植物细胞培养
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）
植物组织培养名词解释
主要概念名词解释 细胞全能性：指细胞经分裂和分化后仍具有形成完整有机体的潜能或特性。 分化：指做工作使之瓦解；非特化的早期胚胎细胞获得特化细胞（如心脏、肝脏或肌肉细胞）特性的过程。 脱分化：已分化的细胞在一定因素作用下恢复细胞分裂能力,失去原有分化状态的过程。 再分化：已经脱分化的愈伤组织在一定条件下，再分化出胚状体，形成完整植株。 外植体：植物组织培养中作为离体培养材料的器官或组织的片段。 组织培养：植物组织培养概念（广义）又叫离体培养，指从植物体分离出符合需要的组织。器官或细胞，原生质体等，通过无菌 操作，在人工控制条件下进行培养以获得再生的完整植株或 生产具有经济价值的其他产品的技术。植物组织培养概念 （狭义）指用植物各部分组织，如形成层、薄壁组织、叶肉 组织、胚乳等进行培养获得再生植株，也指在培养过程中从 各器官上产生愈伤组织的培养，愈伤组织再经过再分化形成 再生植物。 愈伤组织：指植物体的局部受到创伤刺激后，在伤口表面新生的组织。 它由活的薄壁细胞组成，可起源于植物体任何器官内各种组 织的活细胞。 定芽：生长在枝上有一定位置的芽称为定芽。象顶芽、腋芽、副芽
等均在一定部位生出的芽，称为定芽． 不定芽：从叶、根、或茎节间或是离体培养的愈伤组织上等通常不形成芽的部位生出的芽，则统称为不定芽。 继代培养：指愈伤组织在培养基上生长一段时间后，营养物枯竭，水分散失，并已经积累了一些代谢产物，此时需要将这些组织 转移到新的培养基上，这种转移称为继代培养或传代培养。消毒：指杀死病原微生物、但不一定能杀死细菌芽孢的方法。 人工种子：将组织培养产生的体细胞胚和性细胞胚包裹在能提供养分的胶囊里，再在胶囊外包上一层具有保护功能和防止机械损 伤的外膜，形成一种类似于种子的结构。 褐变：饲料在加工过程中或长期贮存于湿热环境下，其所含的氨基化合物如蛋白质、氨基酸及醛、酮等与还原糖相遇，经过一系列 反应生成褐色聚合物的现象称为褐变反应，简称褐变。 污染：指自然环境中混入了对人类或其他生物有害的物质，其数量或程度达到或超出环境承载力，从而改变环境正常状态的现象。玻璃化：将某种物质转变成玻璃样无定形体（玻璃态）的过程，是一种介于液态与固态之间的状态，在此形态中没有任何的晶体结 构存在。 体胚：由体细胞发育成的胚。又称体细胞胚。 茎尖培养：把茎尖的分生组织或包括有此分生组织的茎尖分离进行无菌培养的方法。
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
植物组织培养 (2)
植物组织培养：是指在无菌和人工控制的环境条件下，利用人工培养基，对离体的植物胚胎、器官、组织、细胞及原生质体进行培养，使其再生细胞或完整植株的技术。又称为植物离体培养 离体生态学：是指研究离体培养环境条件控制的科学，其研究对象是培养基、植物材料和人工环境条件 外植体：用于离体培养的那部分植物器官、组织或细胞 愈伤组织（callus）：是指外植体因受伤或在离体培养时，其细胞进行活跃的分裂增殖而形成的一种无特定结构和功能的组织 植物组织培养的特点 1.组培技术是无菌操作技术。 2.组培材料处于完全的异养状态。 3.组培材料可以是离体状态的器官、组织、细胞或原生质体。 4.组织培养物可以形成克隆（clone，无性繁殖系），也可以进行茎芽增殖或生根 5.组培容器内的气体和环境气体可通过封口材料进行交换，相对湿度通常是几乎100％，因此，组培苗叶片表面一般都无角质层或蜡质层，且气孔保卫细胞功能缺乏，气孔始终都是张开的。 6.组培的环境温度、光照强度和时间都是人为设定的，其参数可调 植物组织培养的研究类型 组织培养 器官培养 胚胎培养 细胞培养 原生质体培养 植物组织培养的研究任务 研究离体培养条件下，细胞、组织或器官所需营养条件和环境条件，细胞、组织或器官的形态发生和代谢规律，植物脱毒方法和机理，植物特别是一些难繁植物的大量快速繁殖方法，细胞融合方法和机理，再生个体的遗传和变异，种质资源的离体保存机理和方法等 德国植物学家Schleiden和动物学家Schwann于1838-1839年提出的细胞学说 德国植物学家Haberlandt于1902年提出了植物细胞具有全能性 李继侗和沈同1933年成功培养了银杏的胚。 1952年，Morel和Martin提出了植物脱毒（virus free）技术 Guha和Maheshwari等——花药培养 Cocking等-原生质体培养
组织细胞培养技术课程教学大纲
《组织细胞培养技术》课程教学大纲 课程编码：26990214 课程名称：组织细胞培养技术 英文名称：Cell and tissue culture technology 开课学期：第二学期 授课对象：统招硕士 开课院系：基础医学院 开课教研室：病理学与法医学教研室 学时：40 （其中理论学时：20 实验学时：20 ） 学分：0.5 课程类型：公共选修课（公共必修课/选修课/专业课） 选用教材：自编教材《组织细胞培养技术》 主要参考书：⑴鄂征主编. 组织培养和分子细胞学技术.北京：北京出版社，1994。⑵施新猷主编.实验动物学. 北京：人民军医出版社，2000。 大纲编写人员：张宏颖副教授 一、课程目的与任务 组织细胞培养技术是研究组织和细胞的技术方法，被培养的组织和细胞也是实验研究的对象。本课程是医学临床与基础专业硕士研究生的公共选修课程之一，在医学各专业高级人才培养中具有重要地位。本课程系统介绍了组织和细胞培养技术有关的概念、基本原理、操作程序和关键技术，及其在医学研究和临床实践中的应用，该领域的研究历史和最新发展动态；转基因动物技术的概念、研究进展、技术方法、建立方法、应用及前景展望。旨在提升医学专业硕士研究生的知识结构，掌握现代生物技术中的基本实验技能，培养学生开拓创新的能力，适应未来学科发展对人才的需求。 二、教学基本要求 本课程系统地论述了组织细胞培养技术的理论和方法，简要介绍了转基因动物技术及应用。要求学生全面系统地掌握组织细胞培养的操作过程，了解各种操作的基本原理；有判定细胞生长好坏和是否发生污染的能力；熟悉体外培养细胞的生存条件、细胞的生物学性状和与此有关的基本理论知识，了解国内外细胞培养的最新动态和研究进展，了解转基因动物技术的概念、研究进展、技术方法、建立方法、应用，并能自行根据需要设计实验，运用所学技术解决科研中的实际问题，提高学生综合分析问题，系统利用专业知识的综合素质。 三、各章节内容及学时分配 第一章组织培养技术的基本理论知识（4.5学时） 目的与要求 1、掌握组织培养基本概念；了解对组织培养的评价；熟悉对组织培养工作者的要求和工作方法。 2、了解体内外细胞的差异与分化；掌握培养细胞形态分类及培养细胞的大体形态；熟悉组织培养 细胞的生长和增殖过程。 3、熟悉培养细胞生存环境和条件。
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
组织细胞培养
组织细胞培养概述 组织细胞培养一般泛指所有的体外培养，包括组织培养、细胞培养和器官培养。其中，组织培养（Tissue Culture）指从活体内取出组织，模拟体内生理环境，在体外无菌、适当温度和一定培养条件下，使之生存和生长，并维持其结构和功能的方法。细胞培养（Cell Culture）则是指离散细胞的培养，这些细胞通过酶学的、机械的或化学方法从来源组织中获得，培养物是单个细胞或细胞群。器官培养（Organ Culture）是指以器官的原基、器官的一部分或整个器官为培养物，应用与组织培养相似的条件，使培养物保持着体内组织部分或全部组织学特征，在体外生存、生长并保持一定的功能。组织培养与细胞培养并无严格区别，组织培养可出现细胞单一化现象，即趋向变成单一类型细胞，最终也变成了细胞培养。细胞在培养过程中的生命活动是互相依存的，呈现着一定的“组织”特性。 （一）体外培养方式的分类 体外培养可分为原代培养和传代培养。原代培养，又称初代培养（Primary Culture），即对从生物体内取出的细胞、组织和器官进行实效培养的过程，这样的细胞称为原代细胞，通常只能培养10-50代左右即退化死亡。传代培养（Passage Culture），是指无论是否稀释，将细胞从一个培养瓶转移或移植到另一个培养瓶。原代培养物经首次传代成功后即为细胞系（Cell Line）。如细胞系的生存期有限，则称之为有限细胞系（Finite Cell Line），而已获无限繁殖能力能够持续生存的细胞系，称连续细胞系或无限细胞系（Infinite Cell Line）。由某一细胞系分离出来的、在性状上与原细胞系不同的细胞系，称该细胞的亚系（Subline）。 （二）体外培养细胞的分型 根据离体细胞在培养皿中生长时是否贴壁，可将体外培养细胞分为贴壁型和悬浮型两类。 1.贴壁型细胞：培养细胞需贴附在支持物上生长，大多数细胞属于此型，也称锚着依赖性细胞（anchorage-dependent cells）。细胞贴壁后，分化现象常变的不显著，易失去原有组织特征，形态上表现单一化。主要包括①上皮细胞
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
《植物组织培养》试题及答案
试卷编号NO: 高等函授教育《植物组织培养》试题 学号: 姓名: 一名词解释:(10*2分=20分) 1、植物细胞组织培养 2、细胞全能性 3、脱分化 4、外植体 5、试管苗驯化 6、间接不定芽发生 7、双极性 8、微体嫁接 9、人工种子 10、体细胞无性系变异 二填空:(30*1分=30分) 1、目前植物组织培养应用最广泛的方面就是 与。 2、由脱分化的细胞再分化出完整植株有两种途径,一种叫做 ,另一种叫做。 3、培养用具的常用灭菌方法有、、 。 4、某些生长调节物质及抗生素、酶类物质遇热不稳定,对其灭菌时不能进行 ,而要进行。 5、一般来说,黑暗条件下有利于的增殖,而往往需要一定的光照。 6、植物离体授粉技术通常包括、、 三个方面。 7、一般液体培养的继代时间较短, 继代一次;而固体培养继代时间可以长些, 继代一次。 8、外植体器官发生的三种途径包括、、。 9、从再生植株倍性来瞧,小孢子培养通常产生植株,胚培养通常产生植株, 通常产生三倍体植株。 10、脱毒苗鉴定与检测的主要方法有、、 、。 11、在生长素中, 对于许多作物花粉的启动、分裂、形成愈伤组织与胚状体起着决定性作用,但就是对却有抑制作用。 12、用平板培养法培养单细胞或原生质体时,常用 来衡量细胞培养效果。 13、用药剂处理就是诱导染色体加倍的传统方法。 三计算题(1*10分=10分) 某培养基的配方就是MS＋BA 2、0mg/L＋NAA 0、5mg/L＋2、5%蔗糖＋0、7％琼脂粉。MS母液的浓度分别就是:大量元素２０倍,微量元素500倍,铁盐100倍,有机物５０倍;BA母液浓度1、0 mg/ml ,NAA母液浓度0、1mg/ml。要配制400ml该培养基,需要吸取各种母液各多少ml？分别称取蔗糖、琼脂粉各多少克？(要求写出计算步骤) 四简答题(5*5分=25分) 1、造成组织培养过程中发生污染的原因有哪些？如何有效控制污染？ 2、简述外植体消毒的一般步骤。 3、胚培养在科学研究及生产实践中有哪些应用？ 4、结合花粉培养,简述瞧护培养法。
植物组织培养试题及答案总结图文稿
植物组织培养试题及答 案总结 集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
《绪论》复习题及参考答案 ★1、根据培养的材料，植物组织培养分：愈伤组织培养、器官培养、细胞培养、原生质体培养、悬浮培养等类型。 2、植物组织培养的发展分为三个阶段：萌芽阶段、奠基阶段和快速发展和应用阶段。 3、1902年，Haberlandt提出了植物细胞“全能性”学说，1934年，White出版了《植物组 织培养手册》从而使植物组织培养为一门新兴学科。 ★1、植物组织培养(plant tissue culture)：是指通过无菌和人工控制的环境条件下，利用适当的培养基，对离体的植物器官、组织、细胞及原生质体进行培养，使其再生细胞或完整植株的技术。由于培养材料已脱离了母体，又称为植物离体培养（ Plant culture in vitro）。 2、脱分化（dedifferentiation）：由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过 程，称为植物细胞的脱分化。 3、再分化（redifferentiation）：脱分化产生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，这一过程称为植物细胞的再分化。 ★4、外植体(explant)：由活体（in vivo)植物体上切取下来的，用于组织培养的各种接种材料。包括各种器官、组织、细胞或原生质体等 ★5、愈伤组织(callus)：原指植物在受伤之后于伤口表面形成的一团薄壁细胞，在组培中则指在离体培养过程中形成的具有分生能力的一团不规则的薄壁细胞，多在植物体切面上产生。 1、简述植物组织培养的理论依据 植物组织培养的理论依据是细胞全能性学说，即植物体的每一个细胞都携带有一套完整的基因组，并具有发育成为完整植株的潜在能力。
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
植物组织细胞培养技术生产次生代谢产物的应用
重庆文理学院 植物组织细胞培养技术生产次生代谢产物的应用摘要：植物组织细胞培养是现代生物技术应用最重要的一个方面，它是一个应用广泛和快 速发展的技术。植物组织细胞培养技术已应用于植物次生代谢产物的生产，并取得很大成 效。本文讲述组织细胞培养技术在药物、食品、化妆品等方面的次生代谢产物生产的一些 应用，以及总结了现在主要植物组织培养技术、植物组织培养技术在实践中的应用。 关键词：次生代谢产物细胞培养代谢产物 植物的次生代谢产生的活性物质成分已被人类广泛应用，主要集中在研究制药(如如抗癌药物紫杉醇、疗伤药物紫草宁、保健药物人参皂甙等)、食品添加剂(如生姜、香子兰等)、调味剂(如胡椒、留兰香等)、食用色素(如花青素等)、油料(如如豆寇油、春黄菊油等)、饮料(如咖啡、可可等)、树胶(如阿拉伯胶等)、化妆品、生物杀虫剂和农用化学品等方面。尽管有些植物次生代谢物质并不是很多，但它们与人类健康密切相关，已成为当前生物领域研究关注的重点。因此许多植物代谢产物以组织细胞培养技术的方法开发利用，进行大规模生产，使植物次生代谢物质产量和活性提高。 1 植物组织培养技术在实践中的应用[1] 21世纪是生物技术迅速发展的世纪，而植物组织培养技术是生物技术中的重要内容，可以用于： 1.1植物育种 已被越来越广泛的用于扦插难生根植物、引种材料少的植物。除常规的用器官进行培养，也可以用花药进行花粉单倍体植株育种，这种方法技术简单，对一些植物种来说易于诱导未成熟花粉的分裂，可以进行大群体研究，可以迅速而大量的产生单倍体，具有迅速纯合、选择效率高、排除杂种优势干扰、突变体筛选、消除致死基因等优点。1.2用于脱毒和离体快繁 获得脱除病毒的材料和用于植物材料快速繁殖这方面是目前植物细胞组织培养应用最多最有效的一方面. 世界上受病毒危害的植物很多，而园艺植物受病毒危害更为严重，当植物被病毒侵染后，常常造成生长迟缓、品质变劣、产量大幅度降低等危害，目前，已经在马铃薯、甘薯、草莓、大蒜、苹果、香蕉等多种作物上大规模应用;离体培养的优点就是快速，而且材料来源单一，遗传背景一致，不受季节和地区的限制，重复性好，所以离体快速繁殖已经广泛应用于果树，中药材等的栽培。 1.3在次生代谢产物生产中的应用 用单细胞或细胞团在培养基上进行培养，此方法操作简单、重复性好、群体大等优点，
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。
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
植物细胞培养生产次生代谢产物的影响
植物细胞培养生产次生代谢产物的影响 植物细胞培养条件 温度：培养温度对植物细胞生长及二次代谢产物生成有重要影响。通常，植物细胞培养采用25℃。 搅拌：在摇瓶实验中，通常摇床的转速取90―120r／min。 pH值：通过细胞膜进行的H+离子传递对细胞的生育环境、生理活性来说无疑是重要的。在培养过程中，通常pH作为一个重要参数被控制在一定范围内。植物细胞培养的适宜pH值一般为5―6。 通气：通气是细胞液体深层培养重要的物理化学因子。好气培养系统的通气与混合及搅拌是相互关联的。对摇瓶试验，通常500m1的三角瓶内装80―200m1的植物细胞培养液较适宜。当然，气液传质还与瓶塞的材料有关。试验表明，从溶氧速率考虑，以棉花塞最好，微孔硅橡胶塞次之，铝箔塞最差。 光：光对植物有着特殊的作用。光照射条件不仅通过光照周期、光的质量(即种类、波长)而且通过光照量(光强度)的调节来影响植物细胞的生理特性和培养特性。研究表明，光调节着细胞中的关键酶的活性，有时光能大大促进代谢产物的生成，有时却起着阻害作用。 细胞龄：在培养过程的不同时期，细胞的生理状况、生长与物质生产能力差异显著。而且，使用不同细胞龄的种细胞，其后代的生长与物质生产状况也会大不一样。通常，使用处于对数生长期后期或稳定期前期的细胞作为接种细胞较合适。 接种量：在植物细胞培养中，接种量也是一个影响因素。在再次培养中，往往取前次培养液的5―20％作为种液，也以接种细胞湿重为基准，其接种浓度为15―50g(湿细胞)／L。由于接种量对细胞产率及二次代谢物质的生产有一定影响，故应根据不同的培养对象通过试验，确定其最大接种量。
影响植物细胞培养的因素 植物细胞生长和产物合成动力学也可分为三种类型：①生长偶联型，产物的合成与细胞的生长呈正比；②中间型，产物仅在细胞生长一段时间后才能合成，但细胞生长停止时，产物合成也停止；③非生长偶联型，产物只有在细胞生长停止时才能合成。事实上，由于细胞培养过程较复杂，细胞生长和次级代谢物的合成很少符合以上模式，特别是在较大的细胞群体中，由于各细胞所处的生理阶段不同，细胞生长和产物合成也许是群体中部分细胞代谢的结果。此外，不同的环境条件对产物合成的动力学也有很大的影响。 1、细胞的遗传特性 从理论上讲，所有的植物细胞都可看做是一个有机体，具有构成一个完整植物的全部遗传信息。在生化特征上，单个细胞也具有产生其亲本所能产生的次生代谢物的遗传基础和生理功能。但是，这一概念决不能与个别植株的组织部位相混淆，因为某些组织部位所具有的高含量的次生代谢物并不一定就是该部位合成的，而有可能是在其他部位合成后通过运输在该部位上积累的。有的植物在某一部位合成了某一产物的直接前体而转运到另一部位，通过该部位上的酶或其他因子转化。如尼古丁是在烟草根部细胞内合成后输送到叶部细胞内的，另外有些次生物在植物某一部位形成中间体，然后再转移另一部位经酶转化而成。因此，在进行植物细胞的培养时，必须弄清楚产物的合成部位。同时，在注意到整体植物的遗传性时，还必须考虑到各种不同的细胞。 细胞种质影响 2、培养环境 由于各类代谢产物是在代谢过程的不同阶段产生的，因此通过植物细胞培养进行次生代谢产物生产所受的限制因子是比较复杂的。各种影响代谢过程的因素都可能对它们发生影响，这些因素主要有光、温度、搅拌、通气、营养、pH值、前体和调节因子等。 (1)温度植物细胞培养通常是在25℃左右进行的，因此一般来说在进行植物细胞培养时很少考虑温度对培养影响。但是实际上，无论是细胞培养物的生长或是次生代谢物的合成和积累，温度都是起着一定的作用，需要引起一定的重视。 (2)pH值植物细胞培养的最适pH值一般在5～6。但由于在培养过程中，培养基的pH值可能有很大的变化，对培养物的生长和次生代谢产物的积累十分不利，因此需要不断调节培养液的pH值，以满足细胞的生长和产物代谢、积累的需要。 (3)营养成分尽管植物细胞能在简单的合成培养基生长，但营养成分对植物细胞培养和次生代谢产物的生成仍有很大的影响。营养成分一方面要满足植物细胞的生生长所需，另一方面要使每个细胞都能合成和积累次生代谢产物。普通的培养基主要是为了促进细胞生长而设计的，它对次生代谢产物的产生并不一定最合适。一般地说增加氮、磷和钾的含量会使细胞的生长加快，增加培养基中的蔗糖含量可以增加细胞培养物的次生代谢物。 (4)光光照时间的长短、光的强度对次生代谢产物的合成都具有一定的作用。一般来说愈伤组织和细胞生长不需要光照，但是光对细胞代谢产物的合成有很重要的影响。有人研究了光对黄酮化合物形成的影响，结果表明，培养物在光照特别是紫外光下黄酮及黄酮类醇糖苷积累的所有酶活性均增加。通常光照采用荧光灯，或者荧光灯和白炽灯混合，其光强度是300～10000lx(6～100μm/m2穝)可以连续光照，也可以每天光照12～18h。 (5)搅拌和通气植物细胞在培养过程中需要通入无菌空气，适当控制搅拌程度和通气量。在悬浮培养中更要如此。在烟草细胞培养中发现，如果K L a≤5h-1。，对生物产量有明显抑制作 用。当K L a=5～10h-1，初始的K L a和生物产量之间有线性关系。当然不同的细胞系，对氧的 需求量是不相同的。为了加强气-液-固之间的传质，细胞悬浮培养时，需要搅动。植物细胞虽然有较硬的细胞壁，但是细胞壁很脆，对搅拌的剪切力很敏感，在摇瓶培养时，摇瓶机振荡范围在100～150r/min。由于摇瓶培养细胞受到剪切比较小，因此植物细胞很适合在此环