高二生物《选修三__植物细胞工程》(课件)

接种
的形成
再分化
培养室
试管苗的形成
植物组织培养
外植体 离体的植物器官、组织或细胞
脱分化
过
愈伤组织
程 再分化
根、芽
植物激素： 细胞分裂素、 生长素
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。
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
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
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
种伤
人 工 诱 导
生质 再生 体AB出细
胞壁
细脱 胞分 AB化
组 织
植物细胞A
去壁
原生质体A
原生质体B
去壁
植物细胞B
融合
杂愈
的原
种伤
人 工 诱 导
生质 再生 体AB出细
胞壁
细脱 胞分 AB化
组 织
再 分 化
植物细胞A
去壁
原生质体A
原生质体B
去壁
植物细胞B
融合
杂愈
的原
种伤
人 工 诱 导
生质 再生 体AB出细
植物细胞的全能性 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 物质包括维生素和氨基酸；碳源：2%— 5%的蔗糖。琼脂起支持作用。相关激素： 生长素，细胞分裂素和赤霉素等。PH值 调整如5.0－6.0。
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
人 工
去壁 诱
植物细胞B 导
植物细胞A
去壁
原生质体A
原生质体B
去壁
植物细胞B
融合
的原
人 工 诱
生质 体AB
导
植物细胞A
去壁
原生质体A
原生质体B
去壁
植物细胞B
融合
的原
人 工 诱 导
生质 再生 体AB出细
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
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？
通过植物组织培养培育成新的植物体
植物体细胞杂交
过程示意图
(1)
(2)
(3)
(1)
(4)
(5)
二、植物体细胞杂交技术
1. 过程
植物细胞A 植物细胞B
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。
现出亲代的优良性状。
小结
植 物 细 胞 工 程
小结
植 所采用技术 物 的理论基础 细 胞 工 程
小结
植 所采用技术 物 的理论基础 细 胞 工 程
植物细胞的全能性
小结
植 所采用技术
物 的理论基础
细
胞
工 程
通常采用的 技术手段
植物细胞的全能性
小结
植 所采用技术
物 的理论基础
细
胞
工 程
通常采用的 技术手段
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：
是_________________薄壁细胞。
6.若用“① 脱分化② 再分化③
④”
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。
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
胞壁
细脱 胞分 AB化
组 织
再 分 化
杂 种 植 株
植物细胞的融合
植物细胞A
去壁
原生质体A
原生质体B
去壁
植物细胞B
融合
杂愈
的原
种伤
人 工 诱 导
生质 再生 体AB出细
胞壁
细脱 胞分 AB化
组 织
再 分 化
杂 种 植 株
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
融合
高二生物《选修三__植物细胞工程》(课件)
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。
按操作对 象分类
植物细胞工程 动物细胞工程
切取 形成层
移栽
无菌 脱分化 诱导愈伤组织
D.植物细胞离体培养在一定条件下 能表现出全能性
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
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
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。
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 ❖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
Leabharlann Baidu
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 ❖方法：
物理方法：离心、振动、电激 化学方法：聚乙二醇(PEG)作诱导剂
6.若用“① 脱分化② 再分化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 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。
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？
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（ ） 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
5. 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
不能。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。
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？
原生质体制备（酶解法去细胞壁）
原生质体融合（人工诱导）
杂种细胞的筛选和培养（形成愈伤组织） 杂种植株的再生与鉴定 物理法：离心、振动、
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。
根据上述过程，请同学们讨论归纳 出组织培养的概念。
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。
这幅图中番茄—马铃 薯利用传统有性杂交方 法能实现吗？为什么？
这幅图中番茄—马铃 薯利用传统有性杂交方 法能实现吗？为什么？
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 ❖方法：
物理方法：离心、振动、电激 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？
资料二: 在生长素存在的情况下，细胞分裂素
的作用呈现加强的趋势。使用顺序影响实 验结果：先使用生长素，后使用细胞分裂 素有利于细胞分裂，但细胞不分化；先使 用细胞分裂素，后使用生长素细胞既分裂 也分化；同时使用分化频率提高。激素用 量的比例影响实验结果：生长素用量比细 胞分裂素用量比值高时，有利于根的分化、 抑制芽的形成；比值低时，有利于芽的分 化，抑制根的形成；比值适中时，促进愈 伤组织的生长。
整植株
6.若用“① 脱分化② 再分化③
④”
表示植物组织培养的过程。请回答：
(1)①表示__________________________， 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。
杂愈
的原
种伤
人 工 诱 导
生质 再生 体AB出细
胞壁
细脱 胞分 AB化
组 织
再 分 化
杂 种 植 株
原生质体制备（酶解法去细胞壁） 原生质体融合（人工诱导） 杂种细胞的筛选和培养（形成愈伤组织） 杂种植株的再生与鉴定
原生质体制备（酶解法去细胞壁）
原生质体融合（人工诱导） 纤维素酶、果胶酶等
杂种细胞的筛选和培养（形成愈伤组织） 杂种植株的再生与鉴定
胞壁
植物细胞A
去壁
原生质体A
原生质体B
去壁
植物细胞B
融合
杂
的原
种
人 工 诱 导
生质 再生 体AB出细
胞壁
细 胞 AB
植物细胞A
去壁
原生质体A
原生质体B
去壁
植物细胞B
融合
杂
的原
种
人 工 诱 导
生质 再生 体AB出细
胞壁
细脱 胞分 AB化
植物细胞A
去壁
原生质体A
原生质体B
去壁
植物细胞B
融合
杂愈
的原
6.若用“① 脱分化② 再分化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
能被培养成为④的根本原因是
__植__物__细__胞__具__有__全__能__性____________
(2)②表示_________，其细胞特点