2.1.1植物细胞工程 课件
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2.1.1 植物细胞工程的基本技术 课件 1
方
堂
案 设
2．简述植物组织培养的原理。
双 基
计
达
3．概述植物组织培养技术。
标
课
前 自
4．举例说出植物体细胞杂交技术及其应用。
课
主
时
导
作
学
业
菜单
新课标 ·生物 选修3
课
时
教
法
分 析
●教学地位
课 堂 互 动 探 究
教 学
植物细胞工程技术应用广泛，细胞的全能性、植物组织 当
方
堂
案 培养技术等内容在必修教材中也有涉及。本节从具体操作的 双
课 时 作 业
课 时 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
菜单
新课标 ·生物 选修3
课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
课 时 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
菜单
新课标 ·生物 选修3
课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
探 究
教 学
出“花瓣是怎样长成一株完整的植株的？植物的花瓣为什么 当
方
堂
案 设
能培育出一株完整的植株？”等问题，由此导入新课。
双 基
计
达
标
课
前
自
课
主
时
导
作
学
业
菜单
●教学流程设计
课 时 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
菜单
新课标 ·生物 选修3
课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课件8：2.1.1 植物细胞工程的基本技术
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。
二、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、植物组织培养过程
移栽
无菌接种 脱分化 诱导愈伤组织
外植体
的形成
培养室
转接到分化培养基 再分化 试管苗的形成
(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。
？ ？ ？ 花瓣 脱分化 愈伤组织 再分化
幼根 和芽
完整的 小植株
1、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。
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。
脱分化
再分化
？ ？ ？ 花瓣
愈伤组织
幼根 和芽
完整的 小植株
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.植物组织培养属于哪种生殖方式？
2.植物组织培养得到的植物体细胞中染色体 数目？
3.植物组织培养得到的植物，遗传物质来自 个亲本？（1个，2个）
请同学们讨论如何实现？
三、植物体细胞杂交
二、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、植物组织培养过程
移栽
无菌接种 脱分化 诱导愈伤组织
外植体
的形成
培养室
转接到分化培养基 再分化 试管苗的形成
(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。
？ ？ ？ 花瓣 脱分化 愈伤组织 再分化
幼根 和芽
完整的 小植株
1、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。
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。
脱分化
再分化
？ ？ ？ 花瓣
愈伤组织
幼根 和芽
完整的 小植株
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.植物组织培养属于哪种生殖方式？
2.植物组织培养得到的植物体细胞中染色体 数目？
3.植物组织培养得到的植物，遗传物质来自 个亲本？（1个，2个）
请同学们讨论如何实现？
三、植物体细胞杂交
高中生物一轮复习课件-2.1.1植物细胞工程的基本技术
• 3.琼脂：起凝固支持作用 • 4.植物激素：主要有细胞分裂素和生长素以及赤霉素 • 5.PH值：5.0－6.0
离体的植物器 官、组织或细 胞(外植体)
无菌 脱分化 诱导愈伤组织
接种
的形成
脱分化：让已经分化的细胞，经过诱导后失去特有的结 构和功能而转变成未分化细胞（愈伤组织）的过程。
愈伤组织：细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡 化的呈无定形状态的薄壁细胞，异养需氧型。
原理 植物细胞的全能性
植物组织培养过程
离体的植物 器官、组织
或细胞
愈
根
脱分化 伤 再分化
激素、黑暗
组 织
激素、光
芽
植 物 体
外植体
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.受精卵发育成植株
2、下列不能作为植物组织培养
的材料是
需光：光诱导叶绿素的形成
诱导愈伤组织 的形成 再分化
试管苗的形成
决定植物脱分化、再分化的关键因素是什么？
植物激素
生长素/细胞分裂素大时,利于根的分化； 生长素/细胞分裂素小时,利于芽的分化； 生长素/细胞分裂素适中时,利于愈伤组织的形成；
脱分化时：需生长素与细胞分裂素比例适中，且黑暗。 再分化时：生长素与细胞分裂素比例需据需要调节， 且光照。
无菌 接种
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？
避免杂菌在上面迅速生长消耗营养，且有些 杂菌会危害培养物的生长。
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
• 1.无机营养成分：无机盐离子（主要含大量元素和微 量元素）
离体的植物器 官、组织或细 胞(外植体)
无菌 脱分化 诱导愈伤组织
接种
的形成
脱分化：让已经分化的细胞，经过诱导后失去特有的结 构和功能而转变成未分化细胞（愈伤组织）的过程。
愈伤组织：细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡 化的呈无定形状态的薄壁细胞，异养需氧型。
原理 植物细胞的全能性
植物组织培养过程
离体的植物 器官、组织
或细胞
愈
根
脱分化 伤 再分化
激素、黑暗
组 织
激素、光
芽
植 物 体
外植体
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.受精卵发育成植株
2、下列不能作为植物组织培养
的材料是
需光：光诱导叶绿素的形成
诱导愈伤组织 的形成 再分化
试管苗的形成
决定植物脱分化、再分化的关键因素是什么？
植物激素
生长素/细胞分裂素大时,利于根的分化； 生长素/细胞分裂素小时,利于芽的分化； 生长素/细胞分裂素适中时,利于愈伤组织的形成；
脱分化时：需生长素与细胞分裂素比例适中，且黑暗。 再分化时：生长素与细胞分裂素比例需据需要调节， 且光照。
无菌 接种
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？
避免杂菌在上面迅速生长消耗营养，且有些 杂菌会危害培养物的生长。
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
• 1.无机营养成分：无机盐离子（主要含大量元素和微 量元素）
人教版高二生物选修三课件：2.1.1植物细胞工程的基本技术
课后作业
据下图回答问题：
(1)过程①②是用________________处理细胞的 细胞壁，后经③过程诱导原生质体融合，实 际融合的过程中原生质体可能会形成____种 细胞团(只考虑两个细胞融合的情况)。④是 ______________的过程，与此过程密切相关的 细胞器主要_____________。
条染色体，将番茄和马铃薯采用杂交育种方法培育 (假设能成功)，得到的后代应含_____________条染 色体，还必须用_______________来处理幼苗，才能 得到可育的“番茄—马铃薯”植株，此时体细胞 中含有_____ 条染色体 (4)若番茄是二倍体，马铃薯是四倍体，则杂种植 株为______倍体。
基因在特定的时间和空间条 件下 选择性 表达的结果
5、植物细胞表现出全能性的条件：
离体 一定的营养物质、植物激素 适宜的温度、光照、pH、
无菌等外界条件
二
A、脱 分化
（排列疏松而无规则，
高度液泡化的呈无定 形状态的薄壁细胞）
愈伤
组织
植物激素： 细胞分裂素、生长素
三：植物体细胞杂交
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，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术
2、这个过程中涉及的原理是？
细胞膜的流动性 植物细胞的全能性
三：植物体细胞杂交
1．你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合， 5遇．到如的何第将一杂个种细 障胞 碍培 是育 什成么杂？种植株?
8.下列属于组织培养的是：（ ） 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.未受精一的定卵要发脱育离成母植体株
9.植物细胞表现出全能性的必要条件是（ ） A.给予适宜的营养和外界条件 B.导入其他植物细胞的基因 C.脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件 D.将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内
2.1.1植物细胞工程的基本技术(新)ppt课件
目的是 诱导原生质体融合
。
⑶在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，运用的
技术手段是植物组织培养，其中步骤④相当于 脱分化 ，
步骤⑤相当于 再分化 。
38
⑷植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株，使两株
植物的性状能够在新的植物体上有所表现，其根本原因
是 杂种细胞具有两个亲本的遗传物质
。
⑸从理论上讲，杂种植株的育性为 可育 。若运用传
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
严格人工控 制条件
D.未受精的卵发育成雄蜂
5.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（ ）
A.消毒灭菌 B.适宜的温度
C
C.充足的光照 D.适宜的养料和激素 32
C 6.要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，不 需要（ ） A.具有完整细胞核的细胞 B.离体状态 C.导入外源基因 D.一定的营养物质和激素
培养基、一定的温度、空
气、无菌环境、适合的PH、
适时光照等。
21
二、植物体细胞杂交技术
这幅图所设想的番茄— 马铃薯“超级作物”， 利用传统有性杂交方法 能实现吗？为什么？
一个梦想
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。
于是，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。 22
值的新品系或育种上有用的新材料。
23
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？
2.1植物细胞工程 PPT课件
植物组织培养
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 配置的培养基上，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。
关键词： 外植体、脱分化、再分化、愈伤组织
外植体灭菌消毒
接种于培养基上
避 光 诱 导 愈 伤 组 织 的 形 成
在分化培养基上诱导植物体的形成
原生质体A
原生质体B 原生质体融合 正在融合的 原生质体 再生出细胞壁 细胞分裂
杂种细胞
愈伤组织
杂种植株
养培 织 组 物 植
A
A
B
B
A
B
杂种细胞AA
杂种细胞BB
杂种细胞AB
4、成果和尚未解决的问题：
生长素/细胞分裂素维持在高水平时：
诱导脱分化和根的形成
生长素/细胞分裂素比例低时：
诱导再分化和芽的形成
2.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？
避免杂菌在上面迅速生长消耗营养， 且有些杂菌会危害培养物的生长。
3.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。
4.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。 激素
根、芽 愈伤组织 物器官、组 避光 光 织、细胞
离体的植
脱分化
再分化
植 物 体
切取
接种
愈伤组织的形成
植物组织培养（试管苗的形成）
培养室
试管苗大规模培养
移栽
经过炼 苗的小 苗，可 以和一 般植物 一样进 行大规 模栽培
应用的原理和方法 概念 研究的水平 细 胞 工 程 分类
细胞生物学和 分子生物学
课件15：2.1.1 植物细胞工程的基本技术
②再分化
①去除细胞壁 ②原生质体融合 ③植物组织培养
意义
保持优良性状；繁殖速度快、克服不同种生物远源杂交的障碍 大规模生产；提高经济效益
联系
杂交技术应用了组织培养
能力提升
植物组织培养与植物体细胞杂交 技术的关系？
杂种细胞需经过植物组织培养才能发 育为具有双亲遗传特性的杂种植株。 因此，植物组织培养是植物体细胞杂 交的基础。
再分化
丛芽/ 胚状体
幼苗
3 、相关概念 愈伤组织
高度液泡化，由无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松无 规则的组织。
胚状体
离体培养条件下，没有经过受精过程，但是经过了胚胎 发育过程所形成的胚状类似物。
实验
切取形成层
无菌接种 植株
脱分化
愈伤组织
再分化
试管苗的形成
思考 （1）植物细胞在什么条件下可表现出全能性？ （2）植物组织培养过程是否全程需要光照？ （3）决定植物脱分化、再分化的关键因素是？
如何去掉细胞壁呢？
去除细胞壁的方法细胞壁的成分主要是纤 维素和果胶，所以在细胞融合之前，我们 可以用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，这 种方法叫酶解法。 （2）原生质体如何融合在一起呢？
物理法：离心、振动、电激
化学法：聚乙二醇（PEG）
3、过程
植物细胞的融合
植物细胞A
去壁Байду номын сангаас
方法？
融合完成 的标志
原生质体A
融合的原
原生质体B
去壁
人 生质体AB 再
工
生
诱
出
导
细
胞
植物细胞B 促进融合的方法？
壁
植物组织培养
杂种细 愈
杂
胞AB
①去除细胞壁 ②原生质体融合 ③植物组织培养
意义
保持优良性状；繁殖速度快、克服不同种生物远源杂交的障碍 大规模生产；提高经济效益
联系
杂交技术应用了组织培养
能力提升
植物组织培养与植物体细胞杂交 技术的关系？
杂种细胞需经过植物组织培养才能发 育为具有双亲遗传特性的杂种植株。 因此，植物组织培养是植物体细胞杂 交的基础。
再分化
丛芽/ 胚状体
幼苗
3 、相关概念 愈伤组织
高度液泡化，由无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松无 规则的组织。
胚状体
离体培养条件下，没有经过受精过程，但是经过了胚胎 发育过程所形成的胚状类似物。
实验
切取形成层
无菌接种 植株
脱分化
愈伤组织
再分化
试管苗的形成
思考 （1）植物细胞在什么条件下可表现出全能性？ （2）植物组织培养过程是否全程需要光照？ （3）决定植物脱分化、再分化的关键因素是？
如何去掉细胞壁呢？
去除细胞壁的方法细胞壁的成分主要是纤 维素和果胶，所以在细胞融合之前，我们 可以用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，这 种方法叫酶解法。 （2）原生质体如何融合在一起呢？
物理法：离心、振动、电激
化学法：聚乙二醇（PEG）
3、过程
植物细胞的融合
植物细胞A
去壁Байду номын сангаас
方法？
融合完成 的标志
原生质体A
融合的原
原生质体B
去壁
人 生质体AB 再
工
生
诱
出
导
细
胞
植物细胞B 促进融合的方法？
壁
植物组织培养
杂种细 愈
杂
胞AB
课件10：2.1.1 植物细胞工程的基本技术
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。
愈 伤 组 织
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？ 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 。
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__愈__伤__组__织____________________。
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。
植物的组织培养
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。
外植体
植
物
脱分化
组 织
愈伤组织 （未分化）
培
再分化
养
的
根、芽 （分化） 繁殖速度快
过
不受季节限制
程
工厂化生产 幼苗无毒
3、意义
在克服不同种生物远缘杂交的障碍上，取得了巨 大的突破，从而扩大了可用于杂交的亲本组合。
4.未能解决的问题：
未能让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良 性状。
1、不能人工诱导原生质体融合的方法是（ D ） 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 ） 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
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。
愈 伤 组 织
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？ 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 。
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__愈__伤__组__织____________________。
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。
植物的组织培养
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。
外植体
植
物
脱分化
组 织
愈伤组织 （未分化）
培
再分化
养
的
根、芽 （分化） 繁殖速度快
过
不受季节限制
程
工厂化生产 幼苗无毒
3、意义
在克服不同种生物远缘杂交的障碍上，取得了巨 大的突破，从而扩大了可用于杂交的亲本组合。
4.未能解决的问题：
未能让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良 性状。
1、不能人工诱导原生质体融合的方法是（ D ） 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 ） 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