植物细胞工程在农业上的运用

学院：行知学院

班级：生物技术081班

姓名：郑杰

学号：08266159

指导老师：郭卫东

日期：2010年12月30日

摘要植物细胞工程涉及到的主要技术为植物组织与细胞培养，植物细胞大批量平培养，植物细胞融合，植物染色体工程，植物细胞器移植，DNA重组与外源基因导入及以上技术与物理，化学技术结合，主要运用于花卉和苗木繁殖，植物新类型的创造和品种改良以及次级代谢物质生产领域。植物细胞工程在作物品种改良中的应用是现代农业科学中最重要的发展之一，对了解，操作，修饰和保护农作物种质具有潜在价值，随着生物技术和分子物学的发展，植物生物技术备受重视，并开始应用于作物品种改良。大量研究证明，体细胞无性系变异存在可遗传，可应用与作物品种改良，并且在有些作物上获得成功，如小麦（胚培养和细胞培养），水稻（原生质体培养），大豆（原生质体培养）等。不断有西多成功的实例应用于生产，进展速度比过去预期的要快，但困难和阻碍仍有待克服。[1]

一、植物细胞工程在作物品种改良和次生代谢产物及脱毒培养等重的应用具有很多优点：ⅰ应用植物细胞工程进行作物品种改良可以省时省力；

ⅱ进行品种改良可以更有的放矢；

ⅲ可供选择的变异范围广；

ⅳ可作为拯救远缘杂交杂种胚发育中止的手段。

但是由于传统方法可以为植物细胞工程的应用提供变异基础，因此，植物细胞工程必须与传统育种方法结合才更有生命力。[2]

二、植物细胞工程在农业上的应用有一下几个方面：

ⅰ．花药、花粉培养育成单倍体植株，培育成功的植物很多，如小麦、大麦、水稻、橡胶等。利用花药、花粉培养育成的单倍体植株，经过染色体加倍，可在短期内育成遗传变异稳定的株系，有利于缩短育种年限。[3]

ⅱ．原生质体融合产生体细胞杂种，在烟草属植株物种间细胞融合获得成功[4]

通常在受精时可以看到细胞融合，雌雄配子体融合而形成合子，但在远缘植物及无亲缘关系的植物间，甚至动植物间，这种生殖细胞的融合困难很大，甚至完全不可能，然而通过体细胞融合就可能实现，烟草属植物中间细胞融合已获成功。

ⅲ．组织培养用于无病毒植物体的培育——脱毒

ⅳ．应用基因工程技术获得转基因植株，进行作物品种改良

利用植物细胞工程和基因工程集合的手段实现作物改良、增加作物产量、改善作物品质、改良食品特性以及减少农药使用等式21世纪需要解决的问题，也是现在研究的热门话题。

5．体细胞无性系变异在作物品种改良种的应用[5]

三、近几年来，农业高新技术，特别是包括了植物细胞工程技术在内的农业生物技术的发展，为农作物育种技术水平的提高奠定了基础，对农作物品种更新换代起到了极大的促进作用。

[6]

（一）我国细胞工程育种的特点

ⅰ研究队伍稳步壮大

经过梁旭四个五年计划的攻关研究，我国已经形成了一支素质高而精干的细胞工程育种研究

队伍，特别是在主要农作物水稻、麦类、油菜、马铃薯等作物方面[7]

ⅱ突出产品目标的效果显著

“九五”期间改变过去以研究手段、方法分工的格局，以不同作物产品为目标，综合应用细胞工程技术，或以一项细胞工程技术为主，与其他技术结合，几种了细胞工程技术的优势，紧紧围绕出产品的目标，效果显著

ⅲ细胞工程育种开始步入产业化发展

细胞工程技术育成的品种在产量和品质等方面的明显优势为其产业化提供了重要的技术和物质保障[8]

（二）、细胞工程育种创新研究和产业化发展的前景

ⅰ细胞工程技术将成为农业生物技术产业化发展的开路先锋

国内外育种实践证明，生物技术是农作物品种改良的有效途径和方法，其中细胞工程技术相对

比较成熟，同时，细胞工程技术最易于与常规育种技术和基因工程技术相结合，在育种上更具有实

用性。

ⅱ细胞工程技术创新研究重点方向

“十五”及今后一段时期，植物细胞工程应在以下几项关键技术上优先取得创新和突破：

(1)植物体细胞和配子细胞培养高频率再生及无性系变异技术；

(2)远缘体细胞融合技术和突变体离体筛选技术；

(3)染色体工程诱导异源染色体易位技术及易位染色体识别技术。[9]

ⅲ细胞工程技术产业化开发重点

“十五”及今后一段时期，要在政府机构的指导或协调下，通过科研机构、产业界和企业一条龙协作，加速培植具有国际竞争力的种业集团，使细胞工程技术育种产业的以持续发展。另一方面，细胞工程技术育种产品(品种)中优质产品的后续产业化，如面粉加工、稻米加工和油脂加工等，“九五”已做了初步探讨，起步是可喜的，但距离真正实现产业化还相差甚远。这一切同样都需要相关龙头企业的积极参与。[10]

参考文献：

[1]汪勋清、刘录祥．植物细胞工程研究应用于展望核农学报2008

[2]涂振东、叶凯生物技术在农作物遗传育种中应用的进展2003

[3]程静，郭勇．植物细胞工程药物生产的研究进展[J].江西科学，2000.

[4]胡含、陈英，植物体细胞遗传及作用改良.北京大学出版社1988

[5]平文丽、杨铁钊，体细胞无性系及其在作物育种中的应用2005

[6]王鸣现代育种学的发展农业出版社1974

[7]李思经国际农业生物技术进展中国农业科技出版社1997

[8]刘录祥、郑企成，农作物细胞工程育种及其产业发展前景2002

[9]李培夫细胞工程技术在作物上育种的应用新进展新疆农垦科学2000

[10]周元昌作物育种科学发展的趋势世界农业2003

生物选修三植物细胞工程知识点清单(自主整理适合学生识记)

植物细胞工程知识点清单（一）植物组织培养 1.理论基础（原理）：细胞全能性 2.全能性概念：具有某生物发育所需全部遗传信息的细胞，都具有发育成完整个体的潜能。 3、过程：外植体—脱分化—愈伤组织—再分化—丛芽、不定根—新植株 4、相关概念及实验注意事项 ①外植体：离体植物器官、组织、细胞 ②愈伤组织：高度液泡化，无固定形态的薄壁细胞。全能性高，分化程度低 ③外植体消毒：70%酒精30s—无菌水冲洗—次氯酸钠30min—无菌水冲洗 ④取材：选取形成层部位 ⑤脱分化：23~26o C，避光 ⑥再分化：将愈伤组织转接到分化培养基，光照下培养 ⑦生长素/ 细胞分裂素：比值高—促进生根；比值低—促进发芽 5、植物组织培养概念：在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官，组织，细胞培养在人工配置的培养基上，诱导其产生愈伤组织，丛芽，最终形成完整的植株。 6、地位：是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。（二）植物体细胞杂交 1、植物体细胞杂交概念：将不同种的植物细胞，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过程。 2、过程及注意事项： ①去除细胞壁：酶解法（纤维素酶、果胶酶），获得原生质体 ②原生质体融合方法：物理法（离心、震荡、电刺激）；化学法：聚乙二醇 ③细胞融合成功的标志：杂种细胞再生细胞壁 3、融合结果：获得杂种细胞，进而获得杂种植株。 A细胞+B细胞所得杂种植株遗传物质=A+B 4、成功例子：番茄—马铃薯；烟草—海岛烟草；胡萝卜—羊角芹；白菜—甘蓝

5、优点：克服远缘杂交不亲和障碍 6、局限性：不能按照人的要求表达性状（三）植物细胞工程应用 1、微型繁殖：可以高效快速地实现种苗的大量繁殖（观赏植物，经济林木，无性繁殖作物） 2、作物脱毒：采用茎尖等分生区组织培养来除去病毒（因为分生区附近的病毒极少或没有）如：马铃薯；草莓；甘蔗；菠萝、香蕉等经济作物 3、人工种子：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经人工薄膜包装得到的种子。优点：完全保持优良品种的遗传特性，不受季节的限制；方便储藏和运输 4、作物新品种培育：单倍体育种 5、突变体利用：在组织培养中会出现突变体，通过从有用的突变体中选育出新品种（如筛选抗病、抗盐、含高蛋白的突变体） 6、细胞产物的生产：通过能够产生对人们有利的产物的细胞进行组织培养，从而让它们能够产生大量的细胞产物。如：生产人参皂甙，三七，紫草，银杏等。（定向诱导愈伤组织细胞分化为产生特定物质的细胞，提纯产物）

植物细胞工程在农业生产中的应用

细胞工程是指体外人工培养细胞，通过细胞杂交的方法人为改变细胞的某些生物学特性，加速动物或植物个体繁殖，改良种质或创造生物新品种及获得某些有用物质的过程[1]。植物细胞工程是一门以植物组织培养为基础，具有广泛应用前景和实用价值的生物技术，其理论基础是植物细胞的全能性。植物细胞培养是指可以把植物的胚、胚轴、根、茎、叶、花、果实、种子、花粉或分生组织等任一部分离体培养成为植株；植物细胞杂交是指分离植物体上的细胞后用纤维素酶除去细胞壁，使其变为原生质体，在灭活的仙台病毒或PEG 诱导下促进不同品种的两个细胞完成杂交过程，从而培养为杂种植株[2]。目前，根据人们的需要已经相继完善和发展了一些具有特色的植物细胞工程实用技术，包括植物细胞组织培养技术、无性快繁技术及单倍体育种技术等，这些技术在脱毒苗生产、经济植物快繁、植物新品种选育及有用次生代谢产物生产方面发挥了重要作用[3]。1 植物细胞工程在脱毒苗生产方面的应用长期进行营养繁殖的农作物及果树、蔬菜等往往会积累许多病毒和类病毒，病毒和类病毒的感染常导致亲本性状退化，使农产品的产量和质量明显下降。植物细胞工程可应用于脱毒苗生产，一般多采用茎尖脱毒的方法，通过茎尖组织培养可以获得无病毒和类病毒感染的再生苗。如茎尖脱毒获得的脱番茄斑萎病毒（TSWV ）[4] 、脱黄瓜花叶病毒（CMV ）[5]及脱菊花病毒B （CVB ）[6]的再生苗等。近年来，中国相继出现了许多脱毒试管苗生产工厂，黑龙江、内蒙古、湖南、湖北、河南和甘肃等地都建立了生产脱毒种薯的原种场，脱毒马铃薯已经推广了近30万hm 2，平均增产50%以上。目前，草莓、苹果、柑橘和葡萄等经济植物都已建立了脱毒苗生产技术。2 植物细胞工程在经济植物快繁方面的应用植物快繁是指利用组织培养技术，将来自优良植株的植物组织或细胞进行离体培养，短期内获得大量遗传性状一致的个体的方法。植物快繁技术在农业上有着广泛的应用，如可以使生根困难的名贵花卉大量繁殖，还可应用于杂合植物材料的快繁，因为很多优良的观赏植物和经济植物植物生理与生物技术植物细胞工程在农业生产中的应用柳成荫，杨洪兵（青岛农业大学生命科学学院，山东青岛266109）摘要：介绍了植物细胞工程在脱毒苗生产、经济植物快繁、植物新品种选育及有用次生代谢产物生产方面的应用情况。关键词：细胞培养；细胞杂交；脱毒苗；生物发生器；育种中图分类号：Q813 文献标识码A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006－6500.2011.05.003 Application of Plant Cell Engineering in Agricultural Production LIU Cheng-yin,YANG Hong-bing （College of Life Science,Qingdao Agricultural University,Qingdao ，Shandong 266109,China ） Abstract :This article introduced the application of plant cell engineering in production of virus-free seedlings,rapid propagation of economic plants,breeding of new plant variety and production of useful secondary metabolites.Key words:cell culture;cell hybridization;virus-free seedlings;bio-generator;breeding 2011，17（5）：9-11 天津农业科学Tianjin Agricultural Sciences 收稿日期：2011-05-10；修订日期：2011-07-26 基金项目：山东省自然科学基金项目（ZR2010CL019）；青岛农业大学院重点课程建设项目（YZDK1003）作者简介：柳成荫（1989-），男，山东青岛人，在读本科生，从事植物逆境生理研究。通讯作者为杨洪兵。

2.1.1植物细胞工程的基本技术

2.1.1 植物细胞工程教学目标 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教学重点 1、植物组织培养的原理和过程 2、植物体细胞杂交的原理 3、植物细胞工程应用的实例教学难点植物组织培养的实验教学过程复习：细胞分化： 1、概念：在个体发育过程中，由一种或一个细胞通过增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程注意：不改变细胞数目，不改变遗传，增加了细胞种类 2、原因：相同的基因在特定的时间和空间内进行选择性表达的结果 3、特点： ①普遍性：单细胞生物没有细胞分化 ②持久性：细胞分化存在于生物体的整个生命进程中，但在胚胎时期达到最大限度 ③不可逆性：分化的细胞要维持分化后的状态直到死亡 4、结果：产生了不同的组织和器官 5、意义：个体发育的基础（包括细胞分裂和细胞分化）细胞全能性： 1、概念：已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能(起点：细胞、组织、器官；终点：完整个体) 举例：壁虎断尾后再生（×）；皮肤烧伤后再生（×）；种子长成幼苗（√）；植物扦插（√）；受精卵发育成婴儿（√）； 2、物质基础：每个细胞里有该种生物全套的遗传信息（所以单个卵细胞或精子也可发育成完整个体，体现全能性） 3、条件：①离体②营养物质③外界条件 4、发挥顺序植物细胞》动物细胞受精卵＞生殖细胞（卵＞精子）＞体细胞体细胞：分裂能力强的细胞＞分裂能力弱的细胞（分化程度低＞分化程度高）注意：①受精卵是未分化的细胞，所以全能性最高 ②生殖细胞是分化程度高，全能性也高（特例）

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。分类：植物细胞工程和动物细胞工程一、植物组织培养 1、理论基础：植物细胞全能性 2、流程：相关知识点： ①取材：根尖、茎尖、芽尖等分生组织，分裂能力强，全能性易发挥 ②脱分化（诱导培养基）实质：使细胞恢复分裂能力 a ．概念：让已经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的细胞的过程形式：固体 b ．培养基无机物：水、无机盐成分有机物：氨基酸、维生素、蔗糖植物激素：生长素和细胞分裂素注：培养基中加入蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压另外，脱分化培养基上可加入2,4－D ，促进愈伤组织的产生和生长 c ．条件：黑暗（因为在光照条件下容易分化成维管组织，不利于产生大量的愈伤组织）无菌（一旦污染，迅速生长的各种杂菌不仅会与培养物争夺营养，而且杂菌会产生大量对培养 ③愈伤组织：排列疏松，高度液泡化的无定形状态的薄壁细胞。（分化程度低，全能性高） ④再分化（分化培养基）实质：基因的选择性表达 a ．概念：脱分化产生的愈伤组织继续培养又可以重新分化成根或芽等器官的过程 b ．培养基：同脱分化培养基 c ．条件：光照（有利于诱导形成叶绿素） ⑤植物激素的使用对植物组织培养的影响高→有利于根的形成 a ．使用比例：低→有利于芽的分化适中→促进愈伤组织的形成先生长素后细胞分裂素：有利于细胞分裂，但不分化 b ．使用顺序先细胞分裂素后生长素：细胞既分裂又分化同时使用两种激素：分化频率提高离体的植物细胞、组织或器官（外植体）脱分化已分化未分化生长素细胞分裂素

植物细胞工程综合大实验

植物细胞工程综合大实验（一） ——培养基配制和无菌操作一、实验目的与要求熟练掌握器皿的洗涤 MS培养基的配制分装培养基和物品的高压灭菌实验室的消毒灭菌植物材料的取材及流水冲洗无菌操作材料的培养观察二、实验原理植物细胞的全能性。三、仪器设备与器具电子天平、移液枪、冰箱、高压锅、超净工作台、三角瓶、烧杯、容量瓶、培养皿、搪瓷缸、镊子、解剖刀、酒精灯、试剂瓶、玻璃棒、线绳、pH试纸、封口膜、试管刷、洗涤剂、打火机等。四、实验材料彩云阁茎段（用于诱导愈伤组织）茎节（用于诱导芽）五、实验方法与步骤（一）器皿的洗涤

一般器皿有培养物但未污染的器皿有培养物且污染的器皿（二）MS培养基的配制分装 1、MS培养基母液的配制母液A-F，每组配制A-E 100ml、F 50ml 0.1%升汞的配制 75%酒精的配制 6-BA NAA 2、MS培养基的配制按每人配制100ml，分5小瓶。过程如下；每组按1L配制，先取容器内加70%的蒸馏水；加入蔗糖30g/L；量取母液A-F；加入PGR（自己设计）；用容量瓶定容；用0.1-1N NAOH或HCl调整pH5.6-5.8；每人分100ml；加琼脂粉8g/L；分装到5个小三角瓶中、封口。（三）培养基和物品的高压灭菌培养基、无菌水（每组至少5瓶）、空瓶（每组至少2个）、烧杯（每组至少1个）、培养皿（每组至少一套）、接种工具（2套），包好或者分好以备高压灭菌。高压锅的使用。（四）实验室的消毒灭菌

75%的酒精擦拭超净工作台内表面，新洁尔灭水进行超净工作台外表面、培养架表面、墙壁及其他房间表面的擦拭。（五）植物材料的取材及流水冲洗选取适宜的彩云阁茎节及茎段，切割成适宜大小后放在流水下冲洗。（六）无菌操作演示。（七）材料的培养观察接种完的材料放在培养室的培养架上进行培养。培养初期每天观察一次，持续1周。之后每2-3天观察一次。统计指标：污染率（%）= （污染的外植体个数／接种外植体的总数）×100%。愈伤组织诱导率（%）= （长愈伤外植体个数／接种外植体总数）×100%。芽诱导率（%）= （长芽外植体个数／接种外植体的总数）×100%。（八）结果与分析

植物细胞工程的实际应用》教案

.2植物细胞工程的实际应用教案一、教材分析《植物细胞工程的实际应用》是人教版高中生物选修三《现代生物科技专题》专题2 第一节《植物细胞工程》第2课时的教学内容。第1节课已经学习了细胞的全能性、植物组织培养技术、植物体细胞杂交技术等三方面内容。在此基础上，本节主要学习植物细胞工程的三方面应用，即植物繁殖的新途径、作物新品种的培育，以及细胞产物的工厂化生产等内容。二、教学目标 1．知识目标：（1）掌握微型繁殖和植物组织培养的联系（2）掌握作物脱毒、人工种子的制备过程和意义（3）了解单倍体育种和突变体的利用 2．教学重点难点重点：植物细胞工程应用的实例难点：掌握作物脱毒、人工种子的制备过程三、教学方法： 1．学案导学：见后面的学案。 2．理解记忆为主结合讨论的方法四、教学过程 (一) 复习提问、导入新课：植物组织培养的概念、原理、过程方法、意义？植物体细胞杂交技术概念、原理、过程方法、意义？（二）导入新课（三）重难点讲解在植物微型繁殖新途径的教学中，首先可由植物组织培养技术引入，让学生回忆植物组织培养技术的基本原理和过程，思考利用这项技术能做哪些工作？再逐一讲解微型繁殖技术、作物脱毒及人工种子。一、植物微型繁殖新途径 1. 微型繁殖与无性生殖微型繁殖是用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，实际上是无性生殖的一种。在繁殖的过程中，细胞进行有丝分裂，因此亲、子代细胞内DNA相同，具有相同的基因，因此能保证亲、子代遗传特性不变。利用这种技术能高效快速实现种苗的大量繁殖。 2．微型繁殖与作物脱毒、人工种子作物脱毒、人工种子、单倍体育种的培育过程均有采用微型繁殖的技术。作物脱毒主要是强调微型繁殖的取材一定是无毒（的如茎尖、根尖），才能繁殖出无毒的幼苗。人工种子采用的还是微型繁殖的技术，但是只需培育得到胚状体、不定芽、顶芽和腋芽，包上人工种皮就可形成人工种子。人工种子与微型繁殖得到的幼苗一样能保持亲本的优良性状，另外还可不受气候、季节和地域的限制。

植物细胞工程

HUAZHONG AGRICULTURAL UNIVERSITY 烟草叶片愈伤组织诱导与植株再生的研究Research on Callus Induction and Plant Regeneration of Tobacco Leaves 姓名: 黄金波 CANDIDATE：Huang-Jin Bo 学号: 2012304200510 STUDENT ID：2012304200510 课程: 植物细胞工程实验CURRICULUM：Plant Cell Engineering Experiment 班级: MAJOR: 生技1201班Biotechnology 1201 指导老师：SUPERVISOR：柳俊齐迎春陈浩 Liu-Jun Qi-Ying Chun Chen-Hao 中国武汉 WUHAN， CHINA

二○一四年十二月DEC, 2014

烟草叶片愈伤组织诱导与植株再生的研究黄金波华中农业大学生命科学技术学院生技1201班 [摘要] [目的]以烟草叶片为材料，通过这次实验，基本掌握植物愈伤组织诱导与植株再生的原理和方法，熟练掌握相关实验操作技术；另外，通过本次实验，完成烟草植株再生，并对比光照和黑暗等不同方法，对诱导愈伤组织状态和诱导率的影响，进行结果分析。 [方法]在无菌条件下，把烟草叶片剪成1cm2大小的小方块，先通过含0.25mg/L NAA和0.25mg/L BA的MS诱导培养基在光照和黑暗条件下诱导培养；三周后，转接到含0.25mg/L NAA和1.0mg/L BA的MS分化培养基中光照培养；两个月后，观察结果，统计分析。 [结果]诱导培养后，在光照条件下和在黑暗条件下培养的均有67.7%的被污染了；用剩下的33.3%全部接种到分化培养基上培养。结果表明分化率在光照条件下和在黑暗条件下无差别；每个愈伤组织分化芽数在光照条件下明显多于在黑暗条件下诱导；分化芽状态在黑暗和光照条件有一定的区别，分化植株苗在光照和黑暗条件下诱导没有明显区别。 [结论]光照条件和在黑暗条件下诱导可以影响愈伤分化芽数和分化芽状态。 [关键词] 烟草叶片；愈伤组织；细胞工程；分化；诱导；植株再生 Research on Callus Induction and Plant Regeneration of Tobacco Leaves Huang-Jin Bo Huazhong Agriculture University , College of Life Science and Technology , Biotechnology 1201 [Abstract] [Objective]Using tobacco leaves as materials, through the experiment, we should handle the basic principle and method of plant callus induction and plant regeneration，master related experiments’technology; In addition, through this experiment, to complete the tobacco plant regeneration, and compared different methods of callus induction, such as light and dark state, and the effects to the state and induction rate, then analyzing the results. [Method]The tobacco leaf was cut into 1 cm2 size small squares under aseptic conditions. Firstly induced in the MS induction medium with 0.25 mg/L NAA and 0.25 mg/L BA, under the condition of light and dark, respectively; Three weeks later, transferred to MS differentiation medium with 0.25 mg/L NAA and 1.0 mg/L BA culturing under light; Two months later , observing the results, and analyzing the statistics. [Results]After the induction culturing, 67.7% materials were polluted both under the condition of light and dark; rest 33.3% materials were inoculated to the differentiation medium, continuing to cultivate. As a result, it was successfully. The results show that there are no obvious differences between with the light condition and dark condition. Each number of callus bud differentiation under the condition of the light induced significantly more than in the

植物细胞工程理论课内容(1)

目录（共十一章，包括绪论）绪论第一章实验室设备和一般技术第二章培养基及其配制第三章外植体的选择和灭菌第四章外植体的接种和培养第五章愈伤组织的培养第六章营养器官培养第七章植物快速繁殖和脱毒第八章细胞培养第九章原生质体培养和体细胞杂交第十章种质保存参考书目：请链接参考书目. https://www.360docs.net/doc/9613835366.html,/v_playlist/f1461876o1p7.html（优酷网上的视频请插入到绪论中）绪论知识点：1.掌握植物细胞工程的概念及相关的专有名词 2.理解细胞全能性理论 3.掌握植物细胞离体培养发生的途径 4.了解植物细胞工程的应用一．植物细胞工程（plant cell engineering）概念植物细胞工程是指植物在细胞水平上进行的遗传操作。其相关的理论和技术主要是：植物生理学、细胞生物学和分子生物学等。植物组织培养（plant tissue culture）:在无菌条件下将离体的植物器官、组织、细胞或原生质体培养在人工配制的培养基上，人为控制培养条件，使其生长、分化、增殖发育成完整植株或生产次生代谢物质的过程和技术，也叫离体培养（in vitro culture）相关的专有名词：外植体（explant）：从植物体上切取下来用以培养的材料。愈伤组织(callus)：由外植体增殖而形成的一种无特定结构和功能的细胞团。继代培养(subculture)：由最初的外植体上切下新增殖的组织，继续转入新的培养基上培养的过程。胚状体(embryoid)：在离体培养过程中，起源于非合子，并经过胚胎发育过程分化出的类似胚的细胞群。分化(differentiation)：导致细胞或组织形成不同结构并引起功能或潜在发育方式改变的一种过程。脱分化(dedifferentiation)：原已分化的细胞失去原有的形态和机能，又回复到没有分化的无组织的细胞团或愈伤组织的过程。再分化(redifferentiation)：由脱分化状态的细胞再度分化形成另一种或几种类型的细胞的过程。无性繁殖系(clone)：由同一外植体反复进行继代培养后所得的一系列无性繁殖后代。二、植物细胞工程的理论基础——细胞全能性

2.1.1植物细胞工程的基本技术导学案

2.1.1植物细胞工程的基本技术【学习目标】1、简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。 2、尝试进行植物组织培养。【学习重点】1、植物组织培养的原理和过程 2、植物体细胞杂交的原则【学习难点】植物组织培养的实验课前案读课本，独立完成下列问题（要求：能准确写出关键词与句，以课本为准）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、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，_____________________________________________________________________________原因是。 3、全能性是指，表现为全能性的原因是。 4．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。 5．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 ??→ ?脱分化 _ 组织??→ ?再分化幼根和芽或胚状体 ??→ ?发育完整植株。 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、胡萝卜的组织培养实验 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--------→原生质体融合 →杂种细胞→杂种植株。【预习自测】 1、下列细胞的全能性最高的是 ( ) A 、植物的卵细胞 B 、植物的花粉 C 、被子植物的受精卵 D 、被子植物的叶肉细胞 2．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 ．未受精的卵细胞发育成个体 3．组织培养的理论根据是 ( ) A ．培养基中营养物质全面 B ．细胞的全能性 C ．细胞的分裂 D ．细胞的分化 4．愈伤组织细胞在一种包含所有必需物质的培养基中培养了几个小时，其中一种化合物具有放射性(氚标记)。当这些细胞被固定后镜检．利用放射自显影技术发现放射性物质集中于细胞核、线粒体和叶绿体。可以肯定标记的化合物是（） A 一种氨基酸 B ．尿嘧啶核苷酸 C ．胸腺嘧啶脱氧核苷酸 D ．葡萄糖

生物选修三植物细胞工程测试题(打印)

植物细胞工程测试题一、单选题 1．下列有关植物细胞全能性的叙述，不正确的是（） A ．植物体内某些体细胞没有表现出全能性，原因是所含基因在特定的时空条件下选择性表达各种蛋白质 B ．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 C ．植物细胞的全能性是植物体细胞杂交的理论基础 D ．植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全部基因 2．植物细胞工程中的叙述中不正确的是是指（） A ．植物组织培养是指离体的植物器官、组织或细胞培养成完整植物体 B ．植物体细胞杂交的结果是产生杂种细胞 C ．重压方法是不能人工诱导原生质体融合的． D ．用植物组织培养技术，可以培养或生产出食品添加剂、无病毒植物、人工种子 3．如图是“白菜一甘蓝”杂种植株的培育过程。下列说法正确的是（） A ．图示“白菜—甘蓝”植株不能结子 B ．愈伤组织有叶绿体，代谢类型是自养需氧型 C ．上述过程中包含着有丝分裂、减数分裂和细胞分化等过程 D ．“白菜—甘蓝”杂种植株具有的性状是细胞全能性表达的结果 4.在植物细胞工程中原生质体融合成一个细胞后，需诱导产生细胞壁，参与该过程的细胞器是（） A ．叶绿体、高尔基体 B ．线粒体、高尔基体 C ．叶绿体、线粒体 D ．线粒体、内质网 5．科学家把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合，培育出的驱蚊草含有香茅醛，能散发出一种特殊的达到驱蚊且对人体无害的效果。下列关于驱蚊草培育的叙述中，错误的是（） A ．驱蚊草的培育属于细胞工程育种，其优点是能克服远源杂交不亲和的障碍 B ．驱蚊草培育过程要用到纤维素酶、果胶酶、PEG 等试剂或离心、振动、电刺激等方法 C ．驱蚊草培育过程是植物体细胞杂交，不同于植物组织培养，无愈伤组织和试管苗形成 D ．驱蚊草不能通过天竺葵和香茅草杂交而获得是因为不同物种间存在生殖隔离 6．植物组织培养过程中的脱分化是指（） A.植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞 B ．未成熟的种子经过处理培育出幼苗的过程 C ．植物的器官、组织或细胞，通过离体培养产生愈伤组织的过程 D.取植物的枝芽培育成一株新植物的过程 7. A 种植物的细胞和B 种植物细胞的结构如右图所示（仅显示细胞核），将A 、B 两种植物细胞去掉细胞壁后，诱导二者的原生质体融合，形成单核的杂种细胞，若经过组织培养后得到了杂种植株，则该杂种植株是（） A ．二倍体；基因型是DdYyRr B ．三倍体；基因型是DdYyRr C ．四倍体；基因型是DdYyRr D ．四倍体；基因型是DDddYYyyRRrr 8．植物组织培养过程的顺序是（） ①离体的植物器官、组织或细胞 ②根、芽 ③愈伤组织 ④脱分化 ⑤再分化 ⑥植物体 A ．①④③⑤②⑥ B ．①④③②⑤⑥ C ．①⑤④③②⑥ D ．⑥①④③⑤② 9．下列有关细胞工程的叙述不正确的是（） A.在细胞整体水平上定向改变遗传物质 B ．在细胞器水平上定向改变遗传物质 C ．在细胞器水平上定向改变细胞核的遗传物质 D ．在细胞整体水平上获得细胞产品 10．有关全能性的叙述，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 ．卵细胞与受精卵一样，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 11植物繁殖的新途径中正确的理解是（） A 植物的微型繁殖技术是指植物体细胞杂交技术． B ．马铃薯获得无病毒幼苗的最佳办法是利用芽尖进行组织培养 C ．人工种子种皮是能自我生成 D ．植物的微型繁殖的优点是取材多、培养周期短、繁殖率高 12下图是植物组织培养的简略表示。据此回答不正确的是（）脱分化再分化 ①——→②——→③——→④

2016新课标创新人教生物选修3 2.1.2 植物细胞工程的实际应用

2.1.2 植物细胞工程的实际应用一、植物繁殖的新途径(阅读教材P38～40) 1．微型繁殖 (1)概念：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。 (2)优点????? ①保持优良品种的遗传特性②高效快速地实现种苗的大量繁殖 ③可实现工厂化生产 (3)实例：兰花、生菜、杨树以及无子西瓜试管苗的产业化生产。 2．作物脱毒 (1)取材：无病毒的茎尖组织。 (2)优点：提高作物产量和品质。 (3)实例：脱毒马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝和香蕉等的培育。 3．人工种子 (1)概念：以植物组织培养获得的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。 (2)人工种子在适宜条件下可萌发长成幼苗。 (3)实例：将芹菜、花椰菜、桉树和水稻等的胚状体制成人工种子。二、作物新品种的培育和细胞产物的工厂化生产 (阅读教材P40～41) 1．作物新品种的培育 (1)单倍体育种 ①原理：细胞的全能性和染色体变异。 ②过程：花药――→离体培养单倍体植株――→人工诱导染色体加倍纯合子植株。 ③优点： a ．后代是纯合子，能稳定遗传。 b ．明显缩短了育种年限。 ④实例：单育1号烟草、京花1号小麦等。 (2)突变体的利用 ①产生：在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态，因此容易受培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而产生突变。

②利用：从产生突变的个体中筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。 ③实例：抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的野生烟草、抗除草剂的白三叶草等。 2．细胞产物的工厂化生产 (1)细胞产物的种类：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。 (2)技术基础：植物组织培养技术。 (3)实例：我国利用植物组织培养技术实现了大量生产人参皂甙干粉；另外，三七、紫草和银杏的细胞产物也都已经实现了工厂化生产。 [共研探究] 植物细胞工程作为一门新兴的生物技术，已经普遍应用于社会生产的方方面面。下面图示都利用了植物组织培养，观察并回答问题。 1．微型繁殖(图1) (1)概念：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。 (2)特点： ①无性繁殖，能够保持种苗的优良遗传特性。 ②选取材料少。 ③繁殖速度快，周期短。 ④不受季节、气候、自然灾害等因素的影响。 ⑤可实现工厂化生产。 2．作物脱毒(图2)

植物细胞工程实验 (1)

植物细胞工程实验一培养基母液的制备一、实验目的与意义学习和掌握培养基母液的配制方法。在配制培养基前，为了使用方便和用量准确，常常将大量元素、微量元素、铁盐、有机物质、激素类分别配制成比培养基配方需要量大若干倍的母液。当配制培养基时，只需要按预先计算好的量吸取母液即可。二、实验器材电子天平（称量为0.0001g ）、电子天平（称量为0.01g ）、烧杯（500ml 、100ml 、50ml ）、容量瓶（1000ml 、100 ml 、50 ml 、25 ml ）、细口瓶（1000 ml 、100 ml 、50 ml 、25 ml ）、药勺、玻璃棒、电炉。三、实验药品 NH 4NO 3、KNO 3、CaCl 2·2H 2O 、MgSO 4·7H 2O 、KH 2PO 4、KI 、 H 3BO 3、 MnSO 4·4H 2O 、 ZnSO 4·7H 2O 、 Na 2MoO 4·2H 2O 、CuSO 4·5H 2O 、CoCl 2·6H 2O 、FeSO 4·7H 2O 、Na 2-EDTA·2H 2O 、肌醇、烟酸、盐酸吡哆醇(维生素B 6)、盐酸硫胺素(维生素B 1)、甘氨酸。四、实验步骤每种母液均配制500ml ，各成分的质量如下： 1、大量元素母液的配制表1 MS 培养基大量元素母液制备序号药品名称培养基浓度（mg/L ）扩大20称量(mg) 备注 1 NH 4NO 3 1650 16500 蒸馏水定容至500ml 2 KNO 3 1900 19000 3 CaCl 2·2H 2O 440 4400 4 MgSO 4·7H 2O 370 3700 5 KH 2PO 4 170 1700 各成分按照表1培养基浓度含量扩大20倍，用称量为0.01g 的电子天平称取，用蒸馏水分别溶解，按顺序逐步混合。后用蒸馏水定容到500ml 的容量瓶中，即为20倍的大量元素母液。到入细口瓶，贴好标签保存于冰箱中。配制培养基时，每配1L 培养基取此液50ml 。注意： ①配制大量元素母液时，某些无机成分如Ca 2+、SO 42一、Mg 2十和H 2PO 4一等在一起可能发生化学反应，产生沉淀物。为避免此现象发生，母液配制时要用纯度高的双蒸水溶解，药品采用等级较高的分析纯，各种化学药品必须先以少量双蒸水使其充分溶解后才能混合，混合时应注意先后顺序。特别应将Ca 2+、SO 42一、Mg 2十和H 2PO 4一等离子错开混合，速度宜慢，边搅拌边混合。

植物细胞工程理论1

第一章植物细胞全能性与形态发生教学目标 (1)掌握细胞离体培养的基本理论； (2)掌握培养条件下组织细胞脱分化和再分化的调控原理； (3)掌握植物的离体器官发生； (4)掌握体细胞胚胎发生与人工种子； (5)了解“挑战杯”获奖作品“红掌气生根再生快繁体系建立”研究的全过程培养学生的创新精神； (6)介绍相关科研论文的研究结果培养学生的科研意识。引言植物细胞工程的理论基础是植物细胞全能性，所以深入理解植物细胞全能性及其表达与调控对学习理解后几章内容非常重要，本章作为重点章节介绍。一、植物细胞全能性（totipotency）的概念植物体每个正常细胞都含有该植物的全部遗传信息，在适宜的条件下能发育成完整的植株。把这种生活的植物细胞所具有的产生完整植株的潜在能力称为植物细胞全能性。植物细胞按分裂能力分为3类（参照动物细胞分类类型）： ①周期细胞：始终保持分裂能力，从一个周期进入另一个周期，包括茎尖、根尖及形成层细胞。 ②终端分化细胞：永久失去分裂能力的细胞，包括筛管导管、气孔保卫细胞等特化细胞。 ③Go细胞：一般不分裂，但当受到外界刺激时可重新启动分裂，包括表皮细胞及薄壁细胞。一个植物细胞向分生状态回复过程所能进行的程度，取决于它的分化程度。差异：1、受精卵的全能性最高 2、受精卵分化后的细胞中，体细胞的全能性比生殖细胞的低。植物细胞只要有一个完整的膜系统和一个有生命力的核，即使是已经高度成熟和分化的细胞，也还保持着回复到分生状态的能力，其回复过程取决于该细胞原来所处的自然部位、生理状态和外部环境条件。营养生长中心形成层细胞伴胞及分泌细胞薄壁细胞厚壁细胞纤维细胞筛管不同类型细胞脱分化可能达到的程度根据细胞类型不同从强到弱：营养生长中心〉形成层〉薄壁细胞〉厚壁细胞（木质化细胞）〉特化细胞（筛管、导管细胞）；根据细胞所处的组织不同从强到弱：顶端分生组织〉居间分生组织〉侧生分生组织〉薄壁组织（基本组织）〉厚角组织〉输导组织〉厚壁组织。

《植物细胞工程的实际应用》教案

2.1.2植物细胞工程的实际应用教案一、教材分析《植物细胞工程的实际应用》是人教版高中生物选修三《现代生物科技专题》专题2第一节《植物细胞工程》第2课时的教学内容。第1节课已经学习了细胞的全能性、植物组织培养技术、植物体细胞杂交技术等三方面内容。在此基础上，本节主要学习植物细胞工程的三方面应用，即植物繁殖的新途径、作物新品种的培育，以及细胞产物的工厂化生产等内容。二、教学目标 1．知识目标：（1）掌握微型繁殖和植物组织培养的联系（2）掌握作物脱毒、人工种子的制备过程和意义（3）了解单倍体育种和突变体的利用 2．教学重点难点重点：植物细胞工程应用的实例难点：掌握作物脱毒、人工种子的制备过程三、教学方法： 1．学案导学：见后面的学案。 2．理解记忆为主结合讨论的方法四、教学过程 (一) 复习提问、导入新课：植物组织培养的概念、原理、过程方法、意义？植物体细胞杂交技术概念、原理、过程方法、意义？（二）导入新课（三）重难点讲解在植物微型繁殖新途径的教学中，首先可由植物组织培养技术引入，让学生回忆植物组织培养技术的基本原理和过程，思考利用这项技术能做哪些工作？再逐一讲解微型繁殖技术、作物脱毒及人工种子。一、植物微型繁殖新途径 1. 微型繁殖与无性生殖微型繁殖是用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，实际上是无性生殖的一种。在繁殖的过程中，细胞进行有丝分裂，因此亲、子代细胞内DNA相同，具有相同的基因，因此能保证亲、子代遗传特性不变。利用这种技术能高效快速实现种苗的大量繁殖。 2．微型繁殖与作物脱毒、人工种子作物脱毒、人工种子、单倍体育种的培育过程均有采用微型繁殖的技术。作物脱毒主要是强调微型繁殖的取材一定是无毒（的如茎尖、根尖），才能繁殖出无毒的幼苗。人工种子采用的还是微型繁殖的技术，但是只需培育得到胚状体、不定芽、顶芽和腋芽，包上人工种皮就可形成人工种子。人工种子与微型繁殖得到的幼苗一样能保持亲本的优良性状，另外还可不受气候、季节和地域的限制。二、作物新品种的培育

植物细胞工程重点内容

植物细胞工程重点，老师上课时指点的。题型为：名词解释，填空，单选，判断，简答。 0. 绪论 1 细胞工程（cell engineering ）：应用细胞生物学和分子生物学方法，借助工程学的试验方法或技术，在细胞水平上改造生物遗传特性和生物学特性，已获得特定的细胞、细胞产品或新生物体的有关理论和技术方法的学科。细胞工程的核心技术：细胞培养与繁殖。目的：获得新形状，新个体，新物质。 2 为什么细胞工程是现代生物技术的桥梁和纽扣？细胞工程把蛋白质工程，基因工程，生物制药等学科和代谢工程，动植物改良，组织工程等学科联系在一起。 3 细胞工程研究范畴：细胞工程研究范畴涉及细胞，组织，器官，胚胎的培养，细胞融合和亚细胞操作技术。 4 细胞工程与相关学科的关系（1）细胞工程的建立依赖于相关学科理论的发展；（2）细胞工程为生物学研究提供了新的实验体系，从而又促进了生物科学的迅速发展；（3）细胞工程必须与其他的生物技术相结合才能更好的发挥作用。 5 细胞工程的应用和意义：（1）改善农业生产技术：动植物品种改良与繁殖；（2）保护生态环境：生物工业避免化学工业污染；名贵药物的细胞生产保护自然资源；（3）生物医药、生物材料的开发与应用：以生物技术为依托的新型产业具有极大的商业潜力，也是本世纪各国几句竞争的领域之一。 6 本章小结现代生物技术是一个综合技术体系；细胞工程在现代生物技术中起着桥梁和纽带作用；细胞工程的产生和发展依赖于生物科学相关领域的理论和技术发展；细胞工程技术在现代农业、医学以及工业生产中具有广泛的应用前景。 1. 第一章 1 基本实验室包括：准备室，无菌室，培养室。