植物细胞工程(一)

1、植物细胞工程第一课时：植物组织培养导学脉络一、细胞的全能性.概念：具有某种生物 的任何一个细胞，都具有 的潜能。每 个生物细胞都具有 的特点。（已 的细胞仍然具有发育成 的潜能）.原因：生物体的任一细胞都包含有本物种的 。.体细胞未表现全能性的原因： 。在生物的生长发育过程中个，细胞并不会表现出全能性，而是分化成各种 。 这是因为在特定的 条件下，细胞中的基因会 表达出各种 ，从 而构成生物体的不同组织和器官。.体现细胞全能性的条件：脱离母体、无菌、适宜的营养物质（如水、无机盐、蔗糖、维生素、氨基酸等卜激素（生长素和细胞分裂素）、适宜的温度和光照。.全能性高低的比较（通常情况下）不同的细胞全能

2、性表达的难易程度不同，一般来说，有以下特点：植物细胞动物细胞（高度分化的动物细胞只有 具有全能性）。受精卵_生殖细胞（卵细胞、精子）_体细胞。即同种生物， 的全能性最高；自 然条件下，卵细胞全能性高于精子，更易发育成新个体。分化程度低的细胞一分化程度高的细胞。分裂能力强的细胞分裂能力弱的细胞。二、植物组织培养技术.理论基础：。.【实验】胡萝卜的组织培养（1）实验原理植物体的 细胞一般都具有全能性，在一定的 条件下，可以脱分化形成。将 转接到含有 成分的培养基上，就可以诱导其再分化生成,进而发育成完整的小植株。 植物组织培养的全过程， 证明了分化的植物细胞， 仍具有形成完整植株所需要的 。离体的

3、植物器 官、组织或细胞定的营养、激素膏含有不同激素的分化培养基*胚状体或丛芽f试管苗（2）材料用具胡萝卜根（或烟草叶片、小麦花药、菊花花瓣等）、经过 的培养基、体积分数为70%的酒精、体积分数为 20%的 溶液、无菌水、50mL锥形瓶或大试管、烧杯、酒精灯、恒温箱、超净工作台（或接种箱）、滤纸、标签、（或瓷砖）、 解剖刀、镣子等。（3）方法步骤 制备外植体a.处理材料：将胡萝卜根用自来水充分洗净，削去外皮，并切成段（约10cm）。用酒精棉球擦 消毒。b.消毒：在超净工作台（或接种箱）上将胡萝卜段用 溶液消毒30s后，立即用无 菌水清洗23次，再用 处理30min后，立即用无菌水清洗 23次。c

4、.制备外植体：用 吸去胡萝卜段表面的水分。然后，在消毒瓷砖上，用无菌 的解剖刀将胡萝卜段切成 1cm厚的横切片，再选取有 的部位，切取1cm3左右的接种：将胡萝卜组织块接种到 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、接种日期和小组编号。脱分化培养：将接种后的胡萝卜组织块，放在 2326c 条件下培养。4d后，检查培养材料的污染情况； 14d后，观察 的生长状况。然后，在 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。再分化培养：培养一段时间后，将生长良好的 转接到 上，培养一段时间后，胡萝卜的愈伤组织就可以诱导出 。移栽：将 移

5、栽到大田，培养成 。.植物组织培养概念在 和 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 、,最终形成完整的植株。小资料固体培养基大多数是由无机营养成分、有机营养成分、激素、琼脂四部分组成。.归纳：植物组织培养的过程离体的植物器.*根、芽或胚状体,一发育 为植物体官、组织或细胞（避光） （需光）（需光）（1）脱分化（去分化）已 的细胞（离体的植物器官、组织或细胞，又叫外植体 ），在离体条件下经过诱导， 失去其特有的 而转变成未分化细胞，进而形成 的过程，称为植物细胞 的脱分化。脱分化过程必须在暗处进行培养 （暗培养），有利于细胞的脱分化产生愈伤

6、组织；如果在光照条件下，容易分化产生维管等组织，不利于产生大量的愈伤组织。形成体（愈伤组织）特点：细胞 ,是一种 的 薄壁细胞团，呈淡黄色。细胞无特定结构和功能，分裂旺盛。（2）再分化脱分化产生的愈伤组织继续进行培养， 重新分化成根、芽等器官或胚状体的过程， 叫做 再分化。（教材定义：在一定的培养条件下，又可以再分化出 ,进而形 成完整的小植株。）再分化过程中必须有光照，缺光则形成白化苗。形成体特点：有根、芽或有生根发芽的能力。（3）营养生长胚状体发育成完整的植物体，是一个营养生长的过程。营养生长需进行光照（芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件）。形成体特点：由根、茎、叶组成。植物组

7、织培养的过程过程名 称过程形成体特点/口加牛光脱分化由外植体形成愈伤组织排列疏松、高度液泡化 的薄壁细胞团生长素与细胞分裂素的 比例大避光再分化由愈伤组织分化成为根、 芽等器官或胚状体，进而 形成幼苗有根、芽或后生根发芽 能力生长素与细胞分裂素的 比例小至* nriL营养生 长 生殖生 长发育成完整的植物体由根、茎、叶、花、果 实、种子组成自身产生各种激素nriL拓展深化植物生长调节剂在组织培养中的作用根据功能特点，培养基中常用的植物生长调节剂一般可以分为生长素类、细胞分裂素类和赤霉素类。在组织培养中，生长素用于诱导细胞的分裂和根的分化；细胞分裂素主要作用是促进组织细胞的分裂或从愈伤组织和器官

8、上分化出不定芽；赤霉素类主要作用是刺激培养细胞的伸长，所以在组织培养中一般使用赤霉素来刺激分化的丛芽或小植株快速长高。生长素与细胞分裂素的协同调控作用在组织培养中非常重要。植物激素是影响脱分化、再分化的重要因素：当生长素含量高于细胞分裂素时，主要诱导植物组织脱分化和根原基的形成；当细胞分裂素的效应高于生长素时，则主要诱导植物组织再分化和芽原基的形成。讨论P35.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？提示：植物组织培养中用到的培养基含有丰富的营养成分，有利于培养物的生长，然而 各种杂菌同样也可以在上面迅速生长，所以植物组织培养过程中污染现象经常发生。培养基 一旦被污染

9、，迅速生长的各种杂菌不但会和培养物争夺营养，而且这些杂菌生长的过程中会 生成大量对培养物有害的物质，导致培养物迅速死亡。造成培养基污染的因素有很多，一般包括：外植体带菌、培养瓶和各种器械灭菌不彻底、操作人员操作不规范等。所以在组织培养实验中用到的植物材料和各种器械都要进行彻底地 灭菌，实验人员操作一定要规范，避免带入杂菌。.在本实验中，切取胡萝卜块根时强调要切取含有形成层部分，原因是这部分容易诱导形成愈伤组织。请思考一下，胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花），是否也能培养成小植株，你能用实验的方法进行验证吗？提示：胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花）也能培养再生形成小植株，只是诱导愈伤组织 比较困难。

10、可以让学生参考利用胡萝卜根进行组织培养的实验，尝试设计出利用胡萝卜的茎、叶、花进行组织培养的实验流程。.请根据上面的实验过程，概括出植物组织培养技术的流程简图。植物材料消毒接种到诱导培养基诱导出愈伤组织以不继代培养，直接诱导分化愈伤组织转接到代培养基上得到大量的愈伤组织愈伤组织接种4分化培养基上分化出幼苗上一-i /若诱导出幼苗的同时也实现/幼苗接种到生根培养起/生根，可以省略生根培养 基完整植株-移栽到大田课堂反馈练习(基础达标练)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

11、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B 保持亲本优良性状D 改变植物的基因型 )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C 培育出无病毒植株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需要的 ()A 消毒灭菌B 适宜的温度C 充足的光照D 适宜的养

12、料和激素6下列关于植物组织培养的叙述，错误的是()A.外植体可以来自于植物的任何细胞B 培养应在无菌条件下进行C 以花粉作为外植体可得到单倍体植株D.不同阶段的培养基中细胞分裂素和生长素的比例不同.下列关于植物组织培养技术产生新个体的叙述错误的是（）A.属于无性生殖.主要理论依据是植物细胞具有全能性C.培养过程中由于人工培养基含大量营养，不需光照就能发育成完整植株D.人工培养基中含植物生长发育所需的全部营养物质，包括矿质元素、糖、维生素等.下图为植物组织培养过程，有关说法不正确的是 （）B试管中细胞全能性最高D试管中培育出的个体都是纯合子A - B的过程不需要光照A - D的细胞分裂都是有丝分

13、裂.右图是人工种子的结构简图，对其叙述不正确的是 （）;*讨静戕弊A.人工种子的胚乳中含有胚状体发育所需要的营养物质，还 7出炉人情乱可以添加农药和植物激素.人工种子可以工业化生产，播种人工种子可节省大量粮食C .人工种子克服了有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题D.人工种子的胚状体还未分化出胚芽、胚轴和胚根等结构.用植物激素诱导烟草组织体外培养的实验结果如下。实验组别1234激素种类及 浓度关系6-BA6-BAIBA6- BA =IBA6- BAIBA结果组织块产生愈伤组织愈伤组织分化出芽愈伤组织不断生长愈伤组织有长根趋势(1)6-BA属于类激素，其作用是 。IBA属于类激素,它

14、在本实验中的作用是 (3)在植物组织培养中，脱分化作用的激素组合是实验 和实验 中的激素浓度关系，再分化时可用的激素组合是实验 和实验 中的激素浓度关系。(4)植物组织培养的培养基中，除激素外，还必须含有 ,它的成分 至少应该含有? 等。(5)判断愈伤组织是否产生，依据是看是否产生了 的细胞。能力提升练.下图为某植物的培育过程，请据图判断下列说法中错误的是()A.A-F不能体现细胞的全能性B. C中是高度液泡化的薄壁细胞C.植株A和F中的染色体组数不同D.植株F一般不能直接应用于生产12.下面是将四倍体兰花的叶片通过植物组织培养形成植株的示意图，相 关叙述中正确的是（） 四倍体兰花叶厂|愈伤组

15、织|胚状体| A.阶段会发生减数分裂过程B .阶段需要生长素而阶段需要细胞分裂素C.此过程体现植物细胞具有全能性D.此兰花的花药离体培养所得植株为二倍体3。如图表示植物组织培养过程。据图分析下列叙述正确的是（）A.试管的培养基中含有植物生长调节剂，不含有有机物.试管中的细胞能进行减数分裂C .调节培养基中植物生长调节剂的比例可诱导产生不同的植物器官D.植株根尖细胞的全能性比植株根尖细胞的强.基因型为AaBb的水稻（含24条染色体）的花药通过无菌操作接入试管 后，在一定条件下形成试管苗（如图所示），请回答下列问题：(1)愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规则的细胞团，愈伤组织形成过程中，必须从培养基中获得等营养物质。(2)要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有和两类激素。(3)愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再由芽发育成叶和茎。这一过程必须给予光照，其原因是能利用光能制造有机物，供试管苗生长发育。(4)试管苗的细胞核中含条脱氧核糖核苷酸链。(5)培育成的试管苗可能出现的基因型有15回答下列有关植物组织培养的问题。(1)植物组织培养的原理是 ，用于植物组织培养的植物材料和条件是。(2)组织培养中的细胞，从分化状态转变为未分化状态的过程称为 。(3)在再分化阶段所用培养