高中生物必修3课件：2-1-1植物细胞工程的基本技术(选修3)
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人教版高中生物选修3课件2.1.1植物细胞工程的基本技术 (共31张PPT)
1、要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，不需要 ( A、具有完整细胞核的细胞 B、离体状态 C、导入外源基因 D、一定的营养物质和激素
C
)
2、高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可 以形成愈伤组织，下列叙述错误的是（ ） A．该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的 B．该愈伤组织的细胞没有全能性 C．该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成 D．该愈伤组织可形成具生根发芽能力的胚状结构
专题复习
课程标准
1.简述植物组织培养和体细胞杂交技 具 术及其应用。 体 2.简述动物细胞培养和体细胞核移植 内 技术及其应用前景。 容 3.举例说出动物细胞融合和单克隆抗 体技术及其应用。
考纲要求
Ⅱ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅰ和Ⅱ的含义如下： Ⅰ：对所列知识点要知道其含义，能够在试题所给予的 相对简单的情境中识别和使用它们。 Ⅱ：理解所列知识和其他相关知识之间的联系和区别， 并能在较复杂的情景中综合运用其进行分析、判断、推 理和评价。
培养基进行灭菌消 (3)此过程要无菌操作，主要是指对________ 芽发育成叶，叶肉细胞中 毒。B阶段需要光照，原因是____ ______。
叶绿素的合成需要光照条件 (4)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶的叶肉细胞具有叶 绿素，这是____ ____的结果。 基因选择性表达 (5)A、B两过程能否在同一培养基上进行？_______ 不能 。
(2) 组织培养的过程； 有丝分裂 要进行的分裂方式是
(2)此过程依据的原理是___ _ __。A和B阶段主 细胞的全能性
，B阶段除了细胞分裂
外，还进行细胞 __分化__等。 (3) 组织培养时的注意事项。
【典例训练2】如图所示为胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作，接入
人教版高中生物选修3专题2.1.1植物细胞工程的基本技术(共62张PPT)
保持优良性状
繁殖速度快、大规模生产 克服不同种生物远源杂交
提高经济效益
的障碍
杂交技术应用了组织培养
小结
植 所采用技术 物 的理论基础 细 胞 工 通常采用的 程 技术手段
植物细胞的全能性 植物组织培养 植物体细胞杂交
能力训练：
1、下列不能作为植物组织培养的材料是：
A、秋海棠的叶 C、成熟的花粉
D B、马铃薯的块茎 D、木质部中的导管细胞
分
杂 种 植 株
化
化
去壁 纤维素酶
离心、
振动、 电刺激、
筛 选
激素
激素
果胶酶
聚乙二
醇
3、概念
将不同种的植物体细胞，在一定条件下 融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的 植物体的技术。
4、原理：
细胞膜的流动性 植物细胞的全能性
5.融合成功的标志：杂种细胞再生出细_胞__壁___。 6.意义：克服不同种生物__远__缘__杂__交____的不 亲和性。
A. 给予适宜的营养和外界条件 B. 导入其他植物细胞的基因 C. 脱离母体后，给予适宜的营养 和外界条件
D. 将成熟筛管的细胞核移植到去 核的卵细胞内
4、植物体细胞融合完成的标志是
A．产生新的细胞壁
B．细胞膜发生融合
A
C．细胞质发生融合
D．细胞核发生融合
5、用不同种植物的两个体细胞融合成一
个杂种细胞的过程。该过程是指
胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花） 也能培养再生形成小植株，只是诱导 愈伤组织比较困难。
想一想： 植物细胞表现出全能性的必要条件是 什么？
2、植物细胞表现出全能性的必要条件： 离体、一定的营养物质、激 素和其他外界条件
人教版高二选修三2.1植物细胞工程的基本技术 课件(共28张PPT)
为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株呢？
练习：为什么植物的花瓣在植物体内没有能发育 成完整的植株呢？（ ）
Ａ．细胞失去了全能性 Ｂ．细胞中的基因部分丢失 ★Ｃ．细胞中的基因进行选择性表达 Ｄ．细胞中的基因变异不同
怎样才能由一块组织 通过培养得到一株完整 植株, 应该如何操作?
二、植物组织培养技术
胡萝卜根形成层容易诱导成愈伤组 织，其他部分如叶、花也能培养成小 植株，只是稍微困难些。
4、为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？
在有光时，往往容易形成维管 组织，而不易形成愈伤组织。
5、请同学们根据上述过程概括出植物组织培养 技术的流程图，并与同学交流。
切取 形成层
移栽
无菌 脱分化 接种
培养室
受精卵>生殖细胞>体细胞;植物细胞>动物细胞
一、细胞的全能性
1. 定义:生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体 的潜能的特性。
2. 原理:生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有 的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需 的全部基因，从理论上讲，生物体的每一个活细 胞都应该具有全能性。
3. 差异:受精卵的全能性最高 受精卵分化后的细胞中，体细胞的全能性比生殖 细胞的低。
A 3.人工获得一个杂交植株，需要下列哪项步骤（ ）
A、分离原生质体→诱导原生质体融合→ 组织培养 → 得到杂种植株
B、分离原生质体 → 原生质体融合→ 杂种植株 C、获取细胞 →原生质融合→ 组织培养→到杂种植株 D、获取细胞→原生质直接融合→组织培养
4.在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤
这幅番茄—马铃薯图利 用传统有性杂交方法能 实现吗？为什么？
因为不同种生物之间存 在着生殖隔离，所以用 传统的有性杂交方法是 不可能做到这一点的。
高中生物选修3《现代生物科技专题》课件2.1.1植物细胞工程的基本技术
3．影响细胞全能性表现的原因：在特定的时间和空间条件下， 细胞中的基因会有__选__择__性__地表达出各种_蛋__白__质___，从而构成生物 体的不同_组__织__和__器_。官
4．表达时两个重要的过程 (1)脱分化：让已经分化的细胞，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的过程。 (2)再分化：脱分化产生的_愈__伤__组__织_在一定的培养条件下，再分 化出幼__根__和__芽__，形成完整的小植株。
2．植物细胞全能性表达所需条件 (1)体细胞未表现全能性的原因：基因的选择性表达。 (2)植物细胞表现出全能性的条件 ①离体条件。 ②营养适宜及一定的植物激素。 ③无菌条件、注意温度、pH、光照等条件的控制。 3．个体发育过程中，细胞的分化程度越来越高，发育潜能越 来越窄，大多数高度分化的体细胞甚至失去了分裂和分化的能力， 成熟动植物体内仍有能继续分裂和分化的细胞： 动物：皮肤生发层细胞、造血干细胞 植物：根和茎的分生区细胞、形成层细胞
素养达成 1．简述细胞全能性的概念含义。(生命观念) 2．简述植物组织培养的过程和方法。(生命观念) 3．简述植物体细胞杂交技术。(生命观念) 4．在质疑、探究的学习过程中，培养学生独立思考，推理判 断和创造性思维能力。(科学探究)(科学思维) 5．通过联系农业生产实际，培养学生活学活用，理论联系实 际的能力。(科学探究)(科学思维) 6．认同科学是一个不断发展的过程，激发探索生命奥秘的热 情。(社会责任) 7．渗透科学思想的教育，理解科学、技术与社会三者之间的 关系。(社会责任)
细胞的全能性，A 错误；克隆羊的诞生说明高度分化的动物体细胞 核具有全能性，B 错误；用花粉培育成植株，可体现花粉细胞具有 全能性，C 错误；利用植物组织培养技术繁育花卉的原理是植物细 胞具有全能性，D 正确。
4．表达时两个重要的过程 (1)脱分化：让已经分化的细胞，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的过程。 (2)再分化：脱分化产生的_愈__伤__组__织_在一定的培养条件下，再分 化出幼__根__和__芽__，形成完整的小植株。
2．植物细胞全能性表达所需条件 (1)体细胞未表现全能性的原因：基因的选择性表达。 (2)植物细胞表现出全能性的条件 ①离体条件。 ②营养适宜及一定的植物激素。 ③无菌条件、注意温度、pH、光照等条件的控制。 3．个体发育过程中，细胞的分化程度越来越高，发育潜能越 来越窄，大多数高度分化的体细胞甚至失去了分裂和分化的能力， 成熟动植物体内仍有能继续分裂和分化的细胞： 动物：皮肤生发层细胞、造血干细胞 植物：根和茎的分生区细胞、形成层细胞
素养达成 1．简述细胞全能性的概念含义。(生命观念) 2．简述植物组织培养的过程和方法。(生命观念) 3．简述植物体细胞杂交技术。(生命观念) 4．在质疑、探究的学习过程中，培养学生独立思考，推理判 断和创造性思维能力。(科学探究)(科学思维) 5．通过联系农业生产实际，培养学生活学活用，理论联系实 际的能力。(科学探究)(科学思维) 6．认同科学是一个不断发展的过程，激发探索生命奥秘的热 情。(社会责任) 7．渗透科学思想的教育，理解科学、技术与社会三者之间的 关系。(社会责任)
细胞的全能性，A 错误；克隆羊的诞生说明高度分化的动物体细胞 核具有全能性，B 错误；用花粉培育成植株，可体现花粉细胞具有 全能性，C 错误；利用植物组织培养技术繁育花卉的原理是植物细 胞具有全能性，D 正确。
人教版高中生物选修三2.1.1《植物细胞工程的基本技术》ppt精讲课件
幼根和芽
三、植物组织培养技术
1.理论基础(原理):_植__物__细__胞__的__全__能__性__。 2.过程:
器官、组织或细胞
再分化
愈伤组织
四、植物体细胞杂交技术
1.概念:将不同种的植物_体__细__胞__,在一定条件下融合成_杂__种__
_____,并把杂种细胞培育成___________的技术。
【典例训练1】下列围绕有关细胞全能性的叙述,正确的是 ()
A.植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因 B.高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全 能性 C.植物体内某些体细胞没有表现出全能性,其原因是所含基因 不同 D.紫色糯性玉米种子培育成植株,这反映植物种子具有全能性
形成体特点
脱分化
离体细胞→ 愈伤组织
排列疏松、高度液泡化的 薄壁细胞团
再分化
愈伤组织→ 有根、芽或有生根发芽的 幼芽或胚状体 能力
【易错提醒】正确理解细胞的全能性 ①全能性表达的标志:已分化的细胞能形成完整的个体。若只是 形成某种组织或器官则不能体现全能性。 ②全能性的原理:细胞具有发育成完整个体所必需的“全套”基 因而不是“全部”基因,配子中有全套基因,因此同样具有全能 性。
3.植物体细胞杂交的原理: 原生质体融合的过程利用了细胞膜的流动性,杂种细胞发育成 杂种植株利用了细胞的全能性。 4.该技术的目的和优点: (1)植物体细胞杂交的终点:是培育成杂种植株,而不是形成杂 种细胞就结束。 (2)在育种上应用时最大的优点:克服远缘杂交不亲和的障碍。
【易错提醒】植物细胞融合的三点提醒 (1)依据:植物细胞融合依据的生物学原理是细胞膜的流动性。 (2)融合成功的标志:杂种细胞再生出细胞壁。 (3)融合细胞类型:体细胞融合成功后,将得到AB型、AA型和BB 型三种细胞,但只有AB型是杂种细胞,因此,在细胞融合后还应有 一个筛选杂种细胞的过程。
人教版高中生物选修三2.1.1《植物细胞工程的基本技术》课件(共27张PPT)
按照人们的意愿来 改变细胞内的遗传 物质或获得细胞产 品
植物细胞工程
2.1植物细胞工程
§2.1.1植物细胞工程的基本技术
植 物 细 胞 工 程
通常采用的 技术手段
植物组织培养
植物体细胞杂交
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
如何把某种植物的一块组 织通过培养得到一株完整 植株?
植物的组织培养
植物组织培养就是在无菌和人工 控制条件下，将离体的植物器官、 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 导其产生愈伤组织、丛芽，最终形 成完整的植株。
生物的每一个细胞都有本物种的全套遗传 物质，都有发育成完整个体的全套基因。 2、生物体内的细胞为什么没有表现出全能性， 而是分化成不同的组织器官？ 在特定的时间和空间条件下，基因选择性 的表达的结果。
3、大小： 1） 受精卵的全能性最高 受精卵＞生殖细胞＞体细胞 2） 3） 植物细胞＞动物细胞 4）分化程度低的细胞＞分化程度 高的细胞 4.细胞表现全能性的条件有哪些？ 离体、营养物质、激素及其它适宜条件。
（3）脱分化的实质和结果分别是什么？
实质:恢复细胞的全能性过程
结果:形成愈伤组织
（4）植物细胞的再分化：
脱分化产生的愈伤组织在培养过程中重新分化根或芽等 器官的过程。
细胞的全能性
具有某种生物全部遗传信息的任何一个细 胞，都具有发育成完整生物体的潜能，也 就是说，每个生物细胞都具有全能性的特 点。
1、已分化的细胞为什么具有发育成完整个 体的潜能？
1、植物体细胞杂交尚未解决的问题有：
A、去掉细胞壁,分离出有活力的原生质 体 B、将杂种细胞培育成植株 C、让杂种植物按照人们的需要表现出亲 代的优良性 D、尚未培育出属间杂种植物
植物细胞工程
2.1植物细胞工程
§2.1.1植物细胞工程的基本技术
植 物 细 胞 工 程
通常采用的 技术手段
植物组织培养
植物体细胞杂交
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
如何把某种植物的一块组 织通过培养得到一株完整 植株?
植物的组织培养
植物组织培养就是在无菌和人工 控制条件下，将离体的植物器官、 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 导其产生愈伤组织、丛芽，最终形 成完整的植株。
生物的每一个细胞都有本物种的全套遗传 物质，都有发育成完整个体的全套基因。 2、生物体内的细胞为什么没有表现出全能性， 而是分化成不同的组织器官？ 在特定的时间和空间条件下，基因选择性 的表达的结果。
3、大小： 1） 受精卵的全能性最高 受精卵＞生殖细胞＞体细胞 2） 3） 植物细胞＞动物细胞 4）分化程度低的细胞＞分化程度 高的细胞 4.细胞表现全能性的条件有哪些？ 离体、营养物质、激素及其它适宜条件。
（3）脱分化的实质和结果分别是什么？
实质:恢复细胞的全能性过程
结果:形成愈伤组织
（4）植物细胞的再分化：
脱分化产生的愈伤组织在培养过程中重新分化根或芽等 器官的过程。
细胞的全能性
具有某种生物全部遗传信息的任何一个细 胞，都具有发育成完整生物体的潜能，也 就是说，每个生物细胞都具有全能性的特 点。
1、已分化的细胞为什么具有发育成完整个 体的潜能？
1、植物体细胞杂交尚未解决的问题有：
A、去掉细胞壁,分离出有活力的原生质 体 B、将杂种细胞培育成植株 C、让杂种植物按照人们的需要表现出亲 代的优良性 D、尚未培育出属间杂种植物
2.1.1 植物细胞工程的基本技术-人教版高中生物选修三课件(共39张PPT)
（2）外植体接种到诱导培养基上
脱分化
（3）愈伤组织转移到分化培养基上
再分化
（4）分化出丛芽、生根（幼苗）
（5）移栽到大田，培养成植株
讨论： （1）在实验中，“消毒”是如何进行的？ 为什么要灭菌和无菌操作？
酒精、次氯酸钠 易污染。一旦污染不但会与培养物争夺营养，且杂菌在 生长时会生成大量有害的物质而导致培养物大量死亡
染色体组数=2+4=6组（异源六倍体）
3、概念
将不同种的植物体细胞，在一定条件下融 合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物 体的技术。
4、优势和未解决的问题
优势：克服了不同种生物远缘杂交不亲和的障
碍，打破生殖隔离（与有性杂交方法比较）
未解决的问题：未能让杂种植物按照人们
的需要表现出亲代的优良性状。
(1)①过程植物细胞原生质体的分离需经过酶解，其中“酶解”
所用的酶应该包括___纤___维__素__酶___和__果__胶___酶_________。
(2)②过程需要用到聚乙二醇(PEG)，其目的是_诱__导__原__生__质__体__融。合
(3)请用文字和箭头表示出④⑤技术过程的实验流程
_____________________________。
细胞核移植 等
2.1植物细胞工程
§2.1.1植物细胞工程的基本技术
植物组织培养技术、植物体细胞杂交 技术
6 5
再分化 (愈伤组织) 4
细胞全能性
1
脱分化
3
2
一、植物组织培养
1、原理：细胞的全能性
（1）概念: 已高度分化的细胞仍具有发育成完整 个体的潜能。
（2）原因：具有某种生物全部遗传信息的任何一 个细胞，都具有生长分化成为一个完 整生物体的潜能。
脱分化
（3）愈伤组织转移到分化培养基上
再分化
（4）分化出丛芽、生根（幼苗）
（5）移栽到大田，培养成植株
讨论： （1）在实验中，“消毒”是如何进行的？ 为什么要灭菌和无菌操作？
酒精、次氯酸钠 易污染。一旦污染不但会与培养物争夺营养，且杂菌在 生长时会生成大量有害的物质而导致培养物大量死亡
染色体组数=2+4=6组（异源六倍体）
3、概念
将不同种的植物体细胞，在一定条件下融 合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物 体的技术。
4、优势和未解决的问题
优势：克服了不同种生物远缘杂交不亲和的障
碍，打破生殖隔离（与有性杂交方法比较）
未解决的问题：未能让杂种植物按照人们
的需要表现出亲代的优良性状。
(1)①过程植物细胞原生质体的分离需经过酶解，其中“酶解”
所用的酶应该包括___纤___维__素__酶___和__果__胶___酶_________。
(2)②过程需要用到聚乙二醇(PEG)，其目的是_诱__导__原__生__质__体__融。合
(3)请用文字和箭头表示出④⑤技术过程的实验流程
_____________________________。
细胞核移植 等
2.1植物细胞工程
§2.1.1植物细胞工程的基本技术
植物组织培养技术、植物体细胞杂交 技术
6 5
再分化 (愈伤组织) 4
细胞全能性
1
脱分化
3
2
一、植物组织培养
1、原理：细胞的全能性
（1）概念: 已高度分化的细胞仍具有发育成完整 个体的潜能。
（2）原因：具有某种生物全部遗传信息的任何一 个细胞，都具有生长分化成为一个完 整生物体的潜能。
(新教材)高中生物选修3优质课件：2-1-1-植物细胞工程的基本技术人教版
[典型例题] (2020·山东等级考，13)两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体 被排出。若其中一个细胞的染色体在融合前由于某种原因断裂，形成的染色体片 段在细胞融合后可能不会被全部排出，未排出的染色体片段可以整合到另一个细 胞的染色体上而留存在杂种细胞中。依据该原理，将普通小麦与耐盐性强的中间 偃麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种，过程如下图所示。下列说法错误 的是( )
解析 乙物种细胞具有2对分别位于2对同源染色体上的等位基因，该植物通过减数 分裂能产生YR、Yr、yR、yr 4种不同类型的花粉；甲、乙是2个不同物种的植物， 甲、乙杂交得到的植物为异源二倍体，减数分裂时由于染色体联会紊乱，不能产生 精子和卵细胞，因此不可育；植物细胞细胞壁的主要成分为纤维素和果胶，用纤维 素酶和果胶酶可去除植物细胞的细胞壁；甲、乙植物均为二倍体，经植物体细胞杂 交(即两个体细胞融合)得到的细胞应含有四个染色体组，发育成的植物为四倍体，基 因型为DdYyRr。 答案 B
实践：菊花的组织培养
自主梳理
愈伤组织 胚状体 生长素 细胞分裂素
激素
酒精
无菌水
无菌培养皿
无菌滤纸
次氯酸钠溶液 无菌水
愈伤组织
培养箱
生芽
生根 试管苗
蛭石 珍珠岩
提醒：胚状体是指离体培养条件下，没有经过受精过程，但是经过了胚胎发育过程 所形成的胚状类似物，因而统称为体细胞胚或胚状体。
(1)植物激素中的生长素和赤霉素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素。 (×) 提示：植物激素中的生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键 激素。 (2)菊花组织培养过程中，前后三次所用到的培养基其作用是不同的。( √ )
[典型例题] (2020·天津等级考，15)某植物有A、B两品种。科研人员在设计品种A组 织培养实验时，参照品种B的最佳激素配比(如表)进行预实验。
高中生物选修3精品课件16：2.1.1 植物细胞工程的基本技术
科学利用菊花花瓣培养菊花
(2)具有全能性的原因： 一般生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传 物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因。
生物体内的细胞为什么没有表现出全能性? 在植物体内，细胞没有表现出全能性，而是分化成为不同
的组织和器官，这是基因在特定的时间和空间条件下选择性表 达的结果。但它们的遗传潜力并没有丧失，全部的遗传信息仍 然被保存在DNA的序列中，一旦脱离原来组织和器官的束缚成 为游离状态的细胞，并在一定的营养条件和植物激素的诱导 下，细胞就能表现出全能性，发育成完整的植株。
植物组织培养技术
1、概念 植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器 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，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。
2、植物组织培养的过程
请根据书上实验过程，讨论并概括出植物组织培养技术的流程简图。
切取形成层 移栽
无菌接种 培养室
植物体细胞杂交
植物体细胞杂交的概念 将不同种植物的体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂 种细胞培育成新的植物体的方法。
植物体细胞杂交的过程：
思考：
植物体细胞杂交的第一道障碍是什么？ 细胞壁
如何去掉细胞壁呢？ 纤维素酶和果胶酶
原生质体的概念：除去细胞壁的植物细胞叫做原生质体。
有性杂交中精子与卵细胞能够自然发生融合形成受精卵，而体 细胞的原生质体不能自然发生融合，因而需要人工诱导才能发 生融合。
在愈伤组织的诱导阶段往往要暗培养，而在分化再生的阶段一定 要有光照。因为愈伤组织诱导阶段的暗培养有利于细胞的脱分化， 产生愈伤组织，若有光照则容易分化产生维管组织，不利于产生 大量的愈伤组织。
需要的植物激素种类及比例？
(2)具有全能性的原因： 一般生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传 物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因。
生物体内的细胞为什么没有表现出全能性? 在植物体内，细胞没有表现出全能性，而是分化成为不同
的组织和器官，这是基因在特定的时间和空间条件下选择性表 达的结果。但它们的遗传潜力并没有丧失，全部的遗传信息仍 然被保存在DNA的序列中，一旦脱离原来组织和器官的束缚成 为游离状态的细胞，并在一定的营养条件和植物激素的诱导 下，细胞就能表现出全能性，发育成完整的植株。
植物组织培养技术
1、概念 植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器 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，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。
2、植物组织培养的过程
请根据书上实验过程，讨论并概括出植物组织培养技术的流程简图。
切取形成层 移栽
无菌接种 培养室
植物体细胞杂交
植物体细胞杂交的概念 将不同种植物的体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂 种细胞培育成新的植物体的方法。
植物体细胞杂交的过程：
思考：
植物体细胞杂交的第一道障碍是什么？ 细胞壁
如何去掉细胞壁呢？ 纤维素酶和果胶酶
原生质体的概念：除去细胞壁的植物细胞叫做原生质体。
有性杂交中精子与卵细胞能够自然发生融合形成受精卵，而体 细胞的原生质体不能自然发生融合，因而需要人工诱导才能发 生融合。
在愈伤组织的诱导阶段往往要暗培养，而在分化再生的阶段一定 要有光照。因为愈伤组织诱导阶段的暗培养有利于细胞的脱分化， 产生愈伤组织，若有光照则容易分化产生维管组织，不利于产生 大量的愈伤组织。
需要的植物激素种类及比例？
高中生物选修3精品课件3：2.1.1 植物细胞工程的基本技术
4．通过植物体细胞杂交技术获得性状优良的作物新 品种时,不需考虑的是( A ) A.亲本细胞的生殖隔离问题 B.选择具有期望的优良性状的亲本 C.亲本细胞的融合技术 D.杂种细胞愈伤组织的诱导和再分化
细胞的全能性
概念: 已高度分化的细胞仍具有发育成完整个体 的潜能。 原因： 生物体细胞含有本物种所特有的全套遗传 信息。 全能性高低： ①受精卵＞胚胎干细胞＞生殖细胞＞体细胞 ②植物细胞＞动物细胞
2、植物组织培养的条件 内因：离体细胞、组织或器官 外因： 1）适宜的外界环境条件，例如无菌、适宜的温度、 湿度、光照等 2）培养基（一定的营养物质，激素）
原生质体融合方法： 物理法：离心、振动、电刺激等
化学法：聚乙二醇（PEG） 细胞融合的基础： 细胞膜的流动性
经典例题
3.科学家将胡萝卜与羊角芹的原生质体放在一起后,不使用促 融手段它们是不会融合的,原因是( C ) A.二者原生质体的外面有细胞壁阻隔 B.二者细胞膜的基本结构不同 C.二者细胞膜的基本结构相同,但是组成成分上存在差异 D.二者遗传物质不同 解析：胡萝卜与羊角芹细胞膜的基本结构相同,但是不同种生 物细胞膜中蛋白质等的种类和数量存在很大差异。这是它们 原生质体放在一起后不能自然融合的主要原因。
克服了远缘杂交不亲和的障碍，拓展了可用于杂 交的亲本组合范围。。
植物体细胞杂交过
程示意图
(1) (2)
(3)
标志
去壁
(1)
(4)
பைடு நூலகம்(5)
植物体细胞杂交过程示意图
植物A细胞 去壁
植物B细胞
杂种植株
原生质体A
原生质体融合
原生质体B 细胞分裂
愈伤组织
融合体 再生壁
杂种细胞
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课堂互动探究
热点考向示例
随堂达标检测
活页规范训练
①取昆虫幼虫放到带有抗虫基因的“白菜—甘蓝”植株甲上，再
取等量生活状态基本一致的昆虫幼虫放在________植株乙上。 ②适宜条件下培养一段时间后，分别观察________的生活情况。
③若____________________，说明甲植株的抗虫基因未得到表达； 若_________________，说明甲植株的抗虫基因得到表达。
课堂互动探究
热点考向示例
随堂达标检测
活页规范训练
1．植物细胞的全能性 (1)原因：分化的体细胞(或细胞核)具有本物种个体发育所需 要的全部基因。
(2)体现：在适合条件(如离体状态等)下，有些分化的细胞能
恢复分裂、重新分化并发育成完整的新个体。 (3)全能性大小比较： ①受精卵(全能性最高)＞卵细胞(也具有较高的潜在全能性)＞ 体细胞(全能性较低)。
菜—甘蓝”杂种植株具有的性状是________的结果。
(2)若“白菜—甘蓝”杂种植株为四倍体，则该植株的花粉经离体 培养得到的植株是________倍体。 (3)“白菜—甘蓝”杂种植株的食用部分是叶，但叶又易受昆虫危 害而影响产量，科学家又利用基因工程培育出带有抗虫基因的 “白菜—甘蓝”植株，请你设计实验，检测此植株的抗虫基因是 否表达。
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3．植物组织培养 (1)理论基础：
植物细胞的全能性 。
(2)前提： 离体 的植物器官、组织、细胞。 (3)条件： 无菌 和人工控制条件下、人工配制的培养基上、
适宜的营养条件。
(4)结果：诱导产生 愈伤组织、丛芽 ，最终形成完整植株。
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图解
做法
酶解法(纤维素酶、果胶酶)去除
的获得
细胞壁，得到原生质体
通过一定的技术手段(电激、聚 乙二醇诱导等)进行人工诱导实 现原生质体的融合
杂种细胞
的形成
杂种植株 的产生
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对杂种细胞，用植物组织培养 的方法进行培育
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3.应用 植物体细胞杂交克服了植物远缘杂交不亲和的障碍，在培育作 物新品种方面具有广阔的应用前景。如科学家已经培育出了白 菜—甘蓝、烟草—海岛烟草等种间杂种。
别是真菌污染，不要直接打开瓶盖进行清理，而要先经过高压蒸 汽灭菌后，再打开培养瓶进行清理。
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【巩固1】 1858年，美国科学家斯图尔德应用植物组织培养技术， 将二倍体胡萝卜韧皮部的一些细胞进行离体培养，最终发育
成完整的新植株(如右图)。下列关于这一科学事实叙述中，
育而成的，植株的基因型相同，但不一定是纯合子。 答案 B
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植物体细胞杂交技术
【例2】 科学家利用细胞工程培育了“白菜—甘蓝”杂种植株， 如图所示，请据图回答下列问题。
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(1)由D形成F过程所依据的原理是________，从本质上讲，“白
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[思维激活1] 为什么在生物的生长发育过程中，细胞并不会表现 出全能性？植物的种子能发育成完整的植株，是否体现了细
胞的全能性？为什么？
提示 在特定的时间和空间条件下，细胞内的基因进行选择
性表达；植物的种子发育成完整植株并未体现细胞的全能性，
因为种子中的胚已完成了早期发育，相当于新植物体的幼体， 发育成完整植株的过程，相当于植物的长大。
3.理解植物体细胞杂交技术的过程。
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植物组织培养技术
1．细胞工程的含义
原理和方法
操作水平
细胞生物学
和
分子生物学 水平
.
细胞 水平或 细胞器
目的
分类
按照人的意愿来改变细胞内的 遗传物质 或 获得 细胞产品 . 细胞工程
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植物 细胞工程和 动物
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杂种植株
。
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3．意义 克服了 远缘杂交不亲和 的障碍。
[思维激活2] 科学家通过体细胞杂交培育而成的“白菜—甘蓝”为
什么能表现出两种植物的遗传性状？融合成的杂种细胞内染
色体组成有何特点？ 提示 体细胞杂交培育而成的“白菜—甘蓝”具有两个亲本的
遗传物质，因此能表现出两种植物的遗传性状；植物体细胞 杂交后，染色体组数是两个物种的总和，形成异源多倍体。
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(1)材料中所用到的植物体细胞杂交技术应用到原生质体融合和
________技术，该技术的理论基础是
____________________________________________。 (2)图中①步骤所示植物细胞用________除去细胞壁，分离出有活 力的原生质体。 (3)图中②过程细胞两两融合时，可出现________种融合细胞，要 促进杂种细胞分裂生长，培养基中应有________和________两类 激素。
名称
过程 由外植体脱
形成体特点 排列疏松、高 度液泡化的薄 壁细胞团
培养基 生长素与 细胞分裂
光
脱分化分化为愈伤 组织 Nhomakorabea素的比例
适中
避光
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由愈伤组织 再分化 分化为幼苗 或胚状结构
有根、芽或有生
上述比
根发芽的能力
由根、茎、叶、 花、果实、种子 组成
例小
自身产 生各种 激素
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思维导图：
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深度剖析
(1)D→F的过程说明细胞具有全能性，杂种植株具有
的性状是基因选择性表达的结果。(2)凡是由未受精的配子发育
而成的个体都是单倍体。(3)应注意实验设计的对照原则、等量
原则及单一变量原则。 答案 (1)细胞的全能性 基因选择性表达 (2)单 ③甲、乙植
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特别提醒
(1)植物体细胞杂交的目的是培育杂种植株；细胞融
合完成的标志是杂种细胞再生出细胞壁。参与细胞壁再生的细胞
器有高尔基体、线粒体等。
(2)植物体细胞杂交育种的优点是克服了远缘杂交不亲和的种间 或属间障碍，缺点是目前仍有许多理论与技术问题没有解决，还 不能让杂种植株表现出人们所需要的所有性状。 (3)从生殖类型上看，植物体细胞杂交技术没有有性生殖细胞的
形成和结合，应属于无性生殖，变异类型应是染色体数目的变异。
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【巩固2】 利用体细胞杂交技术获得了“番茄—马铃薯”杂种植 株，实验过程如下图所示，遗憾的是该杂种植株并非是想象 中的地上长番茄，地下结马铃薯的“超级作物”。
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分化，产生愈伤组织，若有光照则容易分化产生维管组织，不
利于产生大量的愈伤组织。
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(3)植物激素比值的控制 诱导分化的重要激素是细胞分裂素和生长素。细胞分裂素与生长
素的比值：小于1时：促进根的形成；大于1时：促进芽的形成；
等于1时：愈伤组织不分化，继续形成新的愈伤组织。 特别提醒 在植物组织培养过程中，如果发现培养物被污染，特
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2．1 植物细胞工程
2．1.1 植物细胞工程的基本技术
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课程标准
简述植物的组织培养。 课标解读 1.了解细胞工程的含义。 2.掌握植物组织培养技术的过程及用途。
等分
除细胞壁的方法是酶解法，即用 纤维素酶 、 果胶酶 解植物细胞的细胞壁。
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(2)原生质 原理： 细胞膜的流动性 电激 等 物理 法：离心、振动、 体的融合方法 聚乙二醇 化学法：用 作诱导剂来诱导 成功标志： 杂种细胞再生出细胞壁 (3)杂种细胞通过组织培养产生
(3)①长势相似的普通“白菜—甘蓝” 株上昆虫幼虫均正常生活
②昆虫幼虫
需光
营养生长
生殖生长
发育成完整
的植物体
需光
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3.组织培养的影响因素 (1)灭菌
①所有的实验用具严格灭菌。
②接种过程严格的无菌操作。 (2)严格控制光照 在愈伤组织的诱导阶段往往要暗培养，而在分化再生的阶段一 定要有光照。因为愈伤组织诱导阶段的暗培养有利于细胞的脱
错误的是 ①该实验证明了植物细胞具有全能性 代有广泛的变异 ( )。
②此种生殖产生的后 ④
③韧皮部细胞通过减数分裂增加数目
此种生殖产生的后代能保持亲本的性状 A．② B．②③ C．②④ D．③④
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解析
体细胞组织培养属于无性生殖，其后代能保持亲本的性状，
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