1、第二章第二章 细胞工程细胞工程第第1 1节节 植物细胞工程植物细胞工程指应用指应用细胞生物学、分子生物学细胞生物学、分子生物学和和发育生物学发育生物学等多学科的原理和等多学科的原理和方法，通过方法，通过细胞器、细胞细胞器、细胞或或组织水平组织水平上的操作，有目的地获取上的操作，有目的地获取特定特定的的细胞细胞、组织组织、器官器官、个体个体或或其产品其产品的一门的一门综合性综合性的生物工程。的生物工程。概念：原理和方法操作水平研究目的分类：植物细胞工程植物细胞工程和和动物细胞工程动物细胞工程细胞工程兰花种子通常发育不全，在自然条件下萌发率极低；传统分株繁殖的方法又存在繁殖周期长，繁殖率低等问题。
2、植物组织培养技术如何能让名贵的兰花大量、快速地繁殖，从而走入寻常百姓家呢？兰为王者香，芬馥清风里。兰为王者香，芬馥清风里。4从社会中来叶子叶子花瓣花瓣花粉花粉细胞细胞植物体播种播种扦插扦插一般情况下：一般情况下：一定条件下：一定条件下：植物组织培养技术从社会中来植物细胞工程的基本技术植物体细胞杂交技术植物组织培养技术包括理论基础细胞的全能性接种接种外外植体植体诱导诱导愈伤愈伤组织组织诱导诱导生芽生芽诱导诱导生根生根移栽移栽成活成活去去壁壁去去壁壁融融合合 再再生生新新壁壁脱脱分分化化再再分分化化移移栽栽理论基础1.概念：细胞经过分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能实例
3、：胡萝卜韧皮部细胞韧皮部细胞发育成完整植株完整植株 蜜蜂的卵细胞卵细胞发育成雄峰雄峰 用一片叶子、一片花瓣、一粒花粉一片叶子、一片花瓣、一粒花粉繁殖出新的植株新的植株判断：种子发育完整植株体现了植物细胞的全能性 （）植物细胞的全能性19581958年美国科学家将胡萝卜年美国科学家将胡萝卜韧皮部韧皮部一些一些细胞培养细胞培养获得了完整的获得了完整的新植株新植株。已已分分化化细细胞胞脱分化脱分化愈伤组织再分化再分化胚状体再分化再分化细胞的全能性实例 细胞的全能性实例 多肉进行叶插繁殖多肉进行叶插繁殖细胞的全能性2.细胞具有全能性的原因（物质基础）：生物体的每个细胞中都含有发育成为完整个体所需的全部
4、遗传物质。3.不体现全能性的实例：芽原基只能发育为芽，叶原基只能发育为叶基因在特定时间、空间条件下选择性表达。生物体生长发育过程中并不是所有细胞都表现出全能性！4.细胞全能性大小比较：随着细胞随着细胞分化分化程度的不断提程度的不断提高高，细胞的，细胞的全能性全能性逐渐降逐渐降低低受精卵受精卵胚胎干细胞胚胎干细胞生殖细胞生殖细胞体细胞体细胞植物细胞植物细胞动物细胞动物细胞 体细胞：分化程度低分化程度高细胞的全能性指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。植物细胞的全能性外植体1.概念：2.理论基础：3.一般过程：生殖方式：无性生殖分
5、裂方式：有丝分裂接种外植体诱导愈伤组织诱导生芽诱导生根移栽成活脱分化再分化再分化二 植物组织培养技术在在_等等条件的诱导条件的诱导下，下，已经分化的细胞失去其特已经分化的细胞失去其特有的结构和功能有的结构和功能，转变为转变为_，进而形成，进而形成_的过程。的过程。一定的激素和营养未分化的细胞未分化的细胞愈伤组织脱分化：脱分化：不定形的薄壁组织团块愈伤组织：愈伤组织：再分化：再分化：愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。二 植物组织培养技术（1）组织离体状态（2）适宜的培养条件（3）植物激素（主要是生长素和细胞分裂素）诱导和调节种类齐全、比例适合的营养物质适宜的外界条件（温度、pH、光照等）无菌
6、环境（细胞表现全能性的条件）植物组织培养成功的条件P35【探究实践】第1段细胞分裂素生长素 芽分化根分化巧记：高根低芽中愈伤巧记：高根低芽中愈伤生长素用量生长素用量 /细胞分裂素用量细胞分裂素用量结果结果比值比值1 1比值比值1 1比值比值1 1促进促进根根的分化的分化促进促进芽芽的分化的分化促进促进愈伤组织愈伤组织的形成的形成思考：思考：若培养物取自植物的幼茎、叶片等含有叶绿体的部若培养物取自植物的幼茎、叶片等含有叶绿体的部位，愈伤组织中是否会含有叶绿体？位，愈伤组织中是否会含有叶绿体？为什么？为什么？愈伤组织中不含有叶绿体；愈伤组织中不含有叶绿体；培养物经过诱导后，失去其特有的结构和功能而
7、培养物经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞，因此，愈伤组织中不含有叶绿体转变成未分化细胞，因此，愈伤组织中不含有叶绿体二 植物组织培养技术接种外植体诱导愈伤组织诱导生芽诱导生根移栽成活再分化再分化脱分化二 植物组织培养技术5.菊花的组织培养菊花的组织培养提供能量，调节渗透压菊花的组织培养 材料用具具外植体：幼嫩的菊花茎段经常选择根尖（分生区）、茎的韧皮部（形成层）根尖（分生区）、茎的韧皮部（形成层）等分裂能力强、分化程度低等分裂能力强、分化程度低的区域的区域作为材料，容易诱导形成愈伤组织体积分数为70%的酒精对手、超净工作台、外植体进行消毒消毒质量分数为5%左右的次氯酸钠溶液对
8、外植体进行消毒消毒无菌水清洗外植体MS培养基（本书附录1）水、无机盐、碳源（蔗糖）、氮源、氨基酸、维生素等营养物质与特定浓度和比例的激素激素消毒消毒双手和超净工作台双手和超净工作台酒精擦拭酒精擦拭外植体外植体（幼嫩的茎段）：（幼嫩的茎段）：酒精消毒酒精消毒30s无菌水无菌水23次次次氯酸钠次氯酸钠30min无菌水无菌水23次次二 植物组织培养技术5.菊花的组织培养可以适当提高次氯酸钠的浓度以缩短消毒时间取材取材将消毒过的外植体置于无菌的培养皿中，用无菌滤纸吸去表面的水分。用解剖刀将外植体切成0.51cm长的小段。超净工作台超净工作台无菌操作无菌操作二 植物组织培养技术5.菊花的组织培养接种接种
9、在酒精灯火焰旁，将外植体的1/31/2插入诱导愈伤组织的培养基中。用封口膜或瓶盖封盖瓶口，并在培养瓶上作好标记。二 植物组织培养技术5.菊花的组织培养注意：接种时注意外植体的方向，不要倒插(形态学上端朝上形态学上端朝上）脱分化脱分化 将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于1822的培养箱中培养。在培养过程中，定期观察和记录愈伤组织的生长情况。愈伤组织二 植物组织培养技术5.菊花的组织培养 注意：该过程一般不需要光照，有光易形成维管组织，不易形成愈伤组织。再分化再分化培养1520d后，将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上 长出芽后 将其转接到诱导生根的培养基上，进一步诱导形成试管苗。
10、二 植物组织培养技术5.菊花的组织培养诱导生芽诱导生芽诱导生根诱导生根每日需要给予适当时间和强度的光照！(光照培养)先诱导生芽，再诱导生根 移栽移栽二 植物组织培养技术 移栽前先打开封口膜或瓶盖，让试管苗在培养箱内生长几日。用流水清洗掉根部的培养基后，将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入土。每天观察并记录幼苗的生长情 况，适时浇水、施肥，直至开花。离体无菌一定的营养、激素适宜的外界条件(温度、pH、光照等)外植体愈伤组织根、芽或胚状体试管苗脱分化再分化黑暗光照水琼脂有机物无机物植物激素蔗糖：提供能量、调节渗透压。植物激素：主要是生长素和细胞分裂素。根、芽植物体培养条件：
11、培养条件：无菌营养物质适宜条件（温度、PH、光等）植物激素：遮光光照芽发育成叶，芽发育成叶，叶肉细胞中叶肉细胞中叶绿素的合叶绿素的合成需要光照成需要光照愈伤组织离体的植物器官、组织或细胞（外植体）愈伤组织重新分化愈伤组织重新分化为芽、根等器官为芽、根等器官失去特有结构和功失去特有结构和功能转变成未分化的能转变成未分化的细胞细胞生长素生长素和和细胞分裂素细胞分裂素是启是启动细胞分裂、脱分化和再动细胞分裂、脱分化和再分化的分化的关键关键。生长素和细。生长素和细胞分裂素的比例和浓度会胞分裂素的比例和浓度会影响植物细胞的发育方向。影响植物细胞的发育方向。如：胡萝卜的形成如：胡萝卜的形成层、菊花幼茎段、层、菊花幼茎段、月季的花药月季的花药排列不规则，高度液排列不规则，高度液泡化，呈不定型状态泡化，呈不定型状态的薄壁细胞的薄壁细胞练习与应用1.下图表示植物组织培养的一般过程。下列相关说法错误的是()A.过程a指的是脱分化，过程c指的是再分化B.此技术依据的原理是植物细胞的全能性C.b d的过程不需要光照D.生长素含量高时，有利于根的形成C离体的植物离体的植物器官、组织器官、组织或细胞或细胞abcd完整的完整的植物体植物体练习与应用对点训练：2.如图为植物组织培养过程，下列有关说法正确的是A.实验中试管中细胞的全能性最高B.试管中培育出的个体都是纯合子C.过程需要光照D.过程培养基保持不变A
