第 2 章 细胞工程
第 1 节 植物细胞工程
01 植物细胞工程的基本技术
1.P36从社会中来:其芽葺葺,其叶青青,犹绿衣郎,挺节独立,可敬可幕。迨夫花开,凝晴滚露,万态千妍,薰风自来,四坐芬郁,岂非入兰室乎!岂非有国香乎!”这是我国历史上第一部兰谱一-《金漳兰谱》(宋.赵时庚)中对兰花的一段描述。从古至今,我国人民都把兰花看作高洁、典雅的象征,很多人喜欢养兰花。但是,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,如果靠自然繁殖,兰花的价格可想而知了。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?
提示:利用植物组织培养技 术可以大量、快速地培育兰花。兰花是观赏植物中最常见的一类依靠植物组织培养繁育种苗的植物,其组培苗的数量约占观赏植物组培苗总量的40%.
2.P36探究·实践:菊花的组织培养
(1)接种3-4d后,检查外植体的生长情况,统计有多少外植体被污染,有多少能正常生长,并分析它们被污染的原因。根了吗?用于植物组织培养的培养基同样适合某些微生物的生长,如一些细菌、真菌等的生长。培养物一旦受到微生物的污染,就会导致实验前功尽弃,因此,要进行严格的无菌操作。导致外植体被污染的原因可能有:培养基、接种工具灭菌不彻底;外植体消毒不彻底;操作过程不符合无菌操作要求等。
(2)你培养出愈伤组织了吗?如果培养出来了,从刚接种的外植体到长出愈伤组织经历了多少天?这些愈伤组织进一步分化出芽和
提示:观察实验结果,看看是否培养出了愈伤组织,记录多长时间长出了愈伤组织。从刚接种的外植体到长出愈伤组织一般需要 2周左右的时间。统计更换培养基后愈伤组织进一步分化成芽和根的比例和时间。
(3)观察外植体的分化情况,填好结果记录表,并及时分析结果。
提示:做好统计和对照,填好结果记录表,培养严谨的科学态度。从实验的第一步开始就要做好实验记录,可以分组配制不同的培养基,如诱导愈伤组织的培养基、诱导生芽的培养基等,还可以进行不同配方的比较。
你培育的幼苗移栽到露地后,能够正常生长吗?
提示:生根苗移栽技术的关键是既要充分清洗根系表面的培养基,又不能伤及根系。一般使用无土栽培的办法。培养基质要提前消毒,可以向培养基质喷洒质量分数为 5%的高锰酸钾,并用塑料薄膜覆盖 12h。掀开塑料薄膜 24h后才能移栽。新移栽的组培苗要在温室过渡几天,待其长壮后再移植到大田或盆中。可以在课后统计移栽的成活率,看看移栽是否合格。
3.P38练****与应用
一、概念检测
1.下图是利用甲、乙两种植物的各自优势,通过植物细胞工程技术培育高产、耐盐的杂种植株的实验流程图。”下列有关叙述, 错误的是(A)
A.进行a处理时能用胰蛋白酶
B.b是诱导融合后得到的杂种细胞
C.c是培养后得到的具有耐盐性状的幼芽
D.进行d选择时要将植株种在高盐环境中
2.科学家在制备原生质体时,有时使用蜗牛消化道提取液来降解植物细胞的细胞壁。据此分析,蜗牛消化道提取液中可能含有什么成分?
提示:纤维素酶和果胶酶。
二、拓展应用
“番茄一马铃薯"杂种植株没有如科学家所想象的那样,地上结番茄,地下长马铃薯,这是为什么?
1978年,梅尔彻斯(G.Melchers)等人首次获得了马铃薯与番茄的体细胞杂种植株。他们将培育的二倍体马铃薯和番茄的叶片细胞原生质体进行融合,产生了杂种植株一“番茄-马铃薯”,它同时具有马铃薯和番茄的形态特征。其中一些植株形成了“类似块茎的生殖根”,但是并没有产生可结实的花、果实以及真正意义上的块茎。到目前为止,“番茄-马铃薯”一类的体细胞杂交植物还不能产生经济效益,但是其研究价值不可忽视。“番茄-马铃薯”没有像人们预想的那样地上结番茄、地下长马铃薯,主要原因是:生物体内基因的表达不是孤立的,它们之间是相互调控、相互影响的,所以“番茄-马铃薯”杂种植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质,但这些遗传物质的表达相互干扰,它们不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达,杂种植株自然就不能地上结番茄、地下长马铃薯了。近年来,有报道称利用嫁接技术培育出了地上结番茄、地下长马铃薯的植株。
02植物细胞工程的应用
4.P38到社会中去:市场上有一种叫作“手指植物”的工艺品受到很多人的欢迎。这些“手指植物”通常培育在装有彩色固体培养基的小玻璃瓶中,只要保证充足的光照和适宜的温度,不需要额外补充水分或营养物质,它们就能在玻璃瓶中生长三四个月之久。学****了本节课之后,你也可以尝试制作“手指植物”。如果有商店正在出售这种植物,你还可以做个市场调查,了解它们的销售情况和经济效益,分析它们为什么受欢迎,并写出调查报告。
提示:手指