植物细胞工程ppt
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植物细胞工程一轮复习ppt课件
出
愈伤 脱 组织
分 化
再 分 化
杂 种 植 株
细 诱导融合 胞 的方法？ 壁
细胞融合的基础：
细胞膜的流动性
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
2.概念
用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方法。
1．怎样去除细胞壁？去壁以后的结构叫什么？ 酶解法（纤维素酶和果胶酶） 原生质体
2.用什么方法才能让两个原生质体能发生融合？这与 细胞膜的什么特性有关？ 物理方法：离心、振动、电激 化学方法：聚乙二醇（PEG）诱导 细胞膜的流动性 3．融合完成的标志是什么？ 再生细胞壁
4．融合后会有哪几种结果？下一步该做何处理？ 马-番、马—马、番--番 要经过筛选才能得到杂种植株 5．如何将杂种细胞培育成杂种植株？
植物组织培养
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
1.过程 植物细胞的融合
植物组织培养
植物细胞A
去壁
原生质体A
原生质体B
去壁
植物细胞B
方法？
融合 完成
的
融合的
标志 杂种
原生质
诱导 体AB 再
融合
生
细胞 AB
和植物激素（生长
植 无定形状态 特点？ 愈伤组织 （未分化）素，细胞分裂素
物 薄壁细胞
等），琼脂
组 高度液泡化
再分化
织 排列疏松、无规则 培 无叶绿体,不进行光 养 合作用
根、芽 （分化）
《植物细胞工程》课件
05
CHAPTER
植物细胞工程的前景和挑战
植物细胞工程的发展前景
植物细胞工程在农业上的应用
01
通过植物细胞工程技术，可以改良作物的品质、抗逆性和产量
，提高农业生产的效益。
植物细胞工程在生态修复上的应用
02
利用植物细胞工程技术培育出具有较强抗逆性的植物，用于修
复受损的生态系统，提高生态系统的稳定性和可持续性。
近年来，随着基因工程和生物技术的不断发展，植物细胞工程在理论和
应用方面都取得了重要进展，成为现代农业生物技术的重要支柱之一。
植物细胞工程的应用领域
植物种质资源保护和利用
植物新品种培育
通过建立植物离体保存库，保存濒危、珍 稀植物种质资源，并实现种质资源的有效 利用。
利用植物细胞工程技术，通过基因工程和 突变体的筛选等方法，培育具有优良性状 的新品种。
有药用价值的次生代谢产物的生 产
通过植物细胞培养技术，实现有用次生代 谢产物的规模化生产。
植物脱病毒
利用植物细胞工程技术，通过离体培养获 得无病毒植株，提高植物的抗病性和产量 。
02
CHAPTER
植物细胞培养技术
植物细胞培养的基本原理
植物细胞培养的基本原理是建立在细胞 全能性的基础上，即离体的植物细胞能
植物细胞工程是植物生物技术的一个重要领域，具有广泛的应用前景和重要的经 济价值。
植物细胞工程的发展历程
01
起始阶段
植物细胞工程的起始可以追溯到20世纪初，当时科学家开始研究植物组
织培养技术。
02
发展阶段
20世纪70年代以后，随着植物细胞培养技术的不断完善和应用，植物
细胞工程得到了迅速发展。
03
植物细胞工程.ppt
• 植物细胞的再分化：脱分化产生的愈伤 组织在培养过程中重新分化根或芽等器 官的过程。
一、植物繁殖的新途径
1.微型繁殖 (1)微型繁殖技术:快速繁殖优良品种的植物
组织培养技术. (2)特点: 保持优良品种的遗传特性; 高效快速地实现种苗的大量繁殖.
2.作物脱毒 (1)材料:无病毒的茎尖 (2)脱毒苗:切取茎尖进行组织培养获得
去壁 纤维素酶
离心、
振动、 电刺激、
筛 选
激素
激素
果胶酶
聚乙二
醇
植物体细胞杂交 过程示意图
植物A细胞
原生质体A
去壁
原生质体融合
植物B细胞
原生质体B
杂种植株
细胞分裂 愈伤组织
融合体 再生壁
杂种细胞
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）
动物细 胞培养
转基因 动物细 植物 胞群
体细 胞细 胞核
去核 卵细 体外 胞 受精
核移植
重组细胞 受精卵
早期胚胎
胚胎移植
克隆动物 试管婴儿
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
植物细胞（的一全）能性细胞的全能性
1、定义：生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个
成愈伤组织
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 • 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
一、植物繁殖的新途径
1.微型繁殖 (1)微型繁殖技术:快速繁殖优良品种的植物
组织培养技术. (2)特点: 保持优良品种的遗传特性; 高效快速地实现种苗的大量繁殖.
2.作物脱毒 (1)材料:无病毒的茎尖 (2)脱毒苗:切取茎尖进行组织培养获得
去壁 纤维素酶
离心、
振动、 电刺激、
筛 选
激素
激素
果胶酶
聚乙二
醇
植物体细胞杂交 过程示意图
植物A细胞
原生质体A
去壁
原生质体融合
植物B细胞
原生质体B
杂种植株
细胞分裂 愈伤组织
融合体 再生壁
杂种细胞
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）
动物细 胞培养
转基因 动物细 植物 胞群
体细 胞细 胞核
去核 卵细 体外 胞 受精
核移植
重组细胞 受精卵
早期胚胎
胚胎移植
克隆动物 试管婴儿
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
植物细胞（的一全）能性细胞的全能性
1、定义：生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个
成愈伤组织
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 • 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
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
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
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
植物细胞工程的基本技术ppt课件
使用比例
生长素 > 细胞分裂素 生长素 < 细胞分裂素
生长素 ＝ 细胞分裂素
实验结果
有利于根的分化 有利于芽的分化 促进愈伤体的消毒 外植体的消毒
外植体的切段 接种外植体
流水冲洗 →酒精消毒30s →无菌水清洗2～3次 →次氯酸钠溶液处理30min →无菌水清洗2～3次。
小肠上 皮细胞
血红 细胞
神经 细胞
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。
脱分化和再分化是依靠什么手段实现的？
补充：植物激素的作用
生长素和细胞分裂素在植物组织培养中的作用： 生长素主要促进生根，细胞分裂素主要促进发芽， 通过改变二者的比例，可以实现脱分化与再分化。
诱导愈伤组织
移栽
注意：先诱导生芽，再诱导 生根！
诱导生芽生根 移栽
移栽前先打开封口膜或瓶盖，让 试管苗在培养箱内生长几日。用 流水清洗掉根部的培养基后，将 幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠 岩等环境中，待其长壮后再移栽 入土。
【注意】
1. 实验中使用的培养基和所有的器械都要灭菌。接种操 作必须在酒精灯火焰旁进行，并且每次使用后的器械都要 灭菌。 2. 接种时注意外植体的方向，不要倒插。 3. 诱导愈伤组织期间一般不需要光照，有光易形成维管 组织，不易形成愈伤组织。在后续的培养过程中，每日需 要给予适当时间和强度的光照。
特点：分化程度低， 全能性高。
愈伤组织：离体的植 物器官、组织或细胞，
在培养一段时间以后， 通过细胞分裂，形成 一种由排列疏松无规 则、高度液泡化、无 定形态的薄壁细胞组 成的组织。
细胞的脱分化：
➢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
《植物细胞工程制药》课件
02 03
生物制品的安全性和有效性
植物细胞工程制药技术可以确保生物制品的安全性和有效性，通过检测 和鉴定生物制品的成分、纯度、稳定性等方面，确保生物制品的质量和 可靠性。
生物制品的生产效率
植物细胞工程制药技术可以提高生物制品的产量和生产效率，降低生产 成本，为生物制品的生产提供更加经济和可持续的解决方案。
大规模培养技术还有助于解决 植物资源短缺和生态环境保护 等问题，促进可持续发展。
植物细胞大规模培养的方法和技术
01
02
03
悬浮培养
将植物细胞接种在液体培 养基中，通过搅拌或充气 等方式使细胞悬浮在培养 基中生长。
固定化培养
将植物细胞固定在载体上 ，然后将其放入培养基中 进行培养。这种方法有利 于细胞生长和产物积累。
通过酶解将植物组织或细胞分散为单个细胞 ，再进行培养。
组织培养
将植物组织或器官进行培养，可再生为完整 植株。
悬浮细胞培养
将单个细胞悬浮在液体培养基中进行培养， 可实现大规模培养。
微繁殖
利用植物细胞培养技术快速繁殖珍稀、濒危 植物。
植物细胞培养的工艺流程和关键技术参数
工艺流程
细胞选择、酶解分散、细胞悬浮、细胞增殖、诱导分化、植株再生。
植物细胞工程制药在其他领域的应用
食品工业
植物细胞工程制药技术可以用于生产具有特定功能的食品添加剂 、功能性食品等，提高食品的营养价值和保健功能。
环境保护
植物细胞工程制药技术可以用于治理环境污染，通过植物细胞对有 毒有害物质的吸收和降解，实现环境净化。
农业领域
植物细胞工程制药技术可以用于改良农作物品种，提高农作物的抗 逆性和产量，促进农业可持续发展。
04
植物细胞工程课件(共29张PPT)
• 2．有没有一种温和的去壁方法呢？ • 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？
• 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．如何将杂种细胞培育成杂种植株？
植物体细胞杂交技术
1、过程 植物细胞的融合
植物组织培养
植物细胞A
去壁
原生质体A
原生质体B
去壁
3.1植物细胞工程
一、植物细胞工程的基本技术
植物组织培养
？ 婴儿真的能在试管中发育吗
试管婴儿的生殖方式？ 听说过试管动物，有没有听说过试管植物的？
利用菊花花瓣培养的试管菊花
植
5
物
组
再分化
织
培 养
(愈伤组织) 4
3
6
1 脱分化
2
（一）、植物组织培养
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。
单倍体育种
• 方法： –花药离体培养
• 技术： –组织培养获得单倍体 –秋水素处理单倍体的幼苗，使染色体加倍
• 优点： –明显缩短了育种年限 –后代稳定遗传
突变体的利用
• 利用组织培养时，分裂状态的细胞易受 培养条件和外界压力（如射线，化学物 质等）的影响而产生突变的原理，诱导 并筛选出对人类有用的突变体。
• 分生区附近（茎尖、根尖）的病毒极少， 甚至没有
• 采用茎尖进行组织培养
人工种子
• 结构：
–人工薄膜+胚状体（不定芽、顶芽、腋芽）
• 优点：
–不受气候、季节、地域的限制 –保留优良性状 –时间短，占地少
与细胞膜的什么特性有关？
• 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．如何将杂种细胞培育成杂种植株？
植物体细胞杂交技术
1、过程 植物细胞的融合
植物组织培养
植物细胞A
去壁
原生质体A
原生质体B
去壁
3.1植物细胞工程
一、植物细胞工程的基本技术
植物组织培养
？ 婴儿真的能在试管中发育吗
试管婴儿的生殖方式？ 听说过试管动物，有没有听说过试管植物的？
利用菊花花瓣培养的试管菊花
植
5
物
组
再分化
织
培 养
(愈伤组织) 4
3
6
1 脱分化
2
（一）、植物组织培养
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。
单倍体育种
• 方法： –花药离体培养
• 技术： –组织培养获得单倍体 –秋水素处理单倍体的幼苗，使染色体加倍
• 优点： –明显缩短了育种年限 –后代稳定遗传
突变体的利用
• 利用组织培养时，分裂状态的细胞易受 培养条件和外界压力（如射线，化学物 质等）的影响而产生突变的原理，诱导 并筛选出对人类有用的突变体。
• 分生区附近（茎尖、根尖）的病毒极少， 甚至没有
• 采用茎尖进行组织培养
人工种子
• 结构：
–人工薄膜+胚状体（不定芽、顶芽、腋芽）
• 优点：
–不受气候、季节、地域的限制 –保留优良性状 –时间短，占地少
植物细胞工程的实际应用(共26张PPT)
药用成分提取
利用植物细胞工程技术，优化药用植物的种植和 提取工艺，提高药用成分的产量和纯度，为药物 研发提供优质原料。
药用植物品质改良
通过植物细胞工程技术，改良药用植物的品质和 产量，提高其经济价值和药用效果。
环境保护与修复
土壤污染修复
利用植物细胞工程技术，培育具 有较强重金属耐性和积累能力的 转基因植物，用于土壤重金属污 染修复。
加强科普宣传与公众参与
提高公众对植物细胞工程技术的认知 和理解，促进科技决策的民主化和科 学化。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
组织培养
将植物组织或器官置于培养基中，通过诱导其分裂和分化， 形成新的植株。
细胞突变与基因编辑
通过物理、化学或生物诱变方法，诱导植物细胞发生突变， 从中选择具有优良性状的细胞；或者利用基因编辑技术， 对植物细胞的基因进行精确的修改。
植物细胞突变与基因编辑
突变体的筛选
从突变体库中筛选具有优良性状 （如抗病、抗虫、抗逆等）的突
详细描述
针对珍稀、濒危植物，利用植物细胞工程技术进行离体培养，实现快速繁殖。 这种方法不仅可以为物种保护提供大量种源，还可以为研究濒危机制和保护措 施提供有力支持，对于维护生物多样性具有重要意义。
药用植物的工业化生产
总结词
通过植物细胞工程技术，实现药用植物的工业化生产，为药物研发提供稳定、可靠的原料来源。
水体净化
通过植物细胞工程技术，培育具 有较强氮、磷吸收能力的转基因 植物，用于水体富营养化治理和 净化。
退化生态系统恢复
利用植物细胞工程技术，培育适 应性强、生长快的转基因植物， 用于退化生态系统的恢复和重建。
04 植物细胞工程的应用实例
利用植物细胞工程技术，优化药用植物的种植和 提取工艺，提高药用成分的产量和纯度，为药物 研发提供优质原料。
药用植物品质改良
通过植物细胞工程技术，改良药用植物的品质和 产量，提高其经济价值和药用效果。
环境保护与修复
土壤污染修复
利用植物细胞工程技术，培育具 有较强重金属耐性和积累能力的 转基因植物，用于土壤重金属污 染修复。
加强科普宣传与公众参与
提高公众对植物细胞工程技术的认知 和理解，促进科技决策的民主化和科 学化。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
组织培养
将植物组织或器官置于培养基中，通过诱导其分裂和分化， 形成新的植株。
细胞突变与基因编辑
通过物理、化学或生物诱变方法，诱导植物细胞发生突变， 从中选择具有优良性状的细胞；或者利用基因编辑技术， 对植物细胞的基因进行精确的修改。
植物细胞突变与基因编辑
突变体的筛选
从突变体库中筛选具有优良性状 （如抗病、抗虫、抗逆等）的突
详细描述
针对珍稀、濒危植物，利用植物细胞工程技术进行离体培养，实现快速繁殖。 这种方法不仅可以为物种保护提供大量种源，还可以为研究濒危机制和保护措 施提供有力支持，对于维护生物多样性具有重要意义。
药用植物的工业化生产
总结词
通过植物细胞工程技术，实现药用植物的工业化生产，为药物研发提供稳定、可靠的原料来源。
水体净化
通过植物细胞工程技术，培育具 有较强氮、磷吸收能力的转基因 植物，用于水体富营养化治理和 净化。
退化生态系统恢复
利用植物细胞工程技术，培育适 应性强、生长快的转基因植物， 用于退化生态系统的恢复和重建。
04 植物细胞工程的应用实例
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生物体的每一个细胞都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套基因。
③动物细胞具有全能性吗？
具有全能性。
思考2
④生物体所有细胞全能性都一致吗？
全能性的比较：
(1)受精卵>生殖细胞>体细胞; (2)卵细胞>花粉细胞[生殖细胞 ] (3)植物细胞>动物细胞
⑤生物体内的细胞为什么没有表现出全能性， 而分化成不同的组织器官？
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。
植物体
强调几个概念：
1、愈伤组织：
离体的植物器官、组织或细 胞，在培养一段时间以后， 通过细胞分裂，形成一种高 度液泡化、无定形状态薄壁 细胞组成的排列疏松无规则 的组织。
2、植物细胞的脱分化： 由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤 组织的过程，又称去分化。
打破生殖隔离，实现远源杂交。
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？
生物基因虽然是遗传物质的结构与功能的
基本单位，具有一定的独立性；但它的表达不 是孤立的，它们之间是互相调控、互相影响的。 杂种植株的细胞中含有两个物种的遗传物质由 于相互干扰，使双方的基因都不能有序正常的 表达。
是细胞内基因选择性表达的结果
植物组织培养技术的流程简图。
(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？ （1）防止各种杂菌感染和培养物争夺营养；（2）杂 菌生长过程中所产生的对培养物有害的物质，导致培养 物迅速死亡。 (2)在本实验中，切取胡萝卜块根时为什么强调要切取含 有形成层部分？ 因为这部分容易诱导形成愈伤组织。 (3)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？ 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。
这个幻想可能实现吗？
二、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。
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。
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—— “Potamato”。
“超级细菌”的培育过程
如果将三种假单孢杆菌与第四种假单孢杆菌 融合或将其内的细胞器移入第四种假单孢杆菌 体内，使之具有分解四种烃类化合物的功能。 这样的生物技术应属于何种生物工程？
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. 这样的生物技术属于何种生物工程？
细胞工程的概念：
胡萝卜横切面示意图
皮层 韧皮层 形成层 木质层
取样部位
胡萝卜的组织培养
取材（形成层）
消毒
无菌接种 脱分化 再分化
移栽大田，培 养成正常植株
试管苗的形成
愈伤组织的形成
思考1
①什么是细胞全能性？
已分化的细胞仍然发育成完整新个体的潜能
②为什么运用植物组织培养技术能把植物组织或 细胞培养成完整的植株？
D
A
8、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
C
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．如何将杂种细胞培育成杂种植株？
二、植物体细胞杂交技术
1、过程
植物细胞A 去壁 原生质体A 原生质体B 去壁
再 生 人 融合的 出 杂种 脱 愈 工 原生质 细 细胞 分 伤 诱 AB 化 组 体AB 胞 导 织 壁 筛
植物细胞的融合
一、植物组织培养
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、过程
离体的植物器官、组织或细胞 脱分化 愈伤组织 再分化
植物激素： 细胞分裂素、生长素
外植体
胚状体、丛芽
C
D
D
6、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 7、下列属于组织培养的是（ ） A. 花药离体培养成单倍体植株 B. 芽发育成枝条 C. 根尖分生区发育成成熟区 D. 利用桑枝条扦插大田并发育成完整植株
D
D
3、植物体细胞杂交和植物组织培养的相同点中错误的是： A、都是依据植物细胞的全能性作为理论基础 B、都属于植物细胞工程技术 C、都能形成杂种细胞 D、都有形成愈伤组织的阶段 4、植物体细胞融合完成的标志是： A、细胞核发生融合 B、细胞质发生融合 C、细胞膜发生融合 D、新的细胞壁产生 5、下列有关细胞工程的叙述中错误的是： A、是在细胞器水平上定向改造生物 B、细胞工程的目的之一是获得产品 C、是在细胞水平上定向改变生物的遗传物质 D、通过细胞工程都能获得杂种生物
植物组织培养
再 分 化
离心、振动、 选 电刺激、 植物细胞B 融合完 聚乙二醇 成的 纤维素酶和果 （PEG） 标志 胶酶(酶解法)
杂 种 植 株
思考4 ①植物体细胞杂交过程中运用了植物细胞工程中的哪些技 术？ 植物细胞融合、植物组织培养 ②你认为植物体细胞杂交技术利用了哪些生物学基本原理？ 细胞膜具有一定的流动性；细胞具有全能性 ③你认为用植物体细胞杂交技术有何现实意义？
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、意义
克服远缘杂交不亲和的障碍、培育新品种
4、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 的优良性状。
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。
植物细胞工程
理论基础
植物细胞胞 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
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
利用菊花花瓣微型繁殖培养的菊花
植物组织培养
1958年美国科学家斯图尔德利用胡萝卜韧皮部的 细胞进行细胞培养
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。
概念 细 胞 工 程 分类
细胞生物学和 应用的原理和方法 分子生物学 细胞整体水平或 研究的水平 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
小结
植 物 细 胞 工 程
通常采用的 技术手段
植物组织培养 植物体细胞杂交
所采用技术 的理论基础
植物细胞的全能性
1、下列细胞中，不具有细胞全能性特点的是： A、心肌细胞 B、神经细胞 C、茎的形成层细胞 D、木质部导管细胞 2、科学家成功培育出“番茄马铃薯”，是采用下 列哪一项生物技术： A、基因工程 B、染色体工程 C、酶工程 D、细胞工程
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。 3、植物细胞的再分化：
脱分化产生的愈伤组织在培养过程中重新分 化根或芽等器官的过程。
番茄与马铃薯同属茄科植物，但不是同 属植物。番茄的果实和马铃薯的块茎是我们 经常食用的蔬菜。马铃薯块茎生长在土壤中。 人们曾经有这样一个幻想：让一株植株 地上部分结番茄，地下部分长土豆。
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。
白菜
甘蓝 白菜－甘蓝
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？
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？
③动物细胞具有全能性吗？
具有全能性。
思考2
④生物体所有细胞全能性都一致吗？
全能性的比较：
(1)受精卵>生殖细胞>体细胞; (2)卵细胞>花粉细胞[生殖细胞 ] (3)植物细胞>动物细胞
⑤生物体内的细胞为什么没有表现出全能性， 而分化成不同的组织器官？
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。
植物体
强调几个概念：
1、愈伤组织：
离体的植物器官、组织或细 胞，在培养一段时间以后， 通过细胞分裂，形成一种高 度液泡化、无定形状态薄壁 细胞组成的排列疏松无规则 的组织。
2、植物细胞的脱分化： 由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤 组织的过程，又称去分化。
打破生殖隔离，实现远源杂交。
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？
生物基因虽然是遗传物质的结构与功能的
基本单位，具有一定的独立性；但它的表达不 是孤立的，它们之间是互相调控、互相影响的。 杂种植株的细胞中含有两个物种的遗传物质由 于相互干扰，使双方的基因都不能有序正常的 表达。
是细胞内基因选择性表达的结果
植物组织培养技术的流程简图。
(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？ （1）防止各种杂菌感染和培养物争夺营养；（2）杂 菌生长过程中所产生的对培养物有害的物质，导致培养 物迅速死亡。 (2)在本实验中，切取胡萝卜块根时为什么强调要切取含 有形成层部分？ 因为这部分容易诱导形成愈伤组织。 (3)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？ 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。
这个幻想可能实现吗？
二、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。
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。
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—— “Potamato”。
“超级细菌”的培育过程
如果将三种假单孢杆菌与第四种假单孢杆菌 融合或将其内的细胞器移入第四种假单孢杆菌 体内，使之具有分解四种烃类化合物的功能。 这样的生物技术应属于何种生物工程？
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. 这样的生物技术属于何种生物工程？
细胞工程的概念：
胡萝卜横切面示意图
皮层 韧皮层 形成层 木质层
取样部位
胡萝卜的组织培养
取材（形成层）
消毒
无菌接种 脱分化 再分化
移栽大田，培 养成正常植株
试管苗的形成
愈伤组织的形成
思考1
①什么是细胞全能性？
已分化的细胞仍然发育成完整新个体的潜能
②为什么运用植物组织培养技术能把植物组织或 细胞培养成完整的植株？
D
A
8、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
C
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．如何将杂种细胞培育成杂种植株？
二、植物体细胞杂交技术
1、过程
植物细胞A 去壁 原生质体A 原生质体B 去壁
再 生 人 融合的 出 杂种 脱 愈 工 原生质 细 细胞 分 伤 诱 AB 化 组 体AB 胞 导 织 壁 筛
植物细胞的融合
一、植物组织培养
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、过程
离体的植物器官、组织或细胞 脱分化 愈伤组织 再分化
植物激素： 细胞分裂素、生长素
外植体
胚状体、丛芽
C
D
D
6、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 7、下列属于组织培养的是（ ） A. 花药离体培养成单倍体植株 B. 芽发育成枝条 C. 根尖分生区发育成成熟区 D. 利用桑枝条扦插大田并发育成完整植株
D
D
3、植物体细胞杂交和植物组织培养的相同点中错误的是： A、都是依据植物细胞的全能性作为理论基础 B、都属于植物细胞工程技术 C、都能形成杂种细胞 D、都有形成愈伤组织的阶段 4、植物体细胞融合完成的标志是： A、细胞核发生融合 B、细胞质发生融合 C、细胞膜发生融合 D、新的细胞壁产生 5、下列有关细胞工程的叙述中错误的是： A、是在细胞器水平上定向改造生物 B、细胞工程的目的之一是获得产品 C、是在细胞水平上定向改变生物的遗传物质 D、通过细胞工程都能获得杂种生物
植物组织培养
再 分 化
离心、振动、 选 电刺激、 植物细胞B 融合完 聚乙二醇 成的 纤维素酶和果 （PEG） 标志 胶酶(酶解法)
杂 种 植 株
思考4 ①植物体细胞杂交过程中运用了植物细胞工程中的哪些技 术？ 植物细胞融合、植物组织培养 ②你认为植物体细胞杂交技术利用了哪些生物学基本原理？ 细胞膜具有一定的流动性；细胞具有全能性 ③你认为用植物体细胞杂交技术有何现实意义？
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、意义
克服远缘杂交不亲和的障碍、培育新品种
4、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 的优良性状。
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。
植物细胞工程
理论基础
植物细胞胞 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
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
利用菊花花瓣微型繁殖培养的菊花
植物组织培养
1958年美国科学家斯图尔德利用胡萝卜韧皮部的 细胞进行细胞培养
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。
概念 细 胞 工 程 分类
细胞生物学和 应用的原理和方法 分子生物学 细胞整体水平或 研究的水平 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
小结
植 物 细 胞 工 程
通常采用的 技术手段
植物组织培养 植物体细胞杂交
所采用技术 的理论基础
植物细胞的全能性
1、下列细胞中，不具有细胞全能性特点的是： A、心肌细胞 B、神经细胞 C、茎的形成层细胞 D、木质部导管细胞 2、科学家成功培育出“番茄马铃薯”，是采用下 列哪一项生物技术： A、基因工程 B、染色体工程 C、酶工程 D、细胞工程
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。 3、植物细胞的再分化：
脱分化产生的愈伤组织在培养过程中重新分 化根或芽等器官的过程。
番茄与马铃薯同属茄科植物，但不是同 属植物。番茄的果实和马铃薯的块茎是我们 经常食用的蔬菜。马铃薯块茎生长在土壤中。 人们曾经有这样一个幻想：让一株植株 地上部分结番茄，地下部分长土豆。
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。
白菜
甘蓝 白菜－甘蓝
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？
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？