2.1.1植物细胞工程的基本技术
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。
探究：
1、为什么已分化的植物组织或细胞能培养 成完整植物体？ 植物细胞具有全能性。 2、什么是细胞的全能性？
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？
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。
3、植物组织培养技术的流程图。
脱分化 再分化
植物材料 （消毒）
脱分化 愈伤组织 无菌接种、诱导
再分化
胚状体 诱导 或丛芽
理论基础： 细胞的全能性
反馈练习 1.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.未受精的卵发育成雄蜂
2.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
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， 也就是说，每个生物细胞都具有全能性的 特点 。
3、已分化的细胞为什么具有发育成完整个 体的潜能？
生物的每一个细胞都有本物种的全套遗传 物质，都有发育成完整个体的全套基因。 4、生物体内的细胞为什么没有表现出全能性， 而是分化成不同的组织器官？ 在特定的时间和空间条件下，基因选择性 的表达的结果。
5、大小： 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 6.细胞表现全能性的条件有哪些？ 离体、营养物质、激素及其它适宜条件。
(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？
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。
5、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、矿质元素、 维生素等）、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
提高我的能力
6、诱导愈伤组织的过程中对光有什么要求？为 什么？ 一般避光培养； 在有光时，往往容易形成维管组织，而不易形 成愈伤组织。（但再分化时需要光，光能使细 胞内形成叶绿体、叶绿素，进行光合作用）
(1)无机物 生长素 (2)细胞的全能性 有丝分裂分化 (3)培养基 芽发育成叶，叶肉细胞中 叶绿素的合成需要光照条件 (4)选择性表达
2、科学家将分离得到的成熟的胡萝卜韧皮部 细胞进行如下处理，最终由单个细胞发育成 了完整的新植株。请回答下列问题：
根的韧皮部细胞 B 愈伤组织
A 胡萝卜植物体 E
(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？ 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。
(3)请根据上面的实验过程，概括出植物组 织培养技术的流程简图。
专题２ 《细胞工程 》
细胞工程
指应用细胞生物学和分子生物学的原理和 方法，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。
应用的原理和方法 概念 细 胞 工 程 分类 动物细胞工程
细胞生物学和 分子生物学
研究的水平
研究的目的
细胞整体水平 或细胞器水平
4.所有细胞的全能性都一样吗？
1、概念：已经分化的细胞，仍然具有发育
成完整个体的潜能。 2、原因 ：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。
二 细胞的全能性
3 、在生物体内，由于基因的选择性表 达，细胞不能表现出全能性，而是分化成 为不同的组织和器官。 *4、全能性的比较 1）受精卵 ＞ 生殖细胞 ＞体细胞 2）植物细胞全能性一般比动物细胞强
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
菊花 花瓣
脱分化
愈伤 组织
再分化
根、芽
植物体
离体的植物器官、组织或细胞， 在培养一段间以后，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。
一
细胞的分化
1、细胞分化的概念 在个体发育中，由一个或一种细胞增 殖产生的后代，在形态、结构和生理功 能上发生稳定性差异的过程，叫做细胞 分化。
7、植物组织培养不同阶段分别是什么代谢类型？ 愈伤组织之前是异养需氧型（蔗糖供能）， 愈伤组织之后是自养需氧型。
小结：
植 物 组 织 培 养 的 过 程
分化程度低 幼芽或幼根？ 去分化较易 （离体的,
①适宜温度、光照、 外植体 已分化组织 pH和无菌环境。 或细胞） ②无机物、有机物 脱分化 条件？和植物激素
(2)、细胞分化使多细胞生物体中的细胞 趋向专门化，有利于提高各种生理功能 的效率。
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，经有丝分裂产生。 细胞分化的实质是基因选择性表达的结 果。
二
细胞的全能性
1．什么是细胞的全能性？ 2．为什么细胞具有全能性？ 3．菊花体内的细胞为什么没有表现出全能性 ，而是分化成不同的组织器官？
1.在植物组培过程中，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、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。 4、应该掌握的几个概念：愈伤组织、脱分化、再分化；
脱分化的实质和结果是什么 ;决定植物脱分化、再分化的 关键因素是什么？
植物材料 （消毒）
脱分化 愈伤组织 无菌接种、诱导 再分化 诱导
试管苗
移栽到大田,培养成正常植株
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：
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的细胞的过程。
提高我的能力
（4）脱分化的实质和结果是什么 ？ 脱分化的实质是提高细胞的全能性过程， 结果是形成愈伤组织。 （5）决定植物脱分化、再分化的关键因素 是什么？ 植物激素的种类和比例
影响植物细胞脱分化和再分化的一 个重要因素是什么？ 细胞分裂素/生长素基本相等时： 维持愈伤组织的生长 细胞分裂素/生长素维持在高水平时： 诱导芽的形成 细胞分裂素/生长素的比例低时： 诱导根的形成
试管幼苗
D
胚状体
C
（1）科学家所用的这种生物技术叫做 ______________________。该技术表明， 当植物细胞处于离体状态时，在一定的营 养物质、___________和其他外界条件的作 用下，可能表现出___________，发育成完 整植株。 （2）图中B过程称为___________。通过B 过程产生的愈伤组织细胞与根韧皮部细胞 形态结构___________（相同/不同），其 根本原因是______________________。
试管苗
移栽到大田,培养成正常植株
4、应该掌握的几个概念：
（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，通过脱 分化和细胞分裂，形 成一种由高度液泡化 的薄壁细胞组成的组 织。薄壁细胞无定形 状态、排列疏松无规 则，无叶绿体,不进 行光合作用
（2）植物细胞的脱分化： 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，又称去分化。 （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。
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
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。
利用菊花花瓣微型繁殖培养的菊花
如何把某种植物的一块组织通过 培养得到一株完整植株?
（3）脱分化的实质和结果分别是什么？
实质:恢复细胞的全能性过程
结果:形成愈伤组织
（4）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。
植物组织培养的培养基
• 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 相关激素：生长素，细胞分裂素和赤霉素 • PH值：5.0－6.0
2、细胞分化的特点
(1)、持久性： 分化了的细胞将一直保持分化后的状态， 直到死亡； (细胞分化发生在生物体的整个生命进程中， 但在胚胎时期达到最大程度；)
(2)、普遍性： 细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象， 是生物个体发育的基础。
3、细胞分化的意义
(1)、对于多细胞的生物来说，没有细胞 的分化就没有个体发育；
三
植物组织培养技术
要把一块组织通过培养得到 一株完整植株, 应该如何操作 呢?
切取
接种
培养室
愈伤组织的形成
试管苗
切取 形成层 移栽
无菌 接种
脱分化
诱导愈伤组织 的形成
培养室
再分化 试管苗的形成
选修三专题二2..1..1《植物细胞工程的基本技术》教案
专题2 细胞工程2.1．1《植物细胞工程的基本技术》教案一、教材分析《植物细胞工程的基本技术》是人教版高中生物选修三《现代生物科技专题》专题2第一节《植物细胞工程》第1节课的教学内容，主要学习细胞的全能性、植物组织培养技术、植物体细胞杂交技术等三方面内容，其中，植物细胞的全能性是植物组织培养的基础，而植物体细胞杂交技术又是在植物组织培养的基础上发展起来的。
lJh5GwCP1S二、教学目标1．知识目标：<1）. 简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。
<2）. 尝试进行植物组织培养。
2．能力目标：尝试植物组织培养技术，培养学生实验能力以及勇于实践的科学精神和科学态度。
3．情感、态度和价值观目标：体验植物组织培养技术，通过联系知识与生产实践的关系，激发学生对生物学科的兴趣与热爱生物学的情感。
三、教学重点难点1.教学重点<1）植物组织培养的原理和过程。
<2）植物体细胞杂交的原理。
2、教学重点植物组织培养的实验四、学情分析本节教材内容对学生来说，虽说在必修模块中学了一些细胞的知识，但仍然是一个新的领域，学习起来有一定的困难。
教师可采用学案导学、讲授为主结合讨论的方法。
lJh5GwCP1S 五、教学方法：1．学案导学：见后面的学案。
2．讲授为主结合讨论的方法六、课前预习1．请分别理出细胞全能性和植物组织培养的知识结构和层次。
2．对高一必修课中与上述两知识点有关的内容进行全面地复习。
3．找出新旧知识之间的联系与区别。
七、课时安排：1课时八、教学过程(一>预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
<二）情景导入、展示目标。
显示三幅图，教师按图讲解，以引入新课。
教师引导学生观看专题的首页的三幅图，题图的愚意是表明细胞工程是在细胞水平的操作，它包含植物细胞工程和动物细胞工程等方面。
在本章引言中通过列举细胞工程的应用，把学生带进细胞工程的科技领域。
高三生物一轮复习植物细胞工程知识整理
专题二 细胞工程2.1 植物细胞工程2.1.1植物细胞工程的基本技术一、植物组织培养技术1.培养对象:离体的植物器官、组织、细胞（外植体）2.培养条件:无菌、人工配制的培养基（固体培养基：无机营养成分、有机营养成分、植物激素（生长素、细胞分裂素）、琼脂等）。
3.原理：植物细胞的全能性4.过程：外植体 脱分化 消毒试剂：体积分数为70%的酒精体积分数为20%的次氯酸钠 选取部位：形成层部位（原因：分化程度低，分裂能力强，容易诱导形成愈伤组织） 再分化 ①条件：a 无菌、 b 离体、 c 适宜的营养、 d 植物激素（细胞分裂素与生长素浓度比较高时,有利于芽的形成;浓度比较低时,有利于根的形成）、e 光照（诱导叶绿素合成，使试管苗进行光合作用） ②实质：基因的选择性表达 愈伤组织 ①概念：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。
②实质：使已分化的细胞恢复分裂能力 ③条件：a 无菌、 b 离体、 c 适宜的营养、 d 植物激素（生长素与细胞分裂素的比例适中）、不需光 是一团没有特定结构和功能，排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞团 试管苗（植株）二、植物体细胞杂交技术植物细胞融合植物组织培养原理：植物细胞的全能性方法：酶解法酶：纤维素酶和果胶酶再分化原理：细胞膜具有一定的流动性方法：物理法（离心、振动、电激等）化学法（聚乙二醇）最活跃的细胞器：高尔基体植物细胞融合成功的标志脱分化植物A细胞植物B细胞去除细胞壁原生质体B诱导融合融合原生质体再生出新的细胞壁获得杂种细胞愈伤组织幼根幼芽或胚状体试管苗2.1.2植物细胞工程的实际应用一、植物繁殖的新途径1.微型繁殖技术（1）概念：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。
（2）实质：植物组织培养技术（3）原理：植物细胞的全能性（4）分裂方式：有丝分裂（5）繁殖方式：无性繁殖（6）优点（特点）：①保持优良品种的遗传特性；②使用材料少，培养周期短，繁殖效率高，便于自动化管理，高效快速的实现种苗的大量繁殖。
2.1.1植物细胞工程的基本技术
B
要把一块组织通过培养得 到一株完整植株,应该如何操 作呢?
请同学们阅读P34实 验完成P35讨论题。
切取 形成层 移栽
无菌 接种
脱分化
诱导愈伤组织 的形成
培养室
再分化 试管苗的形成
切取
接种
培养室
愈伤组织的形成
试管苗
移栽
(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，，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。
4、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
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
D、木质部中的导管细胞
探究：
1、克隆羊“多利”的诞生说明了什么？
细胞核中含有保持物种遗传性所需的全套基因，并没有因 为细胞分化而丢失基因，高度分化的细胞的细胞核仍具有 全能性。
2、生物体内的细胞为什么没有表现出全能性，而是分 化成不同的组织器官？ 在特定的时间和空间条件下，基因选择性的表达 的结果。 3、为何已分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能？
知识拓展
当细胞分裂素和生长素共同使用时， 能刺激愈伤组织的形成，而通过调节 二者的浓度比，就可以调控植物细胞 培养过程中芽和根的形成，称为“激 素杠杆”。
具体内容详见P33 P42拓展视野
能力提高
1、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。 2、决定植物脱分化、再分化的关键因 素是什么？ 植物激素 3、表现全能性的条件有哪些？ 离体、提供营养物质、激素及其它适宜条件。
人教版高中生物学选择性必修3现代生物科技专题精品课件 2.1.1 植物细胞工程的基本技术
课前篇自主预习
一
二
三
四
课堂篇探究学习
探究点一
探究点二
探究点三
当堂检测
本课必记
细胞的全能性
问题导引
细胞表现出全能性的条件有哪些?标志是什么?
资料 科学家斯图尔德曾经应用植物组织培养技术,将二倍体胡萝
卜韧皮部的一些细胞进行离体培养,最终发育成完整的新植株(如
图)。
(1)这一科学实验证明了植物细胞具有
探究点一
探究点二
探究点三
当堂检测
本课必记
课堂篇探究学习
下图是利用植物体细胞杂交技术培育新植株的过程,植物细胞A 和B分别来源于二倍体植物甲和乙。下列有关分析正确的是( )
A.过程①需要将植物细胞置于含纤维素酶和果胶酶的低渗溶液中 B.过程②要用聚乙二醇等诱导原生质体融合,主要依据是细胞膜 具有选择透过性 C.将杂种细胞培育成新植物体的过程中需要根据生长发育进程更 换培养基 D.最终得到的植株相对于甲、乙而言发生了染色体数目变异,不 可育
探究点一
探究点二
探究点三
当堂检测
本课必记
课堂篇探究学习
通过植物体细胞杂交可以获得“烟草—菠菜”——一种新型的烟 草品种。下图为培育杂种植株过程的示意图,下列操作不正确的是 ()
A.在融合之前除去两种细胞的细胞壁 B.原生质体先进行脱分化处理再融合 C.原生质体融合后筛选出杂种细胞继续培养 D.应先诱导杂种细胞形成愈伤组织再诱导分化
探究点一
探究点二
探究点三探究学习
类型二 植物体细胞杂交 例2科学家用植物体细胞杂交技术,将番茄的原生质体和马铃薯 的原生质体融合,成功地培育出了“番茄—马铃薯”杂种植株,培育过 程如下图所示,其中①~⑤表示过程,英文字母表示细胞、组织或植 株。据图回答下列问题。
2.1.1植物细胞工程基本技术 PPT课件
植物组织培养过程：
二、植物组织培养
1.关键名词：脱分化、再分化、愈伤组织、外植体？
2、植物组织培养的原理和条件是什么？
植物细胞全能性 离体、一定的营养物质、激素和其他外界条件
3、离体的器官、组织或细胞如果不进行脱分化、再分化 处理，能否培养成完整植株？ 4、决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是什么？
4. 诱导融合的方法有哪些？
5. 融合成功的标志是什么？
6. 除形成杂种细胞外，还能形成其他哪些 类型 的融合细胞？ 7. 植物体细胞杂交有什么实际意义？
1. 阻碍植物体细胞的杂交
2. 酶解法：纤维素酶、果胶酶
4.诱导融合方法：
①物理法：离心、振动、电激等
②化学法：聚乙二醇（PEG）
5.诱导产生新的细胞壁 7.意义： 克服远源杂交不亲和的障碍，
C
2（多选）在植物组织培养过程中，会发生的有（ABD ） A DNA复制 B 有丝分裂 C 减数分裂 D 细胞分化
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 C、再分化
C
）
B、去分化 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（ D ）
杂种细胞
组织培养
杂种植株
意义：克服远缘杂交不亲和的障碍、培育新品种
5、植物体细胞杂交尚未解决的问题有（
）
A、去掉细胞壁,分离出有活力的原生质体 B、将杂种细胞培育成杂种植株 C、让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状 D、尚未培育出属间杂种植物
6、不能人工诱导原生质体融合的方法是（
A、振动 C、PEG试剂、 B、电刺激、 D、重压
专题2
2.1.1 植物细胞工程的基本技术(练习)(解析版)
2.1.1 植物细胞工程的基本技术练习一、单选题1．图为植物体细胞杂交过程示意图。
利用植物细胞A 和B 培育成为杂种植株。
该过程运用的技术有：①干细胞技术②细胞融合技术③细胞核移植技术④植物组织培养技术A．①②B．②④C．②③D．③④【答案】B【解析】据图分析，植物细胞A和B培育成为杂种细胞是植物体细胞杂交过程，运用了细胞融合技术，体现了细胞膜具有一定的流动性；杂种细胞形成杂种植株是植物组织培养过程，体现了植物细胞的全能性，B正确，ACD错误。
故选B。
2．利用植物体细胞杂交获得优良新品种过程中，不需要进行的是A．去除亲本体细胞的细胞壁B．选择具有优良性状的亲本C．利用灭活的病毒诱导原生质体融合D．诱导杂种细胞愈伤组织的再分化【答案】C【解析】依题文可知，植物体细胞杂交获得优良新品种包括原生质体融合及植物组织培养两个过程，由此需要选择具有优良性状的亲本，去除亲本体细胞的细胞壁获得原生质体，然后用物理法或化学法诱导原生质体融合，不需要用灭活的病毒诱导，最后诱导杂种细胞愈伤组织的再分化。
由此C正确，A、B、D错误。
故选C。
3．植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是A．植物体细胞的结构组成中不包括细胞壁B．细胞壁使原生质体失去活力C．细胞壁阻碍了原生质体的融合D．细胞壁不是原生质体的组成部分【解析】细胞壁是植物细胞结构的一部分，A项错误；细胞壁对植物细胞具有保护作用，不会使原生质体失去活力，但阻碍了原生质体的融合，因此要除去细胞壁，B项错误，C项正确；细胞壁不是原生质体的组成部分，但不是植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因，D项错误。
故选C。
4．驱蚊草含有香茅醛，能散发出一种特殊的柠檬型香气，从而达到驱蚊且对人体无害的效果。
驱蚊草是把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合培育而成的。
下列关于驱蚊草培育的叙述，错误的是A．驱蚊草的培育属于细胞工程育种，优点是克服了远缘杂交不亲和的障碍B．驱蚊草培育过程要用到纤维素酶、果胶酶、PEG等试剂或电刺激等方法C．驱蚊草培育过程不同于植物组织培养，无细胞脱分化和再分化的过程D．驱蚊草培育利用了植物体细胞杂交技术，育种原理是染色体数目变异【答案】C【解析】A、驱蚊草是把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合培育而成的，采用了植物体细胞杂交技术，属于细胞工程育种，其优点是能克服远缘杂交不亲和的障碍，A正确；B、要获得天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体，需要采用酶解法(纤维素酶、果胶酶)，诱导天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体的融合可采用化学法（PEG等试剂）或物理法(电刺激等)，B正确；C、驱蚊草培育过程不同于植物组织培养，但需要采用植物组织培养技术，因此有愈伤组织和试管苗形成，C错误；D、驱蚊草培育利用了植物体细胞杂交技术，育种原理是染色体数目变异，D正确。
植物细胞工程的基本技术
思考与探究
• 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？
马铃薯—番茄没有像人们预想的那样地上长番茄、地 下结马铃薯，主要原因是：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。
制备原生质体：酶解法去掉细胞壁
诱导融合
新的原生质体
生出细胞壁
杂种细胞 筛选
组织培养
杂种植株 （同时具有两个物种的遗传性）
意义：克服远缘杂交不亲和的障碍、培育新品种
• 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。
植物细胞工程的基本技术
It is applicable to work report, lecture and teaching
应用的原理和方法
细胞生物学和 分子生物学
概念 研究的水平 研究的目的
细胞整体水平或细
胞器水平 按照人们的意愿来改
细
变细胞内的遗传物质 或获得细胞产品
胞
工
植物细胞工程
程
分类
演讲结束，谢谢大家支持
附PPT常用图标，方便大家提高工作效 率
生活
图标元素
医疗
图标元素
是（ B ）
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
2.1.1植物细胞工程的基本技术教学设计2023-2024学年高二下学期人教版2019选择性必修3
教学设计课程基本信息学科生物年级高二学期秋季课题植物细胞工程的基本技术教学目标1.说出植物细胞工程的基本原理是植物细胞具有全能性。
2.通过分析植物体细胞杂交技术的要点，阐明植物体细胞杂交技术的流程和概念。
3.通过植物体细胞科学史的研究，认同科学是不断发展的过程，关注细胞工程技术发展历程。
教学内容教学重点：1.植物组织培养的原理和过程。
2.植物体细胞杂交的过程。
教学难点：1.植物组织培养的原理和过程。
2.植物体细胞杂交的过程。
教学过程新课引入【创设情境】以2022年宁波植物研究专家在宁波四明山首次发现独花兰为情境，介绍独花兰的价值以繁殖困境引入课题。
【提出问题】如何让独兰花快速地繁殖，提高它的数量呢？【回顾植物细胞工程相关科学史】过渡：进入植物组织工程的基本技术任务一：【回顾旧知】1、植物组织培养的基本原理是什么？2、什么是细胞的全能性？3、细胞全能性大小的比较。
一、植物细胞的全能性1．概念：细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。
二、植物组织培养技术1．植物组织培养概念：植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。
2．全能性表达过程的相关概念(1)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，转变成未分化细胞的过程。
(2)再分化：脱分化产生的愈伤组织，在一定的培养条件下，再分化出芽、根等器官，进而形成完整的小植株。
(3)愈伤组织:一团没有特定结构和功能,排列疏松而无规则,高度液泡化的呈无定形状态的薄壁组织团块。
3．植物组织培养过程【建构独兰花组织培养过程】【过渡】设想：只有有全套遗传物质就能表现出相应的性状吗？教师提问：欲培育地上长番茄，地下长马铃薯的超级作物，可以利用杂交方式实现吗？为什么？学生解决问题：不能，因为不同物种间存在生殖隔离。
教师过渡：能不能利用植物细胞工程技术打破生殖隔离呢？教师介绍：植物体细胞杂交技术。
高中生物人教版选修三同步导学：2.1.1 植物细胞工程的基本技术(理解+掌握+应用)
2．1植物细胞工程2．1.1植物细胞工程的基本技术1．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。
2．理论上每个活细胞都具有全能性。
3．细胞全能性的大小依次是：受精卵>生殖细胞>体细胞。
4．植物组织培养的理论基础是细胞的全能性。
5．植物体细胞杂交的理论基础是细胞膜的流动性和细胞的全能性。
6．人工诱导原生质体融合的方法有物理法(离心、振动、电激)和化学法(聚乙二醇处理)。
植物细胞的全能性[自读教材·夯基础]1．细胞工程的概念2．细胞的全能性(1)含义：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)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。
1．请比较基因工程和细胞工程的概念，总结二者的不同。
提示：(1)操作水平：基因工程是分子水平的操作，细胞工程是细胞水平或细胞器水平的操作。
(2)目的：基因工程的目的是创造出符合人们需要的新的生物类型和生物产品，细胞工程的目的是按照人的意愿改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。
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。
提示：活细胞都具有发育成该物种个体所需的全套遗传物质。
[跟随名师·解疑难]1．细胞全能性的实质已经分化的体细胞(或细胞核)仍具有本物种个体发育所需要的全套遗传物质，即每个细胞都有发育成个体所需要的全部基因。
2．细胞全能性大小的比较(1)植物细胞>动物细胞(动物细胞只有细胞核具有全能性)。
(2)受精卵>生殖细胞(精子、卵细胞)>体细胞。
(3)体细胞：分化程度低的>分化程度高的；细胞分裂能力强的>细胞分裂能力弱的；幼嫩的细胞>衰老的细胞。
(4)随着细胞分化程度的不断提高，细胞的全能性逐渐降低。
2.1.1 植物细胞工程的基本技术
(2)原生质 原理： 细胞膜的流动性 等 物理 法：离心、振动、 电激 体的融合方法 聚乙二醇 作诱导剂来诱导 化学法：用 成功标志： 杂种细胞再生出细胞壁 (3)杂种细胞通过组织培养产生
杂种植株
。
总结：操作流程 步骤 图解 原生质体 的获得 杂种细胞 的形成
(1)理论基础： (2)基本过程 植物细胞的全能性。
看课本P34-35，胡萝卜的组织培养 注意： 1、取材的部位
2、光照的时间点
3、关键步骤
4、培养基成分
脱分化
再分化
外植体
愈伤组织
试管苗
植株
植物组织培养的过程
离体的植物器官、组织 或细胞(外植体）
脱分化（又叫去分 化） 愈伤组织：由外植体长出来的一 团没有特定的结构和功能，排列 疏松而无规则，高度液泡化的无 定形状态的薄壁细胞团。 脱分化：由已分化的植物细胞， 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 程即形成愈伤组织的过程，称为 植物细胞的脱分化（去分化） 再分化：愈伤组织生长一段时间 后，再移植到新的培养基上继续 培养，重新诱导分化成根、芽等 器官的过程，称为再分化。
• 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？ • 主要原因是：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。
（4）植物组织培养的概念
三、植物体细胞杂交技术 1．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 ，并把杂种细胞培养成新的 制备：去除 ，分离 出有活力的 (去除细胞壁后的植物细 胞)。目前最常用的去除细胞壁的方法是酶解法，即 用 、 等分解植物细胞 的细胞壁。