21植物细胞工程课件usr
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211 植物细胞工程的基本技术PPT课件
1972年卡尔森等通过两个烟草品种之间 原生质体的融合，获得了第一个体细胞杂种。
1978年梅尔彻斯(Melchers)等首次获得 了番茄和马铃薯的属间体细胞杂种—— “马铃薯番茄”。
目前，已得到栽培烟草与野生烟草、 栽培大豆与野生大豆、籼稻与野生稻、 籼稻与粳稻、小麦与鹅冠草等细胞杂种 及其后代，获得了有价值的新品系或育 种上有用的新材料。
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
13
2.在生物体内，细胞没有表现出全能性 ，而是分化为不同的组织、器官，是因
B 为 （ ）
A、细胞的基因丧失了全能性 B、基因在特定时间和空间条件下选择 性表达的结果 C、不同的细胞内基因不完全相同 D、在个体发育的不同时期，细胞内的 基因发生了变化
7
植
5
物
组
再分化
织
培 养
(愈伤组织) 4
6
1 脱分化
3 2
8
思考：
1、为什么植物的一部分就可以培育 出完整的植株呢？
2、如果外植体能长成一个完整的植株 它需要什么条件呢？
9
二、植物组织培养的原理：细胞的全能性
1、定义：
生物体的细胞具有使后代细胞发育成完整 个体的潜能的特性。
2、根本原因：
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。从理论上讲，生物 体的每一个活细胞都应该具有全能性。
专题二 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 水平上的操作，按照人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。
植物细胞工程PPT教学课件
考纲考点解读 知识网络体系 三年高考经典 考点知识扫描 重点难点突破
1. (2009年江苏地理) 《中国城市竞争力报告》依据居住环境、生态环境等 14项指标，对我国200个城市2006年度宜居状况做了评估。图中数字是前30 名的城市在各省级行政区的分布个数。读图回答(1)～(2)题。(双选)
考纲考点解读 知识网络体系 三年高考经典 考点知识扫描 重点难点突破
（2）从考查方向看，通常以我国某局部区域图为载体，考查我国的自 然和人文地理特征，或以等值线图为背景，考查相关的自然和人文地
（3）从题型上看，以综合题为主，选择题也有一定比重。
考纲考点解读 知识网络体系 三年高考经典 考点知识扫描 重点难点突破
2 （1）重视以下考点内容：我国自然地理特征、不同区域的生态环境问题、
实验原理：
植物体的根、茎、叶细胞一般都具有全能性，在一定的营养和激素 等条件下，可以脱分化形成愈伤组织。将愈伤组织转接到含有不同 激素成分的培养基上，就可以诱导其分化生成胚状体或丛芽，进而 发育成完整的小植株。植物组织培养的全过程，证明了分化的植物 细胞，仍具有形成完整植株所需要的全部基因。
实验目的：
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？如何 消除这一障碍？ 2.怎样使两个不同原生质体发生融合？ 3.发生了融合的原生质体如何处理而获得 杂种植物细胞？ 4.原生质体融合成功的标志是什么？ 5.如何将杂种细胞培育成杂种植株？
考纲考点解读 知识网络体系 三年高考经典 考点知识扫描 重点难点突破
植物组织培养
➢影响脱分化和再分化的因素:植物激素
生长素 细胞分裂素 适中 有利于愈伤组织的形成
生长素 细胞分裂素 较高 有利于生根
生长素 细胞分裂素 较低
2.1植物细胞工程 PPT课件
12.(多选)有关原生质体的下列叙述中，正确的是 A.组成原生质体的主要生命物质是蛋白质和核酸 B.原生质体包括细胞膜、液泡膜及两者之间的原 生质
C.被脱掉细胞壁的植物裸露细胞是原生质体
D.原生质体只能用于植物细胞工程
13.2006年普通高等学校招生全国统一考试理科
综合能力测试（北京卷）以下不能说明细胞全 能性的实验是 A.胡萝卜韧皮部细胞培育出植株 B.紫色糯性王米种子培育出植株 C.转入抗虫基因的棉花细胞培育出植株 D.番茄与马铃薯体细胞杂交后培育出植株
1.植物细胞表现出全能性的条件有哪些？ 离体 （外植体） （无机物、有机物） （生长素、细胞分裂素等）
营养物质 激素
其他外界条件 （温度、无菌、光照等）
植物组织培养 ——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 • 矿质元素：大量元素及微量元素 • 有机营养成分 ① 含N物质：包括维生素和某些有机添加物 ② 碳源：蔗糖 ③ 琼脂：起支持作用 ④ 植物激素：生长素、细胞分裂素等
8.将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时，下列条
件中不需要的是
A、具有完整细胞核的细胞
B、一定的营养物质和植物激素
C、离体状态
D、导入指定基因
9.（多选）植物体细胞的组织培养常被用于保
留杂种优势。因为植物组织培养的过程
A.不可能发生基因突变 B.生殖方式属于无性生殖 C.子代不发生性状分离 D.体细胞内不存在等位基因
植物体细胞杂交过程
植物细胞的融合 植物细胞A
①去 壁 方法？
植物组织培养
原生质体A 原生质体B
①去 壁 ② 人 工 诱 导
融合的 原生质 体AB
植物细胞B
诱导融合 的方法？
植物细胞工程PPT演示课件
总结词
植物细胞培养技术在品种改良、次生代谢产物生产等方面具有广泛应用。
详细描述
通过植物细胞培养技术，可以快速繁殖优质种质资源，提高农作物的抗逆性和产量。同时，利用该技 术可生产珍贵的次生代谢产物，如药物、香料和色素等。此外，植物细胞培养在生物能源领域也有着 广阔的应用前景，如生产生物燃料和生物塑料等。
定义与特点
定义
植物细胞工程是一门利用植物细 胞进行遗传操作和人工培养，以 实现特定育种和生产目标的技术 。
特点
具有高度精确和可控性，能够实 现植物遗传资源的优化配置和高 效利用，为农业生产和植物育种 提供新的途径。
研究意义与应用领域
研究意义
植物细胞工程是现代生物技术的重要 组成部分，对于提高农业产量、改良 作物品质、保护生态环境等方面具有 重要意义。
利用植物细胞工程技术，可以实现定向培育具有抗逆性、抗病虫害等优良性状的新品种，用于替代或 治理有毒有害植物。
前景展望
随着生态环境的恶化，有毒有害植物的治理和生物入侵防控任务愈发紧迫，植物细胞工程在这方面具 有广阔的应用前景。
药用植物生产与天然产物开发
01
药用植物的价值
药用植物是天然药物的重要来源，具 有疗效确切、副作用小等优点。
伦理、法律与社会问题
基因编辑的伦理问题
关注基因编辑技术的伦理边界，避免 对人类和生态环境的潜在风险。
知识产权保护
加强植物新品种保护，促进技术创新 和产业发展的良性循环。
社会接受度与公众参与
提高公众对植物细胞工程的认知，促 进社会各界的参与和讨论。
数据共享与隐私保护
平衡数据共享和隐私保护的需求，建 立数据管理和安全保障机制。
优势与挑战
植物细胞工程技术具有稳定、长期保存种质资源的特点，但也面临着技术难度大、成本高 等挑战。
植物细胞培养技术在品种改良、次生代谢产物生产等方面具有广泛应用。
详细描述
通过植物细胞培养技术，可以快速繁殖优质种质资源，提高农作物的抗逆性和产量。同时，利用该技 术可生产珍贵的次生代谢产物，如药物、香料和色素等。此外，植物细胞培养在生物能源领域也有着 广阔的应用前景，如生产生物燃料和生物塑料等。
定义与特点
定义
植物细胞工程是一门利用植物细 胞进行遗传操作和人工培养，以 实现特定育种和生产目标的技术 。
特点
具有高度精确和可控性，能够实 现植物遗传资源的优化配置和高 效利用，为农业生产和植物育种 提供新的途径。
研究意义与应用领域
研究意义
植物细胞工程是现代生物技术的重要 组成部分，对于提高农业产量、改良 作物品质、保护生态环境等方面具有 重要意义。
利用植物细胞工程技术，可以实现定向培育具有抗逆性、抗病虫害等优良性状的新品种，用于替代或 治理有毒有害植物。
前景展望
随着生态环境的恶化，有毒有害植物的治理和生物入侵防控任务愈发紧迫，植物细胞工程在这方面具 有广阔的应用前景。
药用植物生产与天然产物开发
01
药用植物的价值
药用植物是天然药物的重要来源，具 有疗效确切、副作用小等优点。
伦理、法律与社会问题
基因编辑的伦理问题
关注基因编辑技术的伦理边界，避免 对人类和生态环境的潜在风险。
知识产权保护
加强植物新品种保护，促进技术创新 和产业发展的良性循环。
社会接受度与公众参与
提高公众对植物细胞工程的认知，促 进社会各界的参与和讨论。
数据共享与隐私保护
平衡数据共享和隐私保护的需求，建 立数据管理和安全保障机制。
优势与挑战
植物细胞工程技术具有稳定、长期保存种质资源的特点，但也面临着技术难度大、成本高 等挑战。
2.1.1植物细胞工程上课(共45张PPT)
白菜
若A含有2N条染色体，2个染色体组， 基因型为Aabb，B含有2M条染色体，2个染 色体组，基因型为ccDd，则新植株应为四 白菜－甘蓝 紫甘蓝 倍体，其体细胞中染色体数为2N+2M,基因 型为AabbccDd。
“白菜－甘蓝”同普通白菜相比，具有生长期短、 耐热性强和易于贮藏等优点。
思考：白菜、甘蓝是二倍体，那么获得的 白菜—甘蓝是几倍体？ 四倍体
2、实验流程
制备外植体 再分化培养
P34实验
接种 试管苗 脱分化培养 正常植株
实验关键： （1）全程无菌操作（包括接种用具、接 种环境、接种材料、接种过程、培养过 程）。 （2）取材：应选择含形成层的部分，易 诱导形成愈伤组织。 （3）植物激素的比例适当。
试管苗大规模培养
植物组织培养的概念：
应用的原理和方法 细胞生物学和 分子生物学
研究的水平 细胞水平或细胞器水平 概念
细 胞 工 程
分类
按照人们的意愿来 研究的目的 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
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 分子 水平上的技术。
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。
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。
C
D.适宜的养料和激素
5.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、木质部中的导管细胞
21植物细胞工程 211植物细胞工程的基本技术30页PPT
P35讨论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。
细胞全能性比较权威的定义是1984年国际组织 培养协会做出的：“细胞全能性为细胞的某种特征， 有这种能力的细胞保留形成有机体所有细胞类型的能 力”。
2.1植物细胞工程2.1.1植物细胞工程的基本技术细胞的全能性及分化
3、细胞的全能性大小： 受精卵>卵细胞>体细胞 分化程度高的细胞>分化程度低的细胞
4、细胞分化后遗传物质是否发生了变化？
遗传物质没有变化，不同组织的细胞都是来源 于受精卵，经有丝分裂产。细胞分化的实质是基 因选择性表达的结果。
2.1植物细胞工程2.1.1植物细胞工程的基本技术细胞的全能性及分化
1、细胞的全能性概念： 已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能；
2、细胞的全能性原因： 细胞内具有发育成个体的全部遗传物质。
接种到诱导培养基
诱导出愈伤组织
愈伤组织转接到 继代培养基上
直接诱导分化
得到大量的 愈伤组织
愈伤组织接种到 分化培养基上
幼苗接种到 生根培养基上
分化出幼苗 完整植株
移栽到大田
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技术
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，
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。
细胞全能性比较权威的定义是1984年国际组织 培养协会做出的：“细胞全能性为细胞的某种特征， 有这种能力的细胞保留形成有机体所有细胞类型的能 力”。
2.1植物细胞工程2.1.1植物细胞工程的基本技术细胞的全能性及分化
3、细胞的全能性大小： 受精卵>卵细胞>体细胞 分化程度高的细胞>分化程度低的细胞
4、细胞分化后遗传物质是否发生了变化？
遗传物质没有变化，不同组织的细胞都是来源 于受精卵，经有丝分裂产。细胞分化的实质是基 因选择性表达的结果。
2.1植物细胞工程2.1.1植物细胞工程的基本技术细胞的全能性及分化
1、细胞的全能性概念： 已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能；
2、细胞的全能性原因： 细胞内具有发育成个体的全部遗传物质。
接种到诱导培养基
诱导出愈伤组织
愈伤组织转接到 继代培养基上
直接诱导分化
得到大量的 愈伤组织
愈伤组织接种到 分化培养基上
幼苗接种到 生根培养基上
分化出幼苗 完整植株
移栽到大田
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技术
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，
《植物细胞工程课程》课件
它涉及到植物组织培养、植物细胞培 养、植物基因工程等多个领域，是现 代生物技术的重要组成部分。
植物细胞工程的发展历程
1
植物细胞工程的起源可以追溯到20世纪初，当时 科学家开始研究植物细胞的组织培养。
2
到了20世纪70年代，植物细胞培养技术得到了迅 速发展，并逐渐应用于农业生产中。
3
近年来，随着基因工程技术的不断发展，植物基 因工程成为了植物细胞工程领域的研究热点。
，促进产业的健康发展。
THANKS
感谢观看
01
植物细胞培养生产 次生代谢物
通过植物细胞培养技术生产具有 重要经济价值的次生代谢物，如 药物、香料和色素等。
02
植物细胞工程在育 种中的应用
利用植物细胞工程技术培育抗逆 、抗病、优质、高产的新品种， 提高农作物的产量和品质。
03
植物细胞工程在生 物修复中的应用
利用植物细胞工程技术进行土壤 和地下水修复，去除污染物，恢 复生态平衡。
植物组织培养
将植物的器官、组织或细胞等 置于适宜的培养基中进行培养
的方法。
悬浮细胞培养
将分散的单个植物细胞在适宜 的培养基中进行培养，使细胞 能够悬浮生长并增殖。
胚胎培养
将植物的胚胎或幼苗置于适宜 的培养基中进行培养的方法。
原生质体培养
通过酶解法去除植物细胞的细 胞壁，获得原生质体，并在适 宜的培养基中进行培养的方法
01
02
03
实验室安全须知
遵守实验室规定，正确使 用仪器和试剂，避免发生 意外事故。
防护措施
穿戴实验室防护服、手套 、口罩等个人防护用品， 避免直接接触有害试剂和 仪器。
废弃物处理
正确处理实验废弃物，防 止对环境和人体造成危害 。
植物细胞工程的发展历程
1
植物细胞工程的起源可以追溯到20世纪初，当时 科学家开始研究植物细胞的组织培养。
2
到了20世纪70年代，植物细胞培养技术得到了迅 速发展，并逐渐应用于农业生产中。
3
近年来，随着基因工程技术的不断发展，植物基 因工程成为了植物细胞工程领域的研究热点。
，促进产业的健康发展。
THANKS
感谢观看
01
植物细胞培养生产 次生代谢物
通过植物细胞培养技术生产具有 重要经济价值的次生代谢物，如 药物、香料和色素等。
02
植物细胞工程在育 种中的应用
利用植物细胞工程技术培育抗逆 、抗病、优质、高产的新品种， 提高农作物的产量和品质。
03
植物细胞工程在生 物修复中的应用
利用植物细胞工程技术进行土壤 和地下水修复，去除污染物，恢 复生态平衡。
植物组织培养
将植物的器官、组织或细胞等 置于适宜的培养基中进行培养
的方法。
悬浮细胞培养
将分散的单个植物细胞在适宜 的培养基中进行培养，使细胞 能够悬浮生长并增殖。
胚胎培养
将植物的胚胎或幼苗置于适宜 的培养基中进行培养的方法。
原生质体培养
通过酶解法去除植物细胞的细 胞壁，获得原生质体，并在适 宜的培养基中进行培养的方法
01
02
03
实验室安全须知
遵守实验室规定，正确使 用仪器和试剂，避免发生 意外事故。
防护措施
穿戴实验室防护服、手套 、口罩等个人防护用品， 避免直接接触有害试剂和 仪器。
废弃物处理
正确处理实验废弃物，防 止对环境和人体造成危害 。
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。
2.1.1植物细胞工程的基本技术 课件(共21张PPT)
【问题导学二】植物组织培养技术
切取 形成层
移栽
无菌 接种
脱分化 诱导愈伤组织的
形成（避光）
需光吗？ 再分化
培养室
试管苗的形成
【问题导学二】植物组织培养技术
1. 脱分化、再分化 ⑴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。 ⑵脱分化产物： 具有分生能力的薄壁细胞，进而
7．下列有关植物体细胞杂交的叙述，不正确的C( )
A.用酶解法去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体 B.诱导两种植物的原生质体融合，进而形成杂种细胞 C.植物体细胞杂交的最终目的是获得细胞代谢产物 D.植物体细胞杂交技术可以克服不同种间远缘杂交不亲 和的障碍
【完全达标训练】
1.植物细胞表现出全能性的必要条件是（ C ）
再分化 根、芽 生长发育 等器官
（或胚状体、丛芽）
完整植株
5.植物细胞表现出全能性的条件有哪些？
离体、一定的营养物质、植物激素、无菌环境
一定的温度、空气、、适合的pH、适时光照等
6.植物组织培养的结果培育出了植物体，能不能 培育出细胞而不是植物体？
7.植物组织培养中，诱导愈伤组织分化使需要用 到的植物激素种类主要有哪些？怎样影响？
生长素＞细胞分裂素：诱导愈伤组织分化为 根 。 生长素＜细胞分裂素：诱导愈伤组织分化为 芽 。
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。
于是，这些科学家试图用这两种植物的体 细胞进行杂交，来实现这一美妙的设想。
生物体的每一个细胞都含本物种的全部遗 传信息，都有发育成完整个体的全套基因。
《植物细胞工程》课件
植物组织培养技术利用这一原理，通过将植物组织或细胞置于适宜的人工培养基 上，在适宜的环境条件下进行离体培养，使其生长、分化并形成完整的植株。
植物组织培养的步骤
无菌操作
外植体的选择与处理
选择健康、无病虫害的植物组织 或器官作为外植体，并进行消毒 处理。
在无菌条件下将外植体接种到培 养基上。
培养条件控制
植物细胞培养技术需要掌握植物生理 学、生物化学、遗传学等多学科知识 ，同时还需要具备无菌操作、细胞培 养、显微观察等实验技能。
植物细胞培养的步骤
准备培养基
根据培养目的选择适宜的培养基配方，并进 行灭菌处理。
植物材料的准备
选择适宜的植物组织或器官，进行表面消毒后 ，切成适宜的大小。
细胞分散
采用酶解法或机械法将植物组织或细胞分散成单 个细胞。
《植物细胞工程》PPT 课件
目录
• 植物细胞工程简介 • 植物细胞培养技术 • 植物组织培养技术 • 植物基因工程 • 植物细胞工程的前景与挑战
植物细胞工程简介
01
植物细胞工程的定义
植物细胞工程
指利用植物细胞的全能性，通过 培养、融合、转化以及基因操作 等手段，实现对植物细胞进行繁 殖、品种改良和遗传转化的技术 。
植物细胞工程面临的挑战
技术瓶颈
目前植物细胞培养技术尚不成熟，难以实现大规模、 高效的生产。
法规和伦理问题
基因编辑技术可能引发伦理和法规问题，需要制定相 应的规范和标准。
成本和市场需求
植物细胞工程产品的成本较高，市场接受度有待提高 。
对植物细胞工程的展望与建议
加强基础研究
加大对植物细胞工程的基础研究投入，突破技 术瓶颈。
1902年
德国科学家哈伯兰特提出植物 细胞具有全能性的观点。
植物组织培养的步骤
无菌操作
外植体的选择与处理
选择健康、无病虫害的植物组织 或器官作为外植体，并进行消毒 处理。
在无菌条件下将外植体接种到培 养基上。
培养条件控制
植物细胞培养技术需要掌握植物生理 学、生物化学、遗传学等多学科知识 ，同时还需要具备无菌操作、细胞培 养、显微观察等实验技能。
植物细胞培养的步骤
准备培养基
根据培养目的选择适宜的培养基配方，并进 行灭菌处理。
植物材料的准备
选择适宜的植物组织或器官，进行表面消毒后 ，切成适宜的大小。
细胞分散
采用酶解法或机械法将植物组织或细胞分散成单 个细胞。
《植物细胞工程》PPT 课件
目录
• 植物细胞工程简介 • 植物细胞培养技术 • 植物组织培养技术 • 植物基因工程 • 植物细胞工程的前景与挑战
植物细胞工程简介
01
植物细胞工程的定义
植物细胞工程
指利用植物细胞的全能性，通过 培养、融合、转化以及基因操作 等手段，实现对植物细胞进行繁 殖、品种改良和遗传转化的技术 。
植物细胞工程面临的挑战
技术瓶颈
目前植物细胞培养技术尚不成熟，难以实现大规模、 高效的生产。
法规和伦理问题
基因编辑技术可能引发伦理和法规问题，需要制定相 应的规范和标准。
成本和市场需求
植物细胞工程产品的成本较高，市场接受度有待提高 。
对植物细胞工程的展望与建议
加强基础研究
加大对植物细胞工程的基础研究投入，突破技 术瓶颈。
1902年
德国科学家哈伯兰特提出植物 细胞具有全能性的观点。
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整个试验在超净工作台上进行，保持无菌！ 外植体经过一段时间在培养基上生长后，
会形成愈伤组织
植物组织培养的过程
离体的植物器官、组织或细胞
脱分化（又叫去分化）
愈伤组织
胚状体
（排列疏松，高度液泡化的薄壁细胞） 再分化
试管植物
再分化
愈伤组织
胚状体、根或芽等器官
脱分化 单个细胞
外植体
胡萝卜
植物体
（试管苗）
条件：
培养室
试管苗大规模培养
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
植物组织培养
? 外植体：从活植物体上切下进行培养的那 部分组织或器官
? 1） 外植体灭菌消毒（根尖、茎、芽、嫩叶、 花粉等）
? 2） 用消毒过的器械将外植体置于培养皿上 ? 3） 切取所需的外植体 ? 4） 将外植体接种于培养容器的培养基上
三、植物体细胞杂交技术
利用电激发将野生马铃薯与栽培马铃薯进行细胞融合
三、植物体细胞杂交技术（重点 理解）：
1、概念：
主要：原生质体融合
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。
结果
2、原理： 细胞膜的流动性 和细胞全能性
三、植物体细胞杂交技术
? 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？ 去细胞壁
专题2 细胞工程
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 , 标志着一种新的生物技术 ---动 物体细胞克隆技术面世 , 也揭开细胞工程更深层次发 展的序幕 !
什么叫细胞工程？
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。
(1)
(2)
(3)
(1)
(4)
(5)
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
三、植物体细胞杂交技术
植物细胞的融合
植物组织培养
马
铃
薯
细 胞
去
原 生 质
壁
体
融
合
壁再 生 出 细 胞
标志：成功融合
脱 分
再 分
化
化
番 茄
原
人工诱 导
杂 种 细
生
胞
愈 伤 组 织
细
质
杂 种 植 株
胞
体
三、植物体细胞杂交技术：
白 菜
甘
蓝
白菜－甘蓝
“白菜－甘蓝”同普通白菜相比，具有生长期 短、耐热性强和易于贮藏等优点。
5、未解决问题：
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？
原因： 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。
4、体内细胞未表现全能性的原因：
基因选择性表达的结果
5、全能性表达的条件 内因： 离体细胞、组织或器官 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 ）
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
1、植物组织培养的概念
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、理论基础：
植物细胞的全能性
切取
接种
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
无机营养成分： ?C，H，O大量元素及部分微量元素
概念
应用的原理和方法 操作的水平 研究的目的
细胞生物学和分 子生物学 细胞整体水平 或细胞器水平
按照人们的意愿来
细
改变细胞内的遗传 物质或获得细胞产
胞
品
工
植物细胞工程
程
分类
动物细胞工程
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 植物体细胞杂交
⑴离体
⑵一定的营养物质和激素
(生长素、 细胞分裂素)
⑶适宜的条件
（无菌、适宜的温度、pH、光照等）
植物组织培养过程
离体的植物器官、组织或细胞
外植体
A、脱分化 愈伤组织
B、再分化 根、芽
植物体
植物激素：细胞分裂素、生长素
1、A过程进行有丝分裂 2、B过程进行有丝分裂同时 也进行分化 3、A不需光照，而 B需光 照，叶绿素的合成需光照
? 有没有一种温和的去壁方法呢？
酶解法
三、植物体细胞杂交技术 3、过程：
（1）、去壁的常用方法：
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、电激等 化学法：聚乙二醇（ PEG）
二、植物体细胞杂交 （无性生殖）
3、 过程：
植物细胞A 植物细胞B
去 壁
原生质体A 原生质体B
巩固练习
1、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
2、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
2.1.1植物细胞工程的基本技术
一、细胞的全能性：
1、概念： 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。
2、原因
受精卵 有丝分裂
个体 全部基因
生物体的每一个细胞都具有生物的全部遗传物质
3、全能性的程度：
（1） 受精卵的全能性最高 （2）受精卵 ＞ 生殖细胞 ＞ 体细胞 （3） 植物细胞＞动物细胞 （4）分化程度低的细胞＞分化程度高的细胞
植物细胞A
原生质体A
去壁 (酶解法:纤维素酶
和果胶酶)
× 植物细胞B
原生质体B
诱导 融合的原
物化法
融合 生质体 融合的原生质体
再生壁
再生壁
杂种细胞
原生质体：植物细胞去掉细胞壁的部分 脱分化
脱分化
诱导融合：物理法（离心、振动、 电激）化学法（PEG,聚乙二醇）
愈伤组织 再分化
再分化
杂种植株
植物体细胞杂交过程示意图
?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 激素：生长素，细胞分裂素 ⑤PH值：5.0－6.0
愈伤组织的形成
? 愈伤组织：在人工培 养基上由外植体长出 来的一团无序生长的 薄壁细胞（细胞排列 疏松、无规则）。
愈伤组织的形成
植物组织培养（试管苗的形成）
会形成愈伤组织
植物组织培养的过程
离体的植物器官、组织或细胞
脱分化（又叫去分化）
愈伤组织
胚状体
（排列疏松，高度液泡化的薄壁细胞） 再分化
试管植物
再分化
愈伤组织
胚状体、根或芽等器官
脱分化 单个细胞
外植体
胡萝卜
植物体
（试管苗）
条件：
培养室
试管苗大规模培养
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
植物组织培养
? 外植体：从活植物体上切下进行培养的那 部分组织或器官
? 1） 外植体灭菌消毒（根尖、茎、芽、嫩叶、 花粉等）
? 2） 用消毒过的器械将外植体置于培养皿上 ? 3） 切取所需的外植体 ? 4） 将外植体接种于培养容器的培养基上
三、植物体细胞杂交技术
利用电激发将野生马铃薯与栽培马铃薯进行细胞融合
三、植物体细胞杂交技术（重点 理解）：
1、概念：
主要：原生质体融合
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。
结果
2、原理： 细胞膜的流动性 和细胞全能性
三、植物体细胞杂交技术
? 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？ 去细胞壁
专题2 细胞工程
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 , 标志着一种新的生物技术 ---动 物体细胞克隆技术面世 , 也揭开细胞工程更深层次发 展的序幕 !
什么叫细胞工程？
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。
(1)
(2)
(3)
(1)
(4)
(5)
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
三、植物体细胞杂交技术
植物细胞的融合
植物组织培养
马
铃
薯
细 胞
去
原 生 质
壁
体
融
合
壁再 生 出 细 胞
标志：成功融合
脱 分
再 分
化
化
番 茄
原
人工诱 导
杂 种 细
生
胞
愈 伤 组 织
细
质
杂 种 植 株
胞
体
三、植物体细胞杂交技术：
白 菜
甘
蓝
白菜－甘蓝
“白菜－甘蓝”同普通白菜相比，具有生长期 短、耐热性强和易于贮藏等优点。
5、未解决问题：
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？
原因： 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。
4、体内细胞未表现全能性的原因：
基因选择性表达的结果
5、全能性表达的条件 内因： 离体细胞、组织或器官 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 ）
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
1、植物组织培养的概念
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、理论基础：
植物细胞的全能性
切取
接种
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
无机营养成分： ?C，H，O大量元素及部分微量元素
概念
应用的原理和方法 操作的水平 研究的目的
细胞生物学和分 子生物学 细胞整体水平 或细胞器水平
按照人们的意愿来
细
改变细胞内的遗传 物质或获得细胞产
胞
品
工
植物细胞工程
程
分类
动物细胞工程
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 植物体细胞杂交
⑴离体
⑵一定的营养物质和激素
(生长素、 细胞分裂素)
⑶适宜的条件
（无菌、适宜的温度、pH、光照等）
植物组织培养过程
离体的植物器官、组织或细胞
外植体
A、脱分化 愈伤组织
B、再分化 根、芽
植物体
植物激素：细胞分裂素、生长素
1、A过程进行有丝分裂 2、B过程进行有丝分裂同时 也进行分化 3、A不需光照，而 B需光 照，叶绿素的合成需光照
? 有没有一种温和的去壁方法呢？
酶解法
三、植物体细胞杂交技术 3、过程：
（1）、去壁的常用方法：
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、电激等 化学法：聚乙二醇（ PEG）
二、植物体细胞杂交 （无性生殖）
3、 过程：
植物细胞A 植物细胞B
去 壁
原生质体A 原生质体B
巩固练习
1、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
2、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
2.1.1植物细胞工程的基本技术
一、细胞的全能性：
1、概念： 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。
2、原因
受精卵 有丝分裂
个体 全部基因
生物体的每一个细胞都具有生物的全部遗传物质
3、全能性的程度：
（1） 受精卵的全能性最高 （2）受精卵 ＞ 生殖细胞 ＞ 体细胞 （3） 植物细胞＞动物细胞 （4）分化程度低的细胞＞分化程度高的细胞
植物细胞A
原生质体A
去壁 (酶解法:纤维素酶
和果胶酶)
× 植物细胞B
原生质体B
诱导 融合的原
物化法
融合 生质体 融合的原生质体
再生壁
再生壁
杂种细胞
原生质体：植物细胞去掉细胞壁的部分 脱分化
脱分化
诱导融合：物理法（离心、振动、 电激）化学法（PEG,聚乙二醇）
愈伤组织 再分化
再分化
杂种植株
植物体细胞杂交过程示意图
?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 激素：生长素，细胞分裂素 ⑤PH值：5.0－6.0
愈伤组织的形成
? 愈伤组织：在人工培 养基上由外植体长出 来的一团无序生长的 薄壁细胞（细胞排列 疏松、无规则）。
愈伤组织的形成
植物组织培养（试管苗的形成）