优质公开课 植物细胞工程
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植物细胞工程的基本技术-公开课-课件
植物细胞工程的基本技术-公开课-课件
植物细胞工程简介植物细胞培养技术植物基因工程植物细胞繁殖与种质保存植物细胞工程的应用实例
目录
CONTENT
植物细胞工程简介
01
植物细胞工程的发展经历了从无性繁殖到有性杂交、再到基因工程和细胞工程的历程。目前，植物细胞工程技术已经广泛应用于农业、林业、园艺等领域。
植物育种
基因工程在植物育种中也发挥了重要作用。通过基因工程，我们可以实现远缘杂交，打破物种之间的生殖隔离，从而培育出新的植物品种。这有助于丰富植物的遗传资源，提高植物的适应性和抗逆性。
植物细胞培养与组织培养
基因工程在植物细胞培养和组织培养中也具有广泛的应用。通过基因工程，我们可以改变植物细胞的生长和分化，从而实现植物快速繁殖、生产次生代谢产物等方面的应用。这有助于提高植物资源的利用效率，促进植物产业的发展。
要点一
要点二
植物细胞的转化
将目的基因导入植物细胞，通过植物细胞的全能性，诱导细胞发育成完整的转基因植株。
植物生物反应器
利用植物细胞工程技术，将药用蛋白基因导入植物细胞，培育出能够生产药用蛋白的转基因植物，作为生物反应器用于药物生产。
药物生产
通过转基因植物生产药物，具有低成本、高产量、环保等优势，为药物生产提供了新的途径。
发展历程
随着基因编辑、合成生物学等新技术的不断发展，植物细胞工程的研究和应用领域不断拓展，为人类带来了更多的创新和突破。
现状
植物细胞培养技术
02
定义
细胞培养是指将生物机体内的单个或小群细胞从整体中分离出来，在人工条件下给予适宜的培养条件，使这些细胞生存、生长、繁殖的过程。
目的
植物细胞培养技术广泛应用于植物繁殖、种质保存、生物反应器、药物生产等领域，对于植物的遗传改良、新品种的培育以及植物资源的保护和利用具有重要意义。
植物细胞工程简介植物细胞培养技术植物基因工程植物细胞繁殖与种质保存植物细胞工程的应用实例
目录
CONTENT
植物细胞工程简介
01
植物细胞工程的发展经历了从无性繁殖到有性杂交、再到基因工程和细胞工程的历程。目前，植物细胞工程技术已经广泛应用于农业、林业、园艺等领域。
植物育种
基因工程在植物育种中也发挥了重要作用。通过基因工程，我们可以实现远缘杂交，打破物种之间的生殖隔离，从而培育出新的植物品种。这有助于丰富植物的遗传资源，提高植物的适应性和抗逆性。
植物细胞培养与组织培养
基因工程在植物细胞培养和组织培养中也具有广泛的应用。通过基因工程，我们可以改变植物细胞的生长和分化，从而实现植物快速繁殖、生产次生代谢产物等方面的应用。这有助于提高植物资源的利用效率，促进植物产业的发展。
要点一
要点二
植物细胞的转化
将目的基因导入植物细胞，通过植物细胞的全能性，诱导细胞发育成完整的转基因植株。
植物生物反应器
利用植物细胞工程技术，将药用蛋白基因导入植物细胞，培育出能够生产药用蛋白的转基因植物，作为生物反应器用于药物生产。
药物生产
通过转基因植物生产药物，具有低成本、高产量、环保等优势，为药物生产提供了新的途径。
发展历程
随着基因编辑、合成生物学等新技术的不断发展，植物细胞工程的研究和应用领域不断拓展，为人类带来了更多的创新和突破。
现状
植物细胞培养技术
02
定义
细胞培养是指将生物机体内的单个或小群细胞从整体中分离出来，在人工条件下给予适宜的培养条件，使这些细胞生存、生长、繁殖的过程。
目的
植物细胞培养技术广泛应用于植物繁殖、种质保存、生物反应器、药物生产等领域，对于植物的遗传改良、新品种的培育以及植物资源的保护和利用具有重要意义。
公开课《植物细胞工程的基本技术》课件
成熟阶段
20世纪90年代以后，随着基因工 程和细胞工程技术的不断发展， 植物细胞工程在农业生产、生物 多样性保护等方面得到了广泛应 用。
植物细胞工程的应用领域
农业领域
生物多样性保护
通过植物细胞工程技术，可以快速繁殖优 良品种、生产转基因植物、培育抗逆性强 的新品种等，提高农业生产效益。
通过植物细胞工程技术，可以保存珍稀、 濒危植物物种，保护生物多样性。
细胞培养肉和植物肉的生产
利用植物细胞工程技术生产细胞培养肉和植物肉， 满足消费者对健康和环保的需求，降低动物性食品 的生产成本。
植物工厂的兴起
利用植物细胞工程技术和设施农业，实现植 物的工厂化生产，提高农作物的产量和品质 ，降低环境影响。
植物细胞工程的未来应用
抗虫、抗病和抗旱作物的培育
利用植物细胞工程技术培育具有抗虫、抗病和抗旱功能的作物，提 高农作物的抗逆性，减少农药使用。
培养基的配制
根据实验需求，选择合适的培养基配方，并确保其pH值、渗透压等参数适宜。
实验操作的时间与温度
在适宜的时间和温度条件下进行实验操作，以保证实验结果的可靠性。
实验废弃物的处理
妥善处理实验废弃物，防止对环境造成污染。
植物细胞工程实验的安全防护
实验室安全规定
遵守实验室安全规定，确保实验操作符合相 关法律法规。
细胞培养技术
通过将植物细胞置于适宜的培养基中 ，使其在人工控制的环境下生长和分 裂。
显微操作技术
利用显微镜对细胞或亚细胞结构进行 精细操作，如显微注射、染色体操作 等。
组织培养技术
通过将植物组织或器官置于适宜的培 养基中，诱导其再生出完整的植株。
植物细胞工程实验的注意事项
实验材料的选择
植物细胞工程课件(公开课)
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. 未受精的卵发育成植株
1.微型繁殖技术
概念: 快速高效实 现种苗繁植培 育优良植物品 种的植物组织 培养技术。
1.微型繁殖技术
植物组织 培养车间
优点：
1.微型繁殖技术
①高效快速地实现种苗的大量繁殖；
率，并且会有各种各样的生理和形态突
变，如株高、花色、植株形态、生育期、
耐性等。可以从中选择优良突变体，培
育新品种。
3.利用细胞融合技术，克服远缘杂交 不亲和性
野生种往往有许多优良性状，但大 部分野生种与栽培种杂交不亲和， 严重影响了野生种优良遗传基因的 应用。利用细胞融合，可以克服这 种杂交不亲和性，获得体细胞杂种， 使野生种的利用成为可能。
2.作物脱毒 （1）作物脱毒的原因:
几乎所有的果树都患有病毒病，而且多是 通过营养体繁殖代代相传的。植物病毒种 类很多,对树体又能产生持久危害,迄今为 止尚无有效的药物可以控制。
长期进行无性繁殖的作物，易积累病毒，导 致产量降低，品质变差，而植物的分生区一 般不会感染病毒，用分生区的细胞进行组织 培养，就能得到大量的脱毒苗。
3.神奇的人工种子
现在已有胡萝卜、芹菜、柑橘、 咖啡、棉花、玉米、水稻、橡胶等几 十种植物的人工种子试种成功，但由 于成本较高，中国尚未应用于生产。
1.单倍体育种 （1）方法:花药的离体培养 （2）优点:
①后代稳定遗传,都是纯合体; ②明显缩短育种年限。
2.利用培养变异，筛选优良突变体 植物离体培养，能够明显提高突变
植物体细胞杂交
植物细胞融合
过程示意图
再生出 细胞壁
(1)
植物细胞工程(公开课课件) ppt
菌
融
条
合
件
物理法：离心、振动、电刺下激 化学法：聚乙二醇（PEG）操
作
14
-
2.植物体细胞杂交的概念：
是将不同种的植物体细胞，在一定条 件下融合成杂种细胞，并将杂种细胞培育 成新的植物体的技术。
植物体细胞杂交技术包含了植物细胞 融合技术和植物组织培养技术。
3.植物体细胞杂交的原理：
细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
-
小结：
一、植物组织培养
17
原理？
离体植 脱 愈 再 胚
物细胞
分 化
伤 组
分 化
状 体
（外植体） 织
试 管 苗
植 物 体
有何特点？
无菌条件下操作
二原、理植？物体细胞杂交
18
原理？
-
植物细胞的融合 植物组织培养
植物细胞A 方法？
无
菌
去壁 原生质体A
原生质体B 去壁
植物细胞B
人 工 诱 导
融合 的原 生质 体AB
7
-
脱分化
离体植物细胞
愈伤组织
再分化 植物体
8
-
•由花瓣到一个完整植株大致经 历那些过程？ •为什么一个花瓣可以变成一个 植株？ •为什么在植株上不能表达全能 性？
9
-
植物组织培养技术
10
2.植物组织培养的过程： -
脱分化
再分化
无菌条件下操作
离体植 脱 物细胞 分 （外植体）化
愈再 伤分 组化 织
再 生 出 细 胞 壁
杂 种 细 胞 AB
愈 伤 脱组 分织 化
杂条
再 分
种件 植下 株操
化作
优质公开课 植物细胞工程
• 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
实用文档
愈伤组织的形成
实用文档
植物组织培养（试管苗的形成 ）
实用文档
培养室
实用文档
2.突变体的利用
对植物组织培养过程中得愈伤组织进行诱变处理， 促其发生突变，诱导分化成植株，筛选对人们有利突变 体，进而培育新品种
外植体
诱变处理
脱分化 愈伤组织
诱导分化 多种 突变体
筛选 新 培育 品种
抗病、抗盐、 含高蛋白、高产。
实用文档
三、细胞产物的工厂化生产
1.种类: 蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等. 2.技术: 植物的组织培养----愈伤组织细胞培养
实用文档
人工种子应用
水稻
花椰菜
桉树
实用文档
芹菜
二、作物新品种的培育
1.单倍体育种 (1)方法: 花药的离体培养获得单倍体植株，
染色体加倍,选择稳定遗传优良品种
脱分化 愈伤 再分化
花药
组织
秋水仙素处理
单倍体 幼苗
染色体加倍
正常 植物
纯合体
选优 自交
种子
(2)优点:明显缩短育种年限(相对常规选育)后代稳 定遗传,都是纯合体
实用文档
脱毒产品
香蕉
菠
萝
甘蔗
马铃薯
实用文档
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。
• 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
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2.突变体的利用
对植物组织培养过程中得愈伤组织进行诱变处理， 促其发生突变，诱导分化成植株，筛选对人们有利突变 体，进而培育新品种
外植体
诱变处理
脱分化 愈伤组织
诱导分化 多种 突变体
筛选 新 培育 品种
抗病、抗盐、 含高蛋白、高产。
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三、细胞产物的工厂化生产
1.种类: 蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等. 2.技术: 植物的组织培养----愈伤组织细胞培养
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人工种子应用
水稻
花椰菜
桉树
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芹菜
二、作物新品种的培育
1.单倍体育种 (1)方法: 花药的离体培养获得单倍体植株，
染色体加倍,选择稳定遗传优良品种
脱分化 愈伤 再分化
花药
组织
秋水仙素处理
单倍体 幼苗
染色体加倍
正常 植物
纯合体
选优 自交
种子
(2)优点:明显缩短育种年限(相对常规选育)后代稳 定遗传,都是纯合体
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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。
植物细胞工程(公开课课件)
基因编辑技术
如CRISPR-Cas9系统，可 以对植物基因进行精确的 敲除或修改。
植物基因转移的方法
农杆菌转化法
利用农杆菌将重组质粒导入到植 物细胞中。
基因枪法
通过物理手段将重组质粒直接导入 到植物细胞中。
微注射法
通过显微操作将重组质粒注入到植 物细胞中。
植物基因工程的应用实例抗源自、抗病转基因植物利用基因转移技术，研究基因 功能、表达调控机制等，为作
物改良提供理论依据。
02
植物细胞培养技术
植物细胞培养的基本原理
细胞全能性
激素与生长调节
植物细胞具有全能性，即每个细胞都 含有该物种的全套遗传信息，在适宜 条件下可以发育成完整的个体。
植物细胞培养过程中需要添加适当的 激素和生长调节剂，以促进细胞的生 长和分化。
培养基制备
根据需要选择适宜的培养基配 方，并按照比例配制。
培养条件控制
保持适宜的温度、光照、湿度 等培养条件，以满足细胞的生 长和分化需求。
植物细胞培养的应用实例
快速繁殖
利用植物细胞培养技术可以快速繁殖珍稀、 濒危植物或具有重要经济价值的植物。
基因工程
通过植物细胞培养技术，可以将外源基因导 入植物细胞，实现基因工程的操作。
植物细胞工程的基因编辑技术
总结词
基因编辑技术是植物细胞工程中的一种 重要工具，可以对植物细胞的基因进行 精确的编辑和修饰。
VS
详细描述
基因编辑技术包括CRISPR-Cas9系统、 ZFNs和TALENs等，它们能够实现对植物 细胞基因的敲除、插入、点突变等操作。 通过基因编辑技术，可以改良植物的性状 、提高抗逆性、增加产量等。此外，基因 编辑技术还可以用于研究植物生长发育的 分子机制，深入了解植物细胞工程的原理 和应用。
植物细胞工程的基本技术 公开课
行光照，容易分化产生维管等组织，不利于
产生大量的愈伤组织)，但再分化过程要有光 照，这样有利于诱导形成叶绿素。
专题2
细胞工程
例2
如图表示植物组织培养过程：
(1)图中①过程获得的细胞是正常植物体经 ________形成的，在这一过程中
染色体的变化___________________________________。 (2)要顺利完成③过程，除了需要各种无机营养物质外 ,还需要在培养基中加 入 ________ 、 ________( 两 类 不 同 功 能 的 物 质 ) 。 该 过 程 形
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
【答案】 B
专题2
细胞工程
互动探究 (1)本题B项中要获得成功除了离体条件外， 还需要什么条件？ (2)结合本题D项，试分析在植物体上长出新
芽，并进一步发育成枝条，这是细胞全能性
的反映吗？
专题2
细胞工程
【提示】
(1) 植物细胞全能性的条件，除
了离体外，还需要种类齐全、比例合适的 营养物质和一定植物激素，另外操作中还 要注意无菌、控制适宜温度和光等。 (2)这不是全能性的反映，植物体上长出新
芽，这是细胞分化的结果(基因选择性表达
的结果)。
专题2
细胞工程
【探规寻律】
(1)全能性一定是在一个细胞
3. 目 的 ： 按 照 人 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 和动物细胞工程。 4.分类：______________
植物细胞工程(公开课课件)
作
2.植物体细胞杂交的概念：
是将不同种的植物体细胞，在一定条 件下融合成杂种细胞，并将杂种细胞培育 成新的植物体的技术。
植物体细胞杂交技术包含了植物细胞 融合技术和植物组织培养技术。
3.植物体细胞杂交的原理：
细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
原理？
原理？
植物细胞的融合 植物组织培养
植物细胞
方法？
无
12-Dec-2020.12.12
• 14、我只是自己不放过自己而已，现在我不会再逼自 己眷恋了。20.12.1215:00:2712 December 202015:00
小结：
一、植物组织培养
原理？
离体植 脱 愈 再 胚
物细胞 分 化
（外植体）
伤 组 织
分 化
状 体
试 管 苗
植 物 体
有何特点？
无菌条件下操作
二原、理植？物体细胞杂交
原理？
植物细胞的融合 植物组织培养
植物细胞
方法？
无
A 去壁 原生质体A
原生质体B 去壁
植物细胞B
人 工 诱 导
融合 的原 生质 体AB
再 生 出 细 胞 壁
杂 种 细 胞 AB
愈 伤 脱组 分织 化
菌
杂条
再 分 化
种件 植下
株操
作
融合完成的
促进融合的方法？ 标志
•
1、有时候读书是一种巧妙地避开思考 的方法 。20.1 2.1220. 12.12Sa turday, December 12, 2020
•
2、阅读一切好书如同和过去最杰出的 人谈话 。15:0 0:2615: 00:2615 :0012/ 12/2020 3:00:26 PM
植物细胞工程公开课
植物激素
一般，当生长素含量高于细胞分裂素时，有利于根的形成。 当生长素含量低于细胞分裂素时，有利于芽的形成。
反馈练习
1.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.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
3、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
4、下列不能作为植物组织培养 的材料是
A、秋海棠的叶
B、马铃薯的块茎 C、成熟的花粉
D
D、木质部中的导管细胞
植物体细胞杂交 1、定义： 将两个来自不同植物的体细胞融合成
一个杂种细胞，且把杂种细胞培育成 新的植物体的过程。
克服了远缘杂交不亲和的障碍，拓展 2、优势：： 了可用于杂交的亲本组合范围。。
3、原理：细胞膜的流动性和细胞的全能性：
4.植物体细胞杂交过程
(1)
(2)
(1) (5)
(3)
(4)
1．去壁方法
酶解法（纤维素酶、果胶酶等） 2.原生质体融合方法：
物理法：离心、振动、电刺激等
1、定义：高度分化的细胞具发育成完整个体的潜能
的特性。
2、物质基础：
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.生物体细胞全能性大小比较
受精卵>生殖细胞>体细胞;
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实用文档
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
实用文档
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
实用文档
2.1.2 植物细胞工程的实际应用
实用文档
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。
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。
实用文档
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
实用文档
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
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
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）
实用文档
脱毒产品
香蕉
菠
萝
甘蔗
马铃薯
实用文档
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
实用文档
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
实用文档
接种
实用文档
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
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
实用文档
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
• 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
实用文档
愈伤组织的形成
实用文档
植物组织培养（试管苗的形成 ）
实用文档
培养室
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、植物体细胞杂交
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
实用文档
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
细胞工程
实用文档
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。
实用文档
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。
×
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？
实用文档
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。
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
实用文档
(3)微型繁殖 的应用：
生菜 兰花
无籽西瓜
实用文档
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
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
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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。
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
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
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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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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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
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。
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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
• 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
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、植物体细胞杂交
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
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。
×
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？
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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。
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