植物细胞工程理论课内容(1)
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.360docs.net/doc/5e15634892.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
1.细胞全能性（cell totipotency）:每个植物细胞都具有该植物的全部遗传信息，在合适的培养条件下都有发育成完整植株的潜在能力。
植物细胞全能性是通过生命周期、细胞周期和组织培养周期来实现的。（P2，图绪-1，做成小动画）
2、植物离体组织或器官分化成植株的途径
（Ｐ3，图绪-2，做成小动画）
三、植物细胞工程的技术特点：
1.培养材料经济
通过植物细胞工程能使植物体的单个细胞、小块组织、茎段等离体材料经培养获得再生植株可以保证材料来源单一和遗传背景一致，有利于试验成功，对于新品种的推广和良种复状更新，尤其是名、优、特、新的品种保存、利用与开发有很高的应用价值和重要的实践意义。
2.培养条件可人为控制
植物细胞工程所采用的植物材料完全是人为提供的培养基和小气候环境条件下生长，摆脱了大自然中四季、昼夜的变化及灾害性气候的不利影响，且条件均一，对植物生长极为有利，便于稳定地进行组培苗的周年生产。
3.生长周期短，繁殖率高
4.管理方便，利于工厂化生产和自动化控制
四、植物细胞工程的应用
1.种苗快速繁殖
应用植物细胞工程繁殖种苗，具有繁殖速度快、繁殖系数高、繁殖周期短、能周年生产等特点，再加上培养材料和所培养出的组培苗的小型化，这就能达到在有限的空间内短期培养出大量的种苗，远比常规嫁接、扦插、压条、分株繁殖快得多。如1个兰花外植体一年可繁殖400万个原球茎，1个草莓芽一年内可繁殖108个芽
2.苗木脱毒
3.培育新品种
具体应用方法：（1）通过花药培养和花粉培养，进行单倍体育种；
（2）通过胚胎培养，使杂种胚发育成熟，实现远缘杂交，并缩短育种年限；
（3）通过原生质体融合和体细胞杂交，可部分克服有性杂交不亲合性，
获得体细胞杂种，从而创造新种或育成优良品种；
（4）在组织培养条件下开展基因工程育种；
（5）通过有用的细胞突变体的筛选和培养，育成新品种。
4.种质保存和基因库的建立
5.药用植物的工厂化生产
请插入图片Ｐ0110，0116，0117，0120，0114，0097，0063，试管开花图片
信息链接：中国组培网：https://www.360docs.net/doc/5e15634892.html,
https://www.360docs.net/doc/5e15634892.html,/v_show/id_XNjQ5Njk4Njg=.html
作业：
1.名词解释：外植体、细胞全能性、愈伤组织、脱分化、再分化、胚状体、继代培
养、无性繁殖系
2.植物离体组织或器官分化成植株的途径有哪些？
3.结合实际，谈谈植物细胞工程在农、林、医等的应用。
https://www.360docs.net/doc/5e15634892.html,/v_playlist/f1461876o1p7.html
https://www.360docs.net/doc/5e15634892.html,/v_playlist/f1461876o1p6.html（优酷网上搜索的组织培养的植物组织培养及其应用2视频请插入到绪论中）
第一章实验室设备和一般技术
知识点：1.理解实验室的设计原则与总体要求
2.掌握实验室的设计与组成
3.掌握常用仪器设备的使用方法
技能目标：1.能根据需要和实际情况科学设计实验室和育苗工厂
2.熟练使用组织培养的仪器设备
第一节实验室的设计
一. 实验室的设计原则与总体要求
（一）设计原则
（1）防止污染
（2）按照工艺流程科学设计，经济、实用和高效
（3）结构和布局合理，工作方便，节能、安全
（4）规划设计与工作目的、规模及当地条件等相适应
（二）总体要求
（1）实验室选址要求避开污染源，水电供应充足。
（2）保证实验室环境清洁。
（3）实验室建造时，应采用产生灰尘最少的建筑材料；墙壁和天花板、地面的交界处宜做成弧形，便于日常清洁；管道要尽量暗装，安排好暗敷管道的走向，便于日后的维修，并能确保在维修时不造成污染；洗手池、下水道的位置要适宜，不得对培养带来污染，下水道开口位置应对实验室的洁净度影响最小，并有避免污染的措施；
设置防止昆虫、鸟类、鼠类等动物进入的设施。
（4）接种室、培养室装修材料还须经得起消毒、清洁和冲洗，并设置能确保与其洁净度相应的控温控湿的设施。
（5）实验室电源应经专业部门设计、安装和验证合格后方可使用。
二. 实验室的基本组成
（一）通用实验室
（二）接种室（无菌操作室外要有缓冲间）
无菌操作室基本要求是：干净无菌、密闭、光线好。一般安装滑动门，使空气不致流动，以防外界菌及尘埃的侵入；墙壁光滑平整，地面平坦无逢，便于清洁工作；室内安装紫外灯，以便灭菌，还要有照明
装置及灯座，以备临时增加设备之用；小的无菌操作室一般一间5~7㎡即可
（三）培养室
需配有固定式培养架、旋转式培养架、转床和摇床、控温控光设备，以满足器官（芽、茎、花药等）、愈伤组织、细胞和原生质体的固体和液体培养的需要。
（四）洗涤室
洗涤室需备有工作台面、上水管和下水管、水池、落水架、电源、干燥箱等。
(五)细胞学观察室
用于观察、记录培养材料的生长情况及结果。室内要有固定的水磨石或瓷砖台板，以放置显微镜、解剖镜、倒置显微镜及照相设备等仪器。
(六)驯化移栽室
用于试管苗的移栽。通常在温室或塑料大棚内进行。室内备有弥雾装置、遮荫网、移植床等设施；钵、盆、移植盘等移植容器；草炭、蛭石、沙子等移植基质。试管苗移植一般要求温室温度在15℃-35℃，相对湿度70%以上。
第二节常用设备和器材
一. 高压蒸气灭菌锅
对灭菌起作用的重要的是温度而不是压力。消毒灭菌时，压力表读数为1.1kgf·cm-2或
0.1MPa，121℃时保持15-20min。有立式与卧式两种。(插入图片)
（其使用能否制作成一flash动画?
https://www.360docs.net/doc/5e15634892.html,/v_playlist/f1461876o1p2.html）
二．精密pＨ计
(插入图片)
三．超净工作台
一般由鼓风机、滤板、操作台、紫外灯和照明灯等部分组成。
在每次操作之前，要把实验材料和需使用的各种器械、药品等先放入台内，不要中途拿进。同时台面上放置的东西也不宜太多，特别注意不要把物件堆得太高，以免挡住气流。在使用超净工作台时应注意安全，当台面上的酒精灯已经点燃以后，千万不要再喷洒酒精消毒台面，否则很易引起火灾。(插入图片)
四、摇床
在液体培养中，为了改善浸于液体培养中的培养材料的通气状况，可使用摇床（振荡培养机）或旋转床（旋转培养机）（插入图片）
五、培养架
供旋转培养瓶用，用三角铁制即可，每层隔板可用玻璃制成。（插入图片）
六、显微镜
七、电子天平
作业：
1.将细胞工程常用的设备、用具与所属的分室用线连起来
高压灭菌锅
超净工作台
电子天平配制室
冰箱接种室
空调机培养室
培养基灌装机灭菌室
光照定时器洗涤室
紫外灯观察室
晾干架
２.植物细胞工程实验室一般分成几个部分？各部分的功能是什么？
3. 植物细胞工程实验室必备的设备有哪些？
第二章培养基及其配制
知识点：1.掌握培养基的组成
2.了解配制培养基之前需配母液（贮备液）
3.掌握配制培养基母液的优点及配制方法
4.掌握培养基的灭菌技术
技能目标：1.能够科学合理筛选和优化培养基
2.熟练配制培养基和灭菌（后添加）
第一节培养基的成分
一．无机盐
包括大量元素：Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ、Ｐ、Ｓ、Ｋ、Ｃa、Ｃl、Ｍg（植物所需浓度大于0.5mmol/L）微量元素：Ｆe、Ｂ、Ｍn、Ｚn、Ｃo、Ｍo、Ｃu等（植物所需浓度小于0.5mmol/L）
温馨提示：用酒石酸钠钾和柠檬酸替代Na2-EDTA作为Fe2+的螯合剂，有时效果更加。但螯合剂对某些酶系统和培养物的形成有一定的影响，使用时应慎重哦。（请用比较生动有趣的画
面显示这段文字，或者加一个小动物来手指）
二、碳源和能源
植物组织培养中被培养的外植体因光合作用能力低，需要在培养基中添加一些碳水化合物作为生长发育的能源。通常添加蔗糖、葡萄糖和果糖，其中以蔗糖最常用且效果也最好，它不仅作为碳源和能源还具有维持培养基一定渗透压的作用。蔗糖作为碳源对离体的双子叶植物的根生长最好，而葡萄糖则对单子叶植物的根生长较好。
温馨提示（处理同上）：蔗糖在高温高压下会部分水解，形成葡萄糖和果糖，更易被植物细胞吸收利用。若在酸性环境中，这种水解更加迅速。如果以葡萄糖或果糖为碳源配制成的培养基需要过滤后才会有好的培养结果，否则培养物通过高温高压灭菌，会产生对细胞有害的糖与有机氮的复合物，从而妨碍细胞的生长。
三、维生素
维生素与植物体内各种酶的形成有关。在植物组织培养中通常以Ｂ族维生素为主，其中以维生素B1、维生素Ｂ6、烟酸、维生素Ｂ12、生物素及维生素Ｃ、肌醇最常用。
四、氨基酸及有机附加物
氨基酸是良好的有机氮源，可直接被细胞吸收利用，在培养中含有无机氮的情况下，更能发挥其作用，主要有Gly、Ser、Tyr、Gln、Asn等及多种氨基酸的混合物（如ＣＨ、ＬＨ）在某些植物组织培养中还加入一些天然有机物，如：椰子汁、香蕉泥、番茄汁、酵母提取等。其作用是提供一些的微量营养成分、生理活性物质和生长激素等。
五、植物生长调节物质
生长调节物质是培养基中不可缺少的关键物质，其用量极少，但它们对外植体愈伤组织的诱导和器官的分化起着重要的调节作用，其中以生长素类和细胞分裂素类最为常用。
1.生长素类：
活性强弱为2，4-Ｄ＞ＮＡＡ＞ＩＢＡ＞ＩＡＡ，活性比为：ＩＡＡ：ＮＡＡ：2，4-Ｄ＝1：10：100
作用主要用于诱导愈伤组织的形成，促进根的生长，协助细胞分裂素促进细胞分裂和伸长。
ＩＡＡ不耐光和热，易受到植物体内酶的分解，其它生长素对热和光均稳定，一般用少量95％酒精或1mol/L的NaOH溶液助溶。
2.细胞分裂素
活性强弱为ＴＤＺ，4-ＰＵ＞ＺＴ＞2-iＰ＞6-ＢＡ＞ＫＴ，最常用的是人工合成、性能稳定且价格适中的ＫＴ和6-ＢＡ。
在植物组织培养中，其作用是抑制顶端优势，促进侧芽的生长。
所有细胞分裂素对光、稀酸和热均稳定，但它的溶液在常温中时间长了会丧失活性。细胞分裂素能溶解于稀酸和稀碱中，在配制时常用稀ＨＣl助溶。
温馨提示：有时购买的6-ＢＡ或其它细胞分裂素在稀酸中不能溶解，可用热蒸馏水助溶，你会收到意想不到的惊喜哦。
六、琼脂
海藻中提取的一种高分子碳水化合物，主要作用是使培养基在常温下凝固。用量一般是6-10g/L。
七、滤纸桥
在解决生根难的问题上经常采用。方法是将一张较厚的滤纸折叠成M形，放入液体培养基中，再将培养材料放在M形的中间凹陷处，这样培养物可通过滤纸的虹吸作用不断从培养液中吸收营养和水分，可保持足够的氧气。
八、活性炭
加入活性炭主要是利用其吸附能力，减少一些有害物质的影响，如能够吸附一些酚类物质从而减轻组织的褐化（在兰花组培中作用效果明显）；还可以创造暗环境，有利于生根。温馨提示：活性炭有木质和骨质之分，一般挑选大颗粒活性炭用于组培效果好，但价格较高，小颗粒活性炭易沉淀在培养基的底部而影响培养效果。使用时要注意活性炭没有选择性，既能吸附有害物质也能吸附有益物质，尤其是活性物质，因此使用时应慎重。此外，高浓度活性炭还削弱琼脂的凝固能力，所以添加后要提高培养基中琼脂的含量。
九、抗生素
主要有青霉素、链霉素、庆大霉素等，用量为5-20mg/L。添加抗生素可防止菌类污染，减少培养过程中材料的损失，节约人力、物力和节省时间。
第二节培养基的配制
一、配制培养基母液
1.目的：节省配制时间，保证配制的准确性和配制时的快速移取，极大提高了工作效率，便于低温保藏。
2.配制方法
以MS培养基为例，首先应该配制大量元素、微量元素、维生素和氨基酸等有机物、铁盐和植物生物调节物质母液。配制时注意大量元素中的各种化合物一定要分别溶解后再倒入容量瓶中；铁盐中的Na2-EDTA和FeSO4要分别溶解后，然后将Na2-EDTA慢慢倒入FeSO4中；
植物生长调节物质需要使用助溶剂。
温馨提示：2，4-D用少量95%乙醇溶解效果比NaOH好；NAA先用少量95%乙醇溶后再用热水溶解。
母液的吸取量＝配制体积/扩大倍数
3.配制程序
P25的图2-1做成动画或下载视频。
第三节实验方案的设计
组织培养的目的是诱导培养物朝所预先设计的方向发展，因此首要问题是找出最佳培养基及培养条件。一个好的实验设计方案将取得事半功倍的效果。
1.单因子实验设计
在选择适当的激素种类和浓度配比上使用最多。单因子实验就是在实验过程中保持
其他因素不变，只改动其中一种因素，从而找出这一因素对培养材料的影响及影响
程度。（一般每个处理至少10接种瓶，每瓶至少3块培养物或3丛小幼苗）
2.正交实验设计
植物离体培养的成功通常是由多种因素决定的，正交设计可以方便的从众多因素中选出主要的影响因素及最佳水平，可以由较少实验得到较多的信息。
例：一个7因素2个水平的实验，若将各因素水平全部组合都做一遍的话，则需要27＝128次实验。若采用正交设计只需要做8次实验即可。虽然实验次数减少，但因各因素水平搭配均匀，8次实验基本代表了全部实验情况。
主要工具：正交表
例：假设影响某种植物试管苗生长的因素有光照时间（10h、14h）、光照强度（1000lx、2000lx）、pH(5.5、5.8)、温度(20℃、25℃)、蔗糖浓度(2%、4%)、BA浓度(0.5mol/L、
2.0 mol/L)、NAA浓度(0.5 mol/L、1.0 mol/L)等7个因子，每个因子选择2个水平，
选择正交表L8（27），将各个因素水平对号入座填表。
1 2 3 4 5 6 7
1 1 1 1 1 1 1 1
2 1 1 1 2 2 2 2
3 1 2 2 1 1 2 2
4 1 2 2 2 2 1 1
5 2 1 2 1 2 1 2
6 2 1 2 2 1 2 1
7 2 2 1 1 2 2 1
8 2 2 1 2 1 1 2
根据8个实验的结果，如：出苗数量、苗高、生根数、移栽成活率等，综合考虑，根据需要选取最适培养条件。也可通过一定的计算方法（参考生物统计学书）算出极差（R），极差（R）表示各个因素在实验中所起作用的大小，R越大表示该因素的不同水平对实验结果的影响越大。
作业：（一）计算题
1．请您计算如何配制MS培养基的大量元素（10倍）200 ml各需KNO
3、NH
4
NO
3
、
MgSO
4·7H
2
O、KH
2
PO
4
、CaCl
2
·2H
2
O多少mg?
2．请您计算配制MS培养基的铁盐（100倍）各需Na
2—EDTA和FeSO
4
·7H
2
O 多
少mg?
3．请您分别配制6—BA、2，4—D、NAA（0.5mg/ml）50ml需6—BA、2，4—D、NAA多少mg？它们分别用什么少量溶解后用水定容？
4．配制MS培养基200 ml需分别吸取大量元素（10倍）、微量元素（1000倍）、铁盐
（100倍）、有机物（100倍）母液各多少ml？培养基中若NAA0.5mg/L、NAA0.2mg/L、2,4-D0.5mg/L、6-BA0.5 mg/L、6-BA1.0mg/L和6-BA2.0mg/L分别从植物激
素的母液（0.5mg/ml）中取多少ml？该培养基中琼脂（0.8%）和蔗糖（3%）
又需琼脂和蔗糖分别是多少mg？
（二）思考题
1.培养基包括哪些成分，为何要配制培养基母液？配制培养基母液时应注意
什么？
2.如何筛选出最佳培养基？
第三章外植体的选择与灭菌
知识点：掌握外植体的选择与处理方法及常用的的消毒方法
技能目标：能够正确选择和处理外植体
第一节外植体的选择
一、外植体的选择原则
1.植物的基因型
一般来说，草本植物易于木本植物；双子叶植物易于单子叶植物。
2.取材的部位
确定取材部位时，一方面要考虑培养材料的来源是否有保证和容易成苗；另一方面要考
虑经过脱分化产生的愈伤组织的培养途径是否会引起不良变异，丧失原品种的优良性
状。（较多用茎尖和叶片）
3.取材季节
对大多数植物而言，应在其生长开始的季节采样，若在生长末期或已进入休眠期时取样，则外植体可能对诱导反应迟钝或无反应。
4.器官的生理状态和发育年龄
一般情况下，越细嫩、年限越短的组织越具有较高的形态发生能力，组织培养越易成功。
5.植物的长势
生长健壮的器官或组织代谢旺盛，再生能力强，培养容易成功。
6.外植体的大小
选择外植体的大小，应根据培养目的而定。如果是胚胎培养或脱毒，则外植体宜小；如
果是进行快速繁殖，外植体宜大。但外植体过大，消毒往往不彻底，易造成污染；过小则离体培养难于成活。
二、外植体的预处理（请链接此视频https://www.360docs.net/doc/5e15634892.html,/v_playlist/f1461876o1p5.html）
1.喷杀虫剂、杀菌剂及套袋
2.室内盆栽
3.外植体的修整
按教材P35的各器官的预处理进行
三、灭菌与消毒的区别
1.消毒是指杀灭或清除传播媒介上的病原微生物，使之达到无害化的处理。
2.灭菌是指杀灭或清除传播媒介上的所有微生物（包括芽胞），使之达到无菌程度。
两者的主要区别在于灭菌杀菌强烈，能杀死所有活细胞；消毒作用则缓和，主要是杀死或抑制在植物材料表面的微生物，但芽孢、厚垣孢子一般不会死亡。灭菌可包括消毒，而消毒却不能代替灭菌。
四、灭菌方法
1. 物理灭菌
包括：过滤除菌（请链接针头式滤菌器和抽滤瓶两张图片）
热力灭菌：干热灭菌（灼烧和烘烤灭菌）和湿热灭菌（煮沸灭菌和压力蒸汽灭菌）
辐射灭菌：电离辐射、紫外辐射、超声波、微波（2540MHZ和915MHZ）
2. 化学灭菌
包括：1）熏蒸灭菌：用加热焚烧、氧化等方法，使化学药剂变为气体状态扩散到空气中，以杀死空气和物体表面的微生物。
2）涂抹灭菌：用70%的酒精或0.2%新洁尔灭等化学药剂反复涂抹桌面、墙面、双手或植物材料表面
3）喷雾灭菌：接种室或物体表面用70%－75%酒精或0.2%新洁尔灭溶液作喷雾处理，可杀死空间的微生物，也可使悬浮在空间的灰尘沉降到地面。
4）浸泡灭菌：把接种器械、接种材料直接浸泡在一定浓度的消毒剂中，达到灭菌的目的。
五、外植体的消毒
1.基本原则：既要杀死离体材料表面的全部微生物，以不损伤或只轻微损伤植物材料。
2.基本过程：
材料选取→材料预处理与修整→流水冲洗→70酒精浸泡→无菌水漂洗→消毒剂处理（请链接教材P33表3-2）→无菌水漂洗→无菌接种（此过程请做成动画）
六、污染原因和预防措施
在组培实验室中，污染的病原分为细菌和真菌两大类(请链接污染图片)
预防措施：1.枝条预培养
2.在晴天下午采取材料
3.加入抗生素
作业：1.如何正确选择与处理外植体？
2.灭菌与消毒有何区别？请您简述组培中常用的理化灭菌方法。
3.外植体的污染主要有哪些？请简述可能的原因及预防措施。
第四章外植体的接种与培养
知识点：1.掌握外植体接种技术
2.掌握外植体的培养方法和培养条件
3.掌握外植体褐变和玻璃化的概念，了解其形成的原因。
技能目标：熟练掌握外植体的接种技术和培养方法。
一．外植体的接种
外植体的接种是把经过表面灭菌后的植物材料在无菌环境中切割或分离出器官、组织或细胞转入到无菌培养基上的过程。也叫无菌操作。
1.接种室的消毒
2.外植体的接种操作过程（链接动画或视频
https://www.360docs.net/doc/5e15634892.html,/v_show/id_XMTE2NzgwNjg=.html）
二．外植体的培养
外植体的培养是指在人工控制的环境条件下，使离体材料生长、脱分化形成愈伤组织或进一步分化成再生植株的过程。
（一）培养方法：
固体培养和液体培养方法的比较
培养方式优点缺点
固体培养操作简便，设备简单，易于观察，养分分布不均匀，外植体与培养基接触氧气充足面积小，代谢废物易累积基部，影响细
胞组织的正常代谢，受光不均匀，细胞
群生长不一致
液体培养组织与培养液接触面积大、均匀为解决氧气的一足，需购买昂贵的摇床
等设备，不便观察
(二)培养条件
1.温度
在植物组织培养中，不同植物繁殖的最适温度不同，大多为25℃±2℃。
2.光照
主要表现在光质、光照、光周期
3.培养基的pH值
通常培养基的pH值在5.6-6.0之间。
4.湿度
通常要求培养室内常年保持70%-80%的相对湿度。
5.氧和其他气体
（三）外植体的褐变（browning）及其防止
褐变、菌类污染和过度含水化（玻璃化）是植物组织培养中的三大难题。
褐变是指在组培过程中，由培养材料向培养基中释放褐色物质，致使培养基逐渐变成褐色，培养材料也随之变褐而死亡的现象。主要是由于酚类物质与多酚氧化酶作用被氧化形成褐色的醌类物质和水，而醌类又会在酪氨酸酶等酶作用下使外植体的蛋白质聚合，生长停顿，最终导致死亡。
1.影响褐变的因素
主要是外植体本身、培养基及培养条件等方面。
（1）组培植物种类和品种
一般来说，植物材料中单宁类和多种羟酚类化合物含量高，易引起个植体材料的褐
变。多数木本植物比草本植物易引起褐变，多年生草本植物比一年生草本植物易引
生物选修三植物细胞工程知识点清单(自主整理适合学生识记)
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）
江苏省高中生物 第九讲 实验(一)学案 苏教版必修1
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
植物细胞工程教学设计教案修订稿
植物细胞工程教学设计 教案 集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]
教学准备 1.教学目标 一、知识目标 1.简述细胞全能性的概念。 2.简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术的过程和方法。 二、能力目标 1.在质疑、探究的学习过程中,培养学生独立思考,推理判断和创造性思维能力。 2.通过联系农业生产实际,培养学生活学活用,理论联系实际的能力。 三、情感目标 1.认同科学是一个不断发展的过程,激发探索生命奥秘的热情。 2.渗透科学思想的教育,理解科学、技术和社会之间的关系。 2.教学重点/难点 一、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。 二、教学难点 植物组织培养的实验。 3.教学用具 4.标签 教学过程 【导入】创设情景导入新课 师:现在正是春天,前几天刚刚过了植树节,如果我们说用棵小树苗,或者用某一植物的种子播种,希望得到完整的植物个体,那大家都会觉得很正常,但是如果我说我种下一朵花的花瓣,希望能得到一棵完整的该种植株,这可能吗? 生:可能。 师:请同学们看书本33页的图(微型繁殖的菊花),刚才我举的这个例子就是今天我们要学习的新课。
【讲授】新课 引导学生观看专题的首页的三幅图,题图的寓意是表明细胞工程是在细胞水平的操作,它包含植物细胞工程和动物细胞工程等方面。在章引言中通过列举细胞工程的应用,把学生带进细胞工程的科技领域引出细胞工程的概念(多媒体展示)。 师:为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株呢? 生:细胞的全能性。 师:对,是细胞的全能性。我们一起把我们学过的细胞全能性的知识复习一下。 多媒体展示下列问题并请学生举手回答 1.什么是细胞的全能性? 2.细胞具有全能性的原因? 3.细胞表现全能性的条件? 4.生物体内的细胞为什么没有表现全能性,而是分化成为不同的组织和器官? 【活动】学生探究活动一 组织学生分组讨论导学案中以下问题: 1.植物组织培养具体应该如何操作?请依据课本34-35页的实验过程,概括出植物组织培养技术的流程简图。 2.在组织培养实验中,为什么要强调所用器械的灭菌和实验人员的无菌操作? 3.什么是脱分化和再分化决定脱分化和再分化的关键因素是什么 4.愈伤组织有什么特点? 5.为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养? 6.为什么愈伤组织再分化需要光照? 7.为什么切取胡萝卜根的形成层,其它部分也能培养成小植株吗? 师:请小组学生代表将问题1植物组织培养技术流程图在黑板上板书以及回答问题2-7
植物烟草实验
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
(完整版)2.1.(1)植物细胞工程教学设计
1 2.1.1植物细胞工程基本技术 【内容与解析】 本节课要学的内容植物细胞工程基本技术指的是植物组织培养，其核心是植物组织培养的原理和过程,由于它还与植物体细胞杂交的原理、植物细胞工程应用的实例等有…紧密的联系,所以在本学科有…重要的地位，。教学的重点是植物组织培养的原理和过程，解决重点的关键是植物组织培养的实验。 【教学目标与解析】 1．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 2．目标解析 （1）简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术就是要学生知道组培过程中的每一个步骤且要明白每个过 程中的特点，植物体细胞杂交技术是要学生知道它的定义和如何实现这个过程中的每一步骤。 【问题诊断分析】 在本节课的教学中，学生可能遇到的问题是植物体细胞杂交的原理不理解，产生这一问题的原因是…学生对这类问题的认识尚浅。要解决这一问题，就要…给予学生一定的理论知识，及事例分析。 【教学过程】 问题一： 为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株呢？ 设计意图：…通过此问题引出植物组织培养 师生活动; 1、什么是细胞的全能性？表现全能性的条件？ 2、为什么运用植物组织培养技术能把植物离体器官、组织或细胞培养成完整植物体？ 3、克隆羊“多莉”的诞生说明了什么？ 4、生物体内的细胞为什么没有表现出全能性，而是分化成不同的组织器官？ 问题二：植物组织培养技术： 问题1．植物组织培养技术的概念是什么？ 问题2．植物组织培养技术的原理是什么？ 问题3．植物组织培养技术通常选用的材料有哪些？ 问题4 ．植物组织培养的培养基含有哪些成分？ 问题5．分析图2—5，概述植物组织培养技术的基本过程。 问题6．什么是脱分化？什么是再分化？什么是愈伤组织？ 展示马铃薯——番茄杂种植株的图片，根据设想来引出植物体细胞杂交 问题三：植物体细胞杂交技术： 问题1．什么是植物体细胞杂交技术？它具有什么优点？ 问题2．在进行植物体细胞杂交之前，为什么要去除细胞壁？通常用什么方法去除细胞壁？去除细胞壁以后的植物细胞叫什么？ 问题3．怎样诱导两个不同原生质体的融合？原生质体融合完成的标志是什么？这与细胞中哪种细胞器有关？ 问题4．为什么两个原生质体能发生融合，这与细胞膜的什么特性有关？ 问题5．如果两个来源不同的原生质体发生了融合，下一步该做何处理？ 问题6．如何将杂种细胞培育成杂种植株？ 问题7．分析图2—9，概述植物体细胞杂交的基本过程。
1340064《植物细胞工程》课程教学大纲
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植物细胞工程的基本技术
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
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
植物保生长与环境实训大纲
《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
2.1.(1)植物细胞工程 教学设计
2.1.1植物细胞工程基本技术 【内容与解析】 本节课要学的内容植物细胞工程基本技术指的是植物组织培养，其核心是植物组织培养的原理和过程,由于它还与植物体细胞杂交的原理、植物细胞工程应用的实例等有…紧密的联系,所以在本学科有…重要的地位，。教学的重点是植物组织培养的原理和过程，解决重点的关键是植物组织培养的实验。【教学目标与解析】 1．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 2．目标解析 （1）简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术就是要学生知道组培过程中的每一个步骤且要明白每个过程中的特点，植物体细胞杂交技术是要学生知道它的定义和如何实现这个过程中的每一步骤。 【问题诊断分析】 在本节课的教学中，学生可能遇到的问题是植物体细胞杂交的原理不理解，产生这一问题的原因是…学生对这类问题的认识尚浅。要解决这一问题，就要…给予学生一定的理论知识，及事例分析。 【教学过程】 问题一：为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株呢？ 设计意图：…通过此问题引出植物组织培养 师生活动; 1、什么是细胞的全能性？表现全能性的条件？ 2、为什么运用植物组织培养技术能把植物离体器官、组织或细胞培养成完整植物体？ 3、克隆羊“多莉”的诞生说明了什么？ 4、生物体内的细胞为什么没有表现出全能性，而是分化成不同的组织器官？ 问题二：植物组织培养技术： 问题1．植物组织培养技术的概念是什么？ 问题2．植物组织培养技术的原理是什么？ 问题3．植物组织培养技术通常选用的材料有哪些？ 问题4．植物组织培养的培养基含有哪些成分？ 问题5．分析图2—5，概述植物组织培养技术的基本过程。 问题6．什么是脱分化？什么是再分化？什么是愈伤组织？ 展示马铃薯——番茄杂种植株的图片，根据设想来引出植物体细胞杂交 问题三：植物体细胞杂交技术： 问题1．什么是植物体细胞杂交技术？它具有什么优点？ 问题2．在进行植物体细胞杂交之前，为什么要去除细胞壁？通常用什么方法去除细胞壁？去除细胞壁以后的植物细胞叫什么？ 问题3．怎样诱导两个不同原生质体的融合？原生质体融合完成的标志是什么？这与细胞中哪种细胞器有关？ 问题4．为什么两个原生质体能发生融合，这与细胞膜的什么特性有关？ 问题5．如果两个来源不同的原生质体发生了融合，下一步该做何处理？ 问题6．如何将杂种细胞培育成杂种植株？ 问题7．分析图2—9，概述植物体细胞杂交的基本过程。 1
植物细胞工程
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
植物细胞工程理论课内容(1)
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.360docs.net/doc/5e15634892.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
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
植物细胞工程教学设计教案(终审稿)
植物细胞工程教学设计 教案 TPMK standardization office【 TPMK5AB- TPMK08- TPMK2C- TPMK18】
教学准备 1.教学目标 一、知识目标 1.简述细胞全能性的概念。 2.简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术的过程和方法。 二、能力目标 1.在质疑、探究的学习过程中,培养学生独立思考,推理判断和创造性思维能力。 2.通过联系农业生产实际,培养学生活学活用,理论联系实际的能力。 三、情感目标 1.认同科学是一个不断发展的过程,激发探索生命奥秘的热情。 2.渗透科学思想的教育,理解科学、技术和社会之间的关系。 2.教学重点/难点 一、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。 二、教学难点
植物组织培养的实验。 3.教学用具 4.标签 教学过程 【导入】创设情景导入新课 师:现在正是春天,前几天刚刚过了植树节,如果我们说用棵小树苗,或者用某一植物的种子播种,希望得到完整的植物个体,那大家都会觉得很正常,但是如果我说我种下一朵花的花瓣,希望能得到一棵完整的该种植株,这可能吗? 生:可能。 师:请同学们看书本33页的图(微型繁殖的菊花),刚才我举的这个例子就是今天我们要学习的新课。 【讲授】新课 引导学生观看专题的首页的三幅图,题图的寓意是表明细胞工程是在细胞水平的操作,它包含植物细胞工程和动物细胞工程等方面。在章引言中通过列举细胞工程的应用,把学生带进细胞工程的科技领域引出细胞工程的概念(多媒体展示)。 师:为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株呢? 生:细胞的全能性。 师:对,是细胞的全能性。我们一起把我们学过的细胞全能性的知识复习一下。
2.1.1植物细胞工程的基本技术导学案
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
生物选修三植物细胞工程测试题(打印)
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