优质公开课 植物细胞工程
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思考:
克隆多莉羊技术是 细胞水平上的技术，
培育抗虫棉是 分子水平上的技术。 蛋白质工程是 分子水平上的技术。
实用文档
细胞工程
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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
实用文档
一、植物细胞工程的理论基础---细胞全能性
1、实质： 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。
2、体内细胞未表现全能性的原因：基因选择性表达的结果
3、全能性表达的条件（植物组织培养的条件）：
内因：离体细胞、组织或器官（为什么要离体？） 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）
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资料2 科学家应用多倍体育种的方法， 培育出的三倍体无子西瓜，具有无子、 含糖高、口感好等特点。
但因其不结种子， 每年必须用四倍体和 二倍体西瓜杂交培育 种子，不仅增加了生 产成本，也给无籽西 瓜的普及带来困难。
实用文档
资料3 病毒引起的植物病害有500多种。 受害的植物包括粮食作物、蔬菜、果树和花卉， 如水稻、小麦、棉花、马铃薯、油菜、大蒜、 苹果、枣、唐菖蒲、兰花等。而且没有有效的 防治办法，只能拔除病株，造成很大的经济损 失。
①无菌 ②营养：有机物 无机盐 水分 ③一定的外界条件 ④植物激素：
细胞分裂素 生长素
根、芽
芽发育成叶，叶 肉细胞中叶绿素 的合成需要光照
植物体实用文档
二、植物体来自百度文库胞杂交
1 概念：不同种植物的体细胞融合成一个杂种细胞，杂种细胞 发育成新的植物体的方法。
2 理论基础：细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
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二、植物组织培养
1、植物组织培养的概念
2、理论基础：植物细胞的全能性
即时应用 下列属于植物组织培养的是（ 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.未受精的实卵用文发档育成植株
切取
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接种
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植物组织培养的培养基
• 定义：含有一定营养成分，供组织培养植物 生长的基质
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2.1.2 植物细胞工程的实际应用
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资料1 兰花因高雅美丽而深受人们喜爱。 兰花常用分根法和种子进行繁殖。在兰花的 常规繁殖中，遇到的 难题是：用分根法繁 殖速度缓慢，不利于 新品种的推广;用种子 繁殖又很困难，因为 兰花的种子十分微小， 胚很纤弱，种子几乎 没有储藏营养物质， 在发芽过程中很容易夭折。
细胞工程
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细胞工程的概念
指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方 法，通过某种工程学手段，在细胞整体水平或细 胞器水平上，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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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。
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脱毒产品
香蕉
菠
萝
甘蔗
马铃薯
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3. 神奇的人工种子
常规种子植物生产的不足
树木需生长数年 才能结出种子。
制种时需要占用 大量土地。
受季节、气候 和地域的限制。
如何克服缺陷？ 实用文档
优良杂交种后代 会因发生性状分 离而丧失优良特 性。
人工种子
技术： 组织培养
结构： 胚状体（不定芽、顶芽、腋芽） 人工薄膜：加入适量无机盐、有机碳源等养分，农
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3 过程： 植物A细胞
植物B细胞
二、 植 物 体 细 胞 杂 交
植物 细胞
融合
去壁 ①
原生质体A
② 诱导融合
去壁
原生质体B
融合的原生质体
再生出细胞壁 ③
杂种细胞
植物 组织
脱分化 ④ （细胞分裂）
愈伤组织
培养
再分化 ⑤
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杂种植株
4 意义： ⑴克服了远源杂交不亲和性的障碍 ⑵扩展了用于杂交 的亲本范围
病毒多集中在种子、老叶等器官中，在幼 嫩的器官和未成熟的组织中较少，在分生区几 乎不含病毒。
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一、植物繁殖的新途径
1.微型繁殖（也叫快速繁殖技术） 2.作物脱毒（培养无病毒植株） 3. 神奇的人工种子
二、作物新品种的培育
三、细胞产物的工厂化生产
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1.微型繁殖（也叫快速繁殖技术）
(1)概念： 应用组织培养技术，快速繁殖优良品种植物 (2)特点: ①保持优良品种的遗传特性 ②周期短，不受季节、气候、自然灾害等因素的
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试 管 苗实用大文档 规 模 培 养
经过炼 苗的小 苗，可 以和一 般植物 一样进 行大规 模栽培
移栽
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植物组织培养技术
如：胡萝卜的形成层、菊花 幼茎段、月季的花药…
离体的植物器官、组织或细胞（外植体）
脱分化 遮光
排列疏松而无规 则，高度液泡化的
呈无定形状态的薄 壁细胞
愈伤组织
再分化 一定的光照
白菜
甘蓝
白菜－甘蓝
5 未解决的问题：还不能让杂种植物按照人们的要 求表现出亲代性状。
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即时应用
1、在下列选项中，不需要采用植物组织培养技
术的是( A )
A．利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，获得 多倍体植株
B．利用花药离体培养得到单倍体植株 C．利用基因工程培养抗棉铃虫的棉花植株 D．利用细胞工程培养“番茄—马铃薯”杂种植 株
×
小组合作讨论（3min）：
（1）要想让两个来自不同植物的体细胞融合在一 起，遇到的第一个障碍是什么？ （2）怎样通过比较温和的方法去掉细胞壁？ （3）怎样诱导两个原生质体的融合？ （3）如果两个来源不同的原生质体发生融合形成 了杂种细胞，下一步该对此细胞做何种处理？ （4）如何将杂种细胞培育成杂种植株？
• 无机营养成分：C，H，O大量元素及部分微量 元素
• 有机营养成分 ① 含N物质：包括维生素和氨基酸 ② 碳源：2%—5%的蔗糖 ③ 琼脂：起支持作用 ④ 生长激素：生长素，细胞分裂素和赤霉素
• PH值：5.0－6.0
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愈伤组织的形成
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植物组织培养（试管苗的形成 ）
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培养室
影响 ③高效快速地实现种苗的大量繁殖
例：用一个兰花茎尖就可以在一年内生产出400万株兰花苗
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(3)微型繁殖 的应用：
生菜 兰花
无籽西瓜
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杨树
2.作物脱毒（培养无病毒植株） (1)材料: 植物的分生区(茎尖)--无病毒或极少 (2)脱毒苗: 切取茎尖进行组织培养，再生的植
株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗
克隆多莉羊技术是 细胞水平上的技术，
培育抗虫棉是 分子水平上的技术。 蛋白质工程是 分子水平上的技术。
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细胞工程
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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
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一、植物细胞工程的理论基础---细胞全能性
1、实质： 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。
2、体内细胞未表现全能性的原因：基因选择性表达的结果
3、全能性表达的条件（植物组织培养的条件）：
内因：离体细胞、组织或器官（为什么要离体？） 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）
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资料2 科学家应用多倍体育种的方法， 培育出的三倍体无子西瓜，具有无子、 含糖高、口感好等特点。
但因其不结种子， 每年必须用四倍体和 二倍体西瓜杂交培育 种子，不仅增加了生 产成本，也给无籽西 瓜的普及带来困难。
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资料3 病毒引起的植物病害有500多种。 受害的植物包括粮食作物、蔬菜、果树和花卉， 如水稻、小麦、棉花、马铃薯、油菜、大蒜、 苹果、枣、唐菖蒲、兰花等。而且没有有效的 防治办法，只能拔除病株，造成很大的经济损 失。
①无菌 ②营养：有机物 无机盐 水分 ③一定的外界条件 ④植物激素：
细胞分裂素 生长素
根、芽
芽发育成叶，叶 肉细胞中叶绿素 的合成需要光照
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二、植物体来自百度文库胞杂交
1 概念：不同种植物的体细胞融合成一个杂种细胞，杂种细胞 发育成新的植物体的方法。
2 理论基础：细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
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二、植物组织培养
1、植物组织培养的概念
2、理论基础：植物细胞的全能性
即时应用 下列属于植物组织培养的是（ 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.未受精的实卵用文发档育成植株
切取
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接种
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植物组织培养的培养基
• 定义：含有一定营养成分，供组织培养植物 生长的基质
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2.1.2 植物细胞工程的实际应用
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资料1 兰花因高雅美丽而深受人们喜爱。 兰花常用分根法和种子进行繁殖。在兰花的 常规繁殖中，遇到的 难题是：用分根法繁 殖速度缓慢，不利于 新品种的推广;用种子 繁殖又很困难，因为 兰花的种子十分微小， 胚很纤弱，种子几乎 没有储藏营养物质， 在发芽过程中很容易夭折。
细胞工程
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细胞工程的概念
指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方 法，通过某种工程学手段，在细胞整体水平或细 胞器水平上，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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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。
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脱毒产品
香蕉
菠
萝
甘蔗
马铃薯
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3. 神奇的人工种子
常规种子植物生产的不足
树木需生长数年 才能结出种子。
制种时需要占用 大量土地。
受季节、气候 和地域的限制。
如何克服缺陷？ 实用文档
优良杂交种后代 会因发生性状分 离而丧失优良特 性。
人工种子
技术： 组织培养
结构： 胚状体（不定芽、顶芽、腋芽） 人工薄膜：加入适量无机盐、有机碳源等养分，农
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3 过程： 植物A细胞
植物B细胞
二、 植 物 体 细 胞 杂 交
植物 细胞
融合
去壁 ①
原生质体A
② 诱导融合
去壁
原生质体B
融合的原生质体
再生出细胞壁 ③
杂种细胞
植物 组织
脱分化 ④ （细胞分裂）
愈伤组织
培养
再分化 ⑤
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杂种植株
4 意义： ⑴克服了远源杂交不亲和性的障碍 ⑵扩展了用于杂交 的亲本范围
病毒多集中在种子、老叶等器官中，在幼 嫩的器官和未成熟的组织中较少，在分生区几 乎不含病毒。
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一、植物繁殖的新途径
1.微型繁殖（也叫快速繁殖技术） 2.作物脱毒（培养无病毒植株） 3. 神奇的人工种子
二、作物新品种的培育
三、细胞产物的工厂化生产
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1.微型繁殖（也叫快速繁殖技术）
(1)概念： 应用组织培养技术，快速繁殖优良品种植物 (2)特点: ①保持优良品种的遗传特性 ②周期短，不受季节、气候、自然灾害等因素的
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试 管 苗实用大文档 规 模 培 养
经过炼 苗的小 苗，可 以和一 般植物 一样进 行大规 模栽培
移栽
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植物组织培养技术
如：胡萝卜的形成层、菊花 幼茎段、月季的花药…
离体的植物器官、组织或细胞（外植体）
脱分化 遮光
排列疏松而无规 则，高度液泡化的
呈无定形状态的薄 壁细胞
愈伤组织
再分化 一定的光照
白菜
甘蓝
白菜－甘蓝
5 未解决的问题：还不能让杂种植物按照人们的要 求表现出亲代性状。
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即时应用
1、在下列选项中，不需要采用植物组织培养技
术的是( A )
A．利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，获得 多倍体植株
B．利用花药离体培养得到单倍体植株 C．利用基因工程培养抗棉铃虫的棉花植株 D．利用细胞工程培养“番茄—马铃薯”杂种植 株
×
小组合作讨论（3min）：
（1）要想让两个来自不同植物的体细胞融合在一 起，遇到的第一个障碍是什么？ （2）怎样通过比较温和的方法去掉细胞壁？ （3）怎样诱导两个原生质体的融合？ （3）如果两个来源不同的原生质体发生融合形成 了杂种细胞，下一步该对此细胞做何种处理？ （4）如何将杂种细胞培育成杂种植株？
• 无机营养成分：C，H，O大量元素及部分微量 元素
• 有机营养成分 ① 含N物质：包括维生素和氨基酸 ② 碳源：2%—5%的蔗糖 ③ 琼脂：起支持作用 ④ 生长激素：生长素，细胞分裂素和赤霉素
• PH值：5.0－6.0
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愈伤组织的形成
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植物组织培养（试管苗的形成 ）
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培养室
影响 ③高效快速地实现种苗的大量繁殖
例：用一个兰花茎尖就可以在一年内生产出400万株兰花苗
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(3)微型繁殖 的应用：
生菜 兰花
无籽西瓜
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杨树
2.作物脱毒（培养无病毒植株） (1)材料: 植物的分生区(茎尖)--无病毒或极少 (2)脱毒苗: 切取茎尖进行组织培养，再生的植
株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗