植物细胞工程基本技术

专题2细胞工程

细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法,通过细胞水平或细胞器水平上的操作，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。应用的原理和方法研究的水平研究的目的细胞生物学和分子生物学细胞水平或细胞器水平按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品概念：按操作对象分植物细胞工程动物细胞工程理论基础植物细胞工程植物组织培养（最基本）植物体细胞杂交植物细胞的全能性基本技术§2.1.1植物细胞工程的基本技术课标要求：能力要求1、理解和掌握植物组织培养的操作过程内容要求1、理解植物细胞的全能性2、了解植物细胞脱分化和再分化的结果3、掌握植物组织培养的特点利用菊花花瓣微型繁殖培养的菊花境情设创1

、植物细胞的花瓣怎样长成一株完整植株？2、为什么花瓣可以培养成完整的植株？3、什么是细胞的全能性？（全能性的大小、体内细胞为什么不表现全能性、已分化的细胞是否还具有全能性、表现全能性的条件

）习学主自任务一：阅读教材第33第二段-34页第一段时间：4分钟问题：花瓣属于高度分化的组织，利用它培育新植株，首先要通过细胞的脱分化过程，培养出愈伤组织，愈伤组织在一定的培养条件下，又可以再分化出幼根和芽，形成完整的小植株。纳归题问１、植物细胞的花瓣怎样长成一株完整植株？强调几个概念：

（1）愈伤组织：离体的植物器官、组织或细胞，在培养一段时间以后，通过细胞分裂，形成一种高度液泡化、无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松无规则的组织。纳归题问（1）愈伤组织：

排列疏松、高度液泡化而无定形状的薄壁细胞。无叶绿体，蔗糖供能，代谢类型为异养需氧型，进行有丝分裂。（2）植物细胞的脱分化：（3）植物细胞的再分化：就是让已分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程，又称去分化。实质是提高细胞的全能性过程（及恢复细胞分裂能力），结果是形成愈伤组织

脱分化产生的愈伤组织在培养过程中重新分化形成胚状体或丛芽的过程。（避光）

（需光，自养需氧型）

脱分化的实质和结果分别是什么？实质是使细胞恢复分裂能力。结果是形成愈伤组织。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官的过程。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织的过程，又称去分化。植物细胞的再分化：纳归题问2、为什么花瓣这样的离体器官、组织或细胞能培养成完整植物体？植物细胞具有全能性。3、什么是细胞的全能性？纳归题问具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能，也就是说每个生物细胞都具有全能性的特点1、原理：

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体所必需的全部基因。2、细胞全能性的大小：细胞的全能性纳归题问A、植物细胞>动物细胞

B、受精卵>生殖细胞>体细胞;C、幼嫩组织细胞＞成熟组织细胞

3、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？

4、已分化的细胞还有全能性吗？在特定的时间和空间条件下，基因选择性的表达的结果。分化的细胞遗传物质没变，仍有发育成完整个体的全套基因。纳归题问5、植物细胞表现出全能性的条件：离体（前提）一定的营养物质、植物激素（细胞分裂素、生长素）。适宜的温度、pH、无菌、光照的控制等外界条件

1、有关全能性的表述中，不正确的是

A.受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高Ｂ．生物体内细胞由于分化全能性不能表达Ｃ．卵细胞和受精卵一样，细胞未分化，全能性很高Ｄ．植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性C习练馈反2.下列植物细胞全能性最高的是（）

A.形成层细胞B.韧皮部细胞C.木质部细胞D.叶肉细胞

3．下列细胞全能性最高的是（）

A．植物的卵细胞

B．植物的精子细胞

C．被子植物的受精卵

D．被子植物的的叶肉细胞AC习练馈反

要把一块组织通过培养得到一株完整植株,应该如何操作呢?境情设创这就涉及植物细胞工程中最基本的技术之一植物组织培养1

、胡萝卜组织培养的实验原理？2、具体的方法步骤是什么？并总结组织培养的过程。3、完成P35讨论题。4、总结出植物组织培养的概念。习学主自任务二：阅读教材第34实验-36页第一段时间：5分钟问题：实验：胡萝卜的组织培养实验原理：纳归题问1.根、茎、叶细胞具有全能性，在一定的营养物质和激素等条件下，可脱分化形成愈伤组织。2.将愈伤组织转接到含有不同激素（生长素和细胞分裂素）的培养基上，就可再分化成胚状体或丛芽，进而发育成植株。实验步骤：将胡萝卜根洗净、削皮、切段消毒（超净工作台或接种箱）：制备外植体：选取有形成层的部位（1）离体组织块的制备与消毒（制备外植体）

制备外植体酒精溶液消毒30秒，无菌水冲洗次氯酸钠溶液处理30分钟，冲洗无菌滤纸吸去水分无菌解剖刀切片纳归题问实验步骤：将组织块接种到培养基上（培养基成分见P36“小知识”

），密封，贴标签，注明材料名称、接种日期等。（2）接种：（3）脱分化培养条件：23-26℃恒温、避光（5）试管苗、移栽过程：4天后，检查污染情况，14天后观察愈伤组织生长状况。继续避光培养。（4）再分化培养一段时间后，将生长良好的愈伤组织转接到分化培养基上培养纳归题问组织培养过程：离体的植物组织、器官或细胞（外植体，消毒）脱分化无菌接种、诱导（一定的营养、植物激素、避光）愈伤组织再分化试管苗移栽大田脱分化再分化胚状体或丛芽（具生根芽能力）（含有不同激素的分化培养基，需光）植物组织培养技术纳归题问

概念：

植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、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，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。决定植物脱分化、再分化的关键因素是什么？植物激素的种类和比例。生长素用量细胞分裂素用量①适中：诱导愈伤组织②高：利于根的分化、抑制芽的形成（胚状体）③低：利于芽的分化、抑制根的形成（丛芽）知识补充知识拓展

当细胞分裂素和生长素共同使用时，能刺激愈伤组织的形成，而通过调节二者的浓度比，就可以调控植物细胞培养过程中芽和根的形成，称为“激素杠杆”。具体内容详见P42拓展视野生长素细胞分裂素根愈伤组织芽比较内容脱分化再分化过程外植体愈伤组织愈伤组织幼苗形成体特点排列疏松、高度液泡化的簿壁细胞有根、芽需要条件a.离体、无菌操作；b.适宜的营养；c.生长素/细胞分裂素比例适中

d.避光

a.离体、无菌操作；b.适宜的营养c.生长素/细胞分裂素比例或高或低诱导生根或生芽d.光照

脱分化和再分化的比较试管苗大规模培养1、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？

无菌技术是植物组织培养能否获得成功的关键。原因是防止杂菌污染，杂菌繁殖快，会和培养物争夺营养和空间，并产生代谢废物毒害培养物。讨论(P35)2、为什么切取胡萝卜根的形成层，其他部分（如茎、叶、花）也能培养成小植株吗？因为这部分容易诱导形成愈伤组织；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。外植体的选取：生长旺盛的幼嫩组织（全能性高、分裂能力强、分化程度低），易诱导脱分化和再分化。外植体愈伤组织胚状体或丛芽试管苗脱分化再分化植物组织培养的过程（离体的,已分化组织或细胞）幼芽或幼根？条件？优点？特点？繁殖速度快不受季节限制工厂化生产

...①适宜温度、pH、避光、无菌环境。②适宜的营养和植物激素高度液泡化、排列疏松、无规则的薄壁细胞。无叶绿体。分化程度低去分化较易植物激素：生长素、细胞分裂素小结：理论基础：细胞的全能性1.下列属于组织培养的是：（）(多选)A.花粉培养成单倍体植株B.芽发育成枝条C.根尖分生区发育成成熟区D.未受精的卵发育成植株AD习练馈反2.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（）A.消毒灭菌