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
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 1．培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是( ) A ．组织培养 B ．细胞杂交 C ．显微注射 D ．核移植 解析：本题主要考查现代生物技术应用的相关知识。由于植物分生组织中病毒很少或没有病毒，常用茎尖通过组织培养技术培育脱毒苗；细胞杂交通常用于培育杂种个体；显微注射技术常用于基因工程，培育转基因生物；核移植技术常用于培养克隆动物。故只有A 选项符合题意。 答案：A 2．以下不能说明细胞全能性的实验是( ) A ．胡萝卜韧皮部细胞培育出植株 B ．紫色糯性玉米种子培育出植株 C ．转入抗虫基因的棉花细胞培育出植株 D ．番茄与马铃薯体细胞杂交后培育出植株 解析：细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整生物体的潜能。能体现细胞全能性的最好实例是植物组织培养，离体的植物器官、组织或细胞经过脱分化和再分化最终能形成一个完整的植株。A 、C 、D 三项都要用到植物组织培养技术，故B 项符合题意。 答案：B 3．下列属于植物组织培养的是( ) 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 ．受精卵发育成植株 解析：将花粉培养成单倍体植株，即花药离体培养，属于植物组织培养，A 正确；芽发育成枝条是自然生长过程，不属于植物组织培养，B 错误；根尖分生区发育成成熟区是自然生长过程，不属于植物组织培养，C 错误；植物组织培养包括脱分化和再分化等过程，而受精卵是个体发育的起点，发育成植株无脱分化等过程，D 错误。 答案：A 4．如图是四倍体兰花的叶片通过植物组织培养形成植株的示意图。 四倍体兰花叶片――→①愈伤组织――→②胚状体――→③植株
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
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。
2灭菌 （1）接种室灭菌：紫外灯照射(无菌室、超净台)；熏蒸灭菌(无菌室)；喷雾消毒(超净台; 无菌室)。 （2）接种工具、容器的灭菌：干热灭菌或湿热灭菌。在无菌操作时，把镊子、剪刀、解剖刀等浸入95%的酒精中，使用之前取出在酒精灯火焰上灼烧灭菌。冷却后，立即使用。（3）培养基：一般用高温蒸汽灭菌。 （4）不耐热类物质的灭菌。过滤除菌：某些激素（如天然生长素IAA、玉米素ZT、赤霉素GA等）、维生素、抗生素等不耐热或射线照射的物质。 3培养基基本成分：水，无机盐（大量元素和微量元素）；有机成分，激素和其他。 培养基其他成分：琼脂糖，活性炭，附加复合成分（碳水化合物，维生素，肌醇，天然复合物）。（注：加粗字体部分的答案不确定是否如此） 4常用的植物激素：生长素（Auxins）；细胞分裂素（Cytokinins）；赤霉素(GA)。 生长素/细胞分裂素。高：有利于根的形成和愈伤组织的形成；适中：有利于根芽的分化；低：有利于芽的形成 5常用培养基：MS培养基，White培养基，B5培养基，N6培养基。其中，N6培养基是中国人朱至靑发明的培养基。 6植物离体培养类型：组织培养，器官培养，细胞培养。 7外植体取材原则。 根据培养需求选择植物部位； 多年生植物注意树龄和季节； 在不影响培养目的的前提下尽可能选择自然繁殖器官作为外植体。 8外植体灭菌：外植体-清洗整理-杀菌剂灭菌-无菌水清洗。 外植体无菌处理：组织清洗-70%酒精浸10～30s-灭菌剂处理-无菌水涮洗。（此步骤应在超净台上完成） （住：这两个知识点好像说的是同一个意思，大家自己看着办） 9本章小结。 细胞工程的核心是无菌操作和培养； 实验室建立在满足技术要求的同时要经济高效和实用； 设备配置应根据工作性质而定； 培养基是细胞生长的必需营养，根据细胞类型确定适宜配方；
1、高压灭菌锅的工作原理和注意事项？ 答：工作原理：在密闭的高压灭菌锅内，其中的蒸气不能外溢，压力不断上升，使水的沸点不断提高，从而锅内温度也随之增加。在0.1MPa的压力下，锅内温度达121℃。在此蒸气温度下，持续15—30分钟，可杀灭各种微生物及高度耐热的芽孢。 注意事项： a 待灭菌的物品放置不宜过紧； b 堆放灭菌包时应注意安全阀放汽孔位置必须留出空气，保障其畅通，否 则易造成锅体爆裂事故。 c 必须将冷空气充分排除，否则锅内温度达不到规定温度，影响灭菌效果； d 灭菌完毕后，不可放气减压，否则瓶内液体会剧烈沸腾，冲掉瓶塞而外 溢甚至导致容器爆裂。须待灭菌器内压力降至与大气压相等后才可开盖。2、超净工作台的工作原理是什么？ 答：鼓风机送入的空气先通过一个前置过滤器，滤掉大部分尘埃，再经过一个高效过滤器，除去了大于0.3um的尘埃、真菌和细菌孢子等。从而形成连续不断的无尘无菌的超净空气层流，其流速为24~30m/min，这样的流速不会妨碍酒精灯的燃烧，同时工作人员在这样的无菌条件下操作可保持无菌材料在转接过程中不受污染。 3、母液配制的注意事项。 答：1）配制母液所需药品应采用分析纯或化学纯试剂。 2）配制母液用水为蒸馏水或去离子水，试剂可以通过加热或磁力搅拌器加热溶解。 3）母液保存时间不宜过长，如发现母液有混浊或沉淀现象发生，则弃之不用。 4）母液浓度不能过高，否则易产生结晶，影响试验效果。 5）在配制大量元素母液时，混合、溶解各种无机盐时要注意先后顺序，尽量把Ca2+，SO42-,PO43- 等离子错开分别溶解，同时稀释浓度要大些，并要慢慢地边混合边搅拌。 4、培养基配制过程中应注意哪些因素？培养基为什么要煮沸后再分装？ 答：培养基配制过程中应注意PH和灭菌；①PH影响外植体和培养材料对
实验一植物组织培养培养基的配制 【实验目的】 通过实验，掌握常用MS培养基的配制。 【仪器及试剂】 1．仪器：：500 ml试剂瓶4个，100 ml试剂瓶4个，高压灭菌锅，电子天平，烧杯（大、中、小各2个），玻璃棒，移液管，搪瓷缸，培养瓶，电炉，pH计或精密pH试纸，容量瓶（大、中、小各1个）2．试剂：见MS培养基的配制方法一览表 【操作步骤】 1、母液的配制： 为了避免每次配制培养基时都要对所需的各种成分进行称量，人们便把培养基中必需的一些物质按原量的10倍、100倍或1000倍称量后放在一起，成为一种浓缩液，这种浓缩液就叫“母液”。 ①大量元素：一般配成使用浓度的10－20倍，浓度太大的母液 在冰箱保存时会结晶。除钙盐外，其它大量元素按一定倍数分别称量并分别用蒸馏水溶解后混合在一起，最后加蒸馏水定容。钙盐要单独配制，不能和PO43-、SO42-混合，以免生成Ca3(PO4)2或CaSO4，发生
沉淀。 ②微量元素：微量元素因用量小，为称量方便及精确起见常配成100倍或1000倍的母液，即每种化合物的量加大100倍或1000倍，逐个溶解并混合在一起。 ③铁盐：微量元素中的铁盐是单独配制的，由硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）5.56克和乙二铵四乙酸二钠（Na2-EDTA）7.46克溶于1升水中配成。每配1升培养基加铁盐5毫升。 ④有机物质：主要指氨基酸和维生素物质，它们都是分别称量及分别用容量瓶配成所需浓度（0.1－10毫克/毫升），用时按培养基配方中要求的量分别加入。这些化合物都易溶于水，直接用水配制。 ⑤生长调节物质：一般配成0.1－1.0毫克/毫升。 生长素类IAA、NAA、2,4-D等，配制时先按要求浓度称好药品，置于小烧杯中，用1－2毫升0.1 N氢氧化钠溶解，再加蒸馏水稀释至所需浓度。如果用少量95％的乙醇来溶解亦可，有时效果不如氢氧化钠好。 配制细胞分裂素类物质时，则宜先用少量0.5 N或1 N盐酸来溶解，然后加蒸馏水至所需量。 2、配制培养基 ①吸取各种母液，按培养基配方吸取一定量的各种母液混合在一起。大量及微量元素的母液吸取量为： 母液吸取量（ml）= 配制培养基的数量（ml）/ 母液扩大倍数
专题2细胞工程 植物细胞工程的基本技术 寄语：用最少的悔恨面对过去。用最少的浪费面对现在。用最多的梦面对未来。【学习目标】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。 【课题重点】1.植物组织培养的原理和过程 2.植物体细胞杂交的原则 【课题难点】植物组织培养的实验 【学习过程】 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（1，2可回顾必修1相关内容） 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，实质是 _____。 3、细胞脱分化是指。 4、全能性是指，表现为全能性的原因是。 5．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。这是因为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 _ 组织幼根和芽或胚状体完整植株。 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 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???→?人工诱导原生质体融合 →杂种细胞→杂种植株。 3．植物体细胞杂交步骤： (1)去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体，目前最常用的去细胞壁的方法是酶解法，也就是在温和条件下用纤维素酶、果胶酶去除植物细胞的细胞壁。 (2)不同植物体细胞原生质体融合，必须通过物理法和化学法来诱导融合。物理方法有：离心、振动、电激等促使原生质体融合。化学法是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂来诱导融合。融合后再生出细胞壁。 (3)用植物组织培养方法进行培育，可得到杂种植株。 【习题巩固A 级】 1．以下不． 能说明细胞全能性的实验是( ) A ．玉米花粉粒培育出植株 B ．转入贮存蛋白基因的向日葵细胞培育出植株
第三届全国“教学中的互联网搜索”优秀教案评选 高二年级生物选修三第二章《植物细胞工程的实际应用》（人教版） 诸城市第一中学生物学科邓永 一、教案背景 1、面向学生：高中 2、学科：生物 3、课时： 1课时 4、课前准备：a.老师准备：提前下发课前预习学案，通过百度搜索关于植物细胞工程的图 片，视频等资料，制备关于植物细胞工程的教学课件，模型。b.学生准备：填好预习学案，上网查阅资料，通过百度搜索有关植物细胞工程应用及进展。 二、教学课题：高中生物选修三《现代生物科技专题》第二章：植物细胞工程第一节第二 部分：植物细胞工程的应用 三、教材分析： 【重难热点归纳】 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、单倍体育种 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。 单倍体育种的优点是后代无性状分离，后代都是纯合子，能够稳定遗传，明显缩短育种年限。单倍体育种从本质上说属于有性生殖，这一点与微型繁殖有所区别。但单倍体育种首先要进行花药离体培养，采用还是微型繁殖的技术，然后用秋水仙素处理，获得纯合子。 植物细胞工程的应用是细胞工程基本操作程序的一个必然结果。如果本节只作为成果的学习，那么就显得思维力度不足了。为此，建议加强指导学生收集和处理信息这一环节，让学生上网，利用百度搜索细胞工程的最新资料，激发学生学习生物的兴趣。
绪论 1生物技术：以生物科学为基础，利用生物个体或生物器官，组织，细胞的特性和功能，设计和构建具有预期性状的新物种或新品系，以及与工程原理相结合进行产品加工生产的综合体系。内涵：运用生物学理论与科学技术改造细胞的遗传物质。 2细胞工程：是以细胞学，遗传学，发育学及分子生物学等理论为基础，借助工程学的试验方法或技术，在细胞水平上研究和改造生物遗传特性和生物学特性，以获得特定的细胞，细胞产品或新生物体的有关理论和技术方法的科学。 3植物细胞工程：以植物组织和细胞为基本单位，在离体条件下进行培养，繁殖，或人为的精细操作，使细胞的某些生物学特性按人们的意愿发生改变，从而改良品种或创造新物种，或加速繁殖植物个体，以获得有用无知的过程。 4细胞全能性：高等植物的组织和器官可以不断分割，直到单个细胞，如果每个细胞都有植物个体一样的性质和能力，那么可以通过植物细胞培养使单个细胞发育成为一个新个体。 （一个生活细胞所具有完整生物个体的潜在能力） 5植物细胞的工程类别 培养层次：植株培养。器官培养，胚胎培养，愈伤组织，细胞培养，原生质体培养（原生质体：植物细胞脱除细胞壁后的完整细胞培养。）6应用：在植物育种上(1快速获得特殊倍性材料，2克服远缘杂交不亲和，3克服杂交种胚早期夭折，4导入外源基因，5突变体筛选，6种质资源保存），种苗脱毒和快速繁殖，细胞培养生产有用的次生代谢产物，在细胞学说和发育生物学研究中，在植物遗传，生理生化以及病理等基础研究中的应用 7 植物组织培养动物组织培养 细胞全能性细胞增殖 固体培养基液体培养基 蔗糖，植物激素葡萄糖，动物血清 植物体细胞株，细胞系 快速繁殖，培育无毒植株获得细胞或细胞产物 第一章 1生活细胞的全能性必须首先回复到分生状态或胚性细胞状态，（条件：离体，适当的刺激） 2植物细胞分类：第一类，茎尖，根尖，及形成层细胞，这类细胞始终保存分裂能力，从一个周期到另一个周期，称为周期细胞，第二类，筛
植物细胞工程 一、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。 情感态度和价值观 体验植物组织培养技术 能力方面 尝试植物组织培养技术 二、教学重点和难点 1.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。 2.教学难点 植物组织培养的实验 三、教学策略 本节教材内容对学生来说，虽说在必修模块中学了一些细胞的知识，但仍然是一个新的领域，学习起来有一定的困难。教师可采用讲授为主结合讨论的方法。 四、教学手段 录像、软件。
师：1、离体的器官、组织或细胞如果不进行脱分化处理，能否培养成完整的植物体？ 2、决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是什么？ 生：1、不能，因为细胞已经分化，失去了分裂能力。
经典例题剖析 1.下列属于组织培养的是： 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 [解析]解答此题需从以下几个方面入手：首先，组织培养是指离体的植物器官、组织或细胞经脱分化形成愈伤组织，再经再分化形成具有根、芽结构的胚状体，然后由胚状体发育成完整植物体的过程。花粉粒能培养成单倍体，是在离体条件下培养形成的。第二，芽发育成枝条、根尖分生区发育成成熟区，是体内分化的器官和组织形成了机体的一部分，未受精的卵发育成植物体，这就是自然情况下单倍体的形成过程，是在母体的调控下完成的。 [答案] A 2.在细胞工程__原生质体融合育种技术中，其技术的重要一环是将营养细胞的细胞壁除去，通常是采用纤维素酶和果胶酶的酶解破壁法处理。如将去掉了细
教学目标分析（结合课程标准说明本节课学习完成后所要达到的具体目标）： 1、知识目标 （1）掌握作物脱毒、人工种子的制备过程和意义 （2）了解单倍体育种和突变体的利用 （3）了解细胞产物的例子 2、能力目标 搜集有关细胞工程研究进展和应用方面的资料，进行整理、分析和交流。 3、情感目标 （1）认同细胞学基础理论研究与技术开发之间的关系 （2）关注细胞工程研究的发展和应用前景。 学习者特征分析（结合实际情况，从学生的学习习惯、心理特征、知识结构等方面进行描述）： 本节教材内容对学生来说，第一课时已经学习了植物细胞工程的基本技术知识，这节课学习起来有一定的基础。教师可以采用学案导学、让学生理解记忆为主结合讨论的方法。但是，本节内容都是前沿科技，学生难以亲身体会，教师可以用多媒体相关图片等资料，增强学生的感性认识。 教学方法设计（结合教学重点与难点和学生情况描述所选择的具体方法）：本节教学重点是知道植物繁殖的新途径及细胞产物的工业化发展，这部分内容通过学生自学基本能够掌握；教学难点是作物新品种的培育，这部分内容与必修二的知识联系较紧密，需要教师引领学生回忆单倍体的概念、特点等相关知识，还可以通过多媒体展示单倍体育种与杂交育种的图解，比较各自的优缺点，使抽象的知识清晰、明了。 教学过程（按照教学步骤和相应的活动序列进行描述，要注意说明各教学活动中所需的具体资源及环境）： 【旧知复习、导入新课】 1、回忆植物组织培养技术的基本原理和过程 2、思考利用这项技术能做哪些工作。 [学生]思考回答问题。 [设计意图]对前面的已学知识进行复习巩固，为后面的知识做铺垫。
【教学内容】 一、植物繁殖的新途径 [教师]课件展示以下问题，指导学生根据问题阅读课本，找到问题的答案。 1、微型繁殖技术的概念是什么 2、微型繁殖的原理是什么 3、微型繁殖的优点是什么 4、作物脱毒的原因、材料、方法、结果、优点分别是什么 5、人工种子的概念、结构 6、培育人工种子的技术、原理 7、人工种子有哪些优点 [学生]阅读教材，解决问题并回答问题： 1、概念：应用植物组织培养技术，快速繁殖优良品种植物（也叫快速繁殖技术）。 2、原理：植物细胞的全能性 3、优点：①繁殖速度快；②保持优良品种的遗传特性（因为是无性繁殖） 4、原因：长期进行无性繁殖的作物，易积累感染病毒，导致产量降低，品质变差。 材料：分生区（如茎尖）的细胞 方法：植物组织培养 结果：获得脱毒苗 优点：提高作物的产量和品质 5、概念：以植物组培技术得到的胚状体、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。 结构：人工种皮+胚状体（或不定芽、顶芽、腋芽） 6、技术：植物组织培养 原理：植物细胞的全能性 7、优点：①后代无性状分离，保留优良特性； ②不受气候,季节和地域限制； ③贮藏、运输方便。
植物细胞工程重点内容 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
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。 2灭菌 （1）接种室灭菌：紫外灯照射(无菌室、超净台)；熏蒸灭菌(无菌室)；喷雾消毒(超净台;无菌室)。 （2）接种工具、容器的灭菌：干热灭菌或湿热灭菌。在无菌操作时，把镊子、剪刀、解剖刀等浸入95%的酒精中，使用之前取出在酒精灯火焰上灼烧 灭菌。冷却后，立即使用。 （3）培养基：一般用高温蒸汽灭菌。 （4）不耐热类物质的灭菌。过滤除菌：某些激素（如天然生长素IAA、玉米素ZT、赤霉素GA等）、维生素、抗生素等不耐热或射线照射的物质。 3培养基基本成分：水，无机盐（大量元素和微量元素）；有机成分，激素和其他。
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。 2 灭菌 （1）接种室灭菌：紫外灯照射（无菌室、超净台）；熏蒸灭菌（无菌室）；喷雾消毒（超净台; 无菌室）。 （2）接种工具、容器的灭菌：干热灭菌或湿热灭菌。在无菌操作时，把镊子、剪刀、解剖 刀等浸入95%的酒精中，使用之前取出在酒精灯火焰上灼烧灭菌。冷却后，立即使用。（3）培养基：一般用高温蒸汽灭菌。 （4）不耐热类物质的灭菌。过滤除菌：某些激素（如天然生长素IAA、玉米素ZT、赤霉素GA等）、维生素、抗生素等不耐热或射线照射的物质。 3 培养基基本成分：水，无机盐（大量元素和微量元素）；有机成分，激素和其他。 培养基其他成分：琼脂糖，活性炭，附加复合成分（碳水化合物，维生素，肌醇，天然复合物）。 （注：加粗字体部分的答案不确定是否如此） 4 常用的植物激素：生长素（Auxins ）；细胞分裂素（Cytokinins ）；赤霉素（GA）。 生长素/ 细胞分裂素。高：有利于根的形成和愈伤组织的形成；适中：有利于根芽的分化； 低：有利于芽的形成 5 常用培养基：MS培养基，^Vhite培养基，B5培养基，N6培养基。其中，N6培养基是中国 人朱至靑发明的培养基。 6 植物离体培养类型：组织培养，器官培养，细胞培养。 7 外植体取材原则。 根据培养需求选择植物部位； 多年生植物注意树龄和季节； 在不影响培养目的的前提下尽可能选择自然繁殖器官作为外植体。 8外植体灭菌：外植体- 清洗整理-杀菌剂灭菌- 无菌水清洗。 外植体无菌处理：组织清洗-70%酒精浸10?30s-灭菌剂处理-无菌水涮洗。（此步骤应在超净台上完成）（住：这两个知识点好像说的是同一个意思，大家自己看着办） 9 本章小结。 细胞工程的核心是无菌操作和培养； 实验室建立在满足技术要求的同时要经济高效和实用； 设备配置应根据工作性质而定；培养基是细胞生长的必需营养，根据细胞类型确定适宜配方；适宜的外植体是培养的前提，光照、温度是植物离体培养的基本条件。
