2-1植物细胞工程
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2.1.1植物细胞工程课件(林)
植物材料 （消毒）
脱分化 无菌接种、诱导
愈伤组织
再分化 诱导
试管苗
移栽到大田,培养成正常植株
4、需掌握的几个概念：
（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
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？
过 程
植 物 细 胞 融 合
植物细胞A 植物细胞B
原生质体A
去细胞壁
原生质体融合
方法？
原生质体 B
正在融合的 原生质体
再生出细胞壁
促进融合 的方法？
杂种细胞
脱分化 再分化
杂种植物
融合 完成
脱分化 条件？植物激素
物 组 织 培 养 的 过 程
无定形状态特点？ 薄壁细胞
愈伤组织 （未分化）植物激素：
细胞分裂素、生长素
高度液泡化
再分化
排列疏松、无规则
无叶绿体,不进行光合 根、芽 （分化） 繁殖速度快
作用
不受季节限制
工厂化生产
幼苗无毒
植物体 优点？ .
理论基础：细胞的全能性
. .
根据上述过程，请同学们讨论归纳出 组织培养的概念。
（3）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。
（2）脱分化：
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。
小结： 分化程度低 幼芽或幼根？
2012高三生物第一轮复习 4、细胞与细胞工程2-1细胞工程简介之植物细胞工程教案 新人教版选修
第二节细胞工程简介植物细胞工程教学目的1．细胞的全能性〔C：理解〕。
2．植物细胞工程的主要技术——植物组织培养和植物体细胞杂交〔A：知道〕。
重点和难点1．教学重点（1）植物组织培养。
（2）植物体细胞杂交。
2．教学难点植物体细胞杂交。
教学过程[板书]细胞的全能性植物细胞工程植物组织培养植物体细胞杂交[注解]细胞工程：应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过某种工程学手段，在细胞整体水平或细胞器水平上，按照人休养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。
一、细胞的全能性〔细胞工程的理论基础〕〔一〕概念：生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能，细胞的这种特性叫做细胞的全能性。
〔二〕表达受精卵的全能性最高1．生物体内卵细胞也具有较高的潜在全能性〔另：植物花粉或精子〕体细胞的全能性较低〔含有该物种特有的全套遗传物质，理论上也具全能性。
但在生物体内，特定的时间、空间使体细胞只能表达特定的基因，因而全能性难以表现。
〕2．生物体外：离体的植物细胞，在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，就可能表现出全能性，发育成完整的植株。
3．全能性比较〔1〕受精卵>卵细胞〔花粉、精子〕>体细胞〔2〕植物体细胞>动物体细胞〔3〕未分化或分化程度低的细胞>分化程度高的体细胞[例析]．真核多细胞生物体细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织器官是由于〔C 〕A ．在生物发育的不同时期，某些细胞内的基因发生了改变B ．在细胞增殖的过程中，细胞内的基因发生了突变C ．基因表达有特异性D ．由于环境的复杂性，使基因表达具有阶段性二、植物的组织培养〔一〕概念：愈伤组织：离体的植物器官、组织或细胞，在培养一段时间后，通过细胞分裂形成的排列疏松无规那么，高度液泡化的呈无定形状态的薄壁组织。
〔分化程度低、全能性较高〕 脱分化：高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化。
211植物细胞工程的基本技术PPT课件
１、胡萝卜组织培养的实验原理？ ２、具体的方法步骤是什么？ 3、完成P35讨论题。 4、总结出植物组织培养的概念？
分化
2
植物组织培养技术
实验：胡萝卜的组织培养P34
实验原理： 1.根、茎、叶细胞具有全能性，在一定的营 养物质和激素等条件下，可脱分化形成愈伤 组织。 2.将愈伤组织转接到含有不同激素（生长 素和细胞分裂素）的培养基上，就可再分 化成胚状体或丛芽，进而发育成植株。
造成培养基污染的因素有很多，一般包括： 外植体带菌、培养瓶和各种器械灭菌不彻底、操 作人员操作不规范等。所以在组织培养实验中用 到的植物材料和各种器械都要进行彻底地灭菌， 实验人员操作一定要规范，避免带入杂菌。
(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？
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.
这样的生物技术属于何种生物工程？ 细胞工程
什么叫细胞工程？包括哪两 大领域？
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。
１、植物细胞的花瓣怎样长成一株完整植株？
花瓣属于高度分化的组织，利用它培育新植 株，首先要通过细胞的脱分化过程，培养出 愈伤组织，愈伤组织在一定的培养条件下， 又可以再分化出幼根和芽，形成完整的小植 株。
强调几个概念：
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。
分化
2
植物组织培养技术
实验：胡萝卜的组织培养P34
实验原理： 1.根、茎、叶细胞具有全能性，在一定的营 养物质和激素等条件下，可脱分化形成愈伤 组织。 2.将愈伤组织转接到含有不同激素（生长 素和细胞分裂素）的培养基上，就可再分 化成胚状体或丛芽，进而发育成植株。
造成培养基污染的因素有很多，一般包括： 外植体带菌、培养瓶和各种器械灭菌不彻底、操 作人员操作不规范等。所以在组织培养实验中用 到的植物材料和各种器械都要进行彻底地灭菌， 实验人员操作一定要规范，避免带入杂菌。
(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？
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.
这样的生物技术属于何种生物工程？ 细胞工程
什么叫细胞工程？包括哪两 大领域？
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。
１、植物细胞的花瓣怎样长成一株完整植株？
花瓣属于高度分化的组织，利用它培育新植 株，首先要通过细胞的脱分化过程，培养出 愈伤组织，愈伤组织在一定的培养条件下， 又可以再分化出幼根和芽，形成完整的小植 株。
强调几个概念：
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。
2.1植物细胞工程.ppt
2、植物组织培养的基本过程
（外植体） 脱分化 离体的植物
愈 再分化 伤
胚状体
植
器官、组织、
组
或丛芽
细胞
织
物 体
什么叫脱分化、再分化、愈伤组织？
愈伤组织是通过细胞分裂形成的，其细胞排列 疏松而无规则，高度液泡化呈无定形状态的薄 壁细胞。
愈伤组织
以下培养基出现的现象说明什么问题？
3、影响植物组织培养的因素
外植体的选择、营养成分、激素、一定的外界因素 （温度、空气、无菌环境、适合的PH、适时光照等）。 1) 外植体选择
脱分化难易程度因植物种类，器官来源和生长状况 的不同而存在很大差异，一般烟草，胡萝卜，植物花和 幼嫩组织脱分化较易。
2) 激素配比对组织培养的影响
在培养基中需要添加生长素和细胞分裂素等植物激素， 其浓度、使用的先后顺序、用量的比例等都影响结果。
植物细胞工程的理论基础是什么？通技术 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
一、技术手段
(一)、植物组织培养技术
1、植物组织培养的概念
在无菌和人工控制的条件下,将离体的植物器官、 组织、细胞，培养在人工控制的培养基上，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。
专题2 细胞工程
2021/6/273
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。
分类：植物细胞工程、动物细胞工程
2.1 植物细胞工程
2021/6/7
专题2 2.1 植物细胞工程 2.1.1 植物细胞工程在基本技术
下列有关细胞全能性的叙述，正确的是
()
A．植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全
套基因
B．高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能
现出全能性
C．植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所
含基因不同
D．紫色糯性玉米种子培育成植株，这反映植物种子具有
全能性
解析：细胞具有全能性的原因是细胞具有发育成完 整个体所必需的全套基因，而配子也具有这样的全套基因， 同样具有全能性；植物体内细胞没有表现出全能性，这是 细胞内基因在特定时间和空间条件下选择性表达的结果； 种子发育成植株，是正常生命历程，不属于全能性；细胞 全能性的表达前提是离体培养的细胞、组织或器官。
[跟随名师·解疑难] 1．植物体细胞杂交的过程
①过程是原生质体的获取。常用方法是酶解法去除细胞壁， 所用到的酶是纤维素酶和果胶酶。这样可以获得具有活力的原 生质体。
②过程是原生质体间的融合。该过程必须要借助一定的技 术手段进行人工诱导。人工诱导的方法基本分为两大类——物 理法和化学法。物理法包括离心、振动、电激等，化学法一般 用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂来诱导细胞融合。
3．植物细胞表现全能性的条件
材料
离体的细胞、组织或器官
培养基 种类齐全、比例合适的营养物质及一定的植物激素
外界条件 ①无菌操作；②光照：愈伤组织的形成和生长需要避光培养，分化培养需见光
[特别提醒] (1)全能性一定由一个细胞(或细胞核)发育成完整个体中体 现出来，反之，不能称为全能性。如选择干细胞培育成某一器 官，其过程不属于细胞的全能性。 (2)全能性的原理是细胞具有发育成完整个体所必需的“全 套”基因而不是“全部”基因，因此含一个染色体组的配子中也 有全套基因，同样具有全能性。
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？
2019-2020学年高中生物专题2细胞工程2.1植物细胞工程2.1.2植物细胞工程的实际应用课件新人教版选修3
(3)优点：明显缩短 育种年限 。
2．突变体的利用 (1)原理 ① 基因突变 (用射线或诱变剂处理分生细胞，主要是指愈伤组织细胞)。 ②植物细胞的 全能性(由突变细胞培育到突变体植株)。 (2)利用：筛选出有用的 突变体 ，培育新品种。如培育抗病、抗盐、含高蛋 白、高产的新品种植物。 (3)实例：抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的野生烟草、抗除草剂的白三叶草等。
1．微型繁殖 (1)概念：用于 快速繁殖 优良品种的植物组织培养技术。 (2)优点 ①保持优良品种的 遗传特性 。 ② 高效快速 地实现种苗的大量繁殖。
2．作物脱毒 (1)选材部位：植物 分生区 附近。 (2)操作过程：切取一定大小的组织块进行
组织培养 ，再生植株。
(3)优点：作物不会或极少感染病毒。
1．通过植物组织培养技术繁育农作物的优点不包括( )
A．加快繁育速度
B．保持亲本优良性状
C．培育出无病毒植株 D．改变植物的基因型
解析：植物组织培养技术不仅可以高效快速地实现种苗的大量繁殖，还可以
保持优良品种的遗传特性，并通过作物脱毒提高作物产量，改善作物品质。
答案：D
2．下面为番茄植物组织培养过程的流程图解。以下相关叙述不正确的是( )
三、细胞产物的工厂化生产
1．细胞产物种类：包括蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。 2．生产的技术手段： 植物组织培养 技术。 3．优点： 生产速度快 。 4．实例：人参、三七、紫草和银杏的细胞产物都已实现了工厂化生产。
[预习小测] 1．想一想 为什么选取分生区的细胞病毒极少甚至无病毒？ 提示：分生区细胞分裂快，病毒来不及入侵，因此病毒极少。
细
胞
悬
液
发酵―、 ―→提取____________。
2.1植物细胞工程课件usr.ppt
(1)图中①过程用到的酶是________，作用的结果是获得________。 (2)在②过程中，常用的化学诱导剂是________，若在容器中放置若干
a、b，诱导完成且假设所有细胞发生了融合(只考虑细胞两两融合)， 然 后 经 ③ 过 程 ， 形 成 的 d 细 胞 的 类 型 有 ________ 种 ， 从 中 选 出 ________进行培养。 (3)图中④过程是________，④⑤过程合称________技术。 【答案】 (1)纤维素酶和果胶酶 (具有活力)原生质体 (2)聚乙 二醇(PEG) 3 杂种细胞 (3)脱分化 植物组织培养
3、右图为植物体细胞杂交过程示意图。据图回答：
1）步骤①是_去__掉_细__胞__壁_分__离_出__有__ __活__力_的__原_生__质_体_____
最常用的方法是__酶__解_法____。 2）步骤②一般常用的化学试剂是
聚_乙__二_醇__（_P_EG） 目的是_诱__导_原__生_质__体_融__合_。 3）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
(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
a、b，诱导完成且假设所有细胞发生了融合(只考虑细胞两两融合)， 然 后 经 ③ 过 程 ， 形 成 的 d 细 胞 的 类 型 有 ________ 种 ， 从 中 选 出 ________进行培养。 (3)图中④过程是________，④⑤过程合称________技术。 【答案】 (1)纤维素酶和果胶酶 (具有活力)原生质体 (2)聚乙 二醇(PEG) 3 杂种细胞 (3)脱分化 植物组织培养
3、右图为植物体细胞杂交过程示意图。据图回答：
1）步骤①是_去__掉_细__胞__壁_分__离_出__有__ __活__力_的__原_生__质_体_____
最常用的方法是__酶__解_法____。 2）步骤②一般常用的化学试剂是
聚_乙__二_醇__（_P_EG） 目的是_诱__导_原__生_质__体_融__合_。 3）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
(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
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• (4)如果形成c细胞的a、b细胞都是番茄细 胞，那么更简单的得到番茄植株f的处理方法 是________。 (5)若将该方案用在SARS的研究和治疗上， 则从理论上讲c细胞的制备可采用______细 胞和______的融合。如果分析出了所产生抗 体的氨基酸序列，则可采用______方法，以 _______为原料合成出该SARS抗体的基因。
A．原生质体的融合常用PEG作为诱导剂 B．形成的愈伤组织其代谢类型是自养需氧型 C．由杂种细胞→杂种植株，要通过有丝分裂和 细胞的分化 D．该项生物工程技术可克服远源杂交不亲和的 障碍
•Leabharlann 玉米是一种主要的农作物，为了提高玉米的产量，科学家做了大量的研究工作。 如图是关于玉米培养的过程，请据图回答
•
• (2)在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过 程中，依据的原理是_______，其中过程④ 相当于_______过程，⑤涉及的分裂方_________。 (3)若番茄细胞内有m条染色体，马铃薯细胞含n条染 色体，则“番茄-马铃薯”细胞内含________条染 色 体；若杂种细胞培育成为“番茄-马铃薯”植株为四 倍 体，则此杂种植株的花粉经离体培育得到的植株属
细胞的全能性与细胞分化程度的关系：
生物体的每一个体细胞都含有该物种所 特有的全套遗传物质（全套基因）
基因的选择性表达
一、植物组织培养
过程
• 1、在植物组织培养过程中，为什么要强调 所用器械的灭菌和实验人员的无菌操作？
二、植物体细胞杂交
细胞壁
原生质体
考一考
问题：为什么“番茄-马铃薯”超 级杂种植株没有如科学家所想象 的那样，地上长番茄地下结马铃 薯？
•
（1）取玉米幼苗的茎尖进行 ，如图A→C，发育成植株D，取D的花 药进行离体培养成幼苗，从育种方式上分析，属于 ，如图E→F，经秋 水仙素处理后发育成植株G；从生殖方式上分析，A→D属于 生殖；从细胞 分裂方式上分析，E→F过程中进行了 分裂。
（3）A→C的过程常用的植物激素有 。 （4）用E→G途径育种的优点是 。 （5）若想培育出一种新的玉米品种，可以采用 育种方式；若想培育出一 种能抗虫的玉米新品种，可以采用 育种；若想培育出一种地上结玉米，地 下结马铃薯的植株，可以利用 技术。
• • •
• 科学家用植物细胞杂交方法，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，如图所示，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：
• (1)实现过程②的技术是________，在此之 前使用________酶处理细胞以除去细胞壁。 如果将已除去壁的植物细胞放入等渗溶液 中，细胞是何形状？_________。过程② 如放在神舟六号飞船上则更易进行，这是因 为________。与过程③密切相关的具有单层 膜结构的细胞器为________。
有性生殖：经过两性生殖细胞结合成受精卵， 再由受精卵发育成新个体的生殖方式。 无性生殖：不经过两性生殖细胞结合，直接 由母体的一部分发育成新个体的生殖方式。
• 用植物细胞工程技术将天竺葵与香茅草进行杂交 可产生驱蚊香草，使有驱蚊作用的香茅醛随着天 竺葵的蒸腾作用散发到空气中，达到驱蚊的效 果．下面有关培育过程的叙述，正确的是（ ）