高二生物《选修三__植物细胞工程》(课件)
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人教版高中生物选修3专题211植物细胞工程的基本技术共26张PPT[可修改版ppt]
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A、植物细胞>动物细胞 B、受精卵>生殖细胞>体细胞; C、幼嫩组织细胞＞成熟组织细胞
规律：发育时间越早，细胞全能性越高，分裂 能力越强，分化程度越低。
3、细胞具有全能性的原因:
生物体的每一个细胞都含有该物种 个体生长发育所需要的全套基因。.
4、生物体内细胞并没有表现出全能性，而是分化成 为不同的组织器官的原因：
2、为什么切取胡萝卜根的形成层，其他部 分（如茎、叶、花）也能培养成小植株吗？
因为这部分容易诱导形成愈伤组织；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。
外植体的选取：生长旺盛的幼嫩组织（全能性高、 分裂能力强、分化程度低），易诱导脱分化和再分 化。
小结： 分化程度低 幼芽或幼根？
4、植物细胞表现出全能性的条件：
离体（前提）
一定的营养物质（蔗糖、水和无机 机盐等）、植物激素（细胞分裂素、 生长素）。
适宜的温度、pH、无菌、光照的控 制等外界条件
试管苗大规模培养
(P35)
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？
无菌技术是植物组织培养能否获 得成功的关键。原因是防止杂菌污染， 杂菌繁殖快，会和培养物争夺营养和 空间，并产生代谢废物毒害培养物。
.
试管苗 优点？ .
理论基础：细胞的全能性
.
三、植物体细胞杂交技术：重点 理解
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？
不能 存在生殖隔离
尝试用这两种植物的体细胞进行杂交
三、植物体细胞杂交技术：
蕃茄
马铃薯
番茄------马铃薯植株
三、植物体细胞杂交技术（无性繁殖）
规律：发育时间越早，细胞全能性越高，分裂 能力越强，分化程度越低。
3、细胞具有全能性的原因:
生物体的每一个细胞都含有该物种 个体生长发育所需要的全套基因。.
4、生物体内细胞并没有表现出全能性，而是分化成 为不同的组织器官的原因：
2、为什么切取胡萝卜根的形成层，其他部 分（如茎、叶、花）也能培养成小植株吗？
因为这部分容易诱导形成愈伤组织；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。
外植体的选取：生长旺盛的幼嫩组织（全能性高、 分裂能力强、分化程度低），易诱导脱分化和再分 化。
小结： 分化程度低 幼芽或幼根？
4、植物细胞表现出全能性的条件：
离体（前提）
一定的营养物质（蔗糖、水和无机 机盐等）、植物激素（细胞分裂素、 生长素）。
适宜的温度、pH、无菌、光照的控 制等外界条件
试管苗大规模培养
(P35)
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？
无菌技术是植物组织培养能否获 得成功的关键。原因是防止杂菌污染， 杂菌繁殖快，会和培养物争夺营养和 空间，并产生代谢废物毒害培养物。
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试管苗 优点？ .
理论基础：细胞的全能性
.
三、植物体细胞杂交技术：重点 理解
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？
不能 存在生殖隔离
尝试用这两种植物的体细胞进行杂交
三、植物体细胞杂交技术：
蕃茄
马铃薯
番茄------马铃薯植株
三、植物体细胞杂交技术（无性繁殖）
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精品课件：2.1.1 植物细胞工程的基本技术
一、植物组织培养技术
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)。②未分化或 分化程度低的细胞＞分化程度高的体细胞。③植物细胞＞ 动物细胞；增殖的细胞＞不增殖的细胞。④随着细胞分化 程度的不断提高，细胞的全能性逐渐减小。
操作水平
细__胞_____水平或__细___胞__器___水平
目的
按照人的意愿来改变细胞内的____遗__传___物_或质获 得_____细__胞__产品
分类
植__物____细胞工程和__动__物___细胞工程
2．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__生__物__体___的潜能。 (2)植物细胞全能性实现的条件：___离__体______、提供适宜 的__营___养______条件和激素。 (3)影响全能性表达的原因：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。
2．理论上每种活细胞都具有全能性，请分析细胞具有全能性 的原因。 答案 活细胞都具有发育成该物种个体所需的全套遗传物 质。
3．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？ 答案 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。
4．结合胡萝卜的组织培养实验，思考下列问题： (1)在植物组织培养过程中，为什么要进行一系列的消毒、 灭菌，并且要求无菌操作？ (2)为什么切取胡萝卜根的形成层？其他部分也能培养成小 植株吗？ (3)诱导愈伤组织的过程中是否都应避光培养？ (4)若培养物取自植物的幼茎、叶片等含有叶绿体的部位， 愈伤组织中是否会含有叶绿体？
人教版高中生物选修3《2.1植物细胞工程》(80张ppt) (共80张PPT)
原生质体A
原生质体B
去掉细胞壁
人 工 诱 导
融合 的原 生质 体AB
再 生 壁
杂种 细胞 AB
脱 分 化
愈 伤 组 织
再 分 化
杂 种 植 株
植物细胞B
融合完成的标志
请思考：
• 1．你认为两个来自不同植物的体细胞完 成融合，遇到的第一个障碍是什么？ • 2．有没有一种温和的去壁方法呢？ 酶解法 • 3．为什么两个原生质体能发生融合，这 与细胞膜的什么特性有关？ 流动性 • 4．如何将杂种细胞培育成杂种植株？
）
•2、在植物细胞工程中，当原生质体 融合成一个细胞后，需要诱导产生细 胞壁，参与这一过程的细胞器（ B ） •A、叶绿体、高尔基体 •B、线粒体、高尔基体 •C、叶绿体、线粒体 •D、线粒体、内质网
3.基因型为AaBb的水稻（24条染色体）的花 药通过无菌操作，接入试管后，在一定条件 下培养形成试管苗。 ⑴愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不 规则的细胞团愈伤组织形成中，必须从培养 基中获得 水、无机盐和小分子有机物等营养 物质。 ⑵要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有 细胞分裂素 生长素 两类激素。 和________
蜜蜂中的雄蜂是由未受精的卵发育来的单倍体 多数植物都可通过花药或花粉来获得单倍体
3.单倍体育种的过程：
亲本 花药离 植株 体培养 单倍体植株 染色体 秋水仙 花药
加倍 素处理
4.单倍体育种的原理: 染色体（数目）变异
纯合子植株
5.优点
后代都是纯合子，能稳定遗传
明显缩短育种年限，加速育种进程
（二）突变体的利用
人工种皮的有效成分？
离体的植物器官、组织或细胞 脱分化
愈伤组织
再分化
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？
人教版高中生物选修三专题二《植物细胞工程》课件
细胞分裂 杂种细胞AB
智能训练
白菜和甘蓝两种植物之间存在着生殖隔离，不能进行传 统的有性杂交。那么如何得到如图这样的“白菜——甘蓝” 植株呢？
小结
细胞工程
动物细胞工程 植物细胞工程
科学
基础 推动
应用
技术
社会
植物组织培养 植物体细胞杂交
Science
Technology
Society
谢 谢
应用细胞生物学和分子生物学
2、种苗脱毒 针对病毒对农作物造成的严重危害， 通过组织培养可以有效地培育出大量的无病毒种苗。已 经取得成功的有马铃薯、草莓、香蕉、葡萄等等。
3、突变育种 采用组织培养可以直接诱变和筛选 出具抗病、抗盐、高赖氨酸、高蛋白等优良性状的品种。 象中国林科院用逐步加大培养基中盐的浓度，直接获得 耐盐的杨树株系。
植物细胞工程
1975年美国的查可巴瑞成功地在培养基上将4种降解性质粒转 到1株细菌的细胞内，构建成举世瞩目的第一个“超级菌”。该种 超级菌能同时降解7种以上的石油烃类化合物，几小时内的效果相 当于自然菌株一年以上的同等水平。1982年他又实现了细胞间质粒 的自然传递和相互作用，构建出新的超级菌，新超级菌清除石油污 染所需时间不到传统方法的10％，消耗费用仅为传统方法的35％。
4、远缘杂交 利用组织培养可以使难度很大的远 缘杂交取得成功，从而育成一些罕见的新物种。比如辽 宁果树研究所利用这种方法获得苹果与梨的杂交种。
克服远源杂交不亲和的障碍
去掉细胞壁
大大扩展了可用于杂交的亲 本组合范围
原生质体A
原生质体B
1、离心、振动、 电刺激 2、聚乙二醇
正在融合的原生质体
再生出细胞壁
原因
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，理论上讲， 生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。
植物细胞工程- 高二生物课件(人教版2019选择性必修3)
我国人民都把兰花看作高洁、典雅的象征，很多人喜 欢养兰花但是，兰花自然条件下萌发率极低；传统分株 繁殖的方法又存在繁殖周期长、繁殖率低等问题，如何 让名贵的兰花大量、快速地繁殖，走入寻常百姓家呢？
在一定的条件下，利用植物的一片叶子、一瓣花瓣、 甚至一粒花粉，可以得到大量幼小的植株。科学家可以 利用兰花的花瓣培养出的菊花。
.
番茄-马铃薯（想象图）
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？
不能 存在生殖隔离
有没有一种方法可以打破生殖隔离，实现远缘杂交育 种，获得“番茄-马铃薯杂种植株”呢？
植物体细胞杂交技术
20
植物体细胞杂交技术（无性繁殖）
1.过程：如图所示
植物 组织 培养
（1）去壁方法：
纤维素酶和果胶酶（酶解法）
细胞生物学和 分子生物学
研究的水平 细胞整体水平或细胞器水平
研究的目的
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
植物细胞工程 动物细胞工程
植物细胞工程的基本技术
￭ 从社会中来
“其芽葺葺，其叶青青，犹绿衣郎，挺节独立，可敬 可慕。迨夫花开，凝晴滾露，万态千妍，薰风自来，四 坐芬郁，岂非入兰室乎！岂非有国香乎！”这是我国历 史上第一部兰谱——《金漳兰谱》（宋•赵时庚）
2.原理：植物体细胞具有全能性
① 外植体：离体的植物器官、组织、细胞或 原生质体。 植物的茎尖、幼嫩的叶片、花药是常用的外 植体。 ② 脱分化：已经分化的细胞经过诱导，失去 其特有的结构和功能 而转变成未分化细胞的过程。
③ 愈伤组织： 细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、呈无定形 状态的薄壁细胞团。
胡萝卜的组织培养
取材
消毒
无菌接种 脱分化
在一定的条件下，利用植物的一片叶子、一瓣花瓣、 甚至一粒花粉，可以得到大量幼小的植株。科学家可以 利用兰花的花瓣培养出的菊花。
.
番茄-马铃薯（想象图）
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？
不能 存在生殖隔离
有没有一种方法可以打破生殖隔离，实现远缘杂交育 种，获得“番茄-马铃薯杂种植株”呢？
植物体细胞杂交技术
20
植物体细胞杂交技术（无性繁殖）
1.过程：如图所示
植物 组织 培养
（1）去壁方法：
纤维素酶和果胶酶（酶解法）
细胞生物学和 分子生物学
研究的水平 细胞整体水平或细胞器水平
研究的目的
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
植物细胞工程 动物细胞工程
植物细胞工程的基本技术
￭ 从社会中来
“其芽葺葺，其叶青青，犹绿衣郎，挺节独立，可敬 可慕。迨夫花开，凝晴滾露，万态千妍，薰风自来，四 坐芬郁，岂非入兰室乎！岂非有国香乎！”这是我国历 史上第一部兰谱——《金漳兰谱》（宋•赵时庚）
2.原理：植物体细胞具有全能性
① 外植体：离体的植物器官、组织、细胞或 原生质体。 植物的茎尖、幼嫩的叶片、花药是常用的外 植体。 ② 脱分化：已经分化的细胞经过诱导，失去 其特有的结构和功能 而转变成未分化细胞的过程。
③ 愈伤组织： 细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、呈无定形 状态的薄壁细胞团。
胡萝卜的组织培养
取材
消毒
无菌接种 脱分化
人教版高中生物选修三：2.1《植物细胞工程》ppt课件
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3.植物组织培养时,恢复植物细胞全能性的条件有哪些? 提示:(1)脱离母体:脱离母体用于植物组织培养的植物器官、组织 或细胞又称为外植体。 (2)营养物质: ①无机营养物:主要由大量元素和微量元素两部分组成。 ②蔗糖:给植物组织提供碳源和能源,维持培养基的渗透压。 ③维生素:有利于外植体的发育。 ④各种氨基酸等。 ⑤植物激素:主要是生长素和细胞分裂素。 (3)无菌条件: 培养基需用高压蒸汽灭菌;外植体在接种前要消毒;接种时需在无 菌室中或超净工作台上进行。 (4)环境因素:适宜温度、光照等外界条件。
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课堂合作探究
问题导学
一、植物组织培养技术
活动与探究 1.什么是植物细胞的分化、脱分化、再分化? 提示:(1)细胞的分化:在特定时间和空间下基因有选择性表达的过 程,细胞分化后在形态和功能上出现稳定性的差异。 (2)脱分化:离体细胞失去特有的细胞结构和功能,转变成未分化细 胞的过程。 (3)再分化:由愈伤组织分化形成芽和根的过程。 再分化的关键是调 整生长素和细胞分裂素的比例。
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4.下图为植物体细胞杂交过程示意图。下列说法不正确的是(
)。
A.植物体细胞杂交的最大优点是可以克服远缘杂交不亲和的障碍 B.杂种细胞经过④和⑤过程可以培育成杂种植株说明杂种细胞具有全 能性 C.尽管愈伤组织可以进行光合作用,但其培养基中仍需要糖类、氨基酸 等有机营养 D.若 A 的基因型为 Rr,B 的基因型为 Yy,则最终形成的杂种植株的基因 型为 RrYy
专题 2
细胞工程
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2.1
植物细胞工程
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2.1.1
植物细胞工程的基本技术
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课前预习导学
3.植物组织培养时,恢复植物细胞全能性的条件有哪些? 提示:(1)脱离母体:脱离母体用于植物组织培养的植物器官、组织 或细胞又称为外植体。 (2)营养物质: ①无机营养物:主要由大量元素和微量元素两部分组成。 ②蔗糖:给植物组织提供碳源和能源,维持培养基的渗透压。 ③维生素:有利于外植体的发育。 ④各种氨基酸等。 ⑤植物激素:主要是生长素和细胞分裂素。 (3)无菌条件: 培养基需用高压蒸汽灭菌;外植体在接种前要消毒;接种时需在无 菌室中或超净工作台上进行。 (4)环境因素:适宜温度、光照等外界条件。
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课堂合作探究
问题导学
一、植物组织培养技术
活动与探究 1.什么是植物细胞的分化、脱分化、再分化? 提示:(1)细胞的分化:在特定时间和空间下基因有选择性表达的过 程,细胞分化后在形态和功能上出现稳定性的差异。 (2)脱分化:离体细胞失去特有的细胞结构和功能,转变成未分化细 胞的过程。 (3)再分化:由愈伤组织分化形成芽和根的过程。 再分化的关键是调 整生长素和细胞分裂素的比例。
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4.下图为植物体细胞杂交过程示意图。下列说法不正确的是(
)。
A.植物体细胞杂交的最大优点是可以克服远缘杂交不亲和的障碍 B.杂种细胞经过④和⑤过程可以培育成杂种植株说明杂种细胞具有全 能性 C.尽管愈伤组织可以进行光合作用,但其培养基中仍需要糖类、氨基酸 等有机营养 D.若 A 的基因型为 Rr,B 的基因型为 Yy,则最终形成的杂种植株的基因 型为 RrYy
专题 2
细胞工程
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2.1
植物细胞工程
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2.1.1
植物细胞工程的基本技术
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课前预习导学
人教版高中生物选修三课件：2.1 植物细胞工程 (共29张PPT)
1.通过查阅资料，请你再列举出植物组织培养技术 在我们生活中的另外一些应用。 a. 拯救濒危植物； b. 提供食品制作的原料； c. 利用愈伤组织进行转基因操作。 2.查阅植物人工种子制备技术的详细过程， 设计出制备技术的主要流程图。 诱导植物愈伤组织 ↓ 体细胞胚的诱导 ↓ 体细胞胚的成熟 ↓ 体细胞胚的机械化包裹 ↓ 贮藏或种植
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4.细胞工程是一门综合科学技术。下列哪项技术不属于细胞工程: A A.有性杂交 B.体细胞杂交 C.组织培养 D.细胞核移植 5.在生物体的所有细胞中，全能性最高的是: D A.卵细胞 B.植物花粉 C.体细胞 D.受精卵
6.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： C A.脱分化 B.去分化 C.再分化 D.脱分化或去分化 7.下列不能作为植物组织培养的材料是：D 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.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？ 1978年，梅尔彻斯（Melchers）等人首次获得了马铃薯与番茄 的属间体细胞杂种。他们将培育的二倍体马铃薯品系和番茄叶片细 胞进行融合，所产生的杂交株被称为“马铃薯番茄”。像大多数杂 种一样，杂交株同时具有马铃薯和番茄的形态特征。其中一些植株 形成了“类似块茎的生殖根”，但是没有产生可结实的花、果实以 及真正意义上的块茎。到目前为止“马铃薯—番茄”一类的体细胞 杂交植物还不能产生经济效益，但是其研究价值不可忽视。
4.高效抗癌的药物紫杉醇，虽然能造福人类， 但却为濒危的红豆杉带来一场灭顶之灾。以“我们能否利 用植物组织培养技术大量生产紫杉醇，从而拯救红豆杉” 为题，与同学展开讨论，说出植物组织培养技术在节约资 源、保护环境方面的重要意义。 可以利用植物组织培养技术来大量生产紫杉醇。现 在国内外的科学家们正在研究利用植物细胞培养技术来大 量培育红豆杉细胞，希望利用这种方法来大量生产紫杉醇。 国内外许多实验室开展了用组织培养法生产紫杉醇的研究， 红豆杉属的11种植物现都在进行组织培养。ESC Agenetics公司宣布他们用细胞培养法所得紫杉醇的含量 是树皮的2～5倍。国内外在分化细胞株系和培养条件方面 做了不少工作，摸索了外植体、光照、培养基组成等因素 对细胞培养及紫杉醇生成的影响。现在工艺条件已基本摸 清，正研究反应的放大技术等，有望实现通过细胞培养进 行工业化生产紫杉醇的目标。
人教版高中生物选修(三)-2.1植物细胞工程 课件 ) (共44张PPT)
虽然科学家历尽艰辛，实现了马铃薯和番茄两个物种之 间的杂交，可惜这株超级杂种植物既不结番茄，也不长马铃 薯。这是为什么呢？
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同时具备 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，因 此杂交植株不能出现想象的结果。
（1）人工种子概念 通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽、 顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到 的种子。
（2）人工种子组成 胚状体（或不定芽、顶芽和腋芽）+人工种皮
一、植物繁殖的新途径
（三）神奇的人工种子 思考 设计人工种子制备技术的主要流程图
诱导植物愈伤组织 ↓ 体细胞胚的诱导 ↓ 体细胞胚的成熟 ↓ 体细胞胚的机械化包裹 ↓ 贮藏或种植
（3）用植物组织培养法培养杂种细胞为杂种植株。
植物体细胞杂交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。
植物体细胞杂交技术
植物细胞A 植物细胞B 酶解法 原生质体A 原生质体B
去 壁
融 合 植 物 组 织 培 养
诱 导 融合原生质体 生壁 杂种细胞 脱分化 愈伤组织 再分化 杂种植物
植物体细胞杂交技术
过程
原生质体A
A
去掉 细胞壁 原生质体融合 融合的原生质体 杂种细胞 原生质体B
B
杂种植株
愈伤组织
涉及的方法
（1）酶解法去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体。
植物细胞
纤维素酶、果胶酶
原生质体
（2）人工诱导两种植物的原生质体融合成杂种细胞。 物理法： 离心、振动、电刺激 化学法： 聚乙二醇（PEG）处理
【生物】2.1植物细胞工程课件(人教版选修3)
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。
什么叫细胞工程？
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 细胞器水基上平因的工程 操质或作获，得按细照胞人产们品的的意一愿门来综改基操合变因作科细工水学胞程平技内的 是术的。遗的 什传原 么物理 ？是
防止杂菌污染，因为杂菌生长快， 会和培养物争夺营养。杂菌生长过程中 会产生有害的物质，导致培养物迅速死 亡。
(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？
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．在一定条件下,植物细胞离体培养能表现出 全能性
2．下列细胞全能性最高的是
（）
C
A．植物的卵细胞 B ．植物的精子细胞
C．被子植物的受精卵
D．被子植物的的叶肉细胞
联系
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
案例一
生姜是药食两用的经济作物，具有 栽培容易、产量高、价格高等特点， 近年在各地发展很快。但是生姜在生 产上长期采用无性繁殖，容易感染多 种病毒病，使生姜品质变差，叶子皱 缩，生长缓慢，一般减产30%～50%。
反馈练习
1.下列属于组织培养的是： A
什么叫细胞工程？
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 细胞器水基上平因的工程 操质或作获，得按细照胞人产们品的的意一愿门来综改基操合变因作科细工水学胞程平技内的 是术的。遗的 什传原 么物理 ？是
防止杂菌污染，因为杂菌生长快， 会和培养物争夺营养。杂菌生长过程中 会产生有害的物质，导致培养物迅速死 亡。
(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？
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．在一定条件下,植物细胞离体培养能表现出 全能性
2．下列细胞全能性最高的是
（）
C
A．植物的卵细胞 B ．植物的精子细胞
C．被子植物的受精卵
D．被子植物的的叶肉细胞
联系
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
案例一
生姜是药食两用的经济作物，具有 栽培容易、产量高、价格高等特点， 近年在各地发展很快。但是生姜在生 产上长期采用无性繁殖，容易感染多 种病毒病，使生姜品质变差，叶子皱 缩，生长缓慢，一般减产30%～50%。
反馈练习
1.下列属于组织培养的是： A
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例3.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？ 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，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。
培养条件 光 暗
加蔗糖 正常生长，分化 只生长，不分化
不加蔗糖 不生长，死亡 不生长，死亡
你能得出什么结论？
培养条件 光 暗
加蔗糖 正常生长，分化 只生长，不分化
不加蔗糖 不生长，死亡 不生长，死亡
你能得出什么结论？ 蔗糖为生长、分化的必需成分(提
供能量)，光促进细胞分化。
例3.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？
C. 根尖分生区发育成成熟区
D. 利用桑枝条扦插大田并发育成完
整植株
5. 下列属于组织培养的是（ B. 芽发育成枝条
）
A. 花药离体培养成单倍体植株
C. 根尖分生区发育成成熟区
D. 利用桑枝条扦插大田并发育成完
整植株
6.若用“①
脱分化
再分化 ② ③
④”
表示植物组织培养的过程。请回答：
(1)①表示__________________________，
植物细胞A
去壁
原生质体A 原生质体B 融合 的原 人 生质 工 体AB
去壁
植物细胞B
诱 导
植物细胞A
去壁
原生质体A 原生质体B 融合 的原 人 生质 再生 工 体AB 出细
去壁
植物细胞B
诱 导Βιβλιοθήκη 胞壁植物细胞A去壁
原生质体A 原生质体B 融合 的原 人 生质 再生 工 体AB 出细 杂 种 细 胞 胞壁 AB
自我评价
4. 关于愈伤组织形成过程的正确叙述是 A.愈伤组织的形成是离体植物细胞 分化的结果 B.愈伤组织的形成是离体植物细胞 分裂的结果 C.愈伤组织的形成是离体动物细胞 分化的结果 D.愈伤组织的形成是离体植物细胞 脱分化的结果
5. 下列属于组织培养的是（ B. 芽发育成枝条
）
A. 花药离体培养成单倍体植株
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？
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？
细胞壁的阻碍
有没有一种温和的去除细胞壁的方法？
有没有一种温和的去除细胞壁的方法？ 有，用酶 纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
过程2 诱导原生质体融合
过程2 诱导原生质体融合
植物组织培养
脱分化 过 程
外植体 离体的植物器官、组织或细胞
愈伤组织 植物激素： 细胞分裂素、 生长素
再分化
根、芽 植物体
植物组织培养条件：
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、适时光照等。
根据上述过程，请同学们讨论归纳 出组织培养的概念。
根据上述过程，请同学们讨论归纳 出组织培养的概念。
去壁
植物细胞B
诱 导
植物细胞A
去壁
原生质体A 原生质体B 融合 的原 人 生质 再生 工 体AB 出细 杂 种 细 脱 胞 分 胞壁 AB 化 愈 伤 组 再 织 分
去壁
植物细胞B
诱 导
化
植物细胞A
去壁
原生质体A 原生质体B 融合 的原 人 生质 再生 工 体AB 出细 杂 种 细 脱 胞 分 胞壁 AB 化 愈 杂 伤 种 组 再 植 织 分 化 株
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
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
例1 ：
资料一:植物组织培养培养基基本成分： 无机营养成分：C、H、O等大量元 素及部分微量元素。有机营养成分：含N
电刺激等 化学法：聚乙二醇等试剂
白 菜
甘 蓝
白菜－甘蓝
二、植物体细胞杂交技术
2. 概念
二、植物体细胞杂交技术
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。
二、植物体细胞杂交技术
3. 成果和未解决的问题
二、植物体细胞杂交技术
3. 成果和未解决的问题 成果： 克服不同生物远缘杂交的障碍，出 现自然界没有的新品种。
2. 植物细胞融合完成的标志的是
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
3. 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
例2 ：
培养过程中，在培养基上需加入蔗糖， 培养时需要光照，那么，培养的植物到底 是自养型还是异养型？光的作用是什么？ 对于上述疑问，某研究性学习小组进行了 下列实验：一组在培养基中加30%的蔗糖， 另一组不加蔗糖，接种后，每组再分成两 个小组，分别在光下和暗中培养。1个月后， 观察植物体生长、分化情况，结果为下表：
二、植物体细胞杂交技术
3. 优势与不足： 优势： 克服不同生物远缘杂交的障碍，出 现自然界没有的新品种。 不足： 未能让杂种植物按照人们的需要表 现出亲代的优良性状。
小结
植 物 细 胞 工 程
小结
植 物 细 胞 工 程
所采用技术 的理论基础
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
化学方法：聚乙二醇(PEG)作诱导剂
成功标志是:杂种细胞产生了新的细胞壁
有没有一种温和的去除细胞壁的方法？ 有，用酶 纤维素酶和果胶酶去除细胞壁 杂种细胞遗传物质有什么特点？融合后 除杂种细胞外还有哪些融合细胞？
融合了俩个亲本的遗传物质，杂种细 胞AB外，还可以出现AA、 BB等类型。
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？
思考：利用以上资料概括脱分化和再 分化需要考虑什么外界条件？
思考：利用以上资料概括脱分化和再 分化需要考虑什么外界条件？
愈伤组织的形成需要有外界刺激因素 和激素诱导，需要加入适当营养物质和植 物生长调节剂，如无机盐、糖类、植物激 素等。并用适当比例的营养物质和生长调 节剂诱导愈伤组织形成和分化。
例 4：
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。
思考讨论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。
去壁
植物细胞B
诱 导
植物细胞A
去壁
原生质体A 原生质体B 融合 的原 人 生质 再生 工 体AB 出细 杂 种 细 脱 胞 分 胞壁 AB 化
去壁
植物细胞B
诱 导
植物细胞A
去壁
原生质体A 原生质体B 融合 的原 人 生质 再生 工 体AB 出细 杂 种 细 脱 胞 分 胞壁 AB 化 愈 伤 组 织
能被培养成为④的根本原因是
______________________________ (2)②表示_________，其细胞特点
是_________________薄壁细胞。
6.若用“①
脱分化
再分化 ② ③
④”
表示植物组织培养的过程。请回答：
(1)①表示离体的植物组织器官、组织或细胞 __________________________，
自我评价
1. 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
自我评价
1. 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
2. 植物细胞融合完成的标志的是
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
能被培养成为④的根本原因是
______________________________ (2)②表示_________，其细胞特点
是_________________薄壁细胞。
6.若用“①
脱分化
再分化 ② ③
④”
表示植物组织培养的过程。请回答：
(1)①表示离体的植物组织器官、组织或细胞 __________________________，
通过植物组织培养培育成新的植物体
(1)
(2)
植物体细胞杂交 过程示意图
(3)
(1) (5)
(4)
二、植物体细胞杂交技术
1. 过程
植物细胞A
植物细胞B
植物细胞A
去壁
去壁
植物细胞B
植物细胞A
去壁
原生质体A 原生质体B
去壁
植物细胞B
植物细胞A
去壁
原生质体A 原生质体B
去壁
植物细胞B
人 工 诱 导
是关键环节
过程2 诱导原生质体融合
是关键环节
根据的原理是:细胞膜的流动性
过程2 诱导原生质体融合