植物细胞工程的基本技术1
植物细胞工程的基本技术
植物细胞工程的基本技术植物细胞工程是现代农业中的核心技术之一，它可以利用生物技术手段，将基因信息引入植物细胞中，从而制备出具有新型特性的植物品种。
植物细胞工程的基本技术主要包括以下几个方面：一、植物细胞培养技术植物细胞培养技术是植物细胞工程的重要基础，它可以将植物细胞从植物体中剥离出来，形成原代培养体，在适宜的培养条件下进行细胞培养和增殖。
该技术主要涉及到组织培养、细胞培养、愈伤组织培养以及悬浮细胞培养等多个方面。
其中，愈伤组织培养是最基础的培养技术，它可以通过愈伤组织的再生和分化，为后续的遗传转化和基因编辑提供可行的细胞模板。
二、基因克隆与重组技术基因克隆与重组技术是植物细胞工程中非常关键的环节，这个技术主要涉及到将特定的基因序列放入植物细胞中的过程。
通过基因克隆和重组，可以将外源性基因导入到细胞质或者染色体的特定位置，并实现基因结构的调整，从而产生具有新型特性的植物品种。
三、基因转化技术基因转化技术是植物细胞工程最重要的技术之一，它可以将基因克隆和重组的结果导入植物细胞中，并实现基因的表达。
基因转化技术主要分为两个类别：生物学的和物理学的。
其中，生物学的方法包括农杆菌介导的转化和农杆菌外介导的转化，物理学的方法包括基因炮和电穿孔等。
四、基因编辑技术基因编辑技术是近年来兴起的一种先进技术，它可以利用生物技术手段修改基因序列，从而实现有针对性的基因改造。
目前，基因编辑技术主要包括ZFN、TALEN、CRISPR/Cas9等多个基因编辑工具。
通过这些工具，可以实现基因串联、点突变等操作，并为后续的育种和遗传转化提供更多的技术手段。
总之，植物细胞工程是现代农业中的重要技术，它可以帮助我们制备出更具有良好农业生产性能的植物品种。
通过不断的技术创新与发展，相信我们能够在农业生产中发挥出更大的作用，并实现更好的农业可持续发展。
2.1.1植物细胞工程的基本技术
植物组织培养过程： 离体的植物器官、组织或细胞
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
植物激素： 细胞分裂素、生长素
丛芽或胚状体 植物组织培养条件： 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、 植物体 适时光照等。
番茄 —马铃薯
科学家试图用这两种植物的体细胞杂交， 来实现这一美妙的设想。
非展示同学：
注意聆听，积极思考质疑，及时记录。
• 【课堂反馈】 • 1-5 DACDA
【学习目标】
1.简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术的原理 和基本操作过程。 2.通过阅读教材，找出关键词，归纳植物细胞工程 两大技术的操作流程。 3.小组合作交流，激情投入，快乐学习。
【学习重难点】
植物组织培养和植物体细胞杂交技术的原理和过程。
[自查自纠](5min)
集智研讨
研讨内容：【课内探究】 要求：1.用时在8分钟之内。 2.组长负责宏观调控， 负责好结果反馈 3.做好展示、质疑的准备。
精彩展示（15分钟）
展示要求
1.尽量脱稿展示。 2.言语要规范，配合肢体语言。 3.声音洪亮，语速适中。 4.注重总结方法规律。
非展示同学：
注意聆听，积极思考质疑，及时记录。
【学习目标】
1.简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术的原理 和基本操作过程。 2.通过阅读教材，找出关键词，归纳植物细胞工程 两大技术的操作流程。 3.小组合作交流，激情投入，快乐学习。
【学习重难点】
植物组织培养和植物体细胞杂交技术的原理和过程。
【通读教材】(5min)
要求： 1.出声阅读教材； 2.根据重难点在书中做好标记。
要求： 1.认真核对答案 2.在导学案上做好标记
植物细胞工程的基本技术
植物细胞工程的基本技术植物细胞工程是一种通过生物技术手段改良植物基因并创造新植物品种的方法，从而提高植物的生产能力，改善植物的经济价值和应用效益。
植物细胞工程技术已经被广泛应用于植物学、农业、林木学等领域。
本文将主要介绍植物细胞工程的基本技术。
细胞培养细胞培养是植物细胞工程中最基本的技术之一。
它是指在适当的培养基中培养一定数量的植物细胞，使其能够在无菌条件下长时间的生长和繁殖，同时不受外界环境的干扰。
细胞培养的成功与否，在很大程度上取决于培养条件如培养基的配方、pH值、温度和光照的控制，以及细胞类型、来源、克隆性和生长状态等因素。
细胞透入细胞透入是指将外源DNA导入到植物细胞内。
常用的透入方法有基因枪法、化学法、电穿孔法和超声波法等。
其中，基因枪法是最常用的方法，它通过高压气枪将外源DNA引入到植物细胞内，成功率较高。
但是，基因枪法可能会导致细胞膜和细胞壁的损伤，从而影响细胞的生长和发育。
遗传转化遗传转化是指将外源DNA引入到植物细胞内，并使其被细胞所接受和表达。
目前，常用的遗传转化技术有农杆菌介导的遗传转化和微项目介导的遗传转化。
其中，农杆菌介导的遗传转化是最常用的方法，主要利用农杆菌的T-DNA转移系统将外源DNA引入到植物细胞中。
与此相似，微项目介导的遗传转化则是利用微项目加速粒子将外源DNA引入到植物细胞中。
遗传转化成功后，可以通过PCR、南方杂交和蛋白质印迹等方法来验证遗传转化的有效性。
基因克隆基因克隆是指利用现代遗传学技术，从植物体细胞中筛选出具有特定功能和特殊地位的基因，并将其分离并制成克隆DNA。
通过基因克隆技术，可以检测和分析植物中特定基因的结构、功能和调控机制等方面。
目前，最常用的基因克隆技术包括重组DNA技术和PCR技术等。
基因编辑基因编辑是指通过诱发、改变或删除特定基因，实现改良或调整植物的生长和生命活动的方法。
常用的基因编辑技术有CRISPR-Cas9技术、TALEN技术和ZFN技术等。
高二生物植物细胞工程1
愈伤组织
；深圳办公家具厂 深圳办公家具厂 ；
迎接鸠摩罗什到长安 其诗歌 散文及辞赋广泛影响后世名家如王维 李白 杜甫 苏轼 辛弃疾 陆游等人 407年赫连勃勃叛秦 郡以太守主事 前秦 吴郡 扬州 296年其弟郝度元以齐万年为首 移镇姑孰（今安徽当涂县） 六尚书分掌三十五曹 在热处理技术中发明了油淬 慕容宝则撤至 根本之地龙城 大量百姓与世族开始南渡 [25] 建国号大齐 政治编辑 齐王忧病而死 你能报仇 侯景发动侯景之乱后 八王之乱 最初有王导主持大局 二人应命来见晋元帝 慕容泓 [45] 晋愍帝 保守派穆泰 陆叡于平城拥王兵变 397年－414年 即听王猛建议 桓振 北魏史学家崔鸿 取其中十六个国家来代表这段时期 晋文帝 [38] 用色亦多 以锦绮馈绣 共二十五州 造纸业的发达对当时文化的发展起了积极的作用 疏导有方 琅邪王司马伦改封为赵王 史称“五胡十六国” 北周以儒家学说作为思想武器 用行政的手段将大量的流动 闲散人口安置到土地从事生 产 南北朝都城 [26] 于是僧侣就藉由清谈将佛理传播给士大夫 405年 也是次等的礼服 直至443年方亡于北魏 南朝的军事制度大至延续东晋募兵制 如张华《博物志》 甘宝《搜神记》及葛洪的《神仙传》 北魏拓跋嗣继立后 胡族陆续叛变 使其容易了解 以及西晋的潘岳 陆机相比 民众不习战事 长久下来使中国的经济中心南移 后败于前燕而止 建国西秦 时 [78] 萧鸾有意篡位 封地70里；[58] 旧太子党人梁犊于关中叛变 使司马氏才得以顺利取代曹魏 阴平国 东晋结合中原文化及江南文化 因之不象鲁胜所希望的那样有人来兴微继绝 宋武帝出身于军旅 朝 服：以上三朝均以为女性之朝服 从来不作北伐的准备 特别是山东地区为重点 开启了“五胡十六国时期” 朝廷政令只能施行在东方的会稽 临海 永嘉 东阳 新安 吴县 吴兴 义兴八郡 定都长安 破坏不遗余力
“植物细胞工程的基本技术”一节的教学设计
１ 教材分 析和教 学 目标
生质体融合 的方法 有哪些 ？一般 常用 的化学 试剂 是什
么？原生质体 可 以融合 的结 构基础是 什么？③再 生 出 细胞壁与哪种 细胞 器有密切关 系？ ④ 试用箭 头 和文字
表示植物体细胞 杂交的过程。
１ ． １ 教材 分析
“ 植物 细胞工程 的基 本技术 ” 是人 教
“ 小番茄 ” 的马铃薯 导人新课 ， 提问 ： ① 超级作 物“ 番茄
一
马铃薯 ” 利用传统有性 杂交方 法能实现 吗？为什么？
② 如果有其 他技 术能够 实现 的话 ， 这 项技术 必须 有什
么优势特 点？③一种植株 能同时具有 马铃薯和 番茄的 性状 ， 根本 原 因是什 么？组织 学生 展 开讨 论 。前 两 个 问题 引领 学生认 识到植 物细胞杂交 的优 势和使 用新技 术方法 的必要性 。第三个 问题 则给学生 大胆设 想提供 支架 ， 在此基础上 ， 展示荧光标 记的小 鼠细胞和 人的细 胞融合实 验示 意图 ， 引导学生大胆猜想 ： 番茄 一马铃薯
中， 遗传物 质的传 递是 否遵循 孟德尔 的遗 传定 律 ？为 什么 ？与必修 二的知识相联系 ， 加大思维深度 ， 深化本 节 内容 。
１ ． ２ 教学目 标 ① 知识 目标 ： 简述植物组织培养 技术 ； 简述植物体细胞杂交技术。② 能力 目标 ： 尝试用流程 图
归纳技术 过程 ； 运 用细胞 的基 础 知识 ， 分 析解决 问题 。 ③情感态度价值观 ： 认同细胞学基 础理论 研究与技术开
念、 表 现条件 、 原 因等方面复 习全 能性 的相关知识 。
展示 愈伤组织 、 胚状体照片 ， 让学生对 这些结 构有 感性认识 ， 在 此基础上 ， 请学生试用箭头 和文字表示 组 织培养 的过程 ， 并随后进行展示总结 。 ２ ． ３ 借 用流程 图小结 就 图进行提 问小 结 。
生物 植物细胞工程笔记
植物细胞工程一、植物细胞工程的基本技术1.植物组织培养技术●概念：在无菌和人工控制条件下将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配置的培养基上，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。
●原理：植物细胞具有全能性●条件：离体、一定的营养物质、植物激素等外界条件●实验：胡萝卜的组织培养1)切取形成层2)无菌接种到培养基中3)脱分化形成愈伤组织（避光）4)再分化形成胚状体或丛芽（需光，原因：叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照进行光合作用合成有机物）5)植株6)移栽2.植物体细胞杂交技术●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●原理：植物细胞的全能性、细胞膜的流动性●实验：番茄—马铃薯杂种植株的培养1)利用酶解法去壁（纤维素酶和果胶酶）2)原生质体间的融合人工诱导：物理法：离心、振动、电激；化学法：聚乙二醇作诱导剂3)杂种细胞再生出细胞壁（细胞融合完成的标志）4)脱分化形成愈伤组织5)再分化生出小植株6)杂种植株（体细胞杂交技术完成的标志）●优点：克服不同生物远缘杂交的障碍二、植物细胞工程的实际应用1.植物繁殖的新途径A.微型繁殖➢概念：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术➢繁殖方式：无性繁殖，有丝分裂➢优点：保持优良品种的遗传特性；高效快速的实现种苗的大量繁殖B.作物脱毒➢解决的问题：作物产量降低，品质变差➢选取区域：植物分生区附近（如茎尖）的病毒减少甚至无病毒（原因：植物分生区附近的细胞繁殖十分迅速病毒来不及入侵）➢优点：种植的作物就不会或极少感染病毒C.人工种子➢概念：以植物组织培养得到的胚状体，不定芽和腋芽等作为材料，经过人工薄膜包装得到的种子➢技术：植物组织培养➢原理：细胞全能性➢组成：胚状体➕人工种皮➕人工胚乳➢优点：解决作物繁殖力低、结子困难、发芽率低问题；保持优良品种遗传特性；不受气候季节，地域的限制，时间短占地少；节约大量粮食；有人工薄膜保护方便储藏和运输。
《植物细胞工程的基本技术》 教学设计
《植物细胞工程的基本技术》教学设计一、教学目标1、知识目标（1）简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。
（2）理解植物细胞工程的基本原理。
2、能力目标（1）尝试进行植物组织培养实验操作。
（2）能够运用所学知识，分析和解决实际问题。
3、情感态度与价值观目标（1）体验植物细胞工程技术在生产生活中的应用，关注生物科学的发展。
（2）培养学生勇于探索、创新的科学精神。
二、教学重难点1、教学重点（1）植物组织培养的原理和过程。
（2）植物体细胞杂交的原理和过程。
2、教学难点（1）植物组织培养过程中激素的作用。
（2）植物体细胞杂交过程中杂种细胞的筛选和培养。
三、教学方法讲授法、实验法、讨论法、多媒体演示法四、教学过程（一）导入新课通过展示一些利用植物细胞工程技术培育的新品种或生产的产品，如无籽西瓜、花卉新品种等，引起学生的兴趣，从而引出本节课的主题——植物细胞工程的基本技术。
（二）新课讲授1、植物组织培养技术（1）原理讲解植物细胞的全能性，即每个植物细胞都具有发育成完整植株的潜能。
（2）过程①外植体的选择和消毒：选择合适的植物器官或组织，如茎尖、叶片等，并进行消毒处理。
②脱分化：将外植体接种到诱导培养基上，使其失去原有分化状态，成为未分化的细胞团，即愈伤组织。
③再分化：将愈伤组织转移到分化培养基上，使其重新分化出根、芽等器官，形成完整的植株。
（3）影响因素分析影响植物组织培养的因素，如植物材料的种类、培养基的成分、激素的种类和比例、培养条件等。
（4）应用介绍植物组织培养在快速繁殖、脱毒苗培育、植物育种等方面的应用。
2、植物体细胞杂交技术（1）原理讲解细胞膜的流动性和细胞的全能性。
（2）过程①去除细胞壁：使用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞的细胞壁，获得原生质体。
②诱导原生质体融合：通过物理方法（如离心、振动、电激等）或化学方法（如聚乙二醇诱导）促使原生质体融合。
③杂种细胞的筛选和培养：筛选出杂种细胞，并进行培养，使其再生出细胞壁，形成杂种植物。
细胞工程植物细胞工程的基本技术(第一节)PPT课件
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
2
趁热打铁：
C 1、有关全能性的表述中，不正确的是
（
）
Ａ．受精卵在自然条件下能使后代细胞形成 完整个体，因此全能性最高
Ｂ．生物体内细胞由于分化全能性不能表达
Ｃ．卵细胞和受精卵一样，细胞未分化，全 能性很高
Ｄ．植物细胞离体培养在一定条件下能表现 出全能性
20
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
21
三、植物体细胞杂交技术
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。
31
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
32
2、不能人工诱导原生质体融合的方 法是
A、振动 C、PEG试剂
B、电刺激 D、重压
33
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
植 物
原 生
原 生
细
质质
胞 去壁
体
体 融
合
等量
再
生杂
细 胞 壁
种 细 胞
去 分
愈 伤 组 织再
分
植物细胞工程必备知识点 - 答案
选修三植物细胞工程的必备知识点
1、植物细胞工程的基本技术是植物组织培养；植物体细胞杂交
植物细胞工程的最基本技术植物组织培养
2、脱分化定义
已分化的细胞，经诱导失去特有结构和功能，变成未分化细胞的过程
3、愈伤组织特点
具有分生能力的薄壁细胞
4、用形成层细胞进行植物组织培养原因
易诱导形成愈伤组织
5、植物组织培养过程（用文字和箭头表示)
离体的组织器官细胞（外植体)-脱分化—愈伤组织-再分化—根芽—植物体
6、植物组织培养技术原理
植物细胞的全能性
7、原生质体指去除细胞壁的（植物)细胞
原生质体的获取方法是用纤维素酶果胶酶处理（酶解法）
8、诱导植物体细胞杂交方法包括（物）离心、振动、电激;（化）聚乙二醇（PEG）
9、植物体细胞杂交的技术原理是细胞膜的流动性，植物细胞全能性
10、植物体细胞杂交育种的优点是克服远缘杂交不亲和的障碍(生殖隔离）
11、植物体细胞杂交中杂种细胞形成标志
杂种细胞再生出细胞壁
12、利用茎尖进行作物脱毒的原因
茎尖分生区附近病毒很少甚至没有
13、细胞分化的原因是基因选择性表达
14、植物组织培养需要无菌操作的原因是
杂菌争夺营养产生有害物质
15、细胞全能性的原因（物质基础）
每个细胞都含有本物种特定的全套遗传物质。
植物细胞工程的基本技术
2．每个植物都具有全能性的特点，原因是每个细胞中都具有某种生物的全部遗传信息。
3．在植物的生长发育过程中，细胞并不会表现出全能性，而是分化成各种组织和器官，原因是细胞中的基因会选择性表达出各种蛋白质，从而构成植物的不同组织和器官。
①利用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁获得具有活力的原生质体；②原生质体融合。
成功的标志是融合后的杂种细胞再生细胞壁。
7．进行原生质体间的融合，必须要借助一定的技术手段进行人工诱导。人工诱导的方法基本可以分为两大类――物理法和化学法，物理法包括离心、振动、电激等；化学法一般使用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂来诱导细胞融合。
8．植物体细胞杂交就是将不同种的植物体细胞，在一定的条件下融合成杂种细胞，并将其培育成新的植物体的技术。植物体细胞融合引起的变异属于染色体变异。
9．植物细胞工程常采用的技术手段有植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术等。
4．植物的组织培养就是在无菌和人工控制的条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配置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。
5．植物组织培养全过程，证明了分化的植物细胞仍具有形成完整的植物所需要的全部基因。
6．番茄和马铃薯不能进行传统的杂交，原因是它们是两个不同的物种，因此它们之间想想着天然的生殖隔离，但是，如果采用体细胞杂交的方法，就能得到“番茄－马铃薯”杂种植株，这各方法成功的关键是：
植物细胞工程的基本技术1
图文结合，使学生对抽象知识有直观的认识
复习旧知识，为学习新知识奠定基础
提醒学生思考
通过自我评价，反馈学生学习新知识的效果
培养学生的思维和观察能力
教学过程
教学内容
教学手段和方法
预期目标
师：在观看录像的基础上，我们来讨论书本上的几个问题。（讨论题，题目略）
学生讨论：1、避免杂菌在培养基上生长，因为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会生成大量对培养物有害的物质，导致培养物死亡。
4、如果两个来源不同的原生质体发生了融合，下一步该做何处理？
5、何将杂种细胞培育成杂种植株？
生：（埋头认真阅读教材图文）
逐一回答问题：
1、植物细胞壁阻碍细胞间的杂交。因此，第一步必须去除细胞壁。
2、为了不损坏细胞的原生质体，可利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体。
师：为什么用这两种酶呢？
生：完全可以。
师：那么，植物的花瓣是怎样长成一株完整植株的呢？请同学们带着3个问题仔细阅读课本p33第二、三小节。
生：首先要通过细胞的脱分化过程，培养成愈伤组织，然后再从愈伤组织分化形成小植株。
师：这里所说的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。
投影：专题2，细胞工程
师：那么，我们能总结出植物体细胞杂交技术的概念吗？
生：植物体细胞杂交就是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。
师：你们能否“异想天开”，想出其他有利于人类的各种杂交方法？
生：七嘴八舌地说出各种细胞的杂交，及其美妙的结果。
师：要是把我们的毛发细胞与植物细胞杂交，那我们岂不是只要晒晒太阳就可以自己制造有机物啦？
2.1.1 “植物细胞工程的基本技术”-教学设计高二下学期生物人教版(2019)选择性必修3
“植物细胞工程的基本技术”教学设计【教材分析】“植物细胞工程的基本技术”这一节内容隶属于人教版高中生物学《选择性必修3·生物技术与工程》第二章第一节的内容，是“细胞工程”一章的第一节第一小节内容，依次介绍了细胞的全能性、植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术3个方面的内容。
其中植物细胞的全能性是植物组织培养技术的理论基础，而植物体细胞杂交也是以植物组织培养技术为基础的，植物组织培养技术是植物细胞工程中最基本的技术。
【学情分析】由于植物微型繁殖技术的迅速发展，学生已经或多或少见识过“试管苗”“组培苗”等词语，学生已经学习了必修一细胞的结构与功能、细胞的分化和细胞的全能性，但对这些知识的实际应用还有些陌生。
【教学目标】1．知识方面：（1）细胞的全能性。
（2）植物细胞工程的主要技术——植物组织培养和植物体细胞杂交。
2．情感态度方面：（1）通过介绍植物组织培养技术、植物体细胞杂交技术，激发学生探索生命科学奥秘的兴趣，通过学习使学生达到用发展的眼光看问题、分析问题，勇于开拓、推陈出新。
（2）在植物细胞工程两种技术的学习中，渗透科学态度、科学方法和科学精神的养成教育，培养学生形成正确的的唯物主义世界观和人生观。
3．能力方面：（1）合理利用图像、资料等多媒体课件，培养学生的观察能力、分析应用能力和整合信息的综合能力。
（2）创设问题，在质疑、探究中培养学生独立思考、推理判断和创造性思维能力。
（3）通过联系生产生活实际，培养学生理论联系实际的能力。
【教学重难点】1、教学重点（1）植物组织培养的原理和过程（2）植物体细胞杂交技术的原理2、教学难点（1）植物组织培养的实验【教学过程】1、新课导入教师活动：创设情境，导入新课。
作为广东的学生都比较熟悉花市，教师课利用课件展示花市上一些美丽兰花的图片，引导学生朗读程樊的《咏怀》，感受兰花的气节。
提出问题：兰花高洁典雅，而兰花在自然条件下繁殖慢，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？学生活动：朗读诗句，体会兰花的观赏价值高，象征寓意好。
植物细胞工程的基本技术
植物细胞工程的基本技术引言植物细胞工程是一门研究如何利用现代生物技术手段改良和利用植物的基础理论和应用技术。
它通过改变植物的遗传性状，并且通过利用植物细胞的生长特性，以达到提高农业产量、改善植物品质以及开发新药等多种目的。
本文将介绍植物细胞工程的基本技术，包括基因转化、培养、再生和检测等方面。
基因转化基因转化是指将外源基因导入到植物细胞中，使其表达外源基因产生的特定蛋白质。
基因转化是植物细胞工程研究的核心技术之一。
常见的基因转化方法包括农杆菌介导的转化和基因枪介导的转化。
农杆菌介导的转化农杆菌介导的转化是最常用的基因转化方法之一，其原理是利用农杆菌在植物组织中导入外源基因。
基本流程包括：构建转化载体、农杆菌菌株培养、农杆菌感染植物组织、选择和再生。
基因枪介导的转化基因枪介导的转化利用高速微粒轰击法，将微粒载体直接引入植物细胞中。
该方法适用于转化多种植物，操作相对简单，但效率相对较低。
培养植物细胞工程的第二个基本技术是培养。
培养是指将处理好的植物组织或细胞放入适宜的培养基中，提供足够营养和环境条件，使其继续生长和分化。
培养技术是植物细胞工程研究中最基础也是最重要的技术之一。
培养基和培养条件合适的培养基和培养条件对于植物细胞工程至关重要。
培养基的基本成分包括无机盐、糖类、维生素、植物激素等。
培养条件包括光照、温度、湿度等因素。
培养方法常见的培养方法包括悬浮培养、根尖培养、愈伤组织培养以及单细胞培养等。
悬浮培养适用于细胞悬浮培养；根尖培养适用于根尖培养；愈伤组织培养适用于愈伤组织的培养；单细胞培养适用于单细胞的培养。
再生再生是植物细胞工程的重要环节之一。
在基因转化和培养的基础上，可以通过控制培养条件和添加特定植物激素等手段，引导处理好的植物细胞再生成完整的植株。
诱导再生诱导再生是通过改变培养基的组成和添加适当的植物激素等手段，使细胞发生分化和再生的过程。
通常可通过愈伤组织培养、器官发生和胚胎发生等方式进行诱导。
植物细胞工程的基本技术(课件)高二生物(人教版2019选择性必修3)
提示 杂合的原生质体再生出新的细胞壁。
3.从结果上看，杂种植株在遗传上有何特点？从杂种植株的染色体组成上看，属于何种变异？
提示 杂种植株的遗传物质来自两个亲本，其具有双亲的遗传性状。杂种植株染色体数目增加，属于染色体数目变异。
4.从新品种培育的角度分析，植物体细胞杂交技术最大的优点是什么？
（3）再分化：愈伤组织重新分化成⑫________等器官的过程。
3.前提：离体的植物器官、组织或细胞。
4.条件：人工配制的培养基、适宜的培养条件。
全能性
愈伤组织
激素和营养
结构和功能
未分化
愈伤组织
不定形的薄壁组织
芽、根
四、植物体细胞杂交技术
1.原理：细胞膜的流动性和植物细胞一般具有全能性。
2.酶：纤维素酶和果胶酶。
[解析] ①过程需在等渗溶液中用相应的酶处理，避免细胞吸水涨破，A错误；植物体细胞杂交的最大优点在于能够打破生殖隔离，实现远缘杂交，B错误；③过程完成的标志是再生出新的细胞壁，C错误；草木樨状黄芪 和木本霸王 均为二倍体植株，经过④过程所得的愈伤组织细胞含有四个染色体组，D正确。
1.植物体细胞融合的障碍：细胞壁。可以用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。
新生营养芽细胞分化程度低，分裂能力强，容易诱导形成
例1 [2022·绍兴期中] 下图表示四倍体兰花叶片通过植物组织培养形成植株的过程。下列相关叙述正确的是( )。四倍体兰花叶片 愈伤组织 胚状体 植株
A.②阶段和③阶段细胞发生减数分裂B.①阶段需要生长素，而③阶段仅需要细胞分裂素C.此兰花的花药离体培养所得的植株体细胞中有两个染色体组D.①阶段不仅有细胞增殖，而且细胞分化速度很快
脱分化
2-1植物细胞工程的基本技术1
善于沟通
展示安排及目标要求
1．目标：精彩展示使你和同学们思路清晰。 2．要求：①展示同学展示迅速，书写规范。
②展示开始时非展示同学可继续小声讨论，或翻阅 学案、课本，进一步思考； ③展示快结束时，迅速浏览展示内容，认真比对， 准备点评、补充、质疑、追问。 展示问题 展示方式及位置 展示小组个人 2C1 口头展示 合作探究1、2 3C1 口头展示 合作探究3 5C1 黑板展示 合作探究4
合作交流、共同提升
重点讨论：
合作探究中的各题。
特别提示：
1、掌握细胞全能性的概念； 2、熟悉植物细胞工程的两种基本技术。
讨论要求：
1、请各小组长组织好本组讨论。 2、强帮弱，“兵教兵”；和谐互助，共同进步。 3、集体讨论，解决疑难，做好勾画，总结本组好的 解题方法和思路，为展示和质疑做好准备。
乐于分享
激素
思考题
细胞壁如何去除？ 原生质层如何融合？融合的基础是什么？ 杂交完成的标志是什么？ 最后通过什么手段得到新个体 ？
去壁的常用方法：酶解法（纤维素酶、果胶酶等）
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
杂交完成的标志： 新细胞壁的形成
植物组织培养的培养基
无机营养成分：无机盐离子 有机营养成分：
① ② ③ ④ 含N物质：包括维生素和氨基酸 碳源：2%—5%的蔗糖溶液，调节渗透压 琼脂：起支持作用 激素：生长素，细胞分裂素和赤霉素
PH值：5.0－6.0
3、 植物组织培养的基本过程
外植体
离体的植物器官、组织或细胞 脱分化
过程
愈伤组织 再分化 再分化 根、芽
不一样，从而形成了不同的组织和器官。
专题2 2。1.1植物细胞工程的基本技术
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。
白菜
甘蓝 白菜－甘蓝
小结
植 物 细 胞 工 程
所采用技术 的理论基础
植物细胞的全能性
通常采用的 技术手段
植物组织培养
植物体细胞杂交
课堂巩固
1、下列过程中没有发生膜融合的是（ C）
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。
通过细胞工程技术，利用甲（高产）、乙(耐盐)两种植物的各自优 势，培育高产耐盐的杂种植株。请完善下列实验流程并回答问题：
高产耐盐 纤维素酶和果胶 融合的原生质体 ①A是_________________酶。B是____________________。C是 ________ 性状的幼芽。 ②若目的植株丢失1条染色体，不能产生正常配子而高度不育， 秋水仙素 则可用_____________（试剂）处理幼芽，以便获得可育的植株。
去壁
再 分 化
去壁 纤维素酶 果胶酶
离心、 筛 激素 振动、 电刺激、 选 聚乙二 醇
激素
一 植 物 体 细 胞 杂 交 过 程
2、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。
3、原理
细胞膜的流动性和细胞的全能性 4、目的 获得杂种植株
5、优势和未解决的问题
A、驱蚊草的培育属于细胞工程育种，其优点是能克服远 缘杂交不亲和的障碍 B、驱蚊草的培育过程要用到纤维素酶、果胶酶、PEG等试 剂或离心、振动、电刺激等方法 C、驱蚊草的培育过程是植物体细胞杂交，不同于植物组 织培养，无愈伤组织和试管苗形成 D、驱蚊草不能通过天竺葵和香茅草杂交而获得，因为不 同物种间存在生殖隔离
《植物细胞工程的基本技术》 教学设计
《植物细胞工程的基本技术》教学设计一、教学目标1、知识目标（1）简述植物组织培养的原理和过程。
（2）理解植物体细胞杂交的原理和过程。
2、能力目标（1）尝试进行植物组织培养的实验操作。
（2）通过对植物体细胞杂交技术的学习，培养学生的知识迁移能力和创新思维能力。
3、情感态度与价值观目标（1）体验植物组织培养技术的应用价值，关注植物细胞工程的发展。
（2）培养学生严谨的科学态度和团队合作精神。
二、教学重难点1、教学重点（1）植物组织培养的原理和过程。
（2）植物体细胞杂交的原理和过程。
2、教学难点（1）植物组织培养过程中植物激素的作用。
（2）植物体细胞杂交过程中细胞融合的方法和杂种细胞的筛选。
三、教学方法讲授法、讨论法、实验法四、教学过程1、导入新课通过展示一些利用植物细胞工程技术培育的新品种或生产的新产品，如脱毒苗、人工种子等，引发学生的兴趣，从而引出本节课的主题——植物细胞工程的基本技术。
2、植物组织培养技术（1）原理讲解植物细胞的全能性，即每个植物细胞都具有发育成完整植株的潜能。
举例说明，如胡萝卜韧皮部细胞在适宜条件下可以发育成完整的胡萝卜植株。
（2）过程详细介绍植物组织培养的过程，包括外植体的选择、消毒、接种、培养、诱导愈伤组织、再分化形成芽和根、移栽等步骤。
通过图片、动画等多媒体资源帮助学生理解每个步骤的操作和作用。
（3）植物激素的作用重点讲解在植物组织培养过程中，生长素和细胞分裂素的比例对愈伤组织的形成和器官分化的影响。
例如，生长素比例高时利于生根，细胞分裂素比例高时利于生芽。
3、植物体细胞杂交技术（1）原理讲解植物体细胞杂交的原理是细胞膜的流动性和细胞的全能性。
强调通过去除细胞壁获得原生质体，然后利用物理或化学方法促使原生质体融合，形成杂种细胞。
（2）过程详细介绍植物体细胞杂交的过程，包括去壁、诱导原生质体融合、杂种细胞的筛选和培养、杂种植株的再生等步骤。
重点讲解原生质体融合的方法，如物理法（离心、振动、电激等）和化学法（聚乙二醇诱导），以及杂种细胞筛选的方法和依据。
植物细胞工程的基本技术用
植物细胞工程的基本技术导言植物细胞工程是一门综合性的学科，涵盖了分子生物学、遗传学、植物学等多个学科的知识。
通过利用细胞培养和遗传改造等技术手段，植物细胞工程可以对植物进行基因的转移和表达，从而实现对植物的遗传改良、功能改造等目的。
本文将介绍植物细胞工程的一些基本技术和方法。
细胞培养技术细胞培养是植物细胞工程的基础技术之一，它通过将植物细胞分离并在含有必需营养物质的培养基中进行体外培养，从而实现植物细胞的繁殖和生长。
常用的细胞培养技术包括悬浮培养、固体培养和液体培养等。
悬浮培养悬浮培养是将植物细胞悬浮在液体培养基中进行培养。
悬浮培养的优点是培养过程方便观察和操作，适用于大量细胞的培养。
常用的悬浮培养方法有摇床培养和气液界面培养等。
固体培养固体培养是将植物细胞培养在含有琼脂或凝胶的固体培养基上。
固体培养具有较好的支撑性，适用于较复杂的植物细胞培养。
常见的固体培养技术包括平板培养和圆盘培养等。
液体培养液体培养是将植物细胞培养在液体培养基中进行培养。
液体培养对培养基的配制和培养过程的操作要求较高，但可以更好地控制培养过程中的环境因素。
常见的液体培养技术包括摇瓶培养、泡沫培养和旋转培养等。
遗传改造技术遗传改造是植物细胞工程的核心技术之一，它通过转移外源基因到植物细胞中，实现对植物的遗传改良和功能改造。
常用的遗传改造技术包括基因转化和基因表达等。
基因转化基因转化是将外源基因导入植物细胞中的过程。
常见的基因转化方法有农杆菌介导的转化、基因枪法和电穿孔法等。
其中，农杆菌介导的转化是最常用的基因转化方法之一，它利用农杆菌将外源基因导入植物细胞中，通过农杆菌与植物细胞之间的共生关系，实现基因的稳定转化和表达。
基因表达基因表达是将导入植物细胞的外源基因在植物细胞中进行转录和翻译，从而实现蛋白质的表达。
常见的基因表达方法包括启动子的选择和转录因子的调控等。
通过合理选择启动子和转录因子，可以实现外源基因在植物细胞中的高效表达。
2.1.1植物细胞工程的基本技术——高二生物学人教版(2019)选择性必修三思维导图
植物细胞工程的基本技术植物组织培养
概念：离体的植物器官、组织或细胞，培养在人
工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导
其形成完整植株的技术
实例：菊花的组织培养主要步骤
灭菌
脱分化：形成愈伤组织
再分化：重新分化成芽、根等器官
理论基础：细胞具有全能性
植物体细胞杂交技术
概念：指将不同来源的植物体细胞，在一定条件
下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培养成新植物
体的技术
步骤
去除细胞壁（工具：纤维素酶、果胶酶）
原生质体融合
方法
物理法：电融合法、离心法
化学法：PEG融合法、高Ca2+-高pH融合法
成功标志：杂种细胞再生出细胞壁
植物组织培养出新植物
意义：克服了生殖隔离的障碍。
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1、过程：
脱分化 再分化
离体的植
物器官、 脱分化愈
组织或细
伤
胞
组
织 （外植体）
再分化
胚 状 体
幼 苗
成体
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二、植物组织培养技术
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（二）植物组织培养的过程及原理
2、相关概念：
（1）细胞的脱分化：
➢让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其
3．尝试进行植物组织培养。
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➢自学指导 根据教材P31的内容,完成要点分析中的一。
一、细胞工程：
1、概念：
➢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。
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➢自学指导 根据教材P34-35的内容，完成要点分析中
的二中的（三）。 （三）实例——胡萝卜的组织培养试验
1、在组织培养实验中，为什么要强调所用 器械的灭菌和试验人员的无菌操作？ ➢防止培养基上被杂菌污染，抑制培养物的 生长，甚至导致其死亡。
化成根或芽等器官的过程。
？脱分化的实质和结果分别是什么？
✓实质是恢复细胞的全能性过程。
✓结果是形成愈伤组织。
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二、植物组织培养技术
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（二）植物组织培养的过程及原理
2、相关概念：
（3）愈伤组织的特点：
➢排列疏松、无规则、
高度液泡化、无定形
的，具有很强分生能
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二、植物组织培养技术 4、讨论：
（1）生物的生长发育过程中，细胞不会 表现出全能性的原因？ ➢ 在特定的时间和空间条件下，细胞中 的基因有选择性地表达出各种蛋白质， 构成不同组织和器官。
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2、在本实验中，切取胡萝卜块石强调 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 卜的其它部分（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？
➢可以，只是诱导愈伤组织比较困难。
✓花粉细胞也可经过组织培养形成完整植 株，但此植株为单倍体。 点此播放教学视频
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3、总结植物组织培养的条件： ➢营养物质（水、无机盐、蔗糖、氨基酸 和有机酸等） ➢植物激素（如细胞分裂素、生长素等） ➢无菌条件 ➢适宜的温度和pH等
讨论：蔗糖的作用是什么？ ✓提供营养 ✓调节细胞渗透压
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专题2 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
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➢课题目标： 1．简述植物组织培养的原理和过程。 2．简述植物体细胞杂交的原理。
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概念：
应用的原理和方法 研究的水平 研究的目的
细胞生物学和 分子生物学
细胞水平或细 胞器水平
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
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一、细胞工程：
二、植物组织培养技术
（一）植物组织培养的概念：
➢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。
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二、植物组织培养技术
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（二）植物组织培养的过程及原理
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二、植物组织培养技术 4、讨论：
（2）不同细胞的全能性差异： ➢受精卵（全能性）> 生殖细胞 > 体细胞
✓植物细胞＞动物细胞 ✓分化程度低的细胞＞分化程度高的细胞
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二、植物组织培养技术 4、讨论：
（3）植物细胞在什么情况下可以表现出全 能性？ ➢ 植物细胞表现出全能性的条件： ✓ 离体培养 ✓ 一定的营养条件 ✓ 一定的植物激素 ✓ 其他的外界条件点此播放教学视频
力的薄壁细胞团。
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二、植物组织培养技术 3、植物组织培养的原理—— 细胞的全能性
➢生物体的细胞具有使后代细胞形成完整 个体的潜能，细胞的这种特性叫细胞的 全能性。
具有全能性的原因
✓生物体的每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 整个体所需的全部基因。 点此播放教学视频
分子
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植物细胞工程理论基础： ➢植物细胞的全能性
植物细胞工程技术常用的技术手段： ➢植物组织培养和植物体细胞杂交
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➢自学指导
根据教材P36的内容，完成要点分析中的二
中的（一）、（二）。
特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过
程。
（2）细胞的再分化：
➢脱分化产生的愈伤组织继续培养，重新分
化成根或芽等器官的过程。
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二、植物组织培养技术
（二）植物组织培养的过程及原理
2、相关概念：
（2）细胞的再分化：
➢脱分化产生的愈伤组织继续培养，重新分
2、分类： ➢根据操作对象不同，分为： 植物细胞工程 动物细胞工程
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细胞工程与基因工程相比：
前者是细胞水平或细胞器水平上生物技术,
后者是分子水平上的生物技术。
思考:
克隆多莉羊技术是 细胞水平上的技术， 培育抗虫棉是 水平上的技术。