植物细胞工程导学案

《专题2 植物细胞工程的基本技术》导学案编写人: 柯凌审核人：方孝华编写时间：2014/03/17

【学习目标】 1.细胞全能性概念

2.植物组织培养过程

3.植物体细胞杂交的原理和思路

4.植物体细胞杂交的过程

【重点难点】 1.植物组织培养的原理和过程

2.植物组织培养的实验

3.植物体细胞杂交的原理和过程

【学习过程】预习热身

(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，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

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 cm3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。

3、注意事项

⑴．外植体的选择与制备

①选择外植体时，由于外植体的脱分化难易因植物种类、器官来源及生理状况的不同而有很大差异，因此，选择哪些作为外植体应该注意。一般来讲，烟草、胡萝卜，植物的花和幼嫩的组织脱分化相对较易，而植物的茎、叶和成熟的老组织则较难。

②制备外植体首先要消毒，其次要选取有形成层的部分，因形成层细胞易脱分化。

⑵．植物组织培养注意的要点

①培养基包括所有操作工具都应进行消毒和灭菌，谨防杂菌污染。

②需在无菌条件下操作。

③接种，继代培养的转移都应在接种箱内进行。

⑶．对于植物组织培养来说，光照条件非常重要，包括光照强度、时间和波长。但在由高度分化的组织形成愈伤组织的诱导阶段往往要暗培养，而在分化形成试管苗的再生的过程中一定要有光照。诱导形成愈伤组织阶段的暗培养有利于细胞的脱分化产生愈伤组织，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。由愈伤组织经细胞有丝分裂和分化形成试管苗的过程中需要光照，原因是叶中叶绿素的合成需要光照条件。

（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 ，也就

是在温和条件下用 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 (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。如图

在此过程中需要注意的问题有：①植物体细胞杂交过程中，植物细胞融合所依据的生物学原理是细胞膜的 ；植物组织培养的理论基础是细胞的 。②体细胞融合成功以后，既有AB 型杂种细胞，还能形成AA 型和BB 型两种融合细胞，但只有AB 型细胞是植物体细胞杂交所形成的杂种细胞，因此在杂种细胞形成后还应有一个筛选过程。③目前常用的去除细胞壁的方法是酶解法，保证了原生质体活性。植物体细胞杂交完成的标志是新 的形成。④植物体细胞杂交过程仍以植物组织培养为前提，通过植物组织培养完成杂种植株的培育过程。⑤植物体细胞杂交的最大突破是克服远缘杂交

的障碍，但是目前仍有许多理论和技术问题