细胞工程-第七章 人工种子
细胞工程课件习题 答案
第三章植物组织与细胞培养的基本原理.一、单选题1、植物组织培养是建立在__ _理论基础上的。
A进化论 B植物细胞全能性 C基因决定论 D细胞多样性2、植物组织培养的培养基不含__ _。
A含 N物质 B碳源 C血清 D生长激素3、过滤除菌适用对象_ __。
A玻璃器皿 B塑料器皿 C金属器皿 D易被高温破坏的材料如抗生素、激素等试剂4、将___ 重新转移到成分相同的新鲜培养基上生长的过程称为继代培养。
A外殖体 B愈伤组织 C 生根苗 D 幼苗5、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三、判断题1、根尖、茎、芽、嫩叶、种子、花粉均是植物组织培养外殖体的来源。
( √ )2、一个细胞由分生状态转变为成熟状态的过程，叫脱分化。
( × )3、所有的植物培养材料都必须高压灭菌锅灭菌121℃、15分钟。
( × )4、继代培养的最适时间是愈伤组织的生长达到高峰期时。
（×）5、高温处理和低温处理均是控制胚状体同步化的方法（×）第四章植物离体无性繁殖和脱毒技术一、选择题（单选）1. 甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。
目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。
这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的 A. 有丝分裂 B. 分化 C. 减数分裂 D. 全能性2、人工种子是指植物离体培养中产生的胚状体，包裹在含有养分和具有保护功能的物质中，并在适宜条件下能够发芽出苗的颗粒体。
下列与人工种子形成过程无关的是（）A．细胞的脱分化和再分化 B．细胞的全能性 C．细胞有丝分裂 D．细胞减数分裂3. 植物组织培养依据的原理，培养过程的顺序及诱导的植物激素分别是（）①体细胞全能性②离体植物器官，组织或细胞③根，芽④生长素和细胞分裂素⑤生长素和乙烯⑥愈伤组织⑦再分化⑧脱分化⑨植物体A. ①、②⑧⑥⑦③⑨、④B. ①、②⑦⑥⑧③⑨、⑤C. ①、⑥②⑨⑧③⑦、⑤D. ①、②⑨⑧⑥⑦③、④4. 有关细胞全能性的叙述中，不正确的是（）A. 受精卵在自然条件下能够使后代细胞形成完整的个体，全能性最高B. 卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性很高C. 生物体内细胞由于分化，全能性不能表达D. 植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性5、胚状体是在植物组织培养的哪一阶段上获得的（）A．愈伤组织 B．再分化 C．形成完整植株 D．取离体组织二、判断题1、无病毒苗（脱毒苗）就是植物体已没有病毒感染了（×）2、茎尖外植体的大小与脱毒效果成正比。
细胞工程第七章 植物转化受体系统
特点：
(1) 原生质体被除去了细胞壁这一天然屏障，能够直 接高效地摄取外源DNA或遗传物质，甚至细胞核；
(2) 通过原生质体培养，细胞分裂可形成基因型一致的细胞 克隆，从转化原生质体获得的转基因植株嵌合体少；
(3) 原生质体转化受体系统易于在相对均匀和稳定 的同等控制条件下进行准确的转化和鉴定；
选择原则 ：
①同一物种的培养基有雷同性，即同一物种的不同亚种、品种间的基本培养基 类型基本相同；
②同一植物的不同组织器官的基本培养基类型基本相同； ③植物组织培养时所需营养成分与田间栽培有相似性； ④MS培养基是大多数植物的通用培养基； ⑤无机盐的浓度是基本培养基类型的重要因素，应该作为培养基选择的重要参
的抗生素有一定的敏感性；要求抗生素对受体植物 没有严重的毒性；
（5）对农杆菌侵染有敏感性。
第一节 植物基因转化受体系统的类型及其特性
一、愈伤组织再生系统
愈伤组织再生系统是指外植体经脱分化培养诱导愈伤组织，并 通过分化培养获得再生植株的受体系统。
特点：
（1）外植体细胞经历了脱分化和再分化两个过程，具有易 于接受外源基因的能力，转化率较高；
第七章 植物基因转化受体系统
本章所讲内容：
建立植物基因转化受体系统的基本条件； 植物基因转化受体系统的类型及其特性； 建立植物基因转化受体系统的程序及要求； 建立植物基因转化受体系统过程中的常见问
题及解决方案。
概述：
植物基因工程技术：即将目标性状基因分离出来， 构建重组DNA分子导入受体物种中，筛选出获得目 标基因表达后代，培育新品种，这种技术称为转化。
生理上的变化：
结构：茎尖分生细胞较小、结构简单，缺少 具正常功能的输导组织，叶片只有海绵组织， 气孔的保卫细胞功能失调等。
细胞工程
植物人工种子的研究进展摘要:文章简述了植物人工种子具有生产不受环境影响、节约良田、提高育种效率、缩短育种时间、节约劳动力等优点,介绍了人工种子制作过程中的胚状体的诱导和形成,人工胚乳、人工种皮等的工艺流程。
关键词:人工种子;胚状体;人工胚乳;人工种皮正文：自“人工种子”概念提出以来,国内外已有很多关于该领域的研究报道,尤其是人工种子技术在经济作物生产方面的应用已产生了较大的经济效应。
近年来,国内关于人工种子的研究范围越来越广,不仅对粮食作物和经济植物,如水稻[1]、小麦[2],甘薯[ 3~5]、马铃薯[6]、胡萝卜[ 7~ 10]、枣[11]、啤酒花[12]、番木瓜[13]等人工种子的研究,在观赏植物[14~ 16]、沉水植物[17],重要珍稀药用植物(如半夏、金线莲、石斛、杜鹃兰等)中也展示了重要的应用前景;国外的人工种子研究亦很活跃,如人工种子生产技术的应用、人工种子体细胞胚培养方法、人工种子的田间生长状况等。
本文综述了30多年来国内外在人工种子方面的研究进展,以使读者对人工种子的技术流程、应用价值及发展前景有一个全方位的了解,从而更好地推动该技术的快速发展。
1 人工种子的概念及优点1.1人工种子的概念植物人工种子(Artificial seeds)或合成种子(Sin the tic seeds)技术是在植物离体培养技术基础上发展起来的一门新兴技术,欧洲把它列入“尤里卡”计划,美国已研制出了胡萝卜(Caucus carotid L. )、芹菜(Ape um grave lens L. )、莴苣(Lactic sativa. )等植物的人工种子;日本正致力于研究水稻和蔬菜等作物的人工种子;我国对人工种子的研究走在了世界前列,把此项研究列为“863”高新技术发展计划。
完整的人工种子包括3大基本部分:人工种胚、人工胚乳、人工种皮。
人工种子的概念是Murashige于1978年提出的,1977年Murashige在国际园艺作物组织培养讨论会上提出了建立大规模、高速度无性繁殖技术的设想,并在1978年首次报道了人工种子概念。
（细胞工程）名词解释
一、名词解释细胞工程: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，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。
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。
外植体:是指用于离体培养的活的植物组织、器官等材料。
植物组织培养：（广义）又叫离体培养，指从植物体分离出符合需要的组织.器官或细胞，原生质体等，通过无菌操作，在人工控制条件下进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。
（狭义）组培指用植物各部分组织，如形成层.薄壁组织.叶肉组织.胚乳等进行培养获得再生植株，也指在培养过程中从各器官上产生愈伤组织的培养，愈伤组织再经过再分化形成再生植物。
愈伤组织：在离体培养过程中形成的具有分生能力的一团不规则细胞，多在外植体切面上产生。
胚状体〔embroid〕:—对应于胚〔embryo〕，在离体培养过程中产生一种形似胚（具有明显的根端和芽端），功能与胚相同的结构。
离体无性繁殖：是在人工控制的无菌条件下，使植物在人工培养基上繁殖的技术。
跟常规的繁殖方法相比它是一种微型操作过程，因此，有时就直接称之为微繁继代培养：更换新鲜培养基来繁殖同种类型的材料（愈伤组织.芽等）。
细胞分化:指导致细胞形成不同结构，引起功能改变或潜在发育方式改变的过程。
细胞脱分化:已分化好的细胞在人工诱导条件下，恢复分生能力，回复到分化组织状态的过程。
细胞再分化:脱分化后具有分生能力的细胞再经过与原来相同的分化过程，重新形成各类组织和器官的过程。
人工种子:亦称体细胞种子。
早期的人工种子概念是：体细胞胚经过人工种皮包被后而形成的体细胞种子。
现在指任何一种经人工种皮包被或裸露的，具有形成完整植株能力的繁殖体均可称之为人工种子。
植物细胞全能性:指每个植物细胞都具有形成完整植株的能力，因为每个细胞都具有全套的遗传基因，无论是性细胞还是体细胞在特定条件下可以进行表达。
细胞工程(植物部分)
细胞工程（植物部分）名称解释1、植物细胞工程：植物细胞工程是植物生物技术的一个重要组成部分，是在离体培养条件下，在细胞水平上对植物材料进行遗传操作的技术，即对植物体的任何一个部分（器官、组织、细胞、原生质体）进行离体诱导使其称为完整植株的技术。
2、细胞全能性：每个细胞都含有个体的全部遗传信息，都有分化成一个完整生物个体的固有能力称之为细胞的全能性。
3、细胞分化：是指导致细胞形成不同结构，引起功能改变或潜在发育方式改变的过程。
4、脱分化：分化细胞在一定条件下，可以转变为胚性状态，重新获得分裂能力，称为脱分化。
5、再分化：是脱分化后的分生细胞（愈伤组织）在一定条件下，重新分化为各种类型的细胞，并进一步发育成完整植株。
6、外植体：植物组织培养中用来进行无菌培养的离体材料，可以是器官、组织、细胞和原生质体等。
7、愈伤组织：脱分化后的细胞，经过细胞分裂，产生无组织结构、无明显极性的、松散的细胞团称为愈伤组织。
植物细胞培养：是指在离体条件下对植物单个细胞或小的细胞团进行培养使其增殖的技术。
8、悬浮细胞的同步化：是指同一悬浮培养体系的所有细胞都同时通过细胞周期的某一特定时期。
9、细胞平板培养：将制备好的单细胞悬浮液，按照一定的细胞密度，接种在1mm 左右的薄层固体培养基上进行培养，称之为平板培养10、看护培养：用一块愈伤组织或植物离体组织看护单细胞使其生长增殖的一种单细胞培养方法。
11、微室培养：人工制造一个小室，将单细胞培养在小室中的少量培养基上，使其分裂增殖形成细胞团的方法，称微室培养。
12、饲养层培养基技术：将饲养细胞先用射线辐射处理，然后将饲养细胞和培养细胞混合植板，经过照射的细胞对于培养细胞起到一个饲养作用。
13、离体无性繁殖：利用离体培养技术，将来自优良植株的茎尖、腋芽、叶片、鳞片等器官、组织和细胞进行离体培养，在短期内获得大量遗传形状一致的个体的方法。
也称之为微繁、快速繁殖。
14、植物脱毒：利用植物组织培养技术，脱除植物细胞中浸染的病毒，生产健康的繁殖材料。
细胞工程题库精简版
细胞工程题一、名词解释1.植物组织培养：是指将植物组织在适当培养条件下诱导长成完整植株的技术。
2.植物的器官发生：指离体培养的组织或细胞团分化形成不定根、不定芽等器官的过程。
3.脱分化：已有特定结构和功能的植物组织的细胞，在一定的条件下被诱导改变原有的发育途径，逐步失去原有的分化状态，转变为具有分生能力的胚性细胞的过程。
4.愈伤组织：脱分化后的细胞经过细胞分裂产生无组织结构、无明显极性的松散的细胞团5.外植体：植物体上切下来进行培养的部分组织或器官。
可以是器官、组织、细胞和原生质体。
6.继代培养：指愈伤组织在培养基上生长一段时间后，营养物枯竭，水分散失，并已经积累了一些代谢产物，此时需要将这些组织转移到新的培养基上，这种转移称为继代培养或传代培养7.体细胞胚：又叫胚状体，是指离体培养条件下没有经过受精过程而形成的胚胎类似物。
8.植物胚胎培养：指对植物的胚及胚器官进行人工离体无菌培养，使其发育成幼苗的技术。
9.人工种子：又称合成种子或体细胞种子，是指将植物离体培养的胚状体或芽包裹在含有养分和保护功能的人工胚乳和人工种皮中的类似种子的颗粒。
10.植物脱毒：利用物理、化学或生物学方法脱除植物所感染的病毒，在无菌条件下培养不带病毒的植株，进行快速繁育无病毒种苗的技术。
11.看护培养：指用一块活跃生长的愈伤组织来看护单个细胞，使其持续分裂和增殖的一种培养方法。
这块愈伤组织被称为看护组织。
12.细胞系：是以一种细胞为主、能在体外长期生存的不均一的细胞群体13.细胞株：是指从一个经过生物学鉴定的细胞系用单细胞分离培养或通过筛选的方法，由单细胞增殖形成的细胞群。
14.细胞融合：指使用人工方法使两个或两个以上的细胞合并形成一个细胞的技术。
15.体细胞杂交：指将不同来源的体细胞融合并使之分化再生、形成新品种的技术。
16.单倍体：细胞中含有正常体细胞一半染色体数的个体，即具有配子染色体组的个体。
17.花药和花粉培养：指离体培养花药和花粉，形成花粉植株，从中鉴定出单倍体植株并使之二倍体化的细胞工程技术。
细胞工程课后题答案
第二章细胞工程实验室组成及无菌操作技术1、目前，常用的植物细胞培养基种类有哪些？各有什么特点？1）MS培养基特点是无机盐和离子浓度较高，是较稳定的平衡溶液。
2）5B培养基其主要特点是含有较低的铵，这是因为铵对不少培养物的生长有抑制作用。
3）White培养基其特点是无机盐数量较低，适于生根培养N培养基其特点是成分较简单，KNO3和（NH4）2SO4含量高。
4）65）KM8P培养基其特点是有机成分较复杂，它包括了所有的单糖和维生素，广泛用于原生质融合培养。
2、简要说明MS培养基的基本组成。
1）大量元素母液配制MS培养基的大量元素主要包括硝酸铵（NH4NO3）、硝酸钾(KNO3)、磷酸二氢钾（KH2PO4）、硫酸镁（MgSO4•7H2O）和氯化钙（CaCl2,CaCl2•2H2O）五种化合物。
2）微量元素母液配制MS培养基的微量元素由7种化合物（除Fe外）。
3）铁盐母液配制MS培养基中的铁盐是硫酸亚铁（FeSO4•4H2O）和乙二胺四乙酸二钠（Na2•EDTA）的螯合物，必须单独配成母液。
4）有机母液的配制MS培养基的有机成分有甘氨酸、肌醇、烟酸、烟酸硫胺素和盐酸吡哆素。
5）激素母液配制MS培养基中的激素有生长素类、细胞分裂素3、配制培养基时，为什么要先配制母液？如何配制母液？为了避免每次配制时都要称量各种化学药品，常常把培养中必需的一些化学药品，以10倍、50倍或100倍的量，配制成一种浓缩液，这种浓缩液被称为母液。
配制母液不但可以保证各物质成分的准确性及配制时的快速移去，而且还便于低温保藏。
确定培养基--按照扩大倍数称量--溶解--按顺序混合--定容--母液分装--贴标签--保存于冰箱。
大量元素应配成浓度为10倍的母液，--般将微量元素配制成100倍的母液，使用时再稀释100倍。
配置时化合物应分别称量，分别溶解;混合时注意先后顺序，防止产生沉淀;混合时要边搅拌边混合。
4、常用的灭菌方法有哪些，各有哪些优缺点？（一）物理灭菌1）湿热灭菌（高压蒸汽灭菌）优点：高温高压蒸汽对生物材料有良好的穿透力，能造成蛋白质变性凝固而使微生物死亡，是一种最有效的灭菌方法。
植物细胞工程的实际应用学案(附答案)
专题2细胞工程2.1.2 植物细胞工程的实际应用寄语：世事洞明皆学问，人情练达即文章。
【学习目标】1、理解微型繁殖技术的应用。
2、了解单倍体育种过程和优点。
【课题重点】植物细胞工程应用的实例。
【课题难点】列举植物细胞工程的实际应用。
【学习过程】一、植物繁殖的新途径1.微型繁殖（1）微型繁殖技术：用于优良品种的技术。
（2）特点：①保持优良品种的。
②高效快速地实现种苗。
（3）实例：20世纪60年代，荷兰的科学家就成功地实现了利用来培育兰花。
2.作物脱毒（1）材料：植物的（如）。
分生区附近的病毒极少，甚至。
（2）脱毒苗：切取（例如茎尖）进行组织培养获得的。
（3）优点：使农作物。
3.人工种子（1）概念：一植物组织培养得到的、、顶芽和等为材料，经过人工包装得到的种子。
（2）特点：①后代无。
②不受、和限制。
(3)人工种子的制备，如图人工种子主要由三部分组成，一是胚状体(分生组织)，它相当于天然种子的胚，是有生命的物质结构；二是供胚状体维持生命力和保证其在适宜的环境条件下生长发育的人工胚乳；三是具有保护作用的“人工种皮”。
二、作为新品种的培育1.单倍体育种染色体加倍（1）方法：离体培养植株纯合子植株。
（2）优点：①后代是纯合子，能。
②明显缩短了。
2.突变体的利用（1）产生原因：在植物的组织培养过程中，易受和（如、等）的影响而。
（2）利用：筛选出对人们有用的，进而培育成。
三、细胞产物的工厂化生产1.细胞产物种类：、脂肪、糖类、、香料、生物碱等。
2.技术：植物技术。
3.实例：我国利用植物组织培养技术实现了大量生产；另外，三七、紫草和银杏的也都已经实现了工厂化生产。
课堂小结1.微型繁殖技术微型繁殖是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。
优点：选材少、培养周期短，繁殖率高，便于自动化管理。
细胞工程学名词解释总结
细胞工程学名词解释总结高技术：指那些能带来高经济效益、具有高增值作用，并能向经济和社会各领域广泛渗透的新技术。
生物技术：指通过技术手段，利用生物体或生物过程来生产有经济价值产品或创造新物种的综合技术。
狭义指基因重组、细胞融合、固定化酶与细胞、生物反应器等技术领域。
广义包括资源、能量、粮食、饲料生产以及为净化环境所进行的物质分解及发酵技术等。
生化工程：是由生物科学与化学工程相结合的交叉学科，研究生物技术的实验室成果转化为生产力过程的工程技术问题。
细胞工程：是指以细胞为研究对象，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，以获得特定细胞、组织产品或新型物种的综合技术。
干热灭菌：指在干燥环境（如火焰或干热空气）进行灭菌的技术。
主要适用于玻璃器皿的消毒灭菌。
湿热灭菌：湿热灭菌即高压蒸气灭菌，指用饱和水蒸气、沸水或流通蒸汽进行灭菌的方法。
（是最常用和最有效的一种方法。
布类、胶塞、金属器械、玻璃器皿及某些培养用液都可用此法消毒灭菌）。
细胞计数:用血球计数板计数细胞悬液中的细胞数目，然后根据需要进行必要的调整。
mtt法：又称mtt比色法，是一种检测细胞存活和生长的方法。
在一定细胞数范围内，mtt结晶形成的量与细胞数成正比。
活细胞表现出线粒体脱氢酶活性，可将染料mtt还原为难溶的紫色结晶物沉积在细胞内，经酸性异丙醇溶解后呈现的色度可反映出生活细胞的代谢水平，而死细胞则无此酶活性。
活体染色：在体外条件下用某种染色剂对活的组织或细胞进行染色,而对活细胞的生理活动不产生任何明显的影响。
成集落试验：在集落刺激因子存在下培养细胞，可刺激培养细胞分化产生大小不同的细胞集落，这样的集落形成细胞称体外培养集落形成细胞，它是检验培养细胞能否增殖的过硬指标之一。
污染：一切与培养无关的杂质（微生物、化学物、细胞等）进入培养系统，影响培养物的正常生理机能。
动物细胞工程：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。
《细胞工程》名词解释
植物细胞全能性:植物体的每个细胞都携带有该物种的全部遗传信息，因而只要在适当的条件下，植物一切生活细胞都具有分化为一个完整植株的潜在能力，这就是细胞的全能性。
这是细胞工程的理论基础。
细胞分化:个体细胞发育过程中，后代细胞在形态、结构和生理功能上发生差异的过程。
脱分化: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，这个过程称为脱分化。
再分化: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，称为再分化愈伤组织:外植体在离体条件下，细胞经脱分化等一系列过程，转变为一种能迅速增殖的无特定结构和功能的细胞团，称为愈伤组织。
愈伤组织细胞大而不规则,高度液泡化、没有次生细胞壁和胞间连丝。
继代培养:对来自于外植体所增殖的培养物通过更新新鲜培养基及不断切割或分离,进行连续多代的培养.外植体:植物组织培养中用来进行离体无菌培养的材料,可以是器官、组织、细胞和原生质体。
器官发生:指离体培养条件下的组织或细胞团分化形成不定根、不定芽等器官过程。
体细胞胚：由外植体可直接形成胚状体，外植体也可以经脱分化先形成愈伤组织，再由愈伤组织形成胚状体。
胚状体是由体细胞发育而来人工种子：通过将植物组织培养中所产生的体细胞胚或珠芽等包埋在“人工胚乳”和“人工种皮”里，制成的具有播种功能、类似天然种子的颗粒就称为人工种子。
繁殖系数：也叫增殖系（倍)数或增殖率，是指繁殖材料在一个培养周期内增殖的倍数。
污染：指在组织培养过程中培养基和培养材料滋生杂菌，导致培养失败的现象。
褐变：指在组织培养中，由于材料被切割而使多酚氧化酶活化将组织中的酚类物质氧化形成棕褐色的醌类物质，并向培养基中扩散，抑制培养物生长甚至导致其死亡的现象。
玻璃化：指组织培养过程中的特有的一种生理失调或生理病变，试管苗呈半透明状外观形态异常的现象。
悬浮培养：将游离的单细胞或小的细胞团，按照一定的细胞密度，悬浮在液体培养基中进行培养的方法。
细胞工程名词解释
1.细胞工程学:细胞工程是应用细胞生物学和分子生物学方法在细胞水平上研究改造生物遗传特性,以获得新的应用性状的细胞系或生物体的有关理论和技术方法的科学.2.外植体:是指用于离体培养的活的植物组织,器官等材料.3.细胞同步化:是指同一悬浮培养体系的所有细胞都同时通过细胞周期的某一特定时期.4.生物反应器:是指由于高等生物细胞批量化培养的装置及其相应的控制系统.5.微繁:离体无性繁殖是在人工控制无菌条件下,使植物在人工培养基上繁殖的技术,是一种微型操作过程,有时称之为微繁.6.早熟萌发:幼胚接种后,离体胚不继续胚性生长,而是在培养基上萌发成幼苗,通常称之为早熟萌发.7.对称融合:两个完整的细胞质体融合.8.非对称融合:利用物理或法学方法使其亲本的核或细胞质失活后再进一步融合.9:体细胞杂交:指两个离体细胞通过一定的诱导技术使质膜接触而融合在一起随后导致两个细胞核融合在一起的技术,植物体细胞杂交是只除细胞壁后的原生质体融合.10.人工种子：具有良好发育的体细胞胚并能发育成正常完整植株；具有人工胚乳可提供种胚发育的营养；具有能起到保护作用的人工种皮。
类型：裸露的或休眠的繁殖体；人工种皮包被的繁殖体；水凝胶包被的繁殖体。
人工种皮的要求：具有一定的封闭性，保证人工胚乳的各种成分不易流失，同时又具有良好的透气性，保持繁殖体生理活性；具有一定的坚硬度，以加强人工种子的耐储运性和适于机械化操作；无毒无害，能保证繁殖体顺利穿透发芽；配制简单易行，成本低。
11.体细胞无性系:Larkin和Scoworoft(1989)提出把任何形式的细胞培养所形成的植株统称为细胞无性系.12.细胞全能性:一个细胞所具有的产生完整植株的能力,称之为植物细胞的全能性.13:脱分化:离体培养条件下,使一个已经分化的细胞恢复到原始无分化状态的过程就是细胞脱分化.14:器官发生:植物的离体器官发生是指在培养条件下的组织或细胞团(愈伤组织)分化形成不定根,不定芽的过程.15:细胞悬浮培养:是指将单个游离的细胞或细胞团在液体培养基中进行培养增殖的技术.16.原生质体:指除去细胞壁后的细胞,是一个被质膜包裹的裸露细胞.17.干细胞:细胞在分化过程中往往由于高度分化而完全失去了再分裂的能力,最终衰老死亡,机体在发展适应过程中为补充不足,保留了一部分未分化的原始细胞称之为干细胞. 18.胚性细胞:分化程度不高,具备发育为胚胎或植株的全能性细胞.19.体细胞胚:离体条件下没有经过受精过程,但经过胚胎发育过程所形成的胚的类似物,统称为体细胞胚.20.2,4-D:2,4-二氯苯氧乙酸,生长素的一种,启动愈伤组织形成.21.ZT:玉米素,分裂素的一种,为天然物.22.2-ip:异戊烯腺嘌呤,诱导木本植物芽的萌动,诱导离体细胞增殖不定芽.23.BA:6-苄基氨基嘌呤24.CH:水解酪蛋白,成分:水解氨基酸,后期发生体胚诱导.25.L-H:水解乳蛋白,(诱导愈伤)26.GA:赤霉素,可促进细胞的伸展和茎叶的伸长,长日照植物提前开花,促进果实发育,诱导单性生殖,并且在禾谷类种子萌发中起作用.27.VPP:烟酸或N ick酸,可促进新陈代谢和胚胎发育,高浓度具有抑制,常用量为0.5mg/L.28.V-B6:对根的生长具有促进作用.29.PEG:聚乙二醇,用于诱导体细胞融合.30.DMSO:二甲基亚枫,冻剂.31.FDA:荧光素双醋酸酯盐,活体染色,荧光素在原生质中呈G 光.32非胚性细胞：高度分化或特化的细胞，已经失去分裂和再分化的能力，即使在培养的条件下也不能发育成植株。
2022-2023 学年 苏教版 选择性必修三 植物细胞工程的应用 教案
第二节植物细胞工程的应用课程内容标准核心素养对接举例说明植物细胞工程利用快速繁殖、脱毒、次生代谢物生产、育种等方式有效提高了生产效率。
社会责任——列举植物组织培养技术在生产实践中的应用，说明植物细胞工程对生产的影响。
知识点1植物组织培养技术的应用1.人工种子2.快速繁殖3.培育脱毒植物4.种质保存知识点2植物细胞培养技术的应用1.植物细胞代谢产物的工厂化生产2.单倍体育种(1)人工种子的基本结构包括人工种皮和胚状体。
(×)(2)通过植物组织培养获得的脱毒植物具有抗病毒的特性。
(×)(3)利用茎尖、花药进行组织培养均可培育出脱毒种苗。
(√)(4)植物细胞、组织等在超低温保存过程中不会引起遗传性状的改变，也不会丧失形态发生的潜能。
(√)(5)单倍体育种的过程就是花药离体培养的过程。
(×)(6)培养红豆杉细胞生产紫杉醇利用了细胞的全能性。
(×)教材P58“旁栏思考题”1.植物组织培养与传统的无性繁殖相比，有什么优势？提示繁殖周期短，繁殖速度快；繁殖材料用量少，受环境限制少，可工厂化生产，不受季节和恶劣天气的影响；能获得无毒苗木无性系；木本植物应用潜力大；便于种质贮存与交换；可离体繁殖诱变等。
教材P58“图2－2－3”拓展2.如图是一种玉米病毒病，会导致玉米的产量和品质大大降低，思考回答下列问题：(1)感染病毒的玉米植株是否存在无病毒的部位？为什么？提示生长点部位(如茎尖)的病毒浓度很低甚至无病毒。
因为这些部位没有维管束，病毒难以进入。
(2)如何培育出大量的玉米脱毒种苗？提示采用植物茎尖组织培养的方法，便可以大量繁殖脱毒植物种苗。
除了利用茎尖外，还可以利用花药培养来实现脱毒。
教材P61“问题与讨论”3.花药是雄蕊的重要组成部分，每个花药一般由2～4个花粉囊组成。
有人认为，花药经组织培养后形成的幼苗既可能是二倍体幼苗，又可能是单倍体幼苗。
试从花药结构的视角，对上述观点加以分析。
细胞工程第七章-精品文档25页
（2）多能干细胞（Multipotent stem cell）：能够形成两种 或两种以上类型细胞的干细胞。例如骨髓造血干细胞就 是典型的多能干细胞，可以分化成红细胞、巨噬细胞、 粒细胞、巨核细胞、淋巴细胞等多种类型细胞。
第七章 干细胞
一、干细胞的定义与应用 （一）定义
干细胞是一类具有自我更新和分化潜能的细胞。
（二）特征
1、自我更新特征 自我更新是指干细胞具有分裂和自我复制能力。
（1）对称分裂（symmetric division）是指一个干 细胞分裂产生的两个子细胞全是干细胞。
（2）不对称分裂（asymmetric division）是指一个 干细胞分裂成一个干细胞和一个短暂增殖细胞， 称之为祖细胞（progenitor cell)。祖细胞不具备 自我复制的能力。
2、增殖特征 （1）增殖的缓慢性：一般情况下，干细胞处于休眠
或缓慢增殖状态。缓慢增殖可以减少基因发生突 变的可能性。
（2）增殖的自稳性：也称自我维持，是指干细胞 会自我更新维持自身数目的恒定，主要是通过不 对称分裂来实现。
3、分化特征 （1）单能干细胞（Monopotent stem cell)：只能分化为单一
任何涉及丧失正常细胞的疾病都可以通过移植由 胚胎干细胞分化而来的特异组织细胞来治疗。
《科学日报》2019年5月27日 报道，美国加州大学欧文分校 （UC Irvine）的科学家们用人 类胚胎干细胞培育出一种早期 阶段的视网膜，为开发可移植 性视网膜来治疗人类视网膜病 变迈出了第一步——Journal of Neuroscience Methods。
二、分类与特点
◆不同的干细胞具有不同的分化潜能。 ◆从所具有的分化功能上讲，干细胞可分为单能干
植物细胞工程的实际应用 课件
(5)优点。 ①解决了某些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。 ②固定杂种优势。天然种子由于在遗传上具有因减数分裂引起的重组 现象,因而会造成某些遗传性状的改变,而人工种子则可以完全保持优良品 种的遗传特性。 ③快捷高效的繁殖方式。天然种子在生产上受季节的限制,一般每年只 能繁殖 1~2 次,有些甚至十几年才繁殖一次,而人工种子生产不受季节限制, 且快捷高效。 ④可控制植物的生长发育与抗逆性。针对植物种类和土壤条件,在人工 种子的包裹剂中还可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗 生素、有益菌等,可控制植物的生长发育和增强抗逆性。 (6)获取方法:植物组织培养。 (7)实例:已成功把芹菜、花椰菜、桉树和水稻的胚状体制备成了人工 种子,并得到了较高的发芽率。
物脱毒的优点。 ④根据植物组织培养“在实验室或工厂进行,可人工控制,不受季节限
制”的特点,理解微型繁殖、人工种子的优点。
【例题 1】 植物的微型繁殖的优点是( )
A.取材少
B.培养周期短
C.繁殖率高 D.以上都是
解析:微型繁殖也叫快速繁殖技术,利用的技术手段就是植物组织培养,
该繁殖充分发挥了植物组织培养的优势,例如取材少、培养周期短、繁殖率
植物繁殖的新途径
●问题导引●
如果你是一家花卉繁育基地的老板,当然期望你的花卉大量和快速繁 殖,以获取较大的经济效益。思考:(1)哪一生物工程技术能大量和快速地繁 殖花卉?简述该技术的大体操作过程。(2)常规种子的生产存在哪些缺陷? 人工种子是天然种子的替代品,人工种子由哪几部分构成?
提示:(1)植物组织培养,该技术的大体操作过程是:获取大量的外植体 →消毒处理→接种→脱分化形成愈伤组织→再分化出根、芽→形成幼苗。 (2)常规种子的生产存在的缺陷包括:受季节、气候和地域的限制,生产周期 长,数量有限等。人工种子主要由胚状体(或不定芽、顶芽、腋芽等)、人工 薄膜等几部分构成。
细胞工程
细胞工程1、植物生物技术在农业上的应用1、植物次级代谢产物的生产2、植物组织培养3、人工种子2、什么是人工种子人工种子（Artificial seed）定义：又称合成种子(Synthetic seed)或体细胞种子(Somatic seed)，是指将植物离体培养中产生的胚状体或芽包裹在含有养分和保护功能的人工胚乳(Artificial endosperm)和人工种皮（Artificial seed coat)中形成的类似种子的颗粒。
3、组织快繁技术的优点1.周期短，便于人工控制培养条件。
繁殖速度快，经济效益高。
2.占用空间小，不受地区、季节限制。
3.繁殖珍稀、濒危苗木和突变体，是优良品种培育的有效途径。
4.利于保持原来品种的特性。
4、反义RNA定义及意义反义RNA技术：与靶核酸(如mRNA或有义DNA)链互补的RNA分子，可抑制靶核酸的功能。
反义RNA技术：根据编码正常蛋白质的基因序列设计与之相对应的能转录出反义RNA链的反义DNA，转基因后所产生的反义RNA链根据碱基互补配对原则会与mRNA 链结合成双链，使正常的mRNA无法和核糖体结合，导致蛋白质翻译终止。
5、抗草甘膦作物的机理抗草甘膦机制：转基因技术向作物中导入不敏感的EPSP则成功得到了作物对草甘膦的高度抗性。
6、细胞工程的意义？？？？？？？？？？？？？？7、什么叫体外受精体外受精(In vitro fertilization，IVF)是指将哺乳动物的精子和卵子在体外人工控制的环境中完成受精过程的技术。
8、试管动物的培育过程（1）精子采集与体外获能、卵子采集与成熟培养（2）体外受精（3）胚胎体外培养（4）胚胎移植(Embryo transfer，ET)：是指将受精卵或发育到一定阶段的胚胎移植到与供体同时发情排卵、但未经配种的“受体”母畜输卵管或子宫的技术（5）体内发育、出生9、精子的获能精子获能(Capacitation)是指精子获得穿透卵子透明带能力的过程。
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此外由于繁殖体的含水量较高，贮存中极易受到微生物 感染危害，因此介质中还应含有适当的杀菌剂。
2、常用的人工胚乳液配方有两种：
MS（或SH、White）培养基加入1.5%的马
铃薯淀粉水解物；
SH（0.5×）培养基加入1.5%的麦芽糖。
人工胚乳一般由含有供应胚状 体养分的胶囊组成,养分包括矿 质元素、维生素、碳源以及激 素等。
三. 人工种子分类
根据Redenbaugh对人工种子的分类方法，可将人工种子分 为三大类： 裸露的或休眠的繁殖体 如微鳞茎，微块茎等。它们 在不加包被的情况下也具有较高的成株率。
人工种皮包被的繁殖体 一些体细胞胚、原球茎等不 能过度干燥，但只需要用人工种皮包被即可维持良好的 发芽状态，如胡萝卜体细胞胚。
快速获得大量种子，特别是对于那些制种困难
的植物更具有主要的适用意义；
其三，对于一些不能正常产生种子的特殊植物 材料如三倍体、非整倍体、工程植物等，有可 能通过人工种子在短期内加大繁殖应用；
其四，与田间制种相比，可以节省制种用地， 且不受季节限制，可以实现工厂化生产，同时 还避免了种子携带病原菌的危险； 其五，与利用试管苗相比，可以避免移栽困难， 且可以实现机械化操作，同时还便于储藏和运 输。
香蕉(Musa acuminata)
杨树(Populus beijingy)
微芽
芽
无菌条件下发芽
无菌条件下发芽
表7.3 部分植物繁殖体诱导培养条件
植物 种类
繁殖 体类 型 体细 胞胚 微芽 体细 胞胚 桉树 微芽 培养程序 及培养天 数
Step I, 21
培养基 及蔗糖 浓度
MS, 3%
激素浓度（mg./L）
橡胶树(Hevea brasiliensis)
西洋参(Panax quinquefolium) 刺五加(Acanthopanax senticosus) 黄连(Coptis chinensis)
无菌条件下发芽
无菌条件下发芽 无菌及有菌条件下成苗 无菌及有菌条件下成苗
表7.2 以器官为繁殖体的人工种子
物
种
繁殖体 芽 芽 芽 小鳞茎 侧芽 芽 微芽 原球茎 原球茎 球茎
主 要 结 果 无菌条件下发芽成苗 无菌条件下发芽成苗 无菌条件下发芽成苗 无菌条件下发芽成苗 无菌条件下发芽成苗 无菌及有菌条件下发芽成苗 有菌土壤中发芽成苗 无菌条件下发芽 无菌条件下发芽 无菌条件下发芽
印度桑(Morus indica) 檀香(Santalum ablum) 花叶芋(Caladium bicolor) 百合(Lilium) 直杆桉树(Eucalyptus maideni) 莴苣(Lacyuca sativa) 华腺萼木(Mycetia sienensis) 大花蕙兰(Cytobium) 石槲兰(Dendrobium) 唐菖蒲(Gladiolus hortalans)
二、人工种子的结构
农业生产中使用的天然种子，一般都是 由种被、胚乳和胚三部分构成。 目前研制的人工种子的结构: 体细胞胚 人工种皮 人工胚乳
广义的体细胞胚由组织培养中获 得的体细胞即胚状体、愈伤组织、 原球茎、不定芽、顶芽、腋芽、 小鳞茎等繁殖体组成。
胶囊之外的包膜称之为人工种皮, 有防止机械损伤及水分干燥等保护 作用。包裹成功的人工种子既能通 气、保持水分和营养,又能防止外 部一定的机械冲击力。
人工种子长 出的芹菜味 道非常鲜美
黄连 黄连
西洋参
西洋参
莴苣
甘薯
橡胶树
苜蓿
檀香
在配制好的海藻酸钠溶液中，按一定比例加入繁殖
体并混匀。（添加糖、防腐剂、抗生素、农药等，
防止病虫害侵染。） 将其逐滴滴入2.0%-2.5%的CaCl2溶液中，经20－ 30min.的离子交换作用即形成含有繁殖体具有一定 刚性的人工种子，
用无菌水漂洗20min.以终止反应。
海藻酸钠易失水干缩，为克服此弱 点，采用二重结构，即在胶囊中包埋培 养液、保水剂，使体胚悬浮于培养基中， 为防止发芽时杂菌感染，添加抗菌剂等。
2.0-4.0
1.0
Step II, 28-56
0.2-0.5
0.5 0.52.0
ADE(40)
25
0.2-0.5
ADE(40)
茶树
体细 胞胚
不定 芽 体细 胞胚 不定 芽 原球 茎
Step I, 28
MS, 4%
0.5-1.0
1.0
0.5
GA(0.3), IAA(0.3-0.5) IAA(0.3) 1.0
水凝胶包埋再包被人工种皮的繁殖体 大多数体细胞 胚、不定芽、茎尖等均需要先包埋在半液态凝胶中，再 经人工种皮包裹才能避免失水，从而维持良好的发芽能 力。
四. 人工种子的意义
其一，在无性繁殖植物中，有可能建立一种高
效快速的繁殖方法，它既能保持原有品种的种
性，又可以使之具有实生苗的复壮效应；
其二，可以对优异杂种种子不通过有性制种而
五、人工种子的局限性 目前，绝大多数人工种子发芽需 要无菌条件，所以，还不能实现广泛 应用。另外，人工种子的制作费用过 高，并且在应用上需要各个环节的配 套，这些都限制了人工种子的推广。
表7.1 以体细胞胚为繁殖体的人工种子
物 胡萝卜(Daucus carota) 苜蓿(Medicago sativas) 芹菜(Apium graveolens) 柑橘(C. sinensis×C. reticulata) 挪威云杉(Picea abies) 松树(Pinus lambertiana, P. aeda) 玉米(Zea mays) 杂交水稻(O. sativa×O. lalifolia) 种 主 要 结 果 有菌土壤中发芽成苗 有菌条件下发芽成苗 有菌条件下发芽成苗 无菌条件下发芽成苗 无菌及有菌条件下发芽 无菌及有菌条件下发芽 无菌条件下发芽成苗 无菌条件下发芽
最近还报道一种硅酮种衣，它不仅可以抗真菌，而 且可渗入水蒸气和氧气，这些材料均还处于试验之 中。
人工种子还在继续研究中，目前还不 能大面积用于生产，因为还存在着难题： 体细胞胚诱导及其可能发生变异；人工种 皮还存在缺陷；贮藏、发芽技术尚待解决； 人工种子工厂化生产配套设施、及种子成 本过高等。这些问题一旦解决，人工种子 的应用将会展现广阔前景。
三．人工种皮的装配
理想的人工种皮应该是：
具有一定的封闭性以保证人工胚乳的各种成分
不易流失，同时又具有良好的透气性。
具有一定的坚硬度，以加强人工种子的耐储运
性和适于机械化操作。
无毒无害，能保证繁殖体顺利穿透发芽。
配制简单易行，成本低。
常用的人工种皮材料
早期使用Elvax 4260涂膜，价格昂贵，操作复杂、 包裹效果不尽人意。 新近试验使用的二氧化硅化合物材料包括疏水的 Tullanox和微亲水的Cab-O-Sil，二者均可以粉末状 包裹在人工种子胶囊外层，操作时只需将胶囊在上 述材料中滚动即可完成包被过程，操作简单易行， 大量生产还可以机械化操作。
Step II, 30
MS, 2-3%
1.0
0.5
25 Step I, 25
MS, 2-3% MS, 3% 1.0
1.0 0.2
1.0
华腺 萼木 兰花
Step II, 20
MS, 0.2-0.3%
0.2
1.0 IAA(0.3), GA(0.1) 椰子汁(10%)
25
MS, 2-3%
0.01
0.2
25
第七章 人工种子
§1. 人工种子的概念 §2. 人工种子制备的技术要点
§1.人工种子的概念
一. 基本概念
狭义 的概念是指植物离体培养中产生的
胚状体（包括体细胞胚和性细胞胚），包裹在 含有养分和具有保护功能的物质中，并在适宜 条件下能够发芽出苗的颗粒体。 广义 而言，人工种子是在胚状体或一块 组织（顶芽、腋芽）、一个器官（小鳞茎等） 之外加上必要的营养成分（人工胚乳）后，用 具有一定通透性而无毒的材料将其包裹起来， 形成的与天然种子相似的颗粒体
2,4-D 2.0 NAA 1.0 Zeatin 1.0 BA Kin
其它成分 (mg/L)
LH(100) LH(100), 谷氨酰 胺(500)
芥菜 型油 菜
Step II, 21
MS, 3%
0.1
1.0
0.5
21
MS, 3%
0.05-0.2
5.0
Step I, 20
B5, 4-5% 改良H, 3% 改良H, 3%
微型变态器官繁殖体不能过度脱水，但亦需要适当干 燥，除去表面及多余的水分，同时要进行表面消毒处 理以防止包被后的感染。为了延长贮存时间，亦需根 据使用季节进行适当的休眠处理。 芽为繁殖体的类型，则不能进行脱水处理，但必需筛 选生长健壮、组织充实的芽进行包埋。
二．繁殖体的包埋
1、包埋介质的要求：
首先必需是对繁殖体及其它生物是无毒的，并具有一定 的缓冲强度，以保证繁殖体在生产、运输和种植操作中 的安全。
MS, 2%
0.1
§2.人工种子制备的技术要点
人工种子的基本制作流程 外植体的选择和消毒—— 愈伤组织的诱 导——体细胞胚的诱导 ——体细胞胚的 同步化——体细胞胚的分选——体细胞胚 的包裹(人工胚乳)——包裹外膜——发芽 成苗试验——体细胞胚变异程度与农艺研 究。
一．繁殖体的处理
体细胞胚形成后，需要在无激素培养基上经过一定阶 段的后熟培养，然后进行脱水干燥，再将畸形胚选出 后才能进行包埋。在脱水之前用ABA处理体细胞胚强 迫其进入休眠，更有利于长期贮存。
3、包埋的方法 主要有液胶包埋法、干燥包埋法 和水凝胶法 等。液胶包埋法是将胚状体或小植株悬 浮在” 一种黏滞流体胶中直接播入土壤的方法。干燥 包埋法是将体细胞胚经干燥后再用聚氧乙烯等 聚合物进行包埋的方法。水凝胶法是指用通过 离子交换或温度突变形成的凝胶包裹材料进行 包埋的方法。