＿＿＿＿和＿＿＿＿-。 2．接种室要求室内＿＿＿＿，墙面＿＿＿＿，门为＿＿＿＿，并设置＿＿＿＿，防止出入时带进杂菌。 3．紫外灯灭菌利用＿＿＿＿＿波长左右的紫外光，它的灭菌强度较弱，须离被灭菌物＿＿＿＿。 4．配制培养时，一般先配制母液，其目的在于＿＿＿＿-和＿＿＿＿-。 6．pH值一般调节为＿＿＿＿，常用＿＿＿＿和＿＿＿＿方法来进行。 7．压力单位中1kg/cm2＿＿＿＿Mpa,,在0.1 mPa时锅内温度为＿＿＿＿。 9．蔗糖使用浓度为＿＿＿＿%，它主要起＿＿＿＿作用。二、名词解释20分 1.外植体 2.愈伤组织 3.灭菌 4.细胞全能性 5.脱分化三选择题10分 1.接种工具灭菌常采用（） ①灼烧②高压③过滤④熏蒸 2.具有促进愈伤组织生成的物质是（） ①VPP②VB1③VB6④甘氨酸 3.微量元素母液的配制浓度（） ①10倍②100倍③1mg/ml④10mg/ml 四、问答题40分 1 配制培养基时，使用生长调节物质的原则是什么? 2. 无菌接种室怎样做好接种前的灭菌工作 3. 高压灭菌器的使用程序怎样 4MS培养基的名称来源及特点 5 为什么要配制母液，配制时要注意什么 6 表面灭菌如何操作? 培养基章复习题一、填空（20分） 1．配制培养时，一般先配制母液，其目的在于＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿。 2．培养架一般长为＿＿＿＿＿米，宽为＿＿＿＿米。 3．培养基PH值一般调节为＿＿＿＿＿，常用＿＿＿＿和＿＿＿＿＿方法来进行。4．培养基中缺铁会使幼苗＿＿＿＿，培养基中以＿＿＿＿＿形式加入铁。 5．磷是构成＿＿＿＿的主要成分，这种物质又是细胞膜、细胞核的重要组成部分。磷也是＿＿＿＿的成分、这是一种常见的直接能量物质。 6．琼脂加入浓度大约是___________，蔗糖加入浓度大约是______________ 。 7．6-BA / NAA 的高低决定着外植体的发育方向，其比值高时________，比值低时 _______________。 8 ＭＳ培养基是__________浓度较高，为较稳定________的溶液。 9 微量元素母液可配成________倍，配制培养基时移取________毫升。

3.植物细胞培养(植物组织培养)

第三章植物细胞培养植物细胞培养：指对从植物器官或由愈伤组织上分离的单细胞（或小细胞团）进行培养，形成单细胞无性系或再生植株的技术。Haberlandt（1902）首次尝试分离和培养植物叶片单细胞。细胞培养的意义有利于进行细胞生理代谢以及各种不同物质对细胞代谢影响的研究。进行细胞培养，通过单细胞的克隆化，即称为“细胞株”（cell line），可以把微生物遗传技术用于高等植物以进行农作物的改良。细胞培养的增殖速度快，适合大规模悬浮培养，生产一些特有的产物，如许多种植物的次生代谢产物，包括各种药材的有效成分等，用于医药业、酶工业及天然色素工业，这是植物产品工业化生产的新途径。由于植物组织培养中细胞之间在遗传和生理生化上会出现种种变异，这些细胞形成的植株也都表现出一定的差异。这种差异反映在它们的植株的形态、产量、品质、抗病虫和抗逆性等方面。所以由单细胞培养获得的单细胞无性繁殖系，并对不同的细胞进行研究，在理论上和实践上都有很重要的意义。细胞培养就是从高等植物的某个特定的器官或组织中取得单个细胞进行培养，并诱导其分裂增殖，由细胞分裂形成细胞团，再通过细胞分化形成芽根等器官或胚状体，长成完整植株。第一节植物细胞培养一. 单细胞培养 (一)单细胞分离 1.机械法 2.酶解法 3.从愈伤组织中分离 (二)单细胞的培养方法 1、平板培养（细胞的生长周期） 2、看护培养 3、微室培养 4. 条件化培养二. 细胞悬浮培养（一）悬浮培养的方法 1、分批培养（细胞的生长周期） 2、半连续培养 3、连续培养——封闭型、开放型（化学、浊度恒定式） 4、固定化培养（二）培养细胞的同步化 1. 化学方法(饥饿法、抑制法、有丝分裂抑制法） 2. 物理方法（分选、低温）（三）培养基振荡一、单细胞培养（一）单细胞的分离 1.机械法: Ball(1965)首次由花生成熟叶片利用机械的方法使叶肉细胞得到分离的技术。 ⑴刀片刮: 取下叶片→叶片消毒(75%酒精或7%次氯酸钠)→撕去下表皮(露出叶肉细胞) →用解剖刀刮下细胞→单细胞悬浮培养 ⑵研磨离心法: 取下叶片→叶片消毒(75%酒精或7%次氯酸钠) →研磨匀浆(10g叶片+40ml研磨介质)→匀浆过滤(细纱布) →离心(先低速去碎屑) →游离细胞沉降到底部(净化细胞) →植株培养或悬浮培养研磨介质: 20μmol蔗糖+ 10μmol MgCl2 + 20μmol Tris-HCl (pH7.8) 机械法的特点：⑴细胞不受酶的伤害；⑵不发生质壁分离。（缺点）（3）材料要求是薄壁细胞、组织排列松散。（4）产量低 2. 酶解法利用果胶酶使细胞间的中胶层发生降解，分离出具有代谢活性的细胞的技术。 Takebe等(1968) 以烟草叶片为材料：过程：叶片消毒→撕去下表皮→切成小方块(约4cm)→加酶液(2g叶片+20ml无菌酶液)→真空抽气→25℃振荡酶解2h (每30min换酶液1次,共4次)→①弃掉、②海绵簿壁细胞、③、④叶肉栅栏细胞酶液组成：含0.5%果胶酶，0.8%甘露醇和1%硫酸葡聚糖钾（是原生质膜的稳定剂，以降低酶液中核糖核酸酶活力，保持质膜稳定性，提高游离细胞产量）酶解法的特点：能得到比较均匀一致的海绵组织细胞或栅栏组织细胞。但在使用该法分离细胞时，必须对酶溶液给予渗透压保护，防止细胞的胀裂。 3.由培养的愈伤组织中分离单细胞首先通过固体培养诱导外植体脱分化,把未分化和疏散的愈伤组织转移到装有液体培养基的三角瓶内，将这些悬浮培养物在摇床上进行振荡培养，并得到游离细胞。振荡的作用：（1）对细胞团施加一定的缓和压力，使之破碎成小细胞团或单细胞。（2）振荡可使细胞或细胞团在培养基中均匀分布。（3）促进培养基和容器内气体交换，保证细胞正常的呼吸代谢。