第8章 植物的细胞培养及次生物质生产
第八章植物的细胞培养及次生物质生产植物细胞培养（plant cell culture）：是
分类：
内容：
§1.单细胞分离
由完整的植物器官分离单细胞。由培养组织中分离单细胞。
1、由完整的植物器官分离单细胞叶片是分离单细胞的最好材料
机械法
酶解法
1-1、机械法
第一种方法：用刀片刮叶片
撕去下表皮
第二种方法：叶片研碎、离心
加研磨介质
研碎成粉
过滤、离心
原因：只有薄壁组织排列松散，细胞间结触点很少，用机械法分离叶肉细胞才能取得成功。
1-2、酶解法
Takebe等（1968）最早报道：用果胶酶处理可以分离大量的叶肉细胞。
加果胶酶
过滤、离心
2、由培养组织分离单细胞
茎段
步骤：
(1)诱导产生愈伤组织；
(2)愈伤组织反复继代，
使组织不断增殖，提高愈
伤组织的松散性；
120rpm culture
transfer
15ml medium/1g
继代
悬浮
摇床用于振荡
(3)（Suspension
1time/3d
culture)将愈伤组织
在液体培养基中培
100-130目网过滤
3 weeks
养，建立悬浮培养
物
Centrifuge(离心） isolation
注意：
1、选择适宜的外植体：幼胚、胚轴、子叶是最常使用的外植体。
2、选择适宜的培养基：较高浓度激素浓度，特别是生长素，必要的附加物质，例如水解酪蛋白、Pro、Gln。
3、继代多次，以获得均匀一致疏松的愈伤组织。
§2.细胞悬浮培养(cell suspension culture)一、细胞悬浮培养的概念和意义
悬浮培养是将单个游离细胞或小细胞团悬浮在液体培养基中进行培养增殖的技术。
Bioreactor for continuous
cell suspensions
Shaker for suspension culture
Culture wheel
意义：
1、细胞可以不断增殖，形成高密度的细胞群体，适于大规模培养；
2、能够提供大量较为均匀的细胞，为研究细胞的生长、分化创造方法和条件。
Cell suspension
二、细胞悬浮培养的应用
Plants
Artificial seeds
?起始愈伤组织的质量：松散性好、增殖快、再生能
力强。其外观一般是色泽呈鲜艳的乳白或淡黄色，呈
§3.植物细胞大规模培养与次生代谢产物生产
一.概述
二.培养系统
三.植物细胞规模培养技术要点
四.提高细胞次生代谢产物的途径
Introduction
??Primary metabolites are compounds needed in the basic processes that keep the plant alive,such as carbohydrates,proteins and lipids.
Secondary metabolites are compounds produced in plants that are not necessary for the plants basic functions.Some secondary metabolites are produced as chemical defense against microbes and animals.
1.Type:
Secondary metabolites are used in the
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。
第二章-组培
第二章植物组织培养的基本理论、条件与操作技术 第一节植物组织培养的基本理论 一、植物细胞的全能性及其表达 1. 植物组织培养（Plant tissue culture）：在离体条件下，利用人工培养基对植物器官、组织、细胞和原生质体等进行培养，使其生长成完整植株的过程。 外植体（explant)：由活体（in vivo)植物体上提取下来的，接种在培养基上的无菌细胞、组织、器官等。 分类：广义的组织培养依外植体不同，可分为：器官培养（organ culture）、茎尖分生组织培养(shoot tip culture, shoot apex culture, apical meristem culture)、愈伤组织培养(calluse cultrue)、细胞培养(cell culture)、原生质体培养 (protoplast culture) 2. 植物细胞的全能性（totipotency）：一个具有完整细胞核的植物细胞，拥有该植物的全部遗传信息，在适宜条件下进行表达，具有分化发育成完整植株的潜能，称为~。植物组培诞生的理论基础。 不同类型细胞全能性的强弱： 卵细胞＞茎尖、根尖分生组织＞形成层＞薄壁细胞＞厚壁细胞（木质化）＞特化细胞（筛管等细胞）。 3. 植物细胞全能性的表达 全能性的表达：从离体培养的植物细胞或组织诱导分化成完整植株的过程称为~。
全能性只是一种可能性。完整细胞核具有该植物体全套的遗传信息，是全能性表达的内因。 全能性表达须满足2个条件： 1）脱离整株，切断胞间连丝，解除抑制； 2）营养和激素，使其脱分化与再分化。 二、植物细胞的脱分化与再分化 1. 细胞分化（Cell differentiation） 定义：指在个体发育中，由同一种细胞类群经细胞分裂后逐渐在形态、结构和功能上形成稳定性差异，产生不同细胞类群的过程。 细胞分化是组织与器官分化的基础。 细胞分化的本质是基因差别表达。 通过组培研究，揭示细胞的分化规律： 1）成熟细胞未表达基因并非永久关闭，条件适宜即表达。 2）生理生化分化先于形态结构分化。 3）完整植株中，细胞发育途径一旦被决定常不再改变，而离体培养可通过脱分化消除这种决定。 4）极性是植物细胞分化的基本现象，即在器官、组织、细胞中，在不同轴向上存在生理生化和形态结构的梯度差异。 5）由不等分裂导致细胞分化的差异，说明细胞质在起作用。 6）有位置效应，可能与生理状态和激素分布有关，导致基因表达差异。 7）植物生长调节剂对细胞分化有关键调节作用。
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）
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
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
第二章 植物的组织
第二章植物的组织 习题 一、选择题 1.基本分生组织从其性质上看属于（） A.原生之组织 B.出生分生组织 C.次生分生组织 D. 侧生分生组织 E. 居间分生组织 2.位于成熟组织之间，分裂时间有限的分生组织是（） A.顶端分生组织 B.侧生分生组织 C.次生分生组织 D.原分生组织 E.居间分生组织 3.单子叶植物一般不能增粗是因为其没有（） A.原形成层 B.原分生组织 C.原表皮层 D.顶端分升组织 E.侧生分生组织 4.能进行光合作用、制造有机养料的组织是（） A.基本薄壁组织 B.同化薄壁组织 C. 贮藏薄壁组织 D.吸收薄壁组织 E.通气薄壁组织 5.甘蔗茎、葡萄果实表面的白粉状物是（） A.角质 B.毛聋 C.晶体 D.腊被 E.淀粉 6.薄荷等唇形科植物叶上腺鳞的细胞数通常为（） A.8个 B. 6个 C.4个 D.2个 E.1个 7.气孔轴式是指构成气孔的保卫细胞和副卫细胞的（） A.大小 B.数目 C.来源 D.排列关系 E.特化程度 8.茶叶上的气孔多为（） A.直轴式 B.平轴式 C.不等式 D.不定式 E.环式 9.茎的栓内层细胞常含有叶绿体，又称为（） A.复表皮 B.绿皮层 C.初生皮层 D.次生皮层 E.落皮层 10.具有不均匀加厚的初生壁的细胞是（） A.厚角细胞 B.厚壁细胞 C.薄壁细胞 D.导管细胞 E.导管 11.厚角组织细胞多直接位于植物体幼嫩器官的（） A.表皮下方 B.周皮中 C.皮层中 D.维管束中 E.髓中 12.纤维次生壁外层有草酸钙结晶的称（） A.韧性纤维 B.晶纤维 C.晶鞘纤维 D.嵌晶纤维 E.硬纤维 13.纺织用麻类植物的纤维属于（） A.木纤维 B.韧皮纤维 C.髓纤维 D.纤维管胞 E.韧型纤维 14.常含叶绿体的是（） A.纤维 B.石细胞 C.导管 D.管胞 E.厚角细胞 15.石细胞壁上的孔纹是（） A.单纹孔 B.具2个同心圆的具缘纹孔 C.具3个同心圆的具缘纹孔 D.半具缘纹孔 E.以上都不是 16.蜜腺一般位于萼片、花瓣、子房或花柱的（） A.顶部 B.上部 C.中部 D.中下部 E.基部 17.不属于分泌组织的是（） A.腺毛 B.蜜腺 C.乳管 D.油室 E.角质层 18.不纤维仅存在于（） A.体内的木质部中 B苔藓植物 C. 蕨类植物 D. 裸子植物 E.被子植物 F.隐花植物 19.成熟后为无核生活细胞的是（）
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
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
2017-2018年高中生物 第一单元 生物技术与生物工程 第二章 细胞工程 第2节 植物组织培养学
学业分层测评(五) (建议用时：45分钟) [学业达标] 1．下列有关植物细胞全能性的叙述，正确的是( ) A．只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全部基因 B．高度分化的细胞处于离体状态时不能表现出全能性 C．植物细胞的全能性是植物组织培养技术的理论基础之一 D．配子不能表现出全能性的原因是它所含的基因比体细胞减少一半 【解析】配子也具有发育成完整个体所必需的全部基因，花药离体培养证明配子也具有并且能表现出全能性，细胞表达全能性的首要前提是处于离体状态。 【答案】 C 2．通过植物组织培养技术繁育农作物，其优点不包括( ) A．加快繁育速度B．保持亲本优良性状 C．培育出无病毒植株D．改变植物的基因型 【解析】植物组织培养不能改变植物的基因型。 【答案】 D 3．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．未受精卵发育成植株 【解析】植物组织培养的过程简要概括为：离体的植物器官、组织或细胞经脱分化，形成愈伤组织，然后经再分化，形成根、茎、芽等器官，并进一步培养出完整的植株。花药离体培养是组织培养的新技术，花药细胞具有全能性；芽发育成枝条、根尖分生区发育成成熟区是正常的生长过程；未受精卵发育成植株是孤雌生殖。 【答案】 A 4．要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，不需要( ) A．具有完整细胞核的细胞B．离体状态 C．导入外源基因 D．一定的营养物质和激素 【解析】要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，需要具有完整细胞核的细胞，细胞处于离体状态，培养基中含有一定的营养物质和激素。 【答案】 C 5．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
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
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
第二章 植物的组织
第二章植物的组织 一、选择题 (一)A型题 1．基本分生组织从其性质上看属于( ) A．原分生组织B．初生分生组织C．次生分生组织 D．侧生分生组织E．居间分生组织 2．位于成熟组织之间，分裂时间有限的分生组织是( ) A．顶端分生组织B．侧生分生组织C．初生分生组织 D．原分生组织E．居间分生组织 3．单子叶植物一般不能增粗是因为其没有( ) A．原形成层B．原分生组织C．原表皮层D．顶端分生组织E．侧生分生组织4．能进行光合作用、制造有机养料的组织是( ) A．基本薄壁组织B．同化薄壁组织C．贮藏薄壁组织 D．吸收薄壁组织E．通气薄壁组织 5．甘蔗茎、葡萄果实表面的白粉状物是( ) A．角质B．毛茸C．晶体D．蜡被E．淀粉 6．薄荷等唇形科植物叶上腺鳞的细胞数通常为( ) A．8个B．6个C．4个D．2个E．1个 7．气孔轴式是指构成气孔的保卫细胞和副卫细胞的( ) A．大小B．数目C．来源D．排列关系E．特化程度 8．茎的栓内层细胞常含有叶绿体，又称为( ) A．复表皮B．绿皮层C．初生皮层D．次生皮层E．落皮层 9．具有不均匀加厚的初生壁的细胞是( ) A．厚角细胞B．厚壁细胞C．薄壁细胞D．导管细胞E．管胞 10．厚角组织细胞多直接位于植物体幼嫩器官的( ) A．表皮下方B．周皮中C．皮层中D．维管束中E．髓中 11．纤维次生壁外层有草酸钙结晶的称（） A．韧型纤维B．晶纤维C．鞘纤维D．嵌晶纤维E．硬纤维 12．纺织用麻类植物的纤维属于( ) A．木纤维B．韧皮纤维C．髓纤维D．纤维管胞E．韧型纤维13．常含叶绿体的是( ) A．纤维B．石细胞C．导管D．管胞E．厚角细胞 14．石细胞壁上的纹孔是( ) A．单纹孔B．具2个同心圆的具缘纹孔C．具3个同心圆的具缘纹孔D．半具缘纹孔E．以上都不是 15．蜜腺一般位于萼片、花瓣、子房或花柱的( ) A．顶部B．上部C．中部D．中下部E．基部 16．不属于分泌组织的是( ) A．腺毛B．蜜腺C．乳管D．油室E．角质层 17．木纤维仅存在于( )体内的木质部中 A．苔藓植物B．蕨类植物C．裸子植物D．被子植物E．隐花植物18．成熟后为无核生活细胞的是( ) A．导管B．筛管C．伴胞D．管胞E．油管 19．由一个成熟细胞转变为分生状态的过程称( )
选修3 现代生物科技专题第二章知识点答案 克隆技术
第二章知识点答案克隆技术 1、有性繁殖的概念和意义； 概念：经过异性生殖细胞的结合，产生合子，再由合子发育成下一代个体的繁殖方式。 意义：新个体具有双亲的遗传特性，有更强的生活能力和变异性。 2、无性繁殖的概念和意义； 概念：不经过异性生殖细胞的结合，直接由母体产生下一代个体的繁殖方式。 意义：新个体基本上能够保持母体的性状，繁殖速度快。 3、基因克隆的含义； 基因克隆是指某种目的基因的复制、分离过程。 4、细胞克隆的含义； 细胞克隆是指把一个单细胞从群体中分离出来培养，使之繁衍成一个新的细胞群体的技术。 5、个体克隆的含义及举例； 个体克隆是指不通过两性细胞结合，从一个单一的细胞繁殖出生物个体的过程。 例：番薯、马铃薯的扦插繁殖；海星个体的一部分从母体上断开而成为一个新个体。 6、克隆技术的发展历程； 7、克隆的三个条件； ①具有包含物种完整基因组的细胞核的活细胞 ②能有效调控细胞核发育的细胞质物质 ③完成胚胎发育的必要的环境条件 8、植物细胞全能性的概念； 植物体的每个生活细胞都具有遗传上的全能性，因而都具有发育为完整植株的潜能 9、植物组织培养的一般程序（4个步骤）； ①配制培养基； ②获得外植体； ③脱分化形成愈伤组织； ④再分化形成新植株。 10、培养基中加入蔗糖的作用； ①提供碳源； ②调节渗透压； ③一定的抑菌作用。 11、脱分化的概念； 已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而变成未分化的细胞。 12、愈伤组织的概念； 细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的、无定形状态的具有分生能力薄壁细胞。 13、再分化的概念； 脱分化生产的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成根或芽等器官的过程。
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
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