植物组织培养(OK)

1、所采用技术的理论基础 植物细胞工程通常采用的技 术 手 段 植物组织培养植物组织培养 植物体细胞杂交植物体细胞杂交植物细胞的全能性植物细胞的全能性（一）（一） 细胞的全能性细胞的全能性1、定义、定义： 生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能的特性。体的潜能的特性。 2、原理：、原理： 生物体的每一个细胞都包含有该物种所特生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因，从理论上讲，生物体所必需的全部基因，从理论上讲，生物体的每一个体的每一个活细胞活细胞都应该具有全能性。都应该

2、具有全能性。 3、差异：、差异： （1 1） 受精卵的全能性受精卵的全能性最高最高 （2 2） 受精卵分化后的细胞中，体细胞受精卵分化后的细胞中，体细胞的全能性比生殖细胞的的全能性比生殖细胞的低。低。 植物细胞的全能性植物细胞的全能性受精卵受精卵生殖细胞生殖细胞植物体植物体细胞细胞4、大小、大小动物动物体细胞体细胞例一：非洲爪蟾实验例一：非洲爪蟾实验突变型蝌蚪肠上皮细胞突变型蝌蚪肠上皮细胞 野生型未受精卵细胞野生型未受精卵细胞 紫外线破坏细胞核紫外线破坏细胞核 取出细胞核取出细胞核 无核的未受精卵无核的未受精卵 （含有一个核仁（含有一个核仁） “重组细胞重组细胞” 囊胚囊胚 囊胚囊胚 蝌蚪蝌蚪

3、 成蛙（细胞核含一个核仁）成蛙（细胞核含一个核仁） 移入移入发育发育发育发育发育发育已经分化的动物细胞可以发育成为一个动物体已经分化的动物细胞可以发育成为一个动物体5.细胞表现出全能性的条件细胞表现出全能性的条件 离体状态离体状态 有一定营养物质、激素和其他外界条件有一定营养物质、激素和其他外界条件蜜蜂（蜜蜂（2N=32） 减数分裂减数分裂卵细胞卵细胞(N=16) 发育发育雄蜂雄蜂(N=16)卵细胞可以直接发育成为一个新个体卵细胞可以直接发育成为一个新个体例二：例二： 思考讨论：为什么体内细胞没有表现出思考讨论：为什么体内细胞没有表现出全能性，而是分化成为不同的组织、器官？全能性，而是分化成为

4、不同的组织、器官？ 基因在特定空间和时间条件下基因在特定空间和时间条件下选择性表达选择性表达的结果。在个体发育的不同时期，生物体不同的结果。在个体发育的不同时期，生物体不同部位的细胞表达的基因是不同的，合成的蛋白部位的细胞表达的基因是不同的，合成的蛋白质也不一样，从而形成了不同的组织和器官。质也不一样，从而形成了不同的组织和器官。5、例题辨析：、例题辨析： 下列有关细胞全能性的含义，正下列有关细胞全能性的含义，正确的是：确的是：A、每个生物体内的所有细胞都具有相、每个生物体内的所有细胞都具有相同的功能同的功能 B、生物体内的任何一个细胞可以完成该、生物体内的任何一个细胞可以完成该个体的全部功能

5、个体的全部功能 C、生物体的每一个活细胞都具有发育成、生物体的每一个活细胞都具有发育成完整个体的潜能完整个体的潜能 D、 生物体的每个细胞都经过产生、分生物体的每个细胞都经过产生、分裂、分化、生长、衰老、死亡的全过程裂、分化、生长、衰老、死亡的全过程 下列生物工程实例中，不能说明细胞具下列生物工程实例中，不能说明细胞具有全能性的是有全能性的是 A小鼠杂交瘤细胞产生单克隆抗体小鼠杂交瘤细胞产生单克隆抗体B转基因抗虫棉的培育转基因抗虫棉的培育C“番茄马铃薯番茄马铃薯”植株的培育植株的培育 D无病毒马铃薯植株的培育无病毒马铃薯植株的培育有关植物细胞全能性的叙述，正确的是有关植物细胞全能性的叙述，正确

6、的是(多选多选 )A植物体只有体细胞才具有全能性植物体只有体细胞才具有全能性B高度分化的植物细胞只有处于离体状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态时才有可能表现出全能性C植物细胞的全能性是植物组织培养技植物细胞的全能性是植物组织培养技术的理论基础术的理论基础D植物体内某些体细胞没有表现出全能植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因不同性，其原因是所含基因不同植物组织培养的发展简史 探索阶段探索阶段（1919世纪初世纪初3030年代中）年代中） 德国植物生理学家德国植物生理学家HaHerlandtHaHerlandt首次进行了植物细胞首次进行了植物细胞培养实验培

7、养实验 奠基阶段奠基阶段（30305050年代）年代） 19341934年，年，WhiteWhite培养番茄离体根尖成功培养番茄离体根尖成功 19391939年，年，GautheretGautheret连续培养胡萝卜根形成层首次成连续培养胡萝卜根形成层首次成功功 White:White:烟草种间杂种的瘤组织进行组培烟草种间杂种的瘤组织进行组培 NobecourtNobecourt：胡萝卜进行组培：胡萝卜进行组培 以上三人是植物组织培养的奠基人以上三人是植物组织培养的奠基人 迅速发展阶段迅速发展阶段（6060年代后）年代后） 原生质体，花药，快繁技术迅速发展原生质体，花药，快繁技术迅速发展 科学

8、研究表明，处于离体状态的植物活科学研究表明，处于离体状态的植物活细胞，在一定的营养物质、激素和其他外界条细胞，在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，就可能表现出全能性，发育成完件的作用下，就可能表现出全能性，发育成完整的植株。人工条件下实现的这一过程，就是整的植株。人工条件下实现的这一过程，就是植物组织培养。植物组织培养。 1958 1958年年StewardSteward和和ReinertReinert用胡萝卜根的用胡萝卜根的愈伤组织诱导成了体细胞胚，并进而获得了愈伤组织诱导成了体细胞胚，并进而获得了完整植株。完整植株。 植物组织培养的发展简史植物组织培养关键词：关键词：外植体、脱分

9、化、再分化、愈伤组织外植体、脱分化、再分化、愈伤组织细胞离体、一定的营养物质、细胞离体、一定的营养物质、激素和其他外界条件激素和其他外界条件必要条件：必要条件：植物组织培养的培养基植物组织培养的培养基 定义：含有一定营养成分，供组织培养植物生长的定义：含有一定营养成分，供组织培养植物生长的基质基质 无机营养成分：无机营养成分：C C，H H，O O大量元素及部分微量元素大量元素及部分微量元素 有机营养成分有机营养成分 含含N N物质：包括维生素和氨基酸物质：包括维生素和氨基酸 碳源：碳源：2%2%5%5%的蔗糖的蔗糖 琼脂：起支持作用琼脂：起支持作用 生长激素：生长素，细胞分裂素和赤霉素生长激

10、素：生长素，细胞分裂素和赤霉素 PHPH值：值：5.05.06.06.0植物组织培养 外植体：从活植物体上切下进行培养的那部分外植体：从活植物体上切下进行培养的那部分组织或器官组织或器官 1 1）外植体灭菌消毒（根尖、茎、芽、嫩叶、）外植体灭菌消毒（根尖、茎、芽、嫩叶、种子、花粉等）种子、花粉等） 2 2）用消毒过的器械将外植体置于培养皿上）用消毒过的器械将外植体置于培养皿上 3 3）切取所需的外植体）切取所需的外植体 4 4）将外植体接种于培养容器的培养基上）将外植体接种于培养容器的培养基上 整个试验在超净工作台上进行，保持无菌！整个试验在超净工作台上进行，保持无菌！ 外植体经过一段时间在培

11、养基上生长后，会形外植体经过一段时间在培养基上生长后，会形成愈伤组织成愈伤组织实验步骤：实验步骤：培养基的配制培养基的配制: MS它是它是1962年由年由Murashige和和Skoog为培养烟草细胞而设计的。特点是无机盐和离子浓度较高，为培养烟草细胞而设计的。特点是无机盐和离子浓度较高，为较稳定的平衡溶液。其养分的数量和比例较合适，可满为较稳定的平衡溶液。其养分的数量和比例较合适，可满足植物的营养和生理需要。它的硝酸盐含量较其他培养基足植物的营养和生理需要。它的硝酸盐含量较其他培养基为高，广泛地用于植物的器官、花药、细胞和原生质体培为高，广泛地用于植物的器官、花药、细胞和原生质体培养，效果良

12、好。养，效果良好。灭菌灭菌：高温高压灭菌法高温高压灭菌法接种：接种：接种室消毒接种室消毒保温保温:将三角瓶或试管等，放在保温箱或培养室将三角瓶或试管等，放在保温箱或培养室中去培养，培养室一般采用人工光照。本次实验中去培养，培养室一般采用人工光照。本次实验培养室温度培养室温度2025，用，用40W日光灯提供光源，培日光灯提供光源，培养养2 3周。周。切取切取接种接种愈伤组织的形成愈伤组织的形成愈伤组织：在愈伤组织：在人工培养基上人工培养基上由外植体长出由外植体长出来的一团无序来的一团无序生长的薄壁细生长的薄壁细胞（细胞排列胞（细胞排列疏 松 、 无 规疏 松 、 无 规则）。则）。几个概念：几个

13、概念： 愈伤组织：离体的植物器官、愈伤组织：离体的植物器官、组织或细胞，在培养一段时组织或细胞，在培养一段时间以后，通过细胞分裂，形间以后，通过细胞分裂，形成一种高度液泡化、无定形成一种高度液泡化、无定形状态薄壁细胞组成的排列疏状态薄壁细胞组成的排列疏松无规则的组织。松无规则的组织。植物组织培养（试管苗的形成）植物组织培养（试管苗的形成）试管苗大规模培养移栽经 过经 过炼 苗炼 苗的 小的 小苗 ，苗 ，可 以可 以和 一和 一般 植般 植物 一物 一样 进样 进行 大行 大规 模规 模栽 培栽 培 植物细胞的脱分化：由高度分化的植物植物细胞的脱分化：由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组

14、织的过程，器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程，又称去分化。又称去分化。 植物细胞的再分化：脱分化产生的愈伤植物细胞的再分化：脱分化产生的愈伤组织在培养过程中重新分化根或芽等器组织在培养过程中重新分化根或芽等器官的过程。官的过程。过程过程离体的植物器官、组织或细胞离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织愈伤组织根、芽根、芽植物体植物体外植体外植体脱分化脱分化植物激素：植物激素：细胞分裂素、生长素细胞分裂素、生长素再分化再分化植物组织培养植物组织培养条件植物组织培养条件： 含有全部营养成分的含有全部营养成分的培养基、一定的温度、空培养基、一定的温度、空气、无菌环境、适合的气、无菌环境、适合的PHPH、适

15、时光照等。适时光照等。植 物 组 织 培 养 特 点植 物 组 织 培 养 特 点1、培养条件可以人为控制、培养条件可以人为控制 组织培养摆脱了大自然中四季、昼夜的变化以及灾害性气候组织培养摆脱了大自然中四季、昼夜的变化以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，便于稳定地进行周年培养生产。行周年培养生产。2、生长周期短，繁殖率高、生长周期短，繁殖率高 植物组织培养是由于人为控制培养条件，根据不同植物不同植物组织培养是由于人为控制培养条件，根据不同植物不同部位的不同要求而提供不同的培养条件，因此生长较快。总体来部位的不同要求

16、而提供不同的培养条件，因此生长较快。总体来说成本低廉，且能及时提供规格一致的优质种苗或脱病毒种苗。说成本低廉，且能及时提供规格一致的优质种苗或脱病毒种苗。3、管理方便，利于工厂化生产和自动化控制、管理方便，利于工厂化生产和自动化控制 植物组织培养是在一定的场所和环境下，人为提供一定的温度、植物组织培养是在一定的场所和环境下，人为提供一定的温度、光照、湿度、营养、激素等条件，既利于高度集约化和高密度工光照、湿度、营养、激素等条件，既利于高度集约化和高密度工厂化生产，也利于自动化控制生产。厂化生产，也利于自动化控制生产。 在进行组织培养时，由根尖细在进行组织培养时，由根尖细胞形成愈伤组织的过程中，

17、可能会胞形成愈伤组织的过程中，可能会发生哪些事件发生哪些事件? （ ）A。细胞分化。细胞分化B。细胞脱分化。细胞脱分化C。染色体变异。染色体变异D。基因重组。基因重组B.C愈伤组织分化并产生出植物的各种组愈伤组织分化并产生出植物的各种组织和器官，进而发育成完整的植株，织和器官，进而发育成完整的植株，通常需要适合的（通常需要适合的（ ）A 光照光照 B温度温度C营养物质营养物质D激素激素ABCD右图表示胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作，接入试管右图表示胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下，形成试管苗的培育过程，请根据图后，在一定条件下，形成试管苗的培育过程，请根据图回答下列问题

18、：回答下列问题：(1)要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素。要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素。其中激素包括其中激素包括_ 和和 _两类植物激两类植物激素。素。(2)此过程依据的原理是此过程依据的原理是_ 。B阶段除了阶段除了细胞分裂外，还进行细胞细胞分裂外，还进行细胞_等。等。(3)此过程要无菌操作，主要是指对此过程要无菌操作，主要是指对_进行灭进行灭菌消毒。菌消毒。B阶段需要光照，原因是阶段需要光照，原因是_。(4)试管苗的根细胞没试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶的叶肉有叶绿素，而叶的叶肉细胞具有叶绿素，这细胞具有叶绿素，这是基因是基因_的结果。的结果。 (1)生长素、

19、细胞分裂素生长素、细胞分裂素(2)细胞的全能性分化，细胞分化细胞的全能性分化，细胞分化(3)培养基，叶肉细胞中叶绿素的合成需要培养基，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件光照条件 (4)选择性表达选择性表达(09山东理综山东理综)人参是一种名贵中药材，其有效成分主要是人参皂苷。人参是一种名贵中药材，其有效成分主要是人参皂苷。利用细胞培养技术生产人参皂苷的大致流程如下：利用细胞培养技术生产人参皂苷的大致流程如下：请回答：（请回答：（1）配制诱导愈伤组织的固体培养基，分装后要进）配制诱导愈伤组织的固体培养基，分装后要进行行 。 接种前，要对人参根进行接种前，要对人参根进行 。（2）用于离体培养的根切

20、块，叫做）用于离体培养的根切块，叫做 。培养几天后发现少。培养几天后发现少数培养基被污染，若是有颜色的绒毛状菌落，属于数培养基被污染，若是有颜色的绒毛状菌落，属于 污染；若污染；若是有光泽的黏液状菌落，属于是有光泽的黏液状菌落，属于 污染。污染。（3）用少量）用少量 酶处理愈伤组织，获取单细胞或小细胞团，在液酶处理愈伤组织，获取单细胞或小细胞团，在液体培养基中进行悬浮培养，可有效提高人参皂苷合成量。体培养基中进行悬浮培养，可有效提高人参皂苷合成量。（1）灭菌）灭菌 消毒消毒 （2）外植体）外植体 真菌真菌（霉菌）（霉菌） 细菌细菌 （3）果胶）果胶 在生物体内，细胞没有表现出全能性，而在生物体

21、内，细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织、器官，是因为：是分化为不同的组织、器官，是因为： A、细胞丧失了全能性、细胞丧失了全能性 B、基因的表达有选择性、基因的表达有选择性 C、不同的细胞内基因不完全相同、不同的细胞内基因不完全相同 D、在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生、在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生了变化了变化 植物组织培养形成的愈伤组织进行培养，植物组织培养形成的愈伤组织进行培养， 又可以分化形成根、芽等器官，这一过程称为：又可以分化形成根、芽等器官，这一过程称为： A、脱分化、脱分化 B、去分化、去分化 C、再分化、再分化 D、脱分化或去分化、脱分化或去分化下列不能

22、作为植物组织培养的材料是：下列不能作为植物组织培养的材料是：A、秋海棠的叶、秋海棠的叶 B、马铃薯的块茎、马铃薯的块茎C、成熟的花粉、成熟的花粉 D、木质部中的导管细胞、木质部中的导管细胞1、当植物细胞脱离了原来所在植物体的器官或组、当植物细胞脱离了原来所在植物体的器官或组织而处于离体状态时，下列有可能使其表现出全织而处于离体状态时，下列有可能使其表现出全能性，发育成完整的植株的是（能性，发育成完整的植株的是（ ） A、细胞分裂素、细胞分裂素 B、生长素、生长素 C、一定的营养物质、一定的营养物质 D、以上三者均是、以上三者均是 2、在生物体的所有细胞中，全能性最高的是、在生物体的所有细胞中，

23、全能性最高的是 A、卵细胞、卵细胞 B、植物花粉、植物花粉 C、体细胞、体细胞 D、受精卵、受精卵3、在生物体内、在生物体内 ，细胞没有表现出全能性，而是分，细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织、器官，是因为（化为不同的组织、器官，是因为（ ） A、细胞丧失了全能性、细胞丧失了全能性 B、基因的表达有选择性、基因的表达有选择性 C、不同的细胞内基因不完全相同、不同的细胞内基因不完全相同 D、在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生了、在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生了变化变化4、用植物组织培养技术，可以培育或生产出、用植物组织培养技术，可以培育或生产出 A、食品添加剂、食品添加剂 B

24、、无病毒植物、无病毒植物 C、人工种子、人工种子 D、A、B、C均是均是5、能剌激愈伤组织形成的激素是、能剌激愈伤组织形成的激素是 （ ） A、细胞分裂素、细胞分裂素 B、赤霉素、赤霉素 C、生长素和赤霉素、生长素和赤霉素 D、细胞分裂素和乙烯、细胞分裂素和乙烯6、在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈、在离体的植物器官、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需要的伤组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的A.消毒灭菌消毒灭菌 B.适宜的温度适宜的温度 C.充足的光照充足的光照 D.适宜的养料和激素适宜的养料和激素(08江苏，江苏，20)下列关于植物组织培养的叙述中，错下列关

25、于植物组织培养的叙述中，错误的是误的是 A培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压渗透压 B培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化的生长和分化 C离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织能形成愈伤组织 D同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因相同获得的愈伤组织基因相同下 列 关 于 细 胞 工 程 的 叙 述 ， 错 误 的 是下 列 关 于 细 胞 工 程 的 叙 述 ， 错 误 的 是A通过

26、植物组织培养获得试管苗，是植物细胞通过植物组织培养获得试管苗，是植物细胞全能性在一定条件下表现的结果全能性在一定条件下表现的结果B通过动物细胞培养获得细胞株或细胞系，不通过动物细胞培养获得细胞株或细胞系，不能证明动物体细胞具有全能性能证明动物体细胞具有全能性C在利用植物体细胞杂交技术培育在利用植物体细胞杂交技术培育“白菜白菜甘甘蓝蓝”杂种植株过程中包含着有丝分裂、细胞分化杂种植株过程中包含着有丝分裂、细胞分化和减数分裂和减数分裂D在单克隆抗体的制备过程中利用了动物细胞在单克隆抗体的制备过程中利用了动物细胞融合和动物细胞培养技术融合和动物细胞培养技术下图是某生命科学研究院利用玉米种子作为实验材料

27、所做的一些下图是某生命科学研究院利用玉米种子作为实验材料所做的一些科 学 实 验 。 请 认 真 读 图 并 问 答 下 列 各 题 ：科 学 实 验 。 请 认 真 读 图 并 问 答 下 列 各 题 ： (1)实验装置实验装置A中的玉米种子，在萌发成为绿色幼苗的过程中，其中的玉米种子，在萌发成为绿色幼苗的过程中，其代谢类型代谢类型(营养方式营养方式)发生了本质性的变化，这就是发生了本质性的变化，这就是_；玉米的；玉米的根系自始至终保持着的吸水方式是根系自始至终保持着的吸水方式是_(2)取取B株幼苗的茎尖株幼苗的茎尖进行组织培养进行组织培养(图图BC)。发育成植株。发育成植株D，取其花药进行

28、离体培养，取其花药进行离体培养，幼 苗 经 秋 水 仙 素 处 理 如幼 苗 经 秋 水 仙 素 处 理 如 ( 图图 E F ) ， 又 发 育 成 为， 又 发 育 成 为 F 植 株 。植 株 。从生殖方式上分析，从生殖方式上分析，BD和和EF分别属于分别属于_生殖。生殖。从细胞分裂方式上分析。从细胞分裂方式上分析。BDEF过程中分别发生了过程中分别发生了_分分裂。裂。从遗传特点上分析，从遗传特点上分析，D和和F性状表现的性状表现的特点是：特点是： _ (1)异养到自养异养到自养 吸胀吸水和渗透吸水吸胀吸水和渗透吸水 (2)无性无性和有性和有性 有丝、减数、有丝有丝、减数、有丝 D株保持亲代株保持亲代优 良 性 状优 良 性 状 , F 株 的 性 状 与 亲 代 不 一 定 相 同株 的 性 状 与 亲 代 不 一 定 相 同 基因型为基因型为AaBb的水稻（含的水稻（含24条染色体）的花药通过无菌操作接入条染色体）的花药通过无菌操作接入试 管 后 ， 在 一 定 条 件 下