植物细胞工程

植物细胞工程

①生物工程(b i o t e c h n o l o g y)：以生命科学为基础，利用生物体系和工程学原理，生产生物制品和创造新物种的一种综合技术。

②植物细胞工程的概念(plant cell engineering)：在离体培养条件下，在细胞水平上对植物材料进行遗传操作的技术

③包括：器官培养，胚胎培养，组织培养，原生质体培养。

④植物细胞的全能性（t o t i p o t e n t)：每个植物细胞具有该植物体的全部遗传信息，在适合条件下具有发育成完整植物个体的潜在能力。

⑤受精卵最大，，生殖细胞大于体细胞

⑥分化：细胞在形态、结构和功能上发生永久性的适度变化的过程。

⑦脱分化：有高度分化能力的组织或器官产生愈伤组织的过程。成熟的细胞转变为分生状态，进而分裂形成无分化的细胞团，即形成愈伤组织的过程。

⑧再分化：脱分化后的细胞再次分裂、分化并形成不同组织、进而构成器官和植株的过程。

⑨愈伤组织(c a l l u s)：离体组织或器官进行离体培养时，进行细胞分裂，形成一种高度液泡化的无定形的薄壁细胞。

⑩外植体——是指用于植物组织培养的接种材料，包括植物体的各种器官、组织、细胞和原生质体等。

11 胚状体: 指植物细胞、组织或器官的离体培养中，起始于一个非合子细胞，并经过胚胎发育过程分化出的类似胚一样的细胞群。

12 1902年，德国植物学家Haberlandt 根据细胞学说，提出单个细胞的植物细胞全能性理论。并进行了细胞培养试验，提出了激素作用理论和看护培养设想。后人称之为?°植物组培之父?±。

13 1943年，W h i t e明确提出“植物细胞全能性”学说：每个植物细胞具有该植物的全部遗传信息和发育成完整植株的能力。

14 1958年，英国科学家Steward 等悬浮培养胡萝卜根的愈伤组织细胞，成功诱导完整的小植株，首次使细胞全能性理论得到证实。

15 1962 Murashige & Skoog 在烟草培养中筛选出卓有成效的MS培养基。

16 快速繁殖：运用组织培养和细胞培养的途径，一个单株一年可以繁殖几万到几百万个植株，而且均来自一单一的个体，遗传性状一致。

17 组培技术应用：快速繁殖，种苗脱毒，细胞育种，花药培养，药用植物代谢产物工厂化生产，种质保存

18 植物次生代谢产物：植物中一大类并非植物生长发育所必需的小分子有机化合物，其产生和分布通常有种属、器官组织和生长发育期的特异性。（紫杉醇，紫草宁）

19 高压蒸气灭菌锅工作原理：在密闭的蒸锅内，0.1MPa的压力下，锅内温度达121℃。在此蒸气温度下，可以很快杀死各种细菌及其高度耐热的芽孢。

20 培养基的成分包括：无机盐；有机物；碳源和能源；植物激素；琼脂（凝固剂）；辅助物质。

21 微量元素的主要作用是作为酶的辅助因子或激活剂参与代谢的调节。

22 碳源和能源的作用:作为碳源和能源；维持一定的渗透压

23 2，4—D用于诱导愈伤和增值；NAA,IBA用于生根培养。细胞分裂素（Kt;BAP;Zt）CTK用于脱分化，细胞增殖，诱导愈伤组织芽分化。

24 细胞分裂素生长素=低：有利于芽的分化中：有利于根芽的分化愈伤组织的形成高：有利于根的形成和

25 赤霉素（GAs ）:促茎的生长，促胚发育成植株，打破休眠，一般在器官形成后加入。 26 抗生素对组织生长有抑制作用，使用应慎重。（不耐热，需过滤灭菌。）

27 pH 高于6时一般培养基变硬，低于5时培养基不凝固。

28 母液配制方法:单配法：将培养基配方中的各种成分分别配成一定浓度的母液。混配法：将几类营养成分按配方中的用量扩大一定倍数称量，分别溶解后每一类混合在一起定容到一定体积配成混合母液。（stock solution ）

29 无机大量母液配制时因其所需要的量大，故可以采用百分天平或托盘天平，无机微量母液配制时因其量极少，故需要采用万分天平。有机母液的配制采用万分电子天平。

30 无机大量母液中的各种物质在混合过程中有些离子之间发生反应易形成沉淀，故需每种物质先充分溶解，再进行混合，而且钙盐最后缓慢加入进去。

31 铁盐选用硫酸亚铁而不用硫酸铁，因硫酸铁溶解后易形成氢氧化铁沉淀，配制方法为：在装有800ml 蒸馏水的烧杯中加入两粒氢氧化钠(C.P.),溶解后加入3.73g/L 乙二胺四乙酸二钠盐（EDTA-Na 2）,加热使其溶解，然后边搅拌边缓慢加入2.78g/LFeSO 4.7H 2O 直至全部溶解，冷却后定容至1L,置于冰箱备用。

32 NAA,IBA,IAA 配制时一般应先用无水乙醇（A.R.）助溶,2,4-D 可用0.1mol/L 的氢氧化钠助溶，细胞分裂素一般先用0.1mol/L 的盐酸助溶，然后加入温水冷却后定容。

33 母液稀释计算：吸取量=母液浓度

需要配制的浓度×需要配制的培养基体积 34 培养基配制方法：取所需量的母液稀释和蔗糖溶解定容至所需的体积，加所需量的琼脂，高压灭菌，于无菌条件下分装。。。。取所需量80%的蒸馏水和所需琼脂于锅中煮沸，至琼脂完全溶解，边加热边搅拌，待琼脂完全溶解后再加入所需量的母液（可先取所需母液混合于小烧杯中，加少量的水稀释），再加入所需量的蔗糖，边加热边搅拌，待蔗糖溶解后，趁热定容至所需体积（不足加水补足，并混合均匀），分装，灭菌。

35 培养基按其态相分为固体培养基和液体培养基，按其培养过程分为初代培养和继代培养。根据作用可分为诱导培养基，增值培养基，生根培养基。按其营养水平分为基本培养基和完全培养基。

36 外植体的选择需要考虑的因素有：取材部位，季节。器官的生理状态和发育年龄，大小等。

37 污染：在组织培养过程中培养基或培养材料滋生杂菌，导致培养失败的现象。 38 常用的灭菌方法分为物理方法和化学方法，其中物理方法有干热灭菌法，湿热灭菌法，射线灭菌，过滤除菌和流水冲洗。化学方法有甲醛，高锰酸钾，过氧化氢，来苏尔，漂白粉，次氯酸钠，0.1%升汞和酒精（70%-75%)

39 不耐热的物质需选用过滤灭菌的方式。

40 接种：把经过表面消毒后的植物材料切碎或分离出器官，组织，细胞，并将它们转放到无菌培养基上的全部操作过程。

41 培养条件包括，光照，温度，湿度，氧气，pH 等。

42 培养基灭菌前要比灭菌后高0.2-0.3个单位

43 褐变：外植体在培养过程中，自身组织从表面向培养基释放出褐色物质，以致培养基逐渐变成褐色，外植体也随之变褐而死亡的现象。

44 褐变的原因：外植体组织中含有的酚类氧化物和多酚氧化酶正常情况下是分隔存在的，比较稳定，但是当切割外植体的时候，切口附近的分割作用被破坏，酚类和多酚氧化酶接触，在多酚氧化酶的催化下，酚类迅速氧化成褐色的醌类物质和水，醌类物质又会在酪氨酸酶的作用下，与外植体组织中的蛋白质发生聚合，进一步引起其他酶系统失活，从而导致组织代谢紊乱，生长停滞，最终衰老死亡。

45 影响褐变的因素:培养材料，培养条件，培养基种类，材料转瓶周期。

46 木本植物中因其含有木质素，单宁含量和色素含量比较高，导致其比草本植物容易发生褐变。

47 成龄材料中含有的酚类物质比幼龄材料高导致其比较容易发生褐变。

48 分化部位的醌类物质比分生部位的积累多。

49 温度过高或光照过强，易导致多酚氧化酶的活性提高，从而加速外植体的褐变。

50 液体培养基中，外植体溢出的有毒物质可以很快扩散，因而对外植体的伤害较轻。

51 无机盐中的锰，铜等离子是参与酚类合成与氧化酶类的组成成分及辅助因子。其含量高易导致褐变。

52 细胞分裂素不仅能促进酚类物质化合物的合成，而且还能刺激多酚氧化酶的活性。

53 活性炭或聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作为吸附剂可以去除酚类氧化造成的毒害效应，抗氧化剂（半胱氨酸，维生素C,硫代硫酸钠）可以改变外植体周围氧化还原电势，从而抑制酚类氧化，减轻褐变。

54 对于易褐变的材料，转瓶时间长，伤口周围积累醌类物质增多，褐变加重，以致全部死亡。

55 褐变预防措施：选择合适的外植体，采用适宜的培养基和光温条件，加入吸附剂、抗氧化剂和其他抑制剂，缩短转瓶周期。

56 玻璃化（vitrification）:组培过程中出现的叶片失绿，脆弱，成透明现象含有较高水分，蛋白质纤维素等含量较低的现象。

57 玻璃化的原因：激素浓度，琼脂用量，温度，离子水平，光照时间，通风条件等

58 细胞分裂素的浓度提高时，易导致玻璃化苗的产生。琼脂浓度低时，玻璃化比例增加。温度低时，玻璃化比例高。光照时间大于15h时玻璃化比例明显增加。气体交换不良，易形成玻璃化。离子种类及比例不平衡也会出现玻璃化现象。

59 玻璃苗发生的机理：1，乙烯产生后引发了其他激素质和量上的改变及酶类的变化。

2.植物光呼吸作用和磷酸戊糖途径受到抑制易形成玻璃苗。

60 预防玻璃化的措施：适当提高蔗糖和琼脂的浓度，适当降低细胞分裂素和赤霉素的浓度，适当控制培养基中无机营养成分，增加自然光照控制光照时间，控制好温度，改善培养器皿的气体交换状况，添加其他物质。

61 试管苗驯化的目的：提高试管苗对外界环境条件的适应性，提高其光合作用的能力，促使试管苗健壮，最终达到提高试管苗的移栽成活率。

62 愈伤组织形成可以分为三个时期，分别为：起始期，分裂期，形成期。

63 优良愈伤组织具备的特性：1.高度的胚性，易于得到再生植株2.分散性好，易于建立优良悬浮系，3.增值能力旺盛4.经过长期继代培养不丧失胚性。

64 愈伤组织形态发生方式有：形成不定根或不定芽，通过体细胞形成再生植株。

65 形成不定芽或不定根：植物激素的作用和外植体自身的因素作用

66 胚状体与不定芽的区别：1.具有两极性，即有茎端和根端2.胚状体的微管组织与外植体的微管组织无解剖结构上的联系，而不定芽或不定根往往总是与愈伤组织的微管组织相联系3.胚状体的微管组织独立分布呈Y形，而不定芽的微管组织无此现象。

67 体细胞胚状体诱导的影响因素：1.生长素2.其他植物生长物质的作用3.氨源形态的影响（铵根和水解酪蛋白优于硝酸根或谷氨酰胺）4.其他培养条件的影响(光照，温度等)

68 形成体细胞胚的关键因素是除去或降低培养基中的生长素成分，4-D等生长素可以诱导内源乙烯产生，内源乙烯不影响愈伤增值，但抑制愈伤组织进一步分化成胚。

69 细胞分裂素有利于胚状体的形成。

70 诱导胚状体途径再生植物的优点：1.数量比不定芽多，2.获得速度快3.结构完整4.胚状体可以制成人工种子，便于运输和保存5.胚状体的有性后代遗传性更接近母体植株。

71 人工种子：外面包裹一层有机薄膜的植物胚状体。

72 人工种子的优点：1.结构完整，体积小，便于贮藏与运输，可直接播种，易于机械化操作2.不受季节限制，不受环境制约，胚状体数量多，繁殖快，有利于工厂化生产3.有利于繁殖生育周期长，自交不亲和，珍贵稀有的一些植物，也可大量繁殖无病毒材料4.可在人工种子中加入抗生素，农药，菌肥等成分，提高种子活力和品质5.由无性繁殖体系产生胚，可以固定杂种优势。

73 器官培养（organ culture）：主要指植物根、茎、叶、花、果实等器官在离体条件下，在无菌的人工环境中做进一步培养发育，最终长成幼苗的过程。

74 离体根的无性系：由单个直根衍生，并经继代培养而保持遗传性一致的根的培养物。根的培养意义：1.进行根系生理、代谢研究的最优良实验体系2.研究器官分化、形态建成的良好体系3.可建立快速生长的根无性系。

75 茎端培养：带有腋（侧）芽或叶柄、长数厘米的茎节段进行离体培养。意义：1.无性系快速繁殖2.培养无病毒苗，品种改良3.理论基础研究

76 叶培养的意义：1.研究叶形态建成、光合作用、叶绿素形成的好方法2.通过叶组织的脱分化与再分化证实叶细胞的全能性3.通过叶组织培养，探索离体叶组织培养的条件和影响因素4.建立体细胞快速无性繁殖体系5.叶细胞培养物经诱变筛选突变体。

77 植物离体快速繁殖技术：将来自优良植株的茎尖、腋芽、鳞片、叶片等器官、组织或细胞进行离体培养，以期在短期内以快速获得遗传上稳定一致的大量个体。

78 不定芽型：诱导顶端分生组织产生不定芽，再生成植株的方式。器官型：从器官外植体诱导不定芽，再生成植株的方式。器官发生型：从器官外植体诱导愈伤组织，经愈伤组织细胞的分化再生成植株的方式。胚状体发生型：由植物器官、组织和细胞培养而直接发生胚状体，最后以胚状体成苗的方式。原球茎型：原球茎是兰花种子萌发时产生的呈珠粒状、缩短的、类似嫩茎的器官。

79不定芽型：容易成苗，对培养基要求不高，后代遗传性较为稳定，

80缺点：但取材受到一定限制，仅限于具有明显顶端分生组织和次生分生组织的物种。

812）器官型和胚状体发生型：遗传性稳定。

82缺点：对培养基要求高，器官发生条件苛刻。繁殖数量不如不定芽型和器官发生型多；

83器官发生型（由愈伤组织再生植株）

84优点：成苗数量大，对培养基要求不算高，容易调配。

85缺点：通过愈伤组织成苗，细胞的染色体容易发生数量和结构变异，很难使再生植株群体保持稳定的遗传性。

86 继代培养：继初代培养之后的连续数代的扩繁殖培养过程。

87 驯化（acclimation）:在开始继代培养需要加入生长调节物质，其后加入少量或不加入生长调节物质就可以生长的现象。（继代培养中细胞积累了较多的生长物质，因此逐渐减少对外源生长物质的需要。）

88 衰退（recession）：长期培养的材料也会逐渐衰退，丧失形态发生能力，表现为生长不良，再生能力和增殖率下降等。

89 影响继代培养的因素：1.植物材料的影响2.培养基及培养条件的影响3.继代培养时间的长短4.季节的影响

90 茎尖培养去病毒的原因：病毒转运速度慢，加上茎尖分生组织没有维管束，病毒只能通过胞间连丝传递，赶不上细胞分裂和生长的速度，多以茎尖生长点的病毒数量级少或无，几乎检测不出。

91 提高脱毒效果：1.高温处理2.低温处理3.化学处理

92 单倍体细胞(haploid cell):植物的花粉是花粉母细胞经减数分裂形成的，其染色体数目只有体细胞的一般。

93 单倍体植物（haplobiont）:用离体培养花药的方法使花粉发育成一个完整的植株。

94 花药培养：将花粉发育至一定阶段的花药接种到人工培养基上进行培养，以形成花粉胚或愈伤组织进而分化为植株的技术。

95 花粉培养：将花粉从花药中分离出来进行离体培养的技术。

96 花粉离体培养获得的植株都是单倍体，但是花粉含有药隔、药壁、花丝等体细胞，培养出来需要进行染色体倍数的检测。

97 花药培养操作过程中，不能损伤花药，叶不可直接夹花药，因为损伤常常会刺激花粉壁形成二倍体的愈伤组织。

98 影响花药诱导频率的因素有1.材料的来源，2.花粉发育阶段3.花药供体植株的选择(主穗大于侧穗)4.不同材料所适宜的培养基不同5.培养条件的影响6.低温处理有利于花药的愈伤化和胚状体的形成。其中花粉发育的适宜时期是：单核期，尤其是单核中、晚期。花粉发育时期的检测方法有外部形态观察和压片染色（醋酸洋红）两种方法。

99 单倍体加倍方法1.自发加倍2.从愈伤组织再生3.人工加倍：高浓度的秋水仙素溶液处理单倍体植株，时间为24-96h.处理方法为1.浸泡试管苗2.处理芽3.浸根100 单倍体植物的特点：1.体细胞染色体数目减半2.生长发育弱，体形小，各器官明显减小3.雌雄配子严重败育，有的甚至不能进入有性生殖世代。优点：1.利于得到纯合体2.直接从杂交的优良品系的花粉培养筛选，减少优良品系筛选时间3.有利于筛选隐性突变体，提高选择效率4.获得无病毒个体。

101 子房培养：将子房从母体上分离出来，在无菌的人工环境条件下培养，使其生长发育形成幼苗的过程。

102 影响子房和胚珠培养的因素1.基因型2.生理状态3.胚囊发育时期。（以八核胚囊和成熟胚囊期的子房培养具有较高的诱导频率。）4培养基类型.（未授粉的子房培养必须加入适宜种类和浓度的植物激素）5.接种方式

103 离体受精（in vitro fertilization）:花粉萌发经过受精作用形成种子，种子经过萌发到幼苗形成的整个过程均在试管内完成，称为离体受精或试管受精。意义：在客服自交不亲和性与远缘杂交障碍，特别是克服花粉在柱头上不萌发或萌发后不能进入花柱，或在花柱中生长缓慢，使配子不能如期融合方面有着极其重要的意义，也为外源特异基因的有性迁移，诱导遗传变异开辟了一条新途径。

104 离体受精的方法：1.收集花粉2.剥离子房或胚珠3.离体受精（子房试管受粉，胚珠试管受粉）

105 影响离体授粉的因素1.外植体的发育阶段2.花粉粒数量及萌发力3.培养基4.授粉方式和接种方式5.保留母体组织的影响。

106 胚培养：采用人工的方法将胚从种子、子房、或胚珠中分离出来，再放在无菌的条件下，让其进一步生长发育，以至形成幼苗的过程。意义1.用于胚的挽救，促使发育不

良或中途败育的胚发育成熟2.打破种子休眠，抢救储藏过久或储藏不当的种子3.克服珠心胚的干扰4.诱导胚状体及胚性愈伤组织5.种子生活力的快速测定6.克服杂种胚不能正常生长发育。

107 胚乳培养：将胚乳从母体上分离出来，放在无菌的人工环境条件下，让其进一步生长发育，以至形成幼苗的过程。意义：1.胚乳培养再生植株证明了全能性理论2.研究胚和胚乳的关系及胚乳组织的功能3.再生植株多为三倍体，产生无籽果实4.可以从胚乳愈伤中分离和筛选各种类型的非整倍体植株5.胚乳细胞是研究淀粉、蛋白质和脂类天然产物代谢途径的理想系统。。。。。完全成熟的胚乳的生理活动很弱，在诱导脱分化前，必须借助于原位胚的萌发，使其活化。赤霉素可以部分取代。

108 细胞悬浮培养：植物细胞或小的细胞聚集体在液体培养基中于摇床上进行悬浮培养。

109 分批培养：细胞在一定容积的培养基上进行培养，除了气体和挥发性代谢产物可以同外界空气交换外，一切都是密闭的。

110 继代培养有利于保持细胞增殖能力，方法使：取出培养瓶中的一小部分

（0.2-0.333）悬浮液，转移到含有相同成分的新鲜培养基中。细胞生长的各个时期及其特点：1.滞后期：细胞很少分裂，其长短与接种量大小和继代时原种细胞所处的生长期有关2.对数生长期：细胞分裂活跃，细胞数目增加，增长速率保持不变3.直线生长期：细胞生长和发育最明显的时期4.缓慢期：生长逐渐缓慢，培养液消耗将尽，有毒代谢物质增多，氧气减少5.静止期：生长几乎处于停止状态，细胞数目增加极少，甚至开始死亡。（最佳继代时期是对数生长期和直线生长期）

111 连续培养：利用特别的培养容器进行大规模细胞培养的一种培养方式，在培养过程中，不断注入新鲜培养基，同时等体积的排掉用过的培养基。

112 悬浮培养的要求：1.悬浮培养物分散性良好，细胞团较小2.均一性好，细胞形状和细胞团大小大致相同3.生长迅速。

113 单细胞培养技术：1.看护培养技术（把单个细胞置于一块活跃生长的愈伤组织上培养，并使其生长和增殖的方法）2.平板培养技术（将单个细胞与融化的琼脂培养基均匀混合，并平铺一薄层在培养皿底上）3.微室培养技术（将细胞培养在很少量的培养基上）。等。。。培养基的成分和初始植板细胞密度是两个相互依赖的重要因子，是单细胞培养成败的关键。

114 单细胞的分离方法有：1.从植物器官分离，酶法和机械法2.从愈伤组织分离

115 原生质体（protoplast）:用特殊方法脱去植物细胞壁的、裸露的、有生活力的原生质团。除没有细胞壁外拥有活细胞的一切特征。

116 原生质体培养：将植物细胞游离成原生质体，在适宜的培养条件下，依据细胞的全能性使其再生细胞壁，进行细胞的分裂分化，并发育成完整植株的过程。

117 原生质体融合：也叫做体细胞杂交，是以原生质体培养技术为基础，借用动物细胞融合方法发展和完善的一门新型生物技术，是以体细胞为材料，通过物理、化学因子的诱导进行融合，得到杂种细胞的过程。

118 细胞融合的方法：1.自发融合2.诱导融合（不同来源的原生质体细胞用物理或化学的方法诱导使之融合的过程）。

119 电融合原理：利用改变电场诱导原生质体彼此相连成串，再施以瞬间强脉冲电压促使质膜发生可逆性电击穿，达到原生质体融合的方法。

120 化学方法：1.硝酸钠处理（中和质膜的负电荷，使原生质体不再相互排斥，而紧密结合在一起发生融合。）2.高pH高钙处理3.聚乙二醇（PEG）处理4.聚乙二醇结合高钙高pH诱导法。

121 细胞融合的程序：1.两种亲本的原生质体分离2.用理化因子诱导融合3.异核体或杂种细胞的选择4.杂种细胞的培养及再生5.杂种细胞的鉴定。原生质体分离中由于单子叶植物中的禾本科植物叶肉原生质体不能分裂故该类植物需要选用胚性细胞。

122 同核体：同源原生质体的融合体。异核体：非同源原生质体的融合体。多核体：含有双亲不同比例核物质的融合体。

123 杂种细胞的选择：1.遗传互补筛选法（利用每一亲本贡献一个功能正常等位基因，纠正另一亲本的缺陷，令杂种细胞表现正常）2.抗性互补筛选法（利用亲本细胞原生质体对抗生素、除草剂及其他有毒物质抗性差异选择杂种细胞）3.利用物理特性筛选法4.利用生长特性筛选法。

124 原生质体的纯化方法：离心沉淀法，漂浮法，界面法

125 原生质体活力测定：形态识别，染色识别

126 原生质体培养意义：再生植株和用于远缘体细胞融合，进行体细胞杂交

127 原生质体培养方法：液体浅层培养，平板培养，悬滴培养，双层培养，饲喂层培养

128 杂种植株的鉴定：形态学鉴定，细胞学观察，DNA酶切图谱分析，同工酶分析，育性分析，抗性分析

129 种质（germplasm）亲代通过生殖细胞或体细胞传递给子代的遗传物质

130 种质资源：具有一定种质或基因的生物类型

131 种质保存（germplasm conservation）:利用天然或人工创造的适宜环境，使个体中含有的遗传物质保持其遗传完整性，有高的活力，能通过繁殖将其遗传特性传递下去。（原地保存，异地保存）

132 离体保存：将组织和细胞培养中的外植体或试管贮存在使其抑制生长、缓慢生长或无生长的条件下，达到长期保存的方法。意义：1.解决一些无性繁殖作物种质资源的低温、长期保存问题，可有效避免资源的丢失2.节省土地和劳动力，保存方法简单，花费少且能在保存中脱毒3.在需要时，可快速繁殖4.利于国际国内种质交换。

133 冰冻保护剂：1.渗透型抗冻剂：二甲基亚砜（DMSO）,乙二醇，乙酰胺，丙二醇，甘油等属于低分子中性物质，在溶液中易结合水分子，发生水合作用，使溶液的粘性增加而减弱水的结晶过程，达到保护的目的。2.非渗透性保护剂：聚乙烯吡咯烷酮（PVP),蔗糖，葡聚糖，聚乙二醇等可溶于水，但不能进入细胞，可在特定的温度下降低溶质浓度，从而起到保护作用。

134 基因转化技术：利用生物，物理或化学等手段将外源基因导入植物受体系统中，使之在受体中得以表达，进而获得转基因植株的技术体系。（载体介导法，DNA直接导入法）135 Ti质粒的功能区域：1.T-DNA区：农杆菌侵染植物细胞时，从Ti质粒上切割下来转移到植物细胞的一段DNA，该DNA片段上的基因与肿瘤的形成有关。2.Vir区：该区段上的基因能激活T-DNA转移3.Con区：tra基因，调控Ti质粒在农杆菌之间的转移4.Ori区，调控Ti质粒的自我复制。

136 农杆菌转化植物细胞的过程：1.农杆菌对植物细胞表面特定部位的识别和附着2.经敏感细胞的诱导作用，位于Ti质粒上控制T区的转移的Vir区基因活化并表达3.T-DNA 从Ti质粒上切割下来，进入细菌和植物细胞，转移并整合到植物细胞的核基因组中。

137 基因枪法的基本原理：将外源DNA通过亚精胺和氯化钙的沉积作用包被在金属颗粒表面，此为微弹，将这种微弹悬液涂于载膜上，以不同的驱动力告诉驱动微弹载体，使携带DNA的微弹穿透植物细胞壁，直接进入受体靶细胞。

138 转基因植物的检测：报告基因，PCR,Southern分析。

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。

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）

文献综述

细胞工程在生物工程中的应用 摘要 生物工程包括五大工程，即遗传工程(基因工程)、细胞工程、微生物工程(发酵工程)、酶工程(生化工程)和生物反应器工程。在这五大领域中，前两者作用是将常规菌(或动植物细胞株)作为特定遗传物质受体，使它们获得外来基因，成为能表达超远缘性状的新物种——“工程菌”或“工程细胞株”。后三者的作用则是这一有巨大潜在价值的新物种创造良好的生长与繁殖条件，进行大规模的培养，以充分发挥其内在潜力，为人们提供巨大的经济效益和社会效益。细胞工程是生物工程的一个重要方面。总的来说，它是应用细胞生物学和分子生物学的理论和方法，按照人们的设计蓝图，进行在细胞水平上的遗传操作及进行大规模的细胞和组织培养。当前细胞工程所涉及的主要技术领域有细胞培养、细胞融合、细胞拆合、染色体操作及基因转移等方面。通过细胞工程可以生产有用的生物产品或培养有价值的植株，并可以产生新的物种或品系。 关键词：细胞工程；生物技术；应用；培养 1.引言 所谓细胞工程，是指以细胞为基本单位进行培养、增殖或按照人们的意愿改造细胞的某些生物学特性，从而创造新的生物和物种，以获得具有经济价值的生物产品。细胞工程根据研究材料的不同，可分为植物细胞工程和动物细胞工程。动物细胞工程和植物细胞工程均主要由两部分构成。其一是上游工程，包含细胞培养、细胞遗传操作和细胞保藏三个步骤。第二则是下游工程，是将已转化的细胞应用到生产实践中去，以生产生物产品的过程。其中细胞培养是细胞工程的技术基础。细胞培养技术也叫细胞克隆技术，在生物学中的正规名词为细胞培养技术。不论对于整个生物工程技术，还是其中之一的细胞工程技术来说，细胞培养都是一个必不可少的过程。 动物细胞工程主要技术设计细胞融合、细胞拆合、染色体导入和基因转移这四方面，是从细胞水平、核质水平、染色体水平以及基因水平这四个不同层次来改造细胞。植物细胞工程是以细胞的全能性和体细胞分裂的均等性作为理论依据，在细胞水平上对植物进行操作的育种新技术。 2.动物细胞工程在生物技术中的应用 2.1动物细胞工程的概念 动物细胞工程（animal cell engineering）是以动物细胞为基本单位在体外条件下进行培养、繁殖和人为操作，使细胞产生某些人们所需要的生物学特性，从而改良品质，加速繁殖动物个体或获得有用品系的技术。其应用学科：细胞生物学（一级学科）；细胞培养与细胞工程（二级学科）。

植物细胞工程应用及发展前景

攀枝花学院 Panzhihua University 植物细胞工程应用及发展前景 院（系）：生物与化学工程学院 专业：生物工程 班级：2009级生物工程 学生姓名：顿茹兰学号:20091020092007

植物细胞工程应用及发展前景 顿茹兰 200910902007 攀枝花学院生物与化学工程学院, 四川攀枝花617000 【摘要】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。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实用技术,这些技术的发展和应用,使植物细胞工程在人类现生活中的地位更加突出,并发挥着越来越重要的作用。 【关键词】植物细胞工程应用发展前景 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。随着该技术的不断完善和发展,植物细胞工程已经在部分经济植物的育种和繁殖中发挥着十分重要的作用。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实用技术,包括植物细胞培养技术、无性快繁技术、制备转基因植物、单倍体育种及胚胎培养等[5]。这些技的发展和应用,使得植物细胞工程在人类的现代生活中的地位更加突出,并在经济植物快繁、植物新品种选育和有用次生代谢产物的生产方面发挥了重要的作用。 一、植物细胞工程的概念 植物细胞工程（plant cell engineering）是以植物细胞为基本单位在体外条件下进行培养、繁殖和人为操作，改变细胞的某些生物学特性，从而改良品种加速繁育植物个体或获得有用物质的技术。植物体的细胞中，含有该植物所有的遗传信息。在合适的条件下，一个细胞可以独立发育成完整的植物体。利用细胞的这种全能性，生物学家通过组培来繁殖名贵花卉、消灭果树上的病毒，以及通过对细胞核物质的重新组合，进行植物遗传改造等。 1、植物细胞工程的简要概述 在合适的条件下，一个细胞可以独立发育成完整的植物体。利用细胞的这种

细胞工程

细胞工程在生物制药中的应用 摘要：细胞工程是生物制药工业中的关键技术，它是利用动物细胞体外培养和扩增来生产生物产品，或者作为发现和测试新药的工具。本文综述了细胞工程发展的历史、现状和未来，以及它在生物制药领域中的应用和局限。 关键词细胞工程；生物制药 Abstract: Cell Engineering biopharmaceutical industry is a key technology, which is the use of animal cells in vitro and amplified to produce biological products, or as a tool for discovering and testing new drugs. This article reviews the history, present and future, as well as its applications and limitations of cell engineering development in the biopharmaceutical field. Keywords: cell engineering; biopharmaceutical 1.动物细胞技术的历史 在疫苗产业早期，往往利用动物来生产疫苗，如用家兔人工感染狂犬病毒生产狂犬疫苗，用奶牛来生产天花疫苗，用某些细菌接种到动物身上来生产抵抗该种细菌的疫苗。在1920年至1950年，已经开发了多种病毒或细菌疫苗，如伤寒疫苗、肺结核疫苗、破伤风疫苗、霍乱疫苗、百日咳疫苗、流感疫苗和黄热病疫苗等。 早在1950年代，已经能够利用动物细胞培养技术来生产病毒。先在反应器中大规模培养动物细胞，待细胞长到一定密度后，接种病毒，病毒利用培养的细胞进行复制，从而生产大量的病毒，这一突破

植物细胞工程应用及发展前景

植物细胞工程应用及发展前景学号：110321219 姓名：郑善敏学院：机电工程学院班级：1103212 摘要: 本文主要阐述了植物细胞工程的发展前景及在农业、园林、医药、转基因技术中的应用现状。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。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实用技术, 这些技术的发展和应用, 使植物细胞工程在人类现代生活中的地位更加突出, 并发挥着越来越重要的作用。 关键词: 植物细胞工程应用发展前景 1. 植物细胞工程的概念 以植物细胞为基本单位在体外条件下进行培养、繁殖和人为操作，改变细胞的某些生物学特性，从而改良品种加速繁育植物个体或获得有用物质的技术。植物体的细胞中，含有该植物所有的遗传信息。在合适的条件下，一个细胞可以独立发育成完整的植物体。利用细胞的这种全能性，生物学家通过组培来繁殖名贵花卉、消灭果树上的病毒，以及通过对细胞核物质的重新组合，进行植物遗传改造等。 1.1植物细胞工程的简要概述 在合适的条件下，一个细胞可以独立发育成完整的植物体。利用细胞的这种全能性，生物学家通过组培来繁殖名贵花卉、消灭果树上的病毒，以及通过对细胞核物质的重新组合，进行植物遗传改造等。所谓细胞工程，是指以细胞为基本单位进行培养、增殖或按照人们的意愿改造细胞的某些生物学特性，从而创造新的生物和物种，以获得具有经济价值的生物产品。细胞工程根据研究材料的不同，可分为植物细胞工程和动物细胞工程。 1.2植物细胞工程的目的 细胞工程的目的，是得到人们所需要的生物产品。要使已经改造好的细胞产生大量具有经济价值的产物，就必须依靠下游加工过程，也就是我们常说的下游工程。它的作用就是大量培养细胞，并从培养液中分离、精制出有关的生物化工产品。由于植物细胞的高度易碎性，对剪切力的敏感、细胞有去分化和聚集作用，增殖时间长等独特性，使其大规模培养技术明显比微生物和动物细胞的发展缓慢。但通过不懈的努力，现在已经具备在２万升规模的生物反应器中培养烟草细胞的能力。而日本的三井石化也已经在使用750L发酵罐通过培养植物细胞而生产紫草宁，且产量较

人教版高中生物选修3[知识点整理及重点题型梳理]植物细胞工程 (植物克隆技术)

精品文档用心整理 人教版高中生物选修三 知识点梳理 ）巩固练习 重点题型（ 常考知识点 植物细胞工程（植物克隆技术） 【学习目标】 1、简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。 2、体验植物组织培养技术。 3、列举植物细胞工程的实际应用。 【要点梳理】 要点一：克隆——无性繁殖系【植物细胞工程（植物克隆技术）369167克隆】 1.分子水平的克隆: DNA复制很多碱基序列相同的DNA 2.细胞水平的克隆 细胞细胞分裂很多遗传物质相同的细胞 3.个体水平的克隆 组织、器官细胞分裂遗传背景相同的新个体 要点二：植物细胞工程的基本技术 1.细胞的全能性 （1）遗传基础 生物体细胞一般都是由受精卵经有丝分裂形成的，因而都含有生物体的一整套遗传物质，都具有发育成完整 个体的潜能。 （2）不能表现的原因 在生物体上不能表现出其全能性，只能通过细胞分化形成不同的组织、器官，这是因为在特定的环境、激素等的影响下基因选择性表达的结果。 2.植物细胞表现其全能性的条件 （1）脱离母体。 （2）植物组织培养时，培养基中除含有一定的水分、无机盐外，还要添加一定的植物激素（如生长素、细胞分裂素），这有助于愈伤组织分化为不同组织和器官。 （3）在植物组织培养的前期对光照无需求，在后期需要光照条件，这有利于细胞生长、分化。 3．植物组织培养 （1）过程： 在无菌条件下，将植物体的器官或组织片段（如芽、根尖或花药）切下来，放在适当的人工培养基上进行离体培养，这些器官或组织就会进行细胞分裂，形成新的组织。这种组织的细胞排列疏松而无规则，是一团无定形的薄壁细胞——愈伤组织。原来已经分化，并且具有一定功能的体细胞（或性细胞）丧失了原有的结构和功能，又重新恢复了分裂功能，叫做细胞的脱分化。将处于脱分化状态的愈伤组织，移植到合适的培养基上继续培养（在适当的光照、温度等条件下）愈伤组织就会重新进行分化，产生出植物的各种组织和器官（如根、茎、叶等），进而发育成一棵完整的植株，这个过程叫做植物细胞的再分化。

细胞工程

细胞工程综述 摘要：细胞工程学是应用细胞生物学和分子生物学原理与方法，在细胞 水平研究改造生物遗传特性，以获得具有目标性状的细胞系或生物体的有关理论和技术的学科。它是一门现代生物科学理论和工程技术相结合的综合性学科。它是现代生物技术的重要组成部分，同时也是现代生物学研究的重要技术工具。其研究技术涉及到细胞器、细胞、组织和器官水平利用工程技术原理和手段所进行的各类体外操作。本文以学习细胞工程的意义为起点，接着从细胞工程涉及领域、应用及其种类对细胞工程进行了论述。 关键词：细胞工程涉及领域应用种类展望 细胞工程是生物工程的一个重要方面。总的来说，它是应用细胞生物学和分子生物学和分子生物学的理论和方法，按照人们的设计蓝图，进行在细胞水平上的遗传操作及进行大规模的细胞和组织培养。细胞工程所涉及的范围很广，按生物类型可分为动物细胞工程、植物细胞工程和微生物细胞工程，按实验操作对象可分为细胞与组织培养、细胞融合、细胞核移植、染色体操作及基因转移等方面。通过细胞工程可以生产有用的生物产品或培养有价值的植株，并可以产生新的物种或品系。 1 细胞工程种类 根据设计要求，按照需要改造的遗传物质的不同操作层次，可细胞工程学分为染色体工程、染色体组工程、细胞质工程和细胞融合工程等几个方面。 1．1染色体工程 染色体工程是按人们需要来添加或削减一种生物的染色体，或用别的生物的染色体来替换。可分为动物染色体工程和植物染色体工程两种。动物染色体工程主要采用对细胞进行微操作的方法(如微细胞转移方法等)来达到转移基因的目的。植物细胞工程目前主要是利用传统的杂交回交等方法来达到添加、消除或置换染色体的目的。 1．2染色体组工程 梁色体组工程是整个改变染色体组数的技术。自从1937年秋水仙素用于生物学后，多倍体的工作得到了迅速发展，例如得到四倍体小麦，八倍体小黑麦等。 1．3细胞质工程 又称细胞拆合工程，是通过物理或化学方法将细胞质与细胞核分开，再进行不同细胞间核质的重新组合，重建成新细胞。可用于研究细胞核与细胞质的关系的基础研究和育种工作。 1．4细胞融合工程 是用自然或人工的方法使两个或几个不同细胞融合为一个细胞的过程。可用于产生新的物种或品系(植物上用得多，动物上用得少)及产生单克隆抗体等。其中单克隆抗体技术利用克隆化的杂交瘤细胞分泌高度纯一的单克隆抗体，具有很

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

(完整版)2.1.1植物细胞工程的基本技术知识点汇总

2.1.1植物细胞工程的基本技术知识点 一、细胞工程的含义及分类： 1、含义：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的操作，按照人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性科学技术。 （1）原理和方法： 。 （2）操作水平： 水平或 水平 （3）目的：改变细胞内的 或 。 2、种类： 根据操作对象分： 细胞工程和 细胞工程 植物细胞工程包括：植物组织培养、植物体细胞杂交。 动物细胞工程包括：动物细胞培养、动物细胞融合、动物细胞核移植、单克隆抗体技术 二、细胞的全能性： 1、概念：已经分化的细胞，仍具有发育成完整个体的潜能。 2、细胞全能性的原因：一般生物体的每一个细胞都包含该种生物的 。 3、现实表现：在生物的生长发育的过程中，细胞 全能性，而是 。 原因：在特定时间和空间条件下，细胞中的基因会 表达出各种 ，分化形成不同的细胞，从而构成生物体的不同组织和器官。 4、全能性的高低： ①受精卵＞配子＞体细胞 ②植物细胞＞动物细胞（动物细胞核具有全能性） ③具有分裂能力的细胞＞不分裂的细胞 ④分化程度低的细胞＞分化程度高的细胞。 三、植物组织培养技术 （一）过程： 1、原理： 的原理 2、条件：①离体的植物细胞、组织、器官（外植体）。②无菌。③人工配置的培养基（固体培养基，含有琼脂）。④适宜的条件：水、矿物质、有机物。⑤植物激素：生长素（诱导细胞分裂和根的分化）和细胞分裂素（促进细胞分裂和不定芽的分化）。⑥早期避光，后期光照。 3、愈伤组织：由排列疏松、无一定形态、高度液泡化的薄壁细胞组成。 4、脱分化：让 的细胞，经过诱导后，失去其 而转变成 细胞的过程。 5、再分化：愈伤组织在一定的培养条件下，分化出 ，形成完整的小植株。 一定的营养、激素 （ ） 离 体的植物细胞、 组织、器官 愈伤 组 织 完整 植 新植株

细胞工程

东北师范大学综合科学素质通识教育课程“现代科技与社会”作业 我所熟悉的细胞工程 STS1252410009城环学院刘恒兵—细胞工程 【内容摘要】：细胞工程是现代生物技术的重要组成部分，是当前生命科学中最具活力的学科之一，无论在生命科学基础研究方面还是在生物高科技产业领域，都已取得举世瞩目的成就，并带来了巨大的经济效益和良好的社会效益。20世纪末细胞工程取得的一系列的重大突破和进展，不仅对生命科学研究具有重要的理论价值，对人类健康具有重要意义，而且存在着巨大的潜在经济效益，其应用前景十分广阔。细胞工程涉及的范围很广，本文根据研究水平不同，分为细胞水平、组织水平、细胞器水平和分子水平等研究层次；根据研究对象不同，有植物细胞工程、动物细胞工程。简要介绍了细胞培养技术、细胞融合技术、干细胞技术等。 【关键词】：细胞培养技术离体快速繁殖动物克隆细胞融合技术 一、细胞工程的定义和基本内容 细胞工程（cell engineering）是指以细胞为对象，应用生命科学理论，借助工程学原理与技术，有目的地利用或改造生物遗传性状，以获得特定的细胞、组织产品或新型物种的一门综合性科学技术工程①。其主要内容就是通过无菌操作，大量培养细胞、组织乃至完整个体，或者应用细胞生物学和分子生物学等方法进行细胞水平的遗传操作，以快速繁殖生物个体、改良品种、生产生物产品或活性成分。它是在细胞生物学、遗传学、生物化学、生理学、分子生物学、发育生物学、发酵工程等学科交叉渗透、互相促进的基础上发展起来的。 细胞工程涉及的范围很广，目前，细胞工程的基本研究内容包括：①动、植物细胞和组织培养；②细胞融合育种与单克隆抗体；③细胞核移植与克隆④染色体工程育种；⑤发育基因调控与人体器官培养等。根据研究水平，有细胞水平、组织水平、细胞器水平和分子水平等不同研究层次；根据研究对象不同，高等生物的细胞工程可具体分为植物细胞工程与动物细胞工程两大类。由于植物和动物在细胞结构、生长方式和营养要求等方面有很大差别，尤其在全能性表现上存在差异，因此，虽然植物细胞和动物细胞的离体培养具有一定的相似性，如基本上都是模拟体内的生长环境，提供良好的营养条件和物理环境，使活的组织细胞在体外无菌条件下继续生长发育的过程；培养的结果都是培养物在一定程度上表现出与在体内相似的生长行为，如细胞生长、分裂、分化、代谢等，但是二者在培养技术、研究内容及深度等方面都存在一些差异。 ①殷红主编.细胞工程[M]. 北京:化学工业出版社2006

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

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

2.1.(1)植物细胞工程 教学设计

2.1.1植物细胞工程基本技术 【内容与解析】 本节课要学的内容植物细胞工程基本技术指的是植物组织培养，其核心是植物组织培养的原理和过程,由于它还与植物体细胞杂交的原理、植物细胞工程应用的实例等有…紧密的联系,所以在本学科有…重要的地位，。教学的重点是植物组织培养的原理和过程，解决重点的关键是植物组织培养的实验。【教学目标与解析】 1．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 2．目标解析 （1）简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术就是要学生知道组培过程中的每一个步骤且要明白每个过程中的特点，植物体细胞杂交技术是要学生知道它的定义和如何实现这个过程中的每一步骤。 【问题诊断分析】 在本节课的教学中，学生可能遇到的问题是植物体细胞杂交的原理不理解，产生这一问题的原因是…学生对这类问题的认识尚浅。要解决这一问题，就要…给予学生一定的理论知识，及事例分析。 【教学过程】 问题一：为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株呢？ 设计意图：…通过此问题引出植物组织培养 师生活动; 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？ 问题二：植物组织培养技术： 问题1．植物组织培养技术的概念是什么？ 问题2．植物组织培养技术的原理是什么？ 问题3．植物组织培养技术通常选用的材料有哪些？ 问题4．植物组织培养的培养基含有哪些成分？ 问题5．分析图2—5，概述植物组织培养技术的基本过程。 问题6．什么是脱分化？什么是再分化？什么是愈伤组织？ 展示马铃薯——番茄杂种植株的图片，根据设想来引出植物体细胞杂交 问题三：植物体细胞杂交技术： 问题1．什么是植物体细胞杂交技术？它具有什么优点？ 问题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？ 问题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？ 问题4．为什么两个原生质体能发生融合，这与细胞膜的什么特性有关？ 问题5．如果两个来源不同的原生质体发生了融合，下一步该做何处理？ 问题6．如何将杂种细胞培育成杂种植株？ 问题7．分析图2—9，概述植物体细胞杂交的基本过程。 1

高中生物选修3植物细胞工程知识点

高中生物选修3植物细胞工程知识点 1.细胞脱分化：就是让已分化的细胞，经过诱导后，失去特有的结构和功能而 转变成未分化细胞的过程。 2.愈伤组织：细胞排列疏松而无规则，高度液泡化的成无定形状态的薄壁细胞 团。 3.外植体：用于植物组织培养的离体器官组织或细胞。 4.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，每个细胞都具有全能性的特点。 5.全能性的原理：细胞具有发育成完整个体所必需的全套基因，而不是全部基 因。 6.全能性表达的标志：已分化的细胞形成完整的个体，若只是形成某种组织器 官，则不能体现全能性。 7.全能性的高低比较： （1）受精卵>生殖细胞>体细胞 （2）体细胞:植物细胞>动物细胞 （3）分化程度低的细胞>分化程度高的细胞 （4）幼嫩细胞>衰老细胞 （5）分裂能力强的细胞>分裂能力弱的细胞 8.外植体经过脱分化形成愈伤组织;愈伤组织经过再分化形成芽和根;芽和根进 而形成植株。 9.脱分化过程进行有丝分裂；再分化过程进行有丝分裂的同时也进行分化。 10.植物组织培养：就是在无菌和人工控制的条件下，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。 11.植物细胞杂交：就是将不同的植物体细胞，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。目的：获得杂种植物体。用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁；杂交过程的关键：原生质体间的融合；人工诱导的方法：包括物理法和化学法，物理法包括：离心、振动、电激；化学法包括：聚乙二醇。 12.植物细胞杂交的优点： （1）打破了物种之间的生殖隔离，实现了远源杂交。 （2）扩大了遗传重组的范围。 13.微型繁殖技术：把用于繁殖优良品种的植物组织培养技术，叫做植物的微型 繁殖技术。 14.人工种子：就是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，经过人工薄膜包装得到的种子。 15.作物新品种的培育： （1）单倍体育种（有性生殖）优点：极大地缩短了育种的年限。 （2）突变体的利用优点：能够产生新性状。

植物细胞融合的研究进展_综述_郭学民

河北科技师范学院学报　第19卷第1期,2005年3月 Jo ur nal o f Hebei N or mal U niver sity of Science&T echnolog y Co llege V o l.19　No1.1M arch2005 植物细胞融合的研究进展(综述) 郭学民1,2,徐兴友1,2,王同坤1,王华芳2,尹伟伦2 (1河北科技师范学院生命科学系,河北秦皇岛,066600;2北京林业大学生物科学与技术学院)摘要:概述了原生质体分离和培养的影响因素,介绍了近年来国内外原生质体培养与融合及杂种细胞、筛选和鉴定的动态。 关键词:细胞融合;原生质体;筛选与鉴定 中图分类号:Q321+.2 文献标识码:A 文章编号:1672-7983(2005)01-0065-05 细胞融合(cy to mixis),亦称细胞杂交(cell fusio n),是指亲本的两个细胞在特定的物理和化学因子处理下合并为一个杂种细胞的过程[1]。植物细胞融合可分为体细胞杂交(somatic hybridizatio n)和配子-体细胞杂交(gameto-somatic hy br idizatio n),前者是指不经过有性过程,而直接由体细胞原生质体融合产生杂种细胞,形成愈伤组织,并再生出植株的过程[2],后者是指性细胞(如小孢子四分体、精子、精细胞、幼嫩花粉、成熟花粉、卵细胞、助细胞和中央细胞等)原生质体和二倍体原生质体融合产生三倍体杂种细胞,形成愈伤组织,并再生出植株的过程[3]。植物细胞融合是植物细胞工程的一个重要分支,是一种突破物种生殖隔离、创造远缘杂种的新途径,原生质体技术还可用于细胞突变体的筛选、细胞器移植和外源DNA的导入。 自1960年Cocking[4]用酶法分离出番茄根原生质体后,Natag a和T akebe[5]1970年首次利用烟草叶分离原生质体,经培养获得再生植株;1975年以色列的Vardi等[6]首次从木本植物Sham onti甜橙珠心组织诱导胚性愈伤组织,并从愈伤组织分离原生质体,经培养通过胚状体再生出植株;在禾本科植物中,除在珍珠谷、紫狼尾草用悬浮细胞为材料,较早获得原生质体再生植株外,直到1985年Fujim ur a[7]等率先在水稻原生质体培养中获得了再生植株,才出现了重大突破。现已从许多种内、种间、属间甚至亚科间的体细胞杂交获得杂种细胞系或杂种植株。随着多种植物原生质体的成功培养和融合技术的不断改进,植物细胞融合获得了巨大成功。植物细胞融合包括原生质体的制备、细胞融合的诱导、杂种细胞的筛选和培养,以及植株的再生和鉴定等环节。 1　原生质体的分离和培养 1.1　起始材料 起始材料及其生理状态对原生质体的制备及其活力有很大的影响。在以往的双子叶植物培养中,大多以叶片为分离原生质体的材料,近年来,起始材料的适用范围有了较大扩展。目前,以愈伤组织、悬浮细胞和体细胞胚为材料制备原生质体是最主要的方式;禾本科植物原生质体培养获得成功的试验,几乎都是用从幼胚或成熟胚诱导形成的胚性愈伤组织或胚性细胞系来游离原生质体。采用这些材料制备原生质体方法简便、产量高、不污染、不易破碎。 1.2　基因型 同一植物不同基因型的原生质体脱分化与再分化所要求的条件不同,所以在相同条件下,不同品种的再生能力不同。王光远和夏镇澳[8]在水稻原生质体培养中曾用26个品种进行组织培养,其中仅有3个品种(粳稻农虎6号、国香1号和上农香糯)能成功地用于原生质体培养,获得再生植株。据统计,小麦获得原生质体再生植株的基因型只有大约10个[9]。基因型的选择在植物原生质体培养中起着重要作用,它不仅影响原生质体的产量和活力,而且还影响植株的再生。Cheng和Veillenux证明芙薯(Solanum phureja)从原生质体培养到愈伤组织形成受2个独立位点的显性基因的调控[10]。因此,现有 收稿日期:2004-03-09;修改稿收到日期:2004-12-12