去除植物细胞壁的方法
植物细胞壁的合成和分解机制
植物细胞壁的合成和分解机制植物细胞是由细胞壁、细胞膜和细胞质组成的，其中细胞壁是维持细胞形态、稳定和保护细胞的重要组成部分。
细胞壁主要由纤维素、半纤维素和蛋白质等复合物构成，而其合成和分解机制涉及到多种酶和蛋白质的参与。
植物细胞壁的合成机制细胞壁的合成始于质壁分离，细胞从质壁体中释放出物质，并在其基础上进行新细胞壁的合成。
细胞壁是由细胞内的高分子物质通过酶催化反应合成，并在质壁分离后聚集而成的。
细胞壁合成主要有两条途径：1.赖氨酸途径: 赖氨酸在细胞质中被羧化为右旋糖酐，然后转化为UDP-N-acetylglucosamine(different varient of acetylglucosamine)碳水化合物，在细胞膜附近形成六元环的菱形链。
2.前体途径: 细胞壁前体由细胞质中的核苷酸糖转运体将N-乙酰基葡糖胺系列底物运至细胞膜，酶进行催化，形成多种细胞壁前体，通过囊泡运输到质壁空间最终由其聚合而成。
UDP-Glc、UDP-Gal和UDP-GlcA(UDP-Glucuronic Acid)是细胞壁纤维素和半纤维素的前体物质，而UDP-Arap(UDP-Arabionose)，UDP-Rha(UDP-Rhamnose)，UDP-Xyl(UDP-Xylose)等则是其他糖类分子的前体物质。
细胞壁合成的过程可以分为三个阶段：首先由麦酮酸-香豆醛酰基转移酶(cinnamoyl CoA transferase)催化酰基化反应，在膜内形成皮质素，然后皮质素转化为单体小分子二醛、二酮和羟基苯酸基，再由分泌酶转化为对应的蒽醌加荚（添加）。
细胞壁的分解机制细胞壁的分解是细胞生长、分化和萎缩过程中的一项重要功能。
细胞壁分解主要包括两个过程：细胞壁松解和细胞壁降解。
细胞壁松解主要涉及到蛋白酶和蛋白水解酶的参与，而细胞壁降解主要涉及到化学反应和微生物的分解作用。
细胞壁松解的过程中，蛋白酶、蛋白水解酶等蛋白质酶会降解细胞壁中的蛋白质成分，从而导致细胞壁的失去稳定性，从而易于分解。
高考生物冲刺 观察植物细胞的质壁分离和复原
开躲市安祥阳光实验学校2008高考生物实验最后冲刺观察植物细胞的质壁分离和复原一．实验原理：1．质壁分离的原理：当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而失水，细胞液中的水分就透过原生质层进入到溶液中，使细胞壁和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收缩性大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁分离。
2．质壁分离复原的原理：当细胞液的浓度大于外界溶液的浓度时，细胞就会通过渗透作用而吸水，外界溶液中的水分就通过原生质层进入到细胞液中，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，紧贴细胞壁，使植物细胞逐渐发生质壁分离复原。
二、实验材料：紫色洋葱鳞片叶的外表皮。
因为液泡呈紫色，易于观察。
也可用水绵代替。
0.3g/ml的蔗糖溶液。
用蔗糖溶液做质壁分离剂对细胞无毒害作用。
三、实验步骤：1．如果将上述表皮细胞浸润在与细胞液浓度相同的蔗糖溶液中，这些表皮细胞会出现什么现象？答：表皮细胞维持原状，因为细胞液的浓度与外界溶液浓度相等。
2．当红细胞细胞膜两侧的溶液具有浓度差时，红细胞会不会发生质壁分离？为什么？答：不会。
因为红细胞不具细胞壁。
练习1．(08模拟)15．下列判断细胞死活的方法中正确的是（）①将植物细胞置于不同浓度的蔗糖溶液中，能发生质壁分离和复原的是活细胞②在高倍镜下观察，若发现细胞质流动，则表明细胞是活的③将某细菌与水绵一起制成临时装片，用极细的光束照射水绵，若发现细菌没有趋向水绵照光部位，则说明细菌细胞为死细胞④洋葱根尖经解离后，若发现细胞被龙胆紫溶液染上了色，则表明根尖细胞在解离前已死亡A．①②B．②④C．③④D．①③④2．(06模拟：许老师精选)将用清水浸泡过的小麦种子，放入红墨水中10分钟，取出后将种子剖开，发现胚呈白色而胚乳呈红色，对此小麦种子能否萌发的判断，正确的是A．胚死亡，胚乳具有生命力，种子有可能萌发 B．不能判断种子是否能萌发C．胚乳具有生命力，种子一定萌发 D．胚具有生命力，种子有可能萌发3．(高考试题：2006上海)将相同的四组马铃薯条分别浸入四种溶液，一小时后测定薯条质量变化的百分率，结果如下表。
(完整版)植物体细胞杂交技术
局限性：未能让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优
良。
原因是：生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、 相互影响的，不能再像亲本遗传物质一样有序表达，杂交植株 不能地上长番茄、地下结马铃薯。
现学现用
• 如何培育出地上结大豆地下结花生的杂种植株呢？
本节小结
一、植物体细胞杂交的概念
将不同种的植物体细胞，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技术。
（6）从理论上讲，杂种植株的育性为 可育。 若运用传统有性杂交方法能否实现？不能 ， 原因是 因为不同种生物之间存在生殖隔离。 因此，这项研究对于培养作物新品种方面 的重大意义在于 克服远源杂交不亲和的障碍。 （7）利用植物体细胞杂交的方法培育作物 新品种过程中，遗传物质的传递是否遵循 孟德尔的遗传规律？为什么？ 否
植物体细胞杂交过程示意图
植 物 细 胞 去壁 等量
原
生 质
原 生 质
体体
融
合
再
愈
杂
生杂
伤
种
细 胞 壁
种 细 胞
脱 分
化
组 织
再 分 化
植 株
去壁 纤维素酶
离心、振 动、电刺
筛 选
激、
果胶酶
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ聚乙二醇
意义：克服远源杂交不亲和的障碍，培育出自然
界中没有的、具有优良品质的新品种。
白 菜
甘
蓝
白菜－甘蓝
生产周期短、耐热、易储藏
小试牛刀
2.植物体细胞杂交技术去除细胞壁的原因是 （C）
A、植物体细胞结构中不包括细胞壁 B、细胞壁使原生质体失去活力 C、细胞壁阻碍了原生质体融合 D、细胞壁不是原生质体的组成成分
生物药物综合实验----植物原生质体的制备
实验原理
植物原生质体是指包在植物细胞壁内的生活物质， 植物原生质体是指包在植物细胞壁内的生活物质， 可通过混合酶液消化细胞壁而获得。 可通过混合酶液消化细胞壁而获得 。 原生质体经适宜的培 养能合成新壁，并进行细胞分裂， 养能合成新壁 ， 并进行细胞分裂 ， 经特殊诱导可生成完整 植株。 除去细胞壁后为原生质所包围的“裸露细胞”，是 植株。 除去细胞壁后为原生质所包围的“裸露细胞” 开展基础研究的理想材料。 开展基础研究的理想材料 。 其中酶解法分离原生质体是一 个常用的技术，其原理是植物细胞壁主要由纤维素、 个常用的技术 ， 其原理是植物细胞壁主要由纤维素 、 半纤 维素和果胶质组成，因而使用纤维素酶、 维素和果胶质组成 ， 因而使用纤维素酶 、 半纤维素酶和果 胶酶能降解细胞壁成分，除去细胞壁。 胶酶能降解细胞壁成分，除去细胞壁。
思考题名
1、简述植物原生质体制备的方法步骤； 简述植物原生质体制备的方法步骤； 按镜下观察绘制原生质体。 2、按镜下观察绘制原生质体。
实验结果
注意事项
1、从理论上讲，植物体的任何一部分都可以通过酶解作 从理论上讲， 用去除细胞壁而得到原生质体。但在实际操作中， 用去除细胞壁而得到原生质体。但在实际操作中，只有 幼嫩的组织才能完成去壁的过程。所以， 幼嫩的组织才能完成去壁的过程。所以，为了制备健康 的原生质体，一般选用根尖、茎尖、 的原生质体，一般选用根尖、茎尖、嫩叶及对数生长期 的愈伤组织为材料， 的愈伤组织为材料，一旦细胞具有木质化或次生加厚的 外壁，则不能被酶降解。因此， 外壁，则不能被酶降解。因此，取材成为实验成功与否 的首要问题。 的首要问题。 2、在离心过程中一定要注意转速。 在离心过程中一定要注意转速。
实验方法
1.材料称取与质壁分离 材料称取与质壁分离 称取0.5g材料，撕去叶下表皮，先切成大块， 0.5g材料 称取0.5g材料，撕去叶下表皮，先切成大块，蒸馏水 冲洗4 加入12%甘露醇，质壁分离0.5h 12%甘露醇 0.5h， 冲洗4-5次。加入12%甘露醇，质壁分离0.5h，滤去甘露醇 将材料用镊子夹取转入放有滤纸的培养皿中， ，将材料用镊子夹取转入放有滤纸的培养皿中，吸干叶片 表面水分，将材料切成0.5cm2 0.5cm2小块备用 表面水分，将材料切成0.5cm2小块备用
云南省德宏州梁河县第一中学人教版高中生物选修三学案：2.1.1植物细胞工程基本技术 Word版缺答案
专题2 细胞工程2.1.1植物细胞工程基本技术学案（学案一）姓名班级自主学习尝试总结一、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. 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。
三、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.植物体细胞杂交步骤：课内探究小组合作植物组织培养技术：1．植物组织培养技术的概念是什么？2．植物组织培养技术的原理是什么？梁河县第一中学生物选修3《现代生物科技专题》学案高二备课组3．植物组织培养技术通常选用的材料有哪些？4．植物组织培养的培养基含有哪些成分？5．分析图，概述植物组织培养技术的基本过程。
6．什么是脱分化？什么是再分化？什么是愈伤组织？问题为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株呢？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？植物体细胞杂交技术：1．什么是植物体细胞杂交技术？它具有什么优点？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？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？4．分析图，概述植物体细胞杂交的基本过程。
（1）说出①～⑤步骤表示的含义。
观察植物细胞质壁分离与复原讲解
二、实验原理
内因：
1.原生质层相当于一层半透膜 2.原生质的伸缩性大于细胞壁伸缩性 3.相对细胞膜，细胞壁具有全透性
外因：
1.当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞渗透失 水，质壁收缩，由于原生质层比细胞壁的收缩性大， 进而质壁分离
2.当细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞渗透吸 水，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态， 紧贴细胞壁，使质壁分离复原
七、质壁分离及复原实验可以证明如下问题：
①证明成熟植物细胞的死活； ②可用来粗略测定细胞液的浓度（等渗浓度）； ③比较不同植物细胞的细胞液浓度； ④证明成熟的植物细胞是一个渗透系统； ⑤证明细胞壁的全透性； ⑥证明原生质层具有选择透过性； ⑦证明细胞液浓度和外界溶液浓度的大小； 证明细胞壁的伸缩性小于原生质层；
蔗糖 溶液
清水
中央液 泡大小
变小
逐渐恢复 原来大小
原生质层 的位置
原生质层 脱离细胞壁
原生质层 恢复原来位置
细胞 大小
基本 不变
基本 不变
实验结论
成熟植物细胞能与外界溶液发生渗透作用： 外界溶液浓度＞细胞液浓度 植物细胞失水 外界溶液浓度＜细胞液浓度 植物细胞吸水
植物细胞原生质层相当于一层半透膜,成熟的植 物细胞靠渗透作用吸水。细胞液与细胞外界溶 液发生了渗透作用。
发生质壁分离的条件
细胞
死细胞 动物细胞
活细胞 植物细胞
未成熟植物细胞 外界浓度低于
成熟植物细胞 细胞液的浓度
外界浓度高于 细胞液的浓度
大液泡 半透膜 细胞壁 （原生质层）
内因
浓度差 （动力）
外因
三、材料用具
紫色的洋葱鳞片叶，刀片，镊子，滴管，载玻片，盖玻片， 吸水纸，显微镜，质量浓度为0.3g/ml的蔗糖溶液、清水、 8%的氯化钠溶液、0.5g/ml蔗糖、5%的硝酸钾、一定浓度 的尿素、甘油、红墨水等。
植物原生质体的细胞壁再生
中国细胞生物学学报 Chinese Journal of Cell Biology2021,43(1): 134-143DOI: 10.11844/cjcb.2021.01.0017植物原生质体的细胞壁再生何其邹洪>，2鄂一岚K2王广超张贵芳1林金星李瑞丽G北京林业大学林木分子设计育种高精尖创新中心，北京100083;2北京林业大学生物科学与技术学院，林木育种国家工程实验室，北京100083)摘要 细胞壁作为植物细胞重要的组成部分，在决定细胞形状、维持机械支撑、吸收养分等方面发挥重要功能。
因此，揭示植物细胞壁合成的调控机制具有重大的生物学意义。
基于植物组织水平研究细胞壁的生物合成具有难以控制时间尺度、观察空间狭小等局限性。
原生质体作为去除细胞壁的单个细胞是研究细胞壁再生的理想系统。
在过去的几十年里报道了大量关于植物原生质体再生细胞壁的研究，但是关于细胞壁再生的机制尚不清楚。
该综述介绍了目前应用于植物原生质体再生细胞壁研究的主要技术和取得的研究进展，并且对该领域的后续发展进行了展望，为进一步阐明植物细胞壁生物合成的机制提供理论参考。
关键词植物;细胞壁再生；原生质体;细胞壁成像；原生质体培养Cell Wall Regeneration of Plant ProtoplastH E Q iz o u h o n g12, E Y ila n1,2, W A N G G u an gch ao12, Z H A N G G u ifa n g1, L IN J in x in g1,2, LI R u ili1,2**Beijing Advanced Innovation Center f or Tree Breeding by Molecular Design, Beijing J 00083, China; 2National Engineering Laboratory f or Tree Breeding, College o f B iological Sciences and Technology, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China)Abstract C ell w all, as a significant com ponent o f plant cell, is essen tial for determ ining cell shape, m aintaining m echanical support, and absorbing nutrients o f plants. Thus, it is o f great b iological significance to reveal the regulatory m echan ism o f plant cell w all biosynth esis. Studying cell w all b iosyn th esis based on organizational lev els has great lim itations in term s o f controlling the tim e scale and narrow observation space. Protoplast is an ideal m odel sy stem for studying cell w all regeneration w ith cell w all rem oved. O ver the past few d ecad es, a large num ber o f studies o n cell w all regeneration from plant protoplast h ave been reported. H o w ev er the m echanism u nderlying this proce ss is yet unclear. T his rev iew introduces the primary techniques and research progresses applied to the study o f plant ce ll w all regeneration in protoplast and u n veils a p rospective advances o f this field, providing theoretical reference for further clarifyin g the m echan ism o f cell w all biosynthesis.K e y w o r d s plant; ce ll w all regeneration; protoplast; c e ll w a ll im agin g; protoplast culture植物的细胞壁是其区别于动物细胞所具有的 以及响应生物和非生物胁迫等方面发挥重要的生 特征结构之一，其组成和动态结构在决定细胞形物学功能[1]。
实验八 观察植物细胞
观察植物细胞的质壁分离和复原2005-3-241．实验目的：(1)观察植物细胞壁分离和质壁分离复原的过程。
(2)验证和理解具有大的液泡的植物细胞发生渗透作用的原理。
2．实验原理：一个成熟的植物细胞内由细胞膜、液泡膜以及这两层膜之间的细胞质构成的结构叫做原生质层。
由于细胞膜和液泡膜都是选择透过性膜，因此从整个植物细胞来看，可以把原生质层看做是一层半透膜，这层膜把液泡里面的细胞液与外界溶液隔离开来，而细胞液和外界溶液通常具有浓度差，所以，当成熟的植物细胞与外界溶液接触时，细胞液就会通过原生质层与外界溶液发生渗透作用。
当细胞的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞液中的水分就会透过原生质层进入外界溶液中，使细胞壁和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大，当细胞不断失水时，原生质层就会与细胞壁逐渐分离开来，这就是质壁分离。
已产生质壁分离的细胞移到水或溶液浓度低于细胞液的外界溶液中，外界溶液中的水分就会透过原生质层进入细胞液中，整个原生质层就会慢慢地恢复成原来的状态，这叫作植物细胞的质壁分离复原。
质壁分离复原可在引起细胞发生质壁分离的溶液中发生，这是由于溶质逐渐透过原生质层进入细胞，使细胞液浓度大于外界溶液的浓度，水逐渐进入细胞液，引起质壁分离复原。
3．实验步骤及方法: (1)配好0．3g／mL蔗糖溶液。
(2)选择成熟的紫色洋葱鳞片叶，用刀片在洋葱鳞片叶的表面划一个小方块，用镊子撕取这一小块洋葱表皮，将它平展放在载玻片中央的清水滴中，并盖上盖玻片。
(3)先用低倍镜观察，再用高倍镜观察，可以看到洋葱表皮细胞中的紫色大液泡，可以看到原生质层紧紧贴着细胞壁。
(4)从盖玻片的一侧滴人蔗糖的质量浓度为o．3g ／mL的溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸过量的蔗糖溶液，重复几次后，盖玻片下面的洋葱表皮就浸入到浓蔗糖溶液中。
此时用显微镜观察，可以看到液泡逐渐变小，原生质层与细胞壁逐渐分离开来。
起初只有四角质壁开始分离，逐渐液泡变小，原生质层与细胞壁完全分离开来。
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去除植物细胞壁的方法
植物细胞壁是由纤维素和其他多糖构成的坚硬外壳，包裹在细胞
膜之外，起着维护细胞结构和保护细胞器官的作用。然而，在某些实
验室应用中，需要去除植物细胞壁，以便于对细胞质进行分离、提取
或者进一步的细胞操作。下面介绍几种去除植物细胞壁的方法。
1. 酵素降解法
利用酵素的特异性降解作用是一种常用的方法。一些专门降解纤
维素、半纤维素的酵素如纤维素酶、木聚糖酶、果胶酶等，可以分别
加入细胞孵育液中，使细胞壁得到分解，最终得到无细胞壁的细胞。
2. 酸碱处理法
植物细胞壁通常对酸和碱都有一定的抵抗力，但是通过适当的酸
碱处理可以部分破坏植物细胞壁。一般情况下，使用氢氧化钠或者硫
酸等浓酸浸泡，或者用氢氧化钾、碳酸氢钠等碱性溶液处理细胞，可
以使其细胞壁破坏或者降解，从而实现细胞膜的分离。
3. 物理破碎法
通过高压、高速等物理手段对植物细胞壁进行破碎，也可以实现
去除细胞壁的目的。这种方法适用于较坚硬的细胞壁，如木质部细胞
等。常用的物理破碎手段包括高压均质、超声波破碎、高压水枪等。
总之，去除植物细胞壁的方法各有优缺点，选择适合的方法需要
根据实际需要进行选择和调整。