课件8：2.1.1 植物细胞工程的基本技术
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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。
二、植物组织培养
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、植物组织培养过程
移栽
无菌接种 脱分化 诱导愈伤组织
外植体
的形成
培养室
转接到分化培养基 再分化 试管苗的形成
(1)在组织培养实验中，为什么要强调所用器械的灭菌
和实验人员的无菌操作？
植物组织培养中用到的培养基含有丰富的营养成分，有利 于培养物的生长，然而各种杂菌同样也可以在上面迅速生长， 所以植物组织培养过程中污染现象经常发生。培养基一旦被污 染，迅速生长的各种杂菌不但会和培养物争夺营养，而且这些 杂菌生长的过程中会生成大量对培养物有害的物质，导致培养 物迅速死亡。
？ ？ ？ 花瓣 脱分化 愈伤组织 再分化
幼根 和芽
完整的 小植株
1、脱分化 就是让已经分化的细胞，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。
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。
脱分化
再分化
？ ？ ？ 花瓣
愈伤组织
幼根 和芽
完整的 小植株
A、秋海棠的叶 B、马铃薯的块茎 C、成熟的花粉 D、木质部中的导管细胞
1.植物组织培养属于哪种生殖方式？
2.植物组织培养得到的植物体细胞中染色体 数目？
3.植物组织培养得到的植物，遗传物质来自 个亲本？（1个，2个）
请同学们讨论如何实现？
三、植物体细胞杂交
1.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。
1.为什么“番茄—马铃薯”超级杂种植株没有如科 学家所想像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？
马铃薯—番茄没有像人们预想的那样地上长番 茄、地下结马铃薯，主要原因是：生物基因的表达 不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的， 所以马铃薯—番茄杂交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受到相互 干扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一 样有序表达，杂交植株不能地上长番茄、地下结马 铃薯就是很自然的了。
细胞工程概念：
原理与方法 操作水平
细胞生物学和分子生物学 细胞水平或细胞器水平
工程目的
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
种类
植物细胞工程和动物细胞工程
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 （最基本） 植物体细胞杂交
探究：
长壁 杂种细胞
5.融合完成的标志是什么？
单核、长出新的细胞壁
融 合
6.杂种细胞遗传物质有什么特点？
具有两个物种的遗传物质
7.两两融合后除杂种细胞外还有哪些融合细胞？ 马—马、番--番
所以还要经过筛选才能得到杂种植株
植物细胞A
植物细胞B
原生质体A
去细胞壁!
植
原生质体B
物 细
胞
正在融合的原生质体
融
合
再生细胞壁
3.要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，
不需要（ C ）
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
4、植物组织培养形成的愈伤组织进行培养， 又 可以分化形成根、芽等器官，这一过程称为： A、脱分化 B、去分化 C、再分化 D、脱分化或去分化
5、下列不能作为植物组织培养的材料是 （D ）
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、不能人工诱导原生质体融合的方法是
A、振动
B、电刺激
C、PEG试剂 D、重压
3、植物细胞表现出全能性的必要条件是 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
8．如何将杂种细胞培 1、该技术属杂种于细何胞 种生殖方式？属于
育成杂种植株？
哪种变异？
9完．成植的物标体志细是胞什杂么交？技术2、培育新品愈伤种组的织 过程中植物，组遗织传培物养质
10、植物体细胞杂交 的原理是什么？
的传递是否杂遵种植循株孟得尔的遗传定律
3、意义 克服远缘杂交不亲和的障碍
4、成果和尚未解决的问题： 成果：培育出“番茄马铃薯”杂种植株 未解决问题：尚未让杂种植物按照人们的需要 表现出亲代的优良性状
4、植物体细胞融合完成的标志是 A
A．产生新的细胞壁
B．细胞膜发生融合
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 B
A．不同植物的精子和卵细胞的融合
B．不同植物的原生质体的融合
C．完整的两个体细胞的融合
D．植物花粉细胞的两两融合
练答案习⑴：无如机下物图生所长示素为胡⑵萝细卜胞的的韧全皮能部性细有胞丝通分过裂无菌分操化作，接入
造成培养基污染的因素有很多，一般包括：外植体带菌、 培养瓶和各种器械灭菌不彻底、操作人员操作不规范等。所以 在组织培养实验中用到的植物材料和各种器械都要进行彻底地 灭菌，实验人员操作一定要规范，避免带入杂菌。
(2)在本实验中，切取胡萝卜块根时强调要切取含有 形成层部分，原因是这部分容易诱导形成愈伤组织。 请思考一下，胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花）， 是否也能培养成小植株，你能用实验的方法进行验 证吗？
2、愈伤组织特点
排列疏松、高度液泡化的无定形状态薄壁细胞团， 具有分生能力
3、再分化：
脱分化产生的愈伤组织在培养过程中重新分化 成根或芽等器官的过程。
要把一块组织通过培养得到 一株完整植株, 应该如何操作呢?
请同学们阅读P34实验： 1.实验原理： 2.实验步骤： 3.P35讨论题。
取材消毒 制备外植体
3、差异：（1）受精卵的全能性最高 （2）生殖细胞的全能性较高 （3）分化程度低的细胞＞分化程度高的细胞
受精卵 ＞ 生殖细胞 ＞ 体细胞
植物细胞＞动物细胞
4、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。
探究：
怎样把植物的一个花瓣培育成完整的植株？ （教材P33）
利用菊花花瓣微型繁殖培养的菊花
1996年7月5日,世界上第一只体细胞克隆动物--克隆 羊多利诞生于英国。 这样的生物技术属于何种生物工程？细胞工程
什么叫细胞工程？包括哪两大领域？
细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原 理和方法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，按 照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产 品的一门综合科学技术。
4、植物组织培养的原理：
反馈练习
1.下列属于组织培养的是（ A）
A.花粉培养成单倍体植株 B.芽发育成枝条 C.根尖分生区发育成成熟区 D.未受精的卵发育成雄蜂
2.在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组
织的过程中，下列哪一项条件是不需要的（ C）
A.消毒灭菌 B.适宜的温度 C.充足的光照 D.适宜的养料和激素
2.自然界中有一种含有叶绿体的原生动物──眼虫， 说明植物的细胞器同样可以在某些动物细胞中存活， 请探讨：动物细胞与植物细胞之间可以实现杂交吗？ 如果理论上可行，请设计出具体实验方案。
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
为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的 植株呢？
植物细胞具有全能性。
一、细胞的全能性
1、定义： 具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞 都具有发育成完整个体的潜能。
2、原因： 生物体的每一个细胞都含有该生物都有发育成 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。
2.过程
马铃薯细胞 番茄细胞
纤维素酶 和果胶酶 原生 质体
123.阻去用碍壁什植以么物后方细的法胞结才亲构能和叫让的什细结么胞构？紧是密什接么触？并发 怎生么融去合除？？ 物理方法：离心、振动、电击. 化学方法：聚乙二醇（PEG）诱导
4.融合的过程是怎样的？其原理是什么？ 细胞膜的流动性
细胞膜融合 细胞质融合 细胞核融合
外植体
离体的植物器官、组织或细胞 (无菌接种)
A、脱分化
植物组织培养过程中决定脱分化、
避光
再分化的关键因素？
愈伤组织
植物激素：细胞分裂素、生长素
B、再分化
有光
胚状体 或丛芽
1、整个过程进行何种细胞分裂 2、A、B哪个过程进行细胞分化
植物体
3、植物组织培养条件：
离体、植物激素、含有全部营养成分的培养基、一 定的温度、空气、无菌环境、适合的PH、适时光 照等。
试⑶管培后养，基在芽一发定育的成条叶件，下叶，肉形细成胞试中管叶苗绿的素培的育合过成程需，要请光根照据条图件回答 下⑷列选问择题性：表达
⑴要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素。营养物
质包括 和小分子有机物，激素包括细胞分裂素和 两类植物激
素。
⑵此过程依据的原理是 。A和B阶段主要进行的分裂方式是__
，B阶段除了细胞分裂外，还进行细胞 等。
⑶此过程要无菌操作，主要是指对 进行灭菌消毒。B阶段需要
光照，原因是
。
⑷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
是基因
的结果。
谢谢观ห้องสมุดไป่ตู้！
二、植物组织培养
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、植物组织培养过程
移栽
无菌接种 脱分化 诱导愈伤组织
外植体
的形成
培养室
转接到分化培养基 再分化 试管苗的形成
(1)在组织培养实验中，为什么要强调所用器械的灭菌
和实验人员的无菌操作？
植物组织培养中用到的培养基含有丰富的营养成分，有利 于培养物的生长，然而各种杂菌同样也可以在上面迅速生长， 所以植物组织培养过程中污染现象经常发生。培养基一旦被污 染，迅速生长的各种杂菌不但会和培养物争夺营养，而且这些 杂菌生长的过程中会生成大量对培养物有害的物质，导致培养 物迅速死亡。
？ ？ ？ 花瓣 脱分化 愈伤组织 再分化
幼根 和芽
完整的 小植株
1、脱分化 就是让已经分化的细胞，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。
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。
脱分化
再分化
？ ？ ？ 花瓣
愈伤组织
幼根 和芽
完整的 小植株
A、秋海棠的叶 B、马铃薯的块茎 C、成熟的花粉 D、木质部中的导管细胞
1.植物组织培养属于哪种生殖方式？
2.植物组织培养得到的植物体细胞中染色体 数目？
3.植物组织培养得到的植物，遗传物质来自 个亲本？（1个，2个）
请同学们讨论如何实现？
三、植物体细胞杂交
1.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。
1.为什么“番茄—马铃薯”超级杂种植株没有如科 学家所想像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？
马铃薯—番茄没有像人们预想的那样地上长番 茄、地下结马铃薯，主要原因是：生物基因的表达 不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的， 所以马铃薯—番茄杂交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受到相互 干扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一 样有序表达，杂交植株不能地上长番茄、地下结马 铃薯就是很自然的了。
细胞工程概念：
原理与方法 操作水平
细胞生物学和分子生物学 细胞水平或细胞器水平
工程目的
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
种类
植物细胞工程和动物细胞工程
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 （最基本） 植物体细胞杂交
探究：
长壁 杂种细胞
5.融合完成的标志是什么？
单核、长出新的细胞壁
融 合
6.杂种细胞遗传物质有什么特点？
具有两个物种的遗传物质
7.两两融合后除杂种细胞外还有哪些融合细胞？ 马—马、番--番
所以还要经过筛选才能得到杂种植株
植物细胞A
植物细胞B
原生质体A
去细胞壁!
植
原生质体B
物 细
胞
正在融合的原生质体
融
合
再生细胞壁
3.要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，
不需要（ C ）
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
4、植物组织培养形成的愈伤组织进行培养， 又 可以分化形成根、芽等器官，这一过程称为： A、脱分化 B、去分化 C、再分化 D、脱分化或去分化
5、下列不能作为植物组织培养的材料是 （D ）
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、不能人工诱导原生质体融合的方法是
A、振动
B、电刺激
C、PEG试剂 D、重压
3、植物细胞表现出全能性的必要条件是 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
8．如何将杂种细胞培 1、该技术属杂种于细何胞 种生殖方式？属于
育成杂种植株？
哪种变异？
9完．成植的物标体志细是胞什杂么交？技术2、培育新品愈伤种组的织 过程中植物，组遗织传培物养质
10、植物体细胞杂交 的原理是什么？
的传递是否杂遵种植循株孟得尔的遗传定律
3、意义 克服远缘杂交不亲和的障碍
4、成果和尚未解决的问题： 成果：培育出“番茄马铃薯”杂种植株 未解决问题：尚未让杂种植物按照人们的需要 表现出亲代的优良性状
4、植物体细胞融合完成的标志是 A
A．产生新的细胞壁
B．细胞膜发生融合
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 B
A．不同植物的精子和卵细胞的融合
B．不同植物的原生质体的融合
C．完整的两个体细胞的融合
D．植物花粉细胞的两两融合
练答案习⑴：无如机下物图生所长示素为胡⑵萝细卜胞的的韧全皮能部性细有胞丝通分过裂无菌分操化作，接入
造成培养基污染的因素有很多，一般包括：外植体带菌、 培养瓶和各种器械灭菌不彻底、操作人员操作不规范等。所以 在组织培养实验中用到的植物材料和各种器械都要进行彻底地 灭菌，实验人员操作一定要规范，避免带入杂菌。
(2)在本实验中，切取胡萝卜块根时强调要切取含有 形成层部分，原因是这部分容易诱导形成愈伤组织。 请思考一下，胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花）， 是否也能培养成小植株，你能用实验的方法进行验 证吗？
2、愈伤组织特点
排列疏松、高度液泡化的无定形状态薄壁细胞团， 具有分生能力
3、再分化：
脱分化产生的愈伤组织在培养过程中重新分化 成根或芽等器官的过程。
要把一块组织通过培养得到 一株完整植株, 应该如何操作呢?
请同学们阅读P34实验： 1.实验原理： 2.实验步骤： 3.P35讨论题。
取材消毒 制备外植体
3、差异：（1）受精卵的全能性最高 （2）生殖细胞的全能性较高 （3）分化程度低的细胞＞分化程度高的细胞
受精卵 ＞ 生殖细胞 ＞ 体细胞
植物细胞＞动物细胞
4、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。
探究：
怎样把植物的一个花瓣培育成完整的植株？ （教材P33）
利用菊花花瓣微型繁殖培养的菊花
1996年7月5日,世界上第一只体细胞克隆动物--克隆 羊多利诞生于英国。 这样的生物技术属于何种生物工程？细胞工程
什么叫细胞工程？包括哪两大领域？
细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原 理和方法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，按 照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产 品的一门综合科学技术。
4、植物组织培养的原理：
反馈练习
1.下列属于组织培养的是（ A）
A.花粉培养成单倍体植株 B.芽发育成枝条 C.根尖分生区发育成成熟区 D.未受精的卵发育成雄蜂
2.在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组
织的过程中，下列哪一项条件是不需要的（ C）
A.消毒灭菌 B.适宜的温度 C.充足的光照 D.适宜的养料和激素
2.自然界中有一种含有叶绿体的原生动物──眼虫， 说明植物的细胞器同样可以在某些动物细胞中存活， 请探讨：动物细胞与植物细胞之间可以实现杂交吗？ 如果理论上可行，请设计出具体实验方案。
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
为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的 植株呢？
植物细胞具有全能性。
一、细胞的全能性
1、定义： 具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞 都具有发育成完整个体的潜能。
2、原因： 生物体的每一个细胞都含有该生物都有发育成 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。
2.过程
马铃薯细胞 番茄细胞
纤维素酶 和果胶酶 原生 质体
123.阻去用碍壁什植以么物后方细的法胞结才亲构能和叫让的什细结么胞构？紧是密什接么触？并发 怎生么融去合除？？ 物理方法：离心、振动、电击. 化学方法：聚乙二醇（PEG）诱导
4.融合的过程是怎样的？其原理是什么？ 细胞膜的流动性
细胞膜融合 细胞质融合 细胞核融合
外植体
离体的植物器官、组织或细胞 (无菌接种)
A、脱分化
植物组织培养过程中决定脱分化、
避光
再分化的关键因素？
愈伤组织
植物激素：细胞分裂素、生长素
B、再分化
有光
胚状体 或丛芽
1、整个过程进行何种细胞分裂 2、A、B哪个过程进行细胞分化
植物体
3、植物组织培养条件：
离体、植物激素、含有全部营养成分的培养基、一 定的温度、空气、无菌环境、适合的PH、适时光 照等。
试⑶管培后养，基在芽一发定育的成条叶件，下叶，肉形细成胞试中管叶苗绿的素培的育合过成程需，要请光根照据条图件回答 下⑷列选问择题性：表达
⑴要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素。营养物
质包括 和小分子有机物，激素包括细胞分裂素和 两类植物激
素。
⑵此过程依据的原理是 。A和B阶段主要进行的分裂方式是__
，B阶段除了细胞分裂外，还进行细胞 等。
⑶此过程要无菌操作，主要是指对 进行灭菌消毒。B阶段需要
光照，原因是
。
⑷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
是基因
的结果。
谢谢观ห้องสมุดไป่ตู้！