07植物細(xì)胞工程教案新人教版選修3

1、教案：2.1植物細(xì)胞工程教案（新人教版選修3）2.1 植物細(xì)胞工程一、教學(xué)目標(biāo)1. 簡述植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交技術(shù)。2. 列舉植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用。3. 嘗試進(jìn)行植物組織培養(yǎng)。二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)（1） 植物組織培養(yǎng)的原理和過程。（2） 植物體細(xì)胞雜交的原理。（3） 植物細(xì)胞工程應(yīng)用的實(shí)例。2.教學(xué)難點(diǎn)植物組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)。三、教學(xué)策略本節(jié)教材內(nèi)容對(duì)學(xué)生來說，雖說在必修模塊中學(xué)了一些細(xì)胞的知識(shí)，但仍然是一個(gè)新的領(lǐng)域，學(xué)習(xí)起來有一定的困難。教師可采用講授為主結(jié)合討論的方法進(jìn)行教學(xué)。具體建議如下。在細(xì)胞的全能性及細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)、植物組織培養(yǎng)技術(shù)這部分內(nèi)容的教學(xué)中，首先可用教材上的菊

2、花圖引入本節(jié)的標(biāo)題，同時(shí)提出一個(gè)問題為什么植物的一個(gè)花瓣就可以培育出完整的植株呢？以引入本節(jié)課的第一個(gè)問題細(xì)胞的全能性及分化。關(guān)于細(xì)胞的全能性和細(xì)胞分化這部分內(nèi)容，因?yàn)閷W(xué)生在必修模塊中學(xué)過，所以可以提問的方式讓學(xué)生回顧，教師再根據(jù)學(xué)生的回答情況按教材上的內(nèi)容進(jìn)行講解。然后再通過“怎樣把植物的一個(gè)花瓣培育成完整的植株”這個(gè)問題引入本節(jié)課的重點(diǎn)及難點(diǎn)問題植物組織培養(yǎng)技術(shù)。教材這部分的內(nèi)容是通過實(shí)驗(yàn)“胡蘿卜的組織培養(yǎng)”來進(jìn)行討論和總結(jié)的，應(yīng)當(dāng)盡量創(chuàng)造條件完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)。在不具備完成該實(shí)驗(yàn)條件的學(xué)校，可以帶領(lǐng)學(xué)生參觀組培實(shí)驗(yàn)室，或讓學(xué)生觀看植物組織培養(yǎng)技術(shù)的錄像片。同時(shí)結(jié)合教材的討論題進(jìn)行教學(xué)，還可再補(bǔ)

3、充兩個(gè)問題：（1）離體的器官、組織或細(xì)胞如果不進(jìn)行脫分化處理，能否培養(yǎng)成完整植物體？（2）決定植物細(xì)胞脫分化、再分化的關(guān)鍵因素是什么？在植物體細(xì)胞雜交技術(shù)及植物繁殖的新途徑的教學(xué)中，首先可通過教材上的番茄馬鈴薯實(shí)例引入，讓學(xué)生思考20世紀(jì)60年代，一些科學(xué)家提出這樣一個(gè)設(shè)想：讓番茄與馬鈴薯雜交，培育出地上結(jié)番茄果實(shí)，地下結(jié)馬鈴薯塊莖的植物。如果要實(shí)現(xiàn)這一設(shè)想，你認(rèn)為可以采用哪些方法？這樣一來一下子就把學(xué)生吸引到本節(jié)課要解決的問題植物體細(xì)胞雜交技術(shù)上。隨后讓學(xué)生分析植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的概念，再根據(jù)此概念，結(jié)合學(xué)生原有的植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、酶的特性及新學(xué)習(xí)的植物組織培養(yǎng)技術(shù)的知識(shí)來回答下述問題：（1

4、）要想讓兩個(gè)來自不同植物的體細(xì)胞融合在一起，遇到的第一個(gè)障礙是什么？（2）有沒有一種溫和的去細(xì)胞壁的方法？（3）如果兩個(gè)來源不同的原生質(zhì)體發(fā)生融合形成了雜種細(xì)胞，下一步該對(duì)此細(xì)胞做何種處理？（4）如何將雜種細(xì)胞培育成雜種植株？與學(xué)生一起討論后，再按教材上的植物體細(xì)胞雜交技術(shù)流程圖進(jìn)行總結(jié)，重點(diǎn)講解以下內(nèi)容。 流程圖中為了簡化，僅畫了一個(gè)馬鈴薯的原生質(zhì)體與一個(gè)番茄的原生質(zhì)體之間的融合，可真正在實(shí)際操作過程中，是把許多馬鈴薯的原生質(zhì)體和許多番茄的原生質(zhì)體放在一起，讓它們自由融合，再從中篩選出所需的雜種細(xì)胞。 由于不同種的細(xì)胞其細(xì)胞膜的特點(diǎn)不一樣，如不作任何處理，把它們放在一起，讓它們自然融合是不可

5、能的，所以原生質(zhì)體間的融合必須要人工誘導(dǎo)。最后要特別強(qiáng)調(diào)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的意義，以及植物體細(xì)胞雜交已取得的進(jìn)展和尚未解決的問題，使學(xué)生認(rèn)同科學(xué)是一個(gè)不斷發(fā)展的過程，激發(fā)學(xué)生探索生命科學(xué)奧秘的興趣及勇于質(zhì)疑的科學(xué)精神。在植物繁殖新途徑的教學(xué)中，首先可由植物組織培養(yǎng)技術(shù)引入，讓學(xué)生回憶植物組織培養(yǎng)技術(shù)的基本原理和過程，思考利用這項(xiàng)技術(shù)能做哪些工作？再逐一講解微型繁殖技術(shù)、作物脫毒及人工種子。微型繁殖技術(shù)的特點(diǎn)教師需從教材中提煉出來： 繁殖速度快；“高保真”（因?yàn)槭菬o性繁殖）； 不受自然生長季節(jié)的限制（因?yàn)樵诰哂幸欢ㄈ斯ぴO(shè)施的室內(nèi)生產(chǎn)）。 關(guān)于植物組織培養(yǎng)的其他應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)參照教材的思路，先介紹生產(chǎn)

6、實(shí)踐中遇到的問題，說明社會(huì)生產(chǎn)的實(shí)際需要，再介紹科技人員是如何應(yīng)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)解決這些問題的。例如，關(guān)于在作物脫毒中的應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)先介紹長期進(jìn)行無性繁殖的作物，易積累感染的病毒，導(dǎo)致產(chǎn)量降低，品質(zhì)變差，而植物的分生區(qū)一般不會(huì)感染病毒，用分生區(qū)的細(xì)胞進(jìn)行組織培養(yǎng)，就能得到大量的脫毒苗。這樣進(jìn)行教學(xué)，一是能夠讓學(xué)生更好地理解先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，二是能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，三是有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。在細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)的教學(xué)中，盡管此內(nèi)容是植物組織培養(yǎng)技術(shù)在另一方面的重要應(yīng)用，但由于學(xué)生對(duì)此內(nèi)容易于理解，所以教師可先讓學(xué)生閱讀教材，再結(jié)合資料分析，師生共同討論資料分析中的討論題

7、。四、答案和提示2.1.1植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)（一） 思考與探究1.為什么“番茄馬鈴薯”超級(jí)雜種植株沒有如科學(xué)家所想像的那樣，地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯？提示：1978年，梅爾徹斯（melchers）等人首次獲得了馬鈴薯與番茄的屬間體細(xì)胞雜種。他們將培育的二倍體馬鈴薯品系和番茄葉片細(xì)胞進(jìn)行融合，所產(chǎn)生的雜交株被稱為“馬鈴薯番茄”。像大多數(shù)雜種一樣，雜交株同時(shí)具有馬鈴薯和番茄的形態(tài)特征。其中一些植株形成了“類似塊莖的生殖根”，但是沒有產(chǎn)生可結(jié)實(shí)的花、果實(shí)以及真正意義上的塊莖。到目前為止“馬鈴薯番茄”一類的體細(xì)胞雜交植物還不能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，但是其研究價(jià)值不可忽視。至于馬鈴薯番茄沒有像人們預(yù)想的那樣

8、地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯，主要原因是：生物基因的表達(dá)不是孤立的，它們之間是相互調(diào)控、相互影響的，所以馬鈴薯番茄雜交植株的細(xì)胞中雖然具備兩個(gè)物種的遺傳物質(zhì)，但這些遺傳物質(zhì)的表達(dá)受到相互干擾，不能再像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質(zhì)一樣有序表達(dá)，雜交植株不能地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯就是很自然的了。2.自然界中有一種含有葉綠體的原生動(dòng)物眼蟲，說明植物的細(xì)胞器同樣可以在某些動(dòng)物細(xì)胞中存活，請(qǐng)?zhí)接懀簞?dòng)物細(xì)胞與植物細(xì)胞之間可以實(shí)現(xiàn)雜交嗎？如果理論上可行，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)出具體實(shí)驗(yàn)方案。提示：根據(jù)眼蟲的特點(diǎn)，動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞之間在理論上是可以實(shí)現(xiàn)雜交的。具體的實(shí)驗(yàn)方案可以設(shè)計(jì)如下：（二） 正文中討論題【實(shí)驗(yàn) 胡蘿卜的組

9、織培養(yǎng)】1.在組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，為什么要強(qiáng)調(diào)所用器械的滅菌和實(shí)驗(yàn)人員的無菌操作？提示：植物組織培養(yǎng)中用到的培養(yǎng)基含有豐富的營養(yǎng)成分，有利于培養(yǎng)物的生長，然而各種雜菌同樣也可以在上面迅速生長，所以植物組織培養(yǎng)過程中污染現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。培養(yǎng)基一旦被污染，迅速生長的各種雜菌不但會(huì)和培養(yǎng)物爭奪營養(yǎng)，而且這些雜菌生長的過程中會(huì)生成大量對(duì)培養(yǎng)物有害的物質(zhì)，導(dǎo)致培養(yǎng)物迅速死亡。造成培養(yǎng)基污染的因素有很多，一般包括：外植體帶菌、培養(yǎng)瓶和各種器械滅菌不徹底、操作人員操作不規(guī)范等。所以在組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中用到的植物材料和各種器械都要進(jìn)行徹底地滅菌，實(shí)驗(yàn)人員操作一定要規(guī)范，避免帶入雜菌。2.在本實(shí)驗(yàn)中，切取胡蘿卜塊根時(shí)強(qiáng)調(diào)

10、要切取含有形成層部分，原因是這部分容易誘導(dǎo)形成愈傷組織。請(qǐng)思考一下，胡蘿卜的其他部分（如莖、葉、花），是否也能培養(yǎng)成小植株，你能用實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行驗(yàn)證嗎？提示：胡蘿卜的其他部分（如莖、葉、花）也能培養(yǎng)再生形成小植株，只是誘導(dǎo)愈傷組織比較困難?？梢宰寣W(xué)生參考利用胡蘿卜根進(jìn)行組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)，嘗試設(shè)計(jì)出利用胡蘿卜的莖、葉、花進(jìn)行組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)流程。3.請(qǐng)根據(jù)上面的實(shí)驗(yàn)過程，概括出植物組織培養(yǎng)技術(shù)的流程簡圖。提示：2.1.2植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用（一） 思考與探究1.通過查閱資料，請(qǐng)你再列舉出植物組織培養(yǎng)技術(shù)在我們生活中的另外一些應(yīng)用。提示：a. 拯救瀕危植物；b. 提供食品制作的原料； c. 利用愈傷

11、組織進(jìn)行轉(zhuǎn)基因操作。2.請(qǐng)查閱植物人工種子制備技術(shù)的詳細(xì)過程，設(shè)計(jì)出制備技術(shù)的主要流程圖。提示：誘導(dǎo)植物愈傷組織體細(xì)胞胚的誘導(dǎo)體細(xì)胞胚的成熟體細(xì)胞胚的機(jī)械化包裹貯藏或種植3.請(qǐng)查閱相關(guān)文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)出一種植物花藥組織培養(yǎng)和染色體加倍的實(shí)驗(yàn)流程。提示：花藥花粉細(xì)胞培養(yǎng)愈傷組織分化出小植物單倍體植株正常植株（二） 正文中討論題1.人們利用植物的微型繁殖技術(shù)來進(jìn)行工廠化育苗生產(chǎn)，這是利用了該項(xiàng)技術(shù)的哪些特點(diǎn)？提示：植物“微型”繁殖技術(shù)具有高效性和可以保持種苗的優(yōu)良遺傳特性的優(yōu)勢(shì)。工廠化大規(guī)模育苗生產(chǎn)正是利用了植物“微型”繁殖技術(shù)的這兩方面優(yōu)勢(shì)。利用植物“微型”繁殖技術(shù)我們可以在短時(shí)間中獲得大量的優(yōu)質(zhì)種苗

12、。2.人工種子之所以神奇，是由于它具有天然種子不可比擬的特點(diǎn)，想一想它們具有哪些優(yōu)點(diǎn)？提示：人工種子的優(yōu)點(diǎn)：（1）天然種子由于在遺傳上具有因減數(shù)分裂引起的重組現(xiàn)象，因而會(huì)造成某些遺傳性狀的改變；天然種子在生產(chǎn)上受季節(jié)限制，一般每年只繁殖12次，有些甚至十幾年才繁殖一次。而人工種子則可以完全保持優(yōu)良品種的遺傳特性，生產(chǎn)上也不受季節(jié)的限制。（2）試管苗的大量貯藏和運(yùn)輸也是相當(dāng)困難的。人工種子則克服了這些缺點(diǎn)，人工種子外層是起保護(hù)作用的薄膜，類似天然種子的種皮，因此，可以很方便地貯藏和運(yùn)輸。3.人工種皮是保證包裹在其中的胚狀體順利生長成小植株的關(guān)鍵部分，請(qǐng)?zhí)接懭斯しN皮中應(yīng)該具有的有效成分是什么？為了

13、促進(jìn)胚狀體的生長發(fā)育，我們還可以向人工種皮中加入哪些物質(zhì)？提示：針對(duì)植物種類和土壤等條件，在人工種子的包裹劑中還可以加入適量的養(yǎng)分、無機(jī)鹽、有機(jī)碳源以及農(nóng)藥、抗生素、有益菌等。為了促進(jìn)胚狀體的生長發(fā)育，還可以向人工種皮中加入一些植物生長調(diào)節(jié)劑。4.高效抗癌的藥物紫杉醇，雖然能造福人類，但卻為瀕危的紅豆杉帶來一場滅頂之災(zāi)。以“我們能否利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)大量生產(chǎn)紫杉醇，從而拯救紅豆杉”為題，與同學(xué)展開討論，說出植物組織培養(yǎng)技術(shù)在節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境方面的重要意義。提示：可以利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)來大量生產(chǎn)紫杉醇?，F(xiàn)在國內(nèi)外的科學(xué)家們正在研究利用植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)來大量培育紅豆杉細(xì)胞，希望利用這種方法來

14、大量生產(chǎn)紫杉醇。國內(nèi)外許多實(shí)驗(yàn)室開展了用組織培養(yǎng)法生產(chǎn)紫杉醇的研究，紅豆杉屬的11種植物現(xiàn)都在進(jìn)行組織培養(yǎng)。esc agenetics公司宣布他們用細(xì)胞培養(yǎng)法所得紫杉醇的含量是樹皮的25倍。國內(nèi)外在分化細(xì)胞株系和培養(yǎng)條件方面做了不少工作，摸索了外植體、光照、培養(yǎng)基組成等因素對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)及紫杉醇生成的影響?，F(xiàn)在工藝條件已基本摸清，正研究反應(yīng)的放大技術(shù)等，有望實(shí)現(xiàn)通過細(xì)胞培養(yǎng)進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)紫杉醇的目標(biāo)。五、知識(shí)拓展1.什么是細(xì)胞全能性?細(xì)胞全能性（cell totipotency）比較權(quán)威的定義是1984年國際組織培養(yǎng)協(xié)會(huì)做出的：“細(xì)胞全能性為細(xì)胞的某種特征，有這種能力的細(xì)胞保留形成有機(jī)體所有細(xì)胞類

15、型的能力”。這個(gè)定義比一般所說的概念“一個(gè)細(xì)胞中包含著這種生物的全部遺傳信息（基因），在適當(dāng)?shù)臈l件下可以發(fā)育成一個(gè)完整的生物體”更基本和全面。它不但包含了培養(yǎng)細(xì)胞再生成植株的情況（分化成各種類型的細(xì)胞，并以一定形式構(gòu)建成植物），同時(shí)也包含了培養(yǎng)細(xì)胞生產(chǎn)次生代謝物的情況（不分化或只分化成某種類型細(xì)胞，但仍留著分化為其他細(xì)胞類型的能力）。前者成為組織培養(yǎng)和轉(zhuǎn)基因植物需要進(jìn)行植株再生的理論基礎(chǔ)，后者成為像微生物發(fā)酵一樣培養(yǎng)細(xì)胞，生產(chǎn)人們所需要的次生代謝產(chǎn)物的理論基礎(chǔ)，如通過紅豆杉的細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)紫杉醇。2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)是如何發(fā)展起來的？技術(shù)和理論是一對(duì)孿生兄弟，相輔相成，技術(shù)手段的發(fā)明會(huì)促進(jìn)理論的

16、創(chuàng)新，理論的創(chuàng)新又會(huì)指導(dǎo)技術(shù)的實(shí)踐活動(dòng)。植物組織培養(yǎng)也是如此。早在1902年，哈伯蘭特（haberlandt）提出高等植物的器官和組織可以不斷地分割，直至單個(gè)細(xì)胞的觀點(diǎn)，預(yù)言植物體細(xì)胞在適宜的條件下，有發(fā)育成完整植株的潛力，提出了植物細(xì)胞全能性的設(shè)想，并且用植物細(xì)胞組織進(jìn)行了培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。他雖然未能獲得再生植株，卻是植物組織培養(yǎng)的開創(chuàng)者。1902年他發(fā)表了著名論文植物細(xì)胞離體培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，論文中提出的植物細(xì)胞全能性的理論是植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)。從哈伯蘭特提出植物細(xì)胞全能性的理論，到1958年斯圖爾德（f.c.steward）等人第一次用胡蘿卜根的韌皮部細(xì)胞證實(shí)了植物細(xì)胞的全能性，用了整整56年。56

17、年中許多科學(xué)家做的事情歸納起來都是在探索哈伯蘭特提出的“植物細(xì)胞在適宜條件下，有發(fā)育成完整植株的潛力”中的適宜條件。20世紀(jì)60年代以后，植物組織培養(yǎng)進(jìn)入了迅速發(fā)展階段，并逐步走向生產(chǎn)應(yīng)用，如快繁脫毒、單倍體育種、種質(zhì)資源保存、生產(chǎn)次生代謝產(chǎn)物等，也為人工種子、細(xì)胞融合、轉(zhuǎn)基因植物等奠定了基礎(chǔ)。3.怎樣制備胡蘿卜培養(yǎng)基（供參考）？（1）誘導(dǎo)胡蘿卜愈傷組織在ms培養(yǎng)基注中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5 mg/l的6-ba和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5 mg/l的naa（2）誘導(dǎo)胡蘿卜叢芽在ms培養(yǎng)基中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2 mg/l的kt和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2 mg/l的naa（3）誘導(dǎo)胡蘿卜生根在1/2ms培養(yǎng)基中加入質(zhì)量分

18、數(shù)為0.1 mg/l的naa注：ms培養(yǎng)基的配制方法見選修1附錄3中八。（鮑平秋提供）4.植物組織培養(yǎng)中的愈傷組織是如何形成及再分化的？植物組織培養(yǎng)中使用的外植體一般是高度分化了的細(xì)胞，在植物體中是不會(huì)再分裂繁殖的，只是執(zhí)行某種功能直至死亡。這些細(xì)胞在培養(yǎng)基上培養(yǎng)時(shí)會(huì)由原來的分化狀態(tài)，變成分生狀態(tài)的細(xì)胞，分裂產(chǎn)生愈傷組織，這個(gè)過程稱為脫分化（dedifferentiation）過程。這種轉(zhuǎn)變?cè)诩?xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理生化上都會(huì)產(chǎn)生一系列變化。組織培養(yǎng)的研究結(jié)果表明分化細(xì)胞的脫分化需要兩個(gè)條件，即創(chuàng)傷和外源激素。目前人們對(duì)于脫分化過程的本質(zhì)還不清楚。分化細(xì)胞在細(xì)胞周期中是處于一種相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)的細(xì)胞（

19、g0期細(xì)胞），脫分化是要打破這種狀態(tài)，使細(xì)胞進(jìn)入細(xì)胞周期中的g1期，并沿著g1期s期g2期m期的循環(huán)進(jìn)行細(xì)胞分裂，形成愈傷組織?，F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)細(xì)胞周期受基因調(diào)控，一種稱為編碼細(xì)胞周期依賴性激酶cdk（cycilin dependent kinase）的基因和一種細(xì)胞周期蛋白（cyclin）可能與植物細(xì)胞脫分化的第一次分裂啟動(dòng)有關(guān)。那么，什么因素誘導(dǎo)細(xì)胞周期調(diào)控基因的作用，培養(yǎng)實(shí)踐證明與外源激素有關(guān)。至于激素如何誘導(dǎo)以及誘導(dǎo)作用的過程目前仍不清楚，有待深入研究。分化細(xì)胞脫分化后細(xì)胞結(jié)構(gòu)有兩點(diǎn)明顯的變化：一是在細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)液泡蛋白；二是葉綠體轉(zhuǎn)變成原質(zhì)體。當(dāng)細(xì)胞脫分化形成愈傷細(xì)胞后，經(jīng)過一段時(shí)期的分裂，細(xì)

20、胞群體變成不是一種細(xì)胞類型的均一群，又會(huì)產(chǎn)生分化，形成分生細(xì)胞或分生細(xì)胞團(tuán)，由此再生成植株有兩條途徑：一是形成體細(xì)胞胚（功能類似于受精過程產(chǎn)生的胚），通過體細(xì)胞胚形成再生植株。二是走器官發(fā)生的途徑再生植株，分生細(xì)胞在一定的誘導(dǎo)條件下重建芽的分生組織，分化出芽后再生根，成為完整的植株。5.為什么要在避光條件下培養(yǎng)愈傷組織？對(duì)于植物組織培養(yǎng)來說，光照條件非常重要，包括光照強(qiáng)度、時(shí)間和波長。但在愈傷組織的誘導(dǎo)階段往往要暗培養(yǎng)，而在分化再生的過程中一定要有光照。愈傷組織誘導(dǎo)階段的暗培養(yǎng)有利于細(xì)胞的脫分化產(chǎn)生愈傷組織，如果在光照條件下容易分化產(chǎn)生維管等組織，不利于產(chǎn)生大量的愈傷組織。6.什么是人工種子？

21、人工種子（artificial seed）是指通過植物組織培養(yǎng)的方法獲得的具有正常發(fā)育能力的材料，外面包被著特定的物質(zhì)，在適宜的條件下可以發(fā)芽成苗的植物幼體。人工種子的概念中包含的“具有正常發(fā)育能力的材料”通常是指胚狀體（目前國外有使用不定芽、頂芽和腋芽的），它可以由三種途徑產(chǎn)生：（1）由已脫分化的外植體直接產(chǎn)生；（2）由愈傷組織產(chǎn)生；（3）由懸浮細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)生。對(duì)胚狀體的基本要求是：播種后能快速出苗；根和芽幾乎同時(shí)生長，不產(chǎn)生愈傷組織；同步化程度高；活力強(qiáng)；形成的幼苗的形態(tài)與生長要正常?！巴饷姘恢囟ǖ奈镔|(zhì)”是指人工種皮，制作人工種皮的材料有海藻酸鈉、明膠、樹脂、瓊脂糖、淀粉等。對(duì)人工種皮的

22、要求是：能保持胚狀體的活力，有利于貯藏運(yùn)輸和萌發(fā)。選取的材料要有韌性，耐壓，對(duì)胚狀體無毒害，含有胚狀體發(fā)芽所需要的營養(yǎng)成分或植物激素，還應(yīng)含有殺菌劑，以防播種后微生物的侵害。人工種子目前還存在不少問題。例如，現(xiàn)有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的植物產(chǎn)生胚狀體能力弱，難以形成同步化的有強(qiáng)活力的胚狀體；成本較高；運(yùn)輸貯藏以及機(jī)械化播種問題也未解決。因此，現(xiàn)在很少有人以生產(chǎn)為目的進(jìn)行人工種子的研制。7.植物微型繁殖技術(shù)高效快速的實(shí)例有哪些？植物脫毒（virus-free）和離體快繁（in vitro propagation）是目前植物組織培養(yǎng)應(yīng)用最多、最有效的方面。生產(chǎn)上許多無性繁殖作物均受到病毒的侵染，從而導(dǎo)致品種

23、的嚴(yán)重退化、減產(chǎn)和降低品質(zhì)。利用植物分生組織進(jìn)行培養(yǎng)可以使新長成的植株脫去病毒。利用這種方法生產(chǎn)無病毒苗的農(nóng)作物有馬鈴薯、甘薯、大蒜、草莓、蘋果、香蕉等，并已大規(guī)模應(yīng)用于生產(chǎn)。離體快繁技術(shù)可以使一些植物的擴(kuò)增速度比常規(guī)方法快數(shù)萬倍乃至百萬倍，而且產(chǎn)生的幼苗遺傳背景均一，重復(fù)性好，不受季節(jié)和地區(qū)限制。目前世界上已建成很多年產(chǎn)百萬苗木的組培工廠，成為一種新興產(chǎn)業(yè)。離體快繁技術(shù)在觀賞植物、園藝植物、經(jīng)濟(jì)林木和無性繁殖作物上已得到廣泛應(yīng)用。8.植物體細(xì)胞雜交的過程是怎樣的？體細(xì)胞雜交是克服植物有性雜交不親和性、打破物種之間的生殖隔離、擴(kuò)大遺傳重組范圍的一種手段。操作過程包括：原生質(zhì)體制備、原生質(zhì)體融合

24、、雜種細(xì)胞篩選、雜種細(xì)胞培養(yǎng)、雜種植株再生以及雜種植株鑒定等步驟。原生質(zhì)體制備是用纖維素酶、半纖維素酶和果膠酶將植物細(xì)胞壁分解掉，只留下細(xì)胞膜（質(zhì)膜）包裹著細(xì)胞內(nèi)含物。原生質(zhì)體融合是指兩個(gè)原生質(zhì)體的質(zhì)膜重新組合排列形成一個(gè)質(zhì)膜，其中含有兩個(gè)細(xì)胞核。在細(xì)胞工程中一般是誘導(dǎo)融合，形成的融合細(xì)胞中所含有的兩個(gè)細(xì)胞核是來自不同的物種，稱之為異核體（heterokaryon）。誘導(dǎo)融合的手段有化學(xué)誘導(dǎo)和物理誘導(dǎo)。在誘導(dǎo)因素的作用下形成的融合細(xì)胞進(jìn)一步產(chǎn)生核融合，進(jìn)行第一次有絲分裂。雜種細(xì)胞的篩選方法有：細(xì)胞系互補(bǔ)的選擇方法，包括葉綠素缺失互補(bǔ)、營養(yǎng)缺陷互補(bǔ)和抗性互補(bǔ)等；利用物理特異性差異的選擇方法：這是利用兩個(gè)原生質(zhì)體物理特異性差異的一種選擇，包括原生質(zhì)體的大小、顏色、浮密度等的不同來選擇；利用生長特異性差異的選擇方法。需要注意的是上述選擇方法只適合部分雜交細(xì)胞的情況，有時(shí)無法選擇，就不加選擇地進(jìn)行培養(yǎng)和再生成植株，然后對(duì)再生植株的雜種性狀進(jìn)行鑒定。雜種細(xì)胞培養(yǎng)方法與原生質(zhì)體的培養(yǎng)方法相似。體細(xì)胞雜種的鑒定方法有：形態(tài)學(xué)鑒定。利用雜種植株與雙親在表現(xiàn)型上的差異進(jìn)行比較分析，如葉片大小與形狀，花的形狀與顏色、葉脈、葉柄、花梗及表皮毛有無等；細(xì)胞學(xué)鑒定。雜種植株細(xì)胞中的染色體數(shù)目是否比任何一方親本細(xì)胞中的染色體數(shù)目增