2.1.1 植物细胞工程(第一课时) 课件【新教材】人教版(2019)高中生物选择性必修三
32
(1)图中所示过程的原理有______________________________。 (2)图中的①过程是____________________________________。 (3)植物体细胞融合成功的标志是____________________，其产 生与细胞内________(细胞器)有关。 (4)③和④过程分别是________和________过程。则该杂种植株 有________个染色体组。 (5)该技术最显著的优势是______________________________。
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。
二：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
二：植物体细胞杂交
1、5． 你如 认何 为将 两杂个种来细自胞不培同育植成物杂种 的植 体株 细?胞完成融合，遇到的
一、植物组织培养技术
概念
1958年，美国科学家斯图尔德（F.C.Steward）将 胡萝卜韧皮部的一些细胞进行培养获得了完整的 胡萝卜新植株。
一、植物组织培养技术
过程
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
再分化
愈伤组织
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， 形成一种排列疏松无规则、高度液泡化、 无定形态的薄壁细胞组成的组织。
酶解法去壁
原生质 体融合
(2)
再生 细胞壁
(3)
诱导诱原导生原质生体质融体合融的合的 方方 法法 ：：
①物①理物法理：法： 离心、振离动心、 、振。电动、激电激
②化②学化法学：法用：用
聚乙二醇
聚乙二醇(PEG)
。
诱诱导导。。
4、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？
一定的流动性
二：植物体细胞杂交
A．获得 a、b 细胞需要胰蛋白酶和果胶酶 B．诱导 a、b 细胞融合的化学试剂一般用秋水仙素 C．a、b 细胞融合为 c 细胞的原理是细胞膜具有流动性 D．d、e、f 过程表示植物的组织培养过程，e、f 分别为脱分化 和再分化29
回归教材
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？
活跃？
杂种细胞形成的标志是杂种细胞再生出细胞壁。
在此过程中活跃的细胞器是线粒体和高尔基体
二：植物体细胞杂交
植物体细胞杂交应用
三5：．植物如体细何胞杂将交 杂种细胞培育成杂种植株?
5．如何将杂种细胞培育成杂种植株?
再生出
白菜
细胞壁
原生质
再生 杂种细胞
体融合
细胞壁
(2)
(3)
甘蓝
(6)
移栽
正在融合的 原生质体
原生质体 A
植物细 胞融合
1.去除细胞壁
纤维素酶、果胶酶
原生质体 B 促融方法？
2.原生质体融合
物理方法和 化学药剂:聚乙二醇
两两融合类型有？
杂种细胞 原生质体融合成功的标志?
脱分化
杂种细胞再生出细胞壁
植物组织培养
愈伤组织 再分化
遗传物质?
杂种植株(番茄马铃薯)
1．下面为“番茄—马铃薯”的培育过程示意图，有关叙述正确 的是( )
第一个障碍是什么？
再生出
细胞壁
原生质
再生 杂种细胞
体融合
细胞壁
去(2)壁
(3)
正在融合的 原生质体
(5) (6)
2、有没有一种温和的去壁方再法分呢化？ 移栽
(4) 植物组
织培养 脱分化
酶解法去细胞壁
纤维素酶、果胶酶
பைடு நூலகம்
二：植物体细胞杂交 问题导学 3、3把、把 原原生生质质体体放 放在 在一一起起能能自然 自融然合融吗合？吗？
(5)
再分化
(4) 植物组
织培养
脱分化
白菜－甘蓝
生长期短，耐 热生长性期短强，耐热和性强易和易于于贮存
贮藏
6.植物体细胞杂交的意义？ 是否遵循孟德尔定律？
克服了不同生物远缘杂 交不亲和的障碍。
无性生殖， 不遵循
总结
植 物 体 细 胞 杂 交 过 程
植物细胞 A（番茄）
植物细胞 B（马铃薯）
去壁方法？产物
比较脱分化再分化这两个过程
脱分化
再分化
是否有光 结果
无
形成愈伤组织
有
形成根、芽
阅读教材35页探究实践第一自然段，回答以下问题
1、植物组织培养的大致过程包括哪几个阶段？是否遵循孟德 尔定律？ 2、决定植物脱分化、再分化的关键因素是什么？
3、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？
植物体细胞杂交
原理 植物细胞的全能性细胞膜流动性,植物细胞的全能性
步骤 ①脱分化②再分化 ①杂种细胞形成②植物组织培养
繁殖 方式
无 性繁殖
意义
保持优良性状，繁殖 速度快大规模生产
无 性繁殖
克服远源杂交不亲 和的障碍
牛刀小试
下图是植物体细胞杂交过程示意图，如果 A、B 植物均为二倍体，据图分析回答：
如何把某种植物的一块组织通过培养得到一株完整
植株?
植物组织培养
原理： 细胞的全能性
回忆：细胞的全能性
1、定义：
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、原理：
生物体的每一个细胞都包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部 基因 .从理论上讲，生物 体的每一个活细胞都应该具有全能性。
细胞工程
植物细胞工程
动物细胞工程
细胞工程
植物细胞工程
动物细胞工程
植物组织培养
植物体细胞杂交
2021人教版（新教材）必修二 遗传和进化
第二章 细胞工程
第1节 植物细胞工程（第一课时）
植物细胞的基本技术
本节聚焦
植物细胞工程的理论基础是什么？ 什么是植物组织培养和植物体细胞杂交技术？
植物细胞工程
3、全能性大小：
受精卵＞胚胎干细胞 ＞ 生殖细胞 ＞ 体细胞 植物细胞 ＞动物细胞
回忆：细胞的全能性
4、为什么生物体内细胞并没有表现出全能 性，而是分化成为不同的组织器官？
基因在特定的时间和空间条件下 选择性 的结果
表达
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、pH、无菌 等外界条件
3.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。
总结
外植体 离体的植物器官、组织或细胞
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
细胞工程
指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
细胞生物学和 分子生物学
研究的水平 研究的目的
细胞水平或 细胞器水平
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(定向改造）
5.细胞融合后，共有几种细胞类型？融合细胞有几种，
5符．如合何将要杂种求细胞的培育是成哪杂种种植株？?
体细胞融合成功后培养基中共有
5种细胞类型(A、B、AA、BB、
AB)，其中融合细胞类型有3种
A
(AA、BB、AB)，而真正符合要
B
求的是AB，因此要对融合细胞
进行筛选。
6.杂种细胞形成的标志是？在此过程中哪种细胞器
33
课堂小结
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
谢谢
阅读教材35页探究实践第一自然段，回答以下问题
1、植物组织培养的大致过程包括哪几个阶段？是否遵循孟德 尔定律？
2、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
生长素/细胞分裂素的比值 比值高时 比值低时
作用效果 促进脱分化和根原基的形成 促进再分化和芽原基的形成
阅读教材35页探究实践第一自然段，回答以下问题
植物激素： 细胞分裂素、生长素
B、再 分化
胚状体
植物体
1、A过程进行 有丝 分裂,不分化。
2、B过程进行 有丝 分裂同时也进 行分化 3、A 不需 光照，遮光。而B需光 照，叶绿素的合成需光照
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。
主要原因： 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。
归纳比较
植物组织培养
(1)图中所示过程的原理有______________________________。 (2)图中的①过程是____________________________________。 (3)植物体细胞融合成功的标志是____________________，其产 生与细胞内________(细胞器)有关。 (4)③和④过程分别是________和________过程。则该杂种植株 有________个染色体组。 (5)该技术最显著的优势是______________________________。
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。
二：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
二：植物体细胞杂交
1、5． 你如 认何 为将 两杂个种来细自胞不培同育植成物杂种 的植 体株 细?胞完成融合，遇到的
一、植物组织培养技术
概念
1958年，美国科学家斯图尔德（F.C.Steward）将 胡萝卜韧皮部的一些细胞进行培养获得了完整的 胡萝卜新植株。
一、植物组织培养技术
过程
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
再分化
愈伤组织
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， 形成一种排列疏松无规则、高度液泡化、 无定形态的薄壁细胞组成的组织。
酶解法去壁
原生质 体融合
(2)
再生 细胞壁
(3)
诱导诱原导生原质生体质融体合融的合的 方方 法法 ：：
①物①理物法理：法： 离心、振离动心、 、振。电动、激电激
②化②学化法学：法用：用
聚乙二醇
聚乙二醇(PEG)
。
诱诱导导。。
4、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？
一定的流动性
二：植物体细胞杂交
A．获得 a、b 细胞需要胰蛋白酶和果胶酶 B．诱导 a、b 细胞融合的化学试剂一般用秋水仙素 C．a、b 细胞融合为 c 细胞的原理是细胞膜具有流动性 D．d、e、f 过程表示植物的组织培养过程，e、f 分别为脱分化 和再分化29
回归教材
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？
活跃？
杂种细胞形成的标志是杂种细胞再生出细胞壁。
在此过程中活跃的细胞器是线粒体和高尔基体
二：植物体细胞杂交
植物体细胞杂交应用
三5：．植物如体细何胞杂将交 杂种细胞培育成杂种植株?
5．如何将杂种细胞培育成杂种植株?
再生出
白菜
细胞壁
原生质
再生 杂种细胞
体融合
细胞壁
(2)
(3)
甘蓝
(6)
移栽
正在融合的 原生质体
原生质体 A
植物细 胞融合
1.去除细胞壁
纤维素酶、果胶酶
原生质体 B 促融方法？
2.原生质体融合
物理方法和 化学药剂:聚乙二醇
两两融合类型有？
杂种细胞 原生质体融合成功的标志?
脱分化
杂种细胞再生出细胞壁
植物组织培养
愈伤组织 再分化
遗传物质?
杂种植株(番茄马铃薯)
1．下面为“番茄—马铃薯”的培育过程示意图，有关叙述正确 的是( )
第一个障碍是什么？
再生出
细胞壁
原生质
再生 杂种细胞
体融合
细胞壁
去(2)壁
(3)
正在融合的 原生质体
(5) (6)
2、有没有一种温和的去壁方再法分呢化？ 移栽
(4) 植物组
织培养 脱分化
酶解法去细胞壁
纤维素酶、果胶酶
பைடு நூலகம்
二：植物体细胞杂交 问题导学 3、3把、把 原原生生质质体体放 放在 在一一起起能能自然 自融然合融吗合？吗？
(5)
再分化
(4) 植物组
织培养
脱分化
白菜－甘蓝
生长期短，耐 热生长性期短强，耐热和性强易和易于于贮存
贮藏
6.植物体细胞杂交的意义？ 是否遵循孟德尔定律？
克服了不同生物远缘杂 交不亲和的障碍。
无性生殖， 不遵循
总结
植 物 体 细 胞 杂 交 过 程
植物细胞 A（番茄）
植物细胞 B（马铃薯）
去壁方法？产物
比较脱分化再分化这两个过程
脱分化
再分化
是否有光 结果
无
形成愈伤组织
有
形成根、芽
阅读教材35页探究实践第一自然段，回答以下问题
1、植物组织培养的大致过程包括哪几个阶段？是否遵循孟德 尔定律？ 2、决定植物脱分化、再分化的关键因素是什么？
3、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？
植物体细胞杂交
原理 植物细胞的全能性细胞膜流动性,植物细胞的全能性
步骤 ①脱分化②再分化 ①杂种细胞形成②植物组织培养
繁殖 方式
无 性繁殖
意义
保持优良性状，繁殖 速度快大规模生产
无 性繁殖
克服远源杂交不亲 和的障碍
牛刀小试
下图是植物体细胞杂交过程示意图，如果 A、B 植物均为二倍体，据图分析回答：
如何把某种植物的一块组织通过培养得到一株完整
植株?
植物组织培养
原理： 细胞的全能性
回忆：细胞的全能性
1、定义：
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、原理：
生物体的每一个细胞都包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部 基因 .从理论上讲，生物 体的每一个活细胞都应该具有全能性。
细胞工程
植物细胞工程
动物细胞工程
细胞工程
植物细胞工程
动物细胞工程
植物组织培养
植物体细胞杂交
2021人教版（新教材）必修二 遗传和进化
第二章 细胞工程
第1节 植物细胞工程（第一课时）
植物细胞的基本技术
本节聚焦
植物细胞工程的理论基础是什么？ 什么是植物组织培养和植物体细胞杂交技术？
植物细胞工程
3、全能性大小：
受精卵＞胚胎干细胞 ＞ 生殖细胞 ＞ 体细胞 植物细胞 ＞动物细胞
回忆：细胞的全能性
4、为什么生物体内细胞并没有表现出全能 性，而是分化成为不同的组织器官？
基因在特定的时间和空间条件下 选择性 的结果
表达
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、pH、无菌 等外界条件
3.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。
总结
外植体 离体的植物器官、组织或细胞
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
细胞工程
指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
细胞生物学和 分子生物学
研究的水平 研究的目的
细胞水平或 细胞器水平
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(定向改造）
5.细胞融合后，共有几种细胞类型？融合细胞有几种，
5符．如合何将要杂种求细胞的培育是成哪杂种种植株？?
体细胞融合成功后培养基中共有
5种细胞类型(A、B、AA、BB、
AB)，其中融合细胞类型有3种
A
(AA、BB、AB)，而真正符合要
B
求的是AB，因此要对融合细胞
进行筛选。
6.杂种细胞形成的标志是？在此过程中哪种细胞器
33
课堂小结
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
谢谢
阅读教材35页探究实践第一自然段，回答以下问题
1、植物组织培养的大致过程包括哪几个阶段？是否遵循孟德 尔定律？
2、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
生长素/细胞分裂素的比值 比值高时 比值低时
作用效果 促进脱分化和根原基的形成 促进再分化和芽原基的形成
阅读教材35页探究实践第一自然段，回答以下问题
植物激素： 细胞分裂素、生长素
B、再 分化
胚状体
植物体
1、A过程进行 有丝 分裂,不分化。
2、B过程进行 有丝 分裂同时也进 行分化 3、A 不需 光照，遮光。而B需光 照，叶绿素的合成需光照
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。
主要原因： 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。
归纳比较
植物组织培养
合集下载
人教版高中生物选修三专题2细胞工程 2.1.1植物细胞工程的基本技术(共40张PPT)PPT幻灯片
植物细胞的融合
合 完
植物组织培养
植物细胞A
方法？
成 的
去壁
原生质体A
原生质体B
去壁
植物细胞B
标
融合 志 杂 愈 杂
的原
人 工 诱
生质 体AB
再 生 出
导
细
种
细脱
胞
分 化
AB
伤 组 织
再 分 化
种 植 株
促进融 胞 合的方 壁
法？
2、植物体细胞杂交技术分析
①、去壁的常用方法：
酶解法（纤维素酶、 果胶酶等）
一、植物组织培养技术
4、相关概念: （5）愈伤组织：一些分化的细胞，经过植物 激素诱导可以脱分化为具有分生能力的薄壁细 胞组织。
细胞特点：细胞排列疏松无规则，高度液泡化 的薄壁细胞。
（6）外植体：在植物组织培养过程中，从植 物体上被分离下来的，接种在培养基上供培养 用的原生质体、细胞、组织、器官等 5、植物组织培养的意义: 植物繁殖的新途径等 作用。
➢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
有利于芽的产生
小结：植物组织培养的过程
（离体的,已分化组 织或细胞）
特点？
外植体
条
①适宜温度、光照、 pH和无菌环境。
件？ ②无机物、有机物
脱分化
和植物激素（生长
一、植物组织培养技术
4、相关概念: （2）脱分化（又称去分化）：让已经分化 的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和 功能而转变成未分化细胞的过程。
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。
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。
人教版高中生物选修三2.1.1《植物细胞工程的基本技术》ppt同步课件
(3)若番茄细胞内含A条染色体，马铃薯细胞内含B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。
互动探究 (1)本题B项中要获得成功除了离体条件外， 还需要什么条件？ (2)结合本题D项，试分析在植物体上长出新 芽，并进一步发育成枝条，这是细胞全能性 的反映吗？
【提示】 (1)植物细胞全能性的条件，除 了离体外，还需要种类齐全、比例合适的 营养物质和一定植物激素，另外操作中还 要注意无菌、控制适宜温度和光等。
3.脱分化和再分化
(1)脱分化：已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)再分化：处于脱分化状态的愈伤组织在一 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。
想一想 1．诱导愈伤组织分化时需要的植物激素主 要有哪些？ 【提示】 生长素和细胞分裂素。
由实验结果，你能得出什么结论？ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ _________________________。
(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是 ________________。
人教版高中生物选修三课件：2.1.1植物细胞工程的基本技术(共24张PPT)
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？
2020/6/12
19
种间杂交:烟草-海岛烟草、白菜-甘蓝 属间杂交:番茄-马铃薯、胡萝卜-羊角芹
白菜
甘蓝
2020/6/12
白菜－甘蓝
20
意义：克服不同生物远缘杂交的障碍，出现 自然界没有的新品种。
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。
专题2 细胞工程
2020/6/12
1
2.1 植物细胞工程
2.1.1植物细胞工程的基本技术
2020/6/12
2
为什么植物的一个花瓣就可以培 育出完整的植株呢？
2020/6/12
3
细胞的全能性
1、概念： 2、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
2020/6/12
2020/6/12
21
主要原因:生物基因之间的表 达不是孤立的,它们之间是相 互调控、相互影响的。
2020/6/12
22
2020/6/12
23
请思考：
1．不同植物的体细胞融合，第一个障碍是什么？ 2．有没有一种温和的去壁方法呢？ 3．原生质体发生融合，与细胞膜什么特性有关？ 4．原生质体融合成功的标志是什么？ 5．不同来源的原生质体融合后，下一步做何处理？ 6．如何将杂种细胞培育成杂种植株？
2020/6/12
24
1 所有实验用具严格灭菌
2 接种过程必须严格的无菌操作
3 愈伤组织要避光培养 4 试管苗先进行生芽培养，再进行生根培养。
5 试管苗培养均需在光照条件下进行。
2020/6/12
9
用灭菌后的剪刀将烟草叶片剪成小
2020/6/12
19
种间杂交:烟草-海岛烟草、白菜-甘蓝 属间杂交:番茄-马铃薯、胡萝卜-羊角芹
白菜
甘蓝
2020/6/12
白菜－甘蓝
20
意义：克服不同生物远缘杂交的障碍，出现 自然界没有的新品种。
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。
专题2 细胞工程
2020/6/12
1
2.1 植物细胞工程
2.1.1植物细胞工程的基本技术
2020/6/12
2
为什么植物的一个花瓣就可以培 育出完整的植株呢？
2020/6/12
3
细胞的全能性
1、概念： 2、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
2020/6/12
2020/6/12
21
主要原因:生物基因之间的表 达不是孤立的,它们之间是相 互调控、相互影响的。
2020/6/12
22
2020/6/12
23
请思考：
1．不同植物的体细胞融合，第一个障碍是什么？ 2．有没有一种温和的去壁方法呢？ 3．原生质体发生融合，与细胞膜什么特性有关？ 4．原生质体融合成功的标志是什么？ 5．不同来源的原生质体融合后，下一步做何处理？ 6．如何将杂种细胞培育成杂种植株？
2020/6/12
24
1 所有实验用具严格灭菌
2 接种过程必须严格的无菌操作
3 愈伤组织要避光培养 4 试管苗先进行生芽培养，再进行生根培养。
5 试管苗培养均需在光照条件下进行。
2020/6/12
9
用灭菌后的剪刀将烟草叶片剪成小
人教版高中生物选修三2.1.1《植物细胞工程的基本技术》ppt精讲课件
幼根和芽
三、植物组织培养技术
1.理论基础(原理):_植__物__细__胞__的__全__能__性__。 2.过程:
器官、组织或细胞
再分化
愈伤组织
四、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__
_____,并把杂种细胞培育成___________的技术。
【典例训练1】下列围绕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表现出全 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
形成体特点
脱分化
离体细胞→ 愈伤组织
排列疏松、高度液泡化的 薄壁细胞团
再分化
愈伤组织→ 有根、芽或有生根发芽的 幼芽或胚状体 能力
【易错提醒】正确理解细胞的全能性 ①全能性表达的标志:已分化的细胞能形成完整的个体。若只是 形成某种组织或器官则不能体现全能性。 ②全能性的原理: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,配子中有全套基因,因此同样具有全能 性。
3.植物体细胞杂交的原理: 原生质体融合的过程利用了细胞膜的流动性,杂种细胞发育成 杂种植株利用了细胞的全能性。 4.该技术的目的和优点: (1)植物体细胞杂交的终点:是培育成杂种植株,而不是形成杂 种细胞就结束。 (2)在育种上应用时最大的优点:克服远缘杂交不亲和的障碍。
【易错提醒】植物细胞融合的三点提醒 (1)依据:植物细胞融合依据的生物学原理是细胞膜的流动性。 (2)融合成功的标志:杂种细胞再生出细胞壁。 (3)融合细胞类型:体细胞融合成功后,将得到AB型、AA型和BB 型三种细胞,但只有AB型是杂种细胞,因此,在细胞融合后还应有 一个筛选杂种细胞的过程。
2.1.1 植物细胞工程的基本技术课件高二下学期生物人教版选择性必修三
① 空白对照：不加任何激素,加入等量无菌水； ② 实验组1：生长素用量与细胞分裂素用量的比值为1； ③ 实验组2：生长素用量与细胞分裂素用量的比值大于1； ④ 实验组3：生长素用量与细胞分裂素用量的比值小于1。
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 促进愈伤组织的形成
一、植物组织培养技术
➢ 参考教材“图2-1植物组织培养流程图” 写出植物组织培养的基本流程。
3.一般过程：
完整植株
分化状态
未分化状态
外植体 脱分化 愈伤组织 再分化 芽、根等
生长 发育
试管苗
接种外植体
诱导愈伤组织
诱导生芽
诱导生根
移栽成活
一、植物组织培养技术
相关概念
外植体 脱分化
愈伤 组织
再分化
芽、根等
原因：诱导叶绿素的合成，使试管苗能够进行光合作用 ③过程中涉及的生命活动：细胞增殖（有丝分裂），细胞分化
一、植物组织培养技术 决定植物脱分化、再分 化的关键因素
脱分化
再分化
过程
外植体→愈伤组织
愈伤组织→幼苗
结果
形成愈伤组织
形成根、芽
a.离体
a.离体
b.适宜的营养
b.适宜的营养
需要 条件
c.生长素与细胞分裂素的 c.生长素与细胞分裂素的比例
2.原理： 植物细胞的全能性 细胞经过分裂和分化 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。 生殖方式：无性生殖 分裂方式： 有丝分裂
一、植物组织培养技术
1.具有全能性的原因： 一般生物体的每一个细胞都包含有该物种的 全套遗传信息 。
植物细胞工程- 高二生物课件(人教版2019选择性必修3)
我国人民都把兰花看作高洁、典雅的象征，很多人喜 欢养兰花但是，兰花自然条件下萌发率极低；传统分株 繁殖的方法又存在繁殖周期长、繁殖率低等问题，如何 让名贵的兰花大量、快速地繁殖，走入寻常百姓家呢？
在一定的条件下，利用植物的一片叶子、一瓣花瓣、 甚至一粒花粉，可以得到大量幼小的植株。科学家可以 利用兰花的花瓣培养出的菊花。
.
番茄-马铃薯（想象图）
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？
不能 存在生殖隔离
有没有一种方法可以打破生殖隔离，实现远缘杂交育 种，获得“番茄-马铃薯杂种植株”呢？
植物体细胞杂交技术
20
植物体细胞杂交技术（无性繁殖）
1.过程：如图所示
植物 组织 培养
（1）去壁方法：
纤维素酶和果胶酶（酶解法）
细胞生物学和 分子生物学
研究的水平 细胞整体水平或细胞器水平
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
植物细胞工程 动物细胞工程
植物细胞工程的基本技术
￭ 从社会中来
“其芽葺葺，其叶青青，犹绿衣郎，挺节独立，可敬 可慕。迨夫花开，凝晴滾露，万态千妍，薰风自来，四 坐芬郁，岂非入兰室乎！岂非有国香乎！”这是我国历 史上第一部兰谱——《金漳兰谱》（宋•赵时庚）
2.原理：植物体细胞具有全能性
① 外植体：离体的植物器官、组织、细胞或 原生质体。 植物的茎尖、幼嫩的叶片、花药是常用的外 植体。 ② 脱分化：已经分化的细胞经过诱导，失去 其特有的结构和功能 而转变成未分化细胞的过程。
③ 愈伤组织： 细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、呈无定形 状态的薄壁细胞团。
胡萝卜的组织培养
取材
消毒
无菌接种 脱分化
在一定的条件下，利用植物的一片叶子、一瓣花瓣、 甚至一粒花粉，可以得到大量幼小的植株。科学家可以 利用兰花的花瓣培养出的菊花。
.
番茄-马铃薯（想象图）
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？
不能 存在生殖隔离
有没有一种方法可以打破生殖隔离，实现远缘杂交育 种，获得“番茄-马铃薯杂种植株”呢？
植物体细胞杂交技术
20
植物体细胞杂交技术（无性繁殖）
1.过程：如图所示
植物 组织 培养
（1）去壁方法：
纤维素酶和果胶酶（酶解法）
细胞生物学和 分子生物学
研究的水平 细胞整体水平或细胞器水平
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
植物细胞工程 动物细胞工程
植物细胞工程的基本技术
￭ 从社会中来
“其芽葺葺，其叶青青，犹绿衣郎，挺节独立，可敬 可慕。迨夫花开，凝晴滾露，万态千妍，薰风自来，四 坐芬郁，岂非入兰室乎！岂非有国香乎！”这是我国历 史上第一部兰谱——《金漳兰谱》（宋•赵时庚）
2.原理：植物体细胞具有全能性
① 外植体：离体的植物器官、组织、细胞或 原生质体。 植物的茎尖、幼嫩的叶片、花药是常用的外 植体。 ② 脱分化：已经分化的细胞经过诱导，失去 其特有的结构和功能 而转变成未分化细胞的过程。
③ 愈伤组织： 细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、呈无定形 状态的薄壁细胞团。
胡萝卜的组织培养
取材
消毒
无菌接种 脱分化
人教版高中生物选修三2.1.1《植物细胞工程的基本技术》课件(共27张PPT)
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
2.1植物细胞工程
§2.1.1植物细胞工程的基本技术
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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
如何把某种植物的一块组 织通过培养得到一株完整 植株?
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。
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。 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、大小： 1） 受精卵的全能性最高 受精卵＞生殖细胞＞体细胞 2） 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 4.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。
（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。
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。
1、已分化的细胞为什么具有发育成完整个 体的潜能？
1、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、将杂种细胞培育成植株 C、让杂种植物按照人们的需要表现出亲 代的优良性 D、尚未培育出属间杂种植物
植物细胞工程
2.1植物细胞工程
§2.1.1植物细胞工程的基本技术
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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
如何把某种植物的一块组 织通过培养得到一株完整 植株?
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。
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。 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、大小： 1） 受精卵的全能性最高 受精卵＞生殖细胞＞体细胞 2） 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 4.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。
（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。
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。
1、已分化的细胞为什么具有发育成完整个 体的潜能？
1、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、将杂种细胞培育成植株 C、让杂种植物按照人们的需要表现出亲 代的优良性 D、尚未培育出属间杂种植物
植物细胞工程的基本技术(课件)高二生物(人教版2019选择性必修3)
2.植物体细胞杂交完成的标志是什么？
提示 杂合的原生质体再生出新的细胞壁。
3.从结果上看，杂种植株在遗传上有何特点？从杂种植株的染色体组成上看，属于何种变异？
提示 杂种植株的遗传物质来自两个亲本，其具有双亲的遗传性状。杂种植株染色体数目增加，属于染色体数目变异。
4.从新品种培育的角度分析，植物体细胞杂交技术最大的优点是什么？
（3）再分化：愈伤组织重新分化成⑫________等器官的过程。
3.前提：离体的植物器官、组织或细胞。
4.条件：人工配制的培养基、适宜的培养条件。
全能性
愈伤组织
激素和营养
结构和功能
未分化
愈伤组织
不定形的薄壁组织
芽、根
四、植物体细胞杂交技术
1.原理：细胞膜的流动性和植物细胞一般具有全能性。
2.酶：纤维素酶和果胶酶。
[解析] ①过程需在等渗溶液中用相应的酶处理，避免细胞吸水涨破，A错误；植物体细胞杂交的最大优点在于能够打破生殖隔离，实现远缘杂交，B错误；③过程完成的标志是再生出新的细胞壁，C错误；草木樨状黄芪 和木本霸王 均为二倍体植株，经过④过程所得的愈伤组织细胞含有四个染色体组，D正确。
1.植物体细胞融合的障碍：细胞壁。可以用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。
新生营养芽细胞分化程度低，分裂能力强，容易诱导形成
例1 [2022·绍兴期中] 下图表示四倍体兰花叶片通过植物组织培养形成植株的过程。下列相关叙述正确的是( )。四倍体兰花叶片 愈伤组织 胚状体 植株
A.②阶段和③阶段细胞发生减数分裂B.①阶段需要生长素，而③阶段仅需要细胞分裂素C.此兰花的花药离体培养所得的植株体细胞中有两个染色体组D.①阶段不仅有细胞增殖，而且细胞分化速度很快
脱分化
提示 杂合的原生质体再生出新的细胞壁。
3.从结果上看，杂种植株在遗传上有何特点？从杂种植株的染色体组成上看，属于何种变异？
提示 杂种植株的遗传物质来自两个亲本，其具有双亲的遗传性状。杂种植株染色体数目增加，属于染色体数目变异。
4.从新品种培育的角度分析，植物体细胞杂交技术最大的优点是什么？
（3）再分化：愈伤组织重新分化成⑫________等器官的过程。
3.前提：离体的植物器官、组织或细胞。
4.条件：人工配制的培养基、适宜的培养条件。
全能性
愈伤组织
激素和营养
结构和功能
未分化
愈伤组织
不定形的薄壁组织
芽、根
四、植物体细胞杂交技术
1.原理：细胞膜的流动性和植物细胞一般具有全能性。
2.酶：纤维素酶和果胶酶。
[解析] ①过程需在等渗溶液中用相应的酶处理，避免细胞吸水涨破，A错误；植物体细胞杂交的最大优点在于能够打破生殖隔离，实现远缘杂交，B错误；③过程完成的标志是再生出新的细胞壁，C错误；草木樨状黄芪 和木本霸王 均为二倍体植株，经过④过程所得的愈伤组织细胞含有四个染色体组，D正确。
1.植物体细胞融合的障碍：细胞壁。可以用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。
新生营养芽细胞分化程度低，分裂能力强，容易诱导形成
例1 [2022·绍兴期中] 下图表示四倍体兰花叶片通过植物组织培养形成植株的过程。下列相关叙述正确的是( )。四倍体兰花叶片 愈伤组织 胚状体 植株
A.②阶段和③阶段细胞发生减数分裂B.①阶段需要生长素，而③阶段仅需要细胞分裂素C.此兰花的花药离体培养所得的植株体细胞中有两个染色体组D.①阶段不仅有细胞增殖，而且细胞分化速度很快
脱分化
2.1.1 植物细胞工程的基本技术-人教版高中生物选修三课件(共39张PPT)
（2）外植体接种到诱导培养基上
脱分化
（3）愈伤组织转移到分化培养基上
再分化
（4）分化出丛芽、生根（幼苗）
（5）移栽到大田，培养成植株
讨论： （1）在实验中，“消毒”是如何进行的？ 为什么要灭菌和无菌操作？
酒精、次氯酸钠 易污染。一旦污染不但会与培养物争夺营养，且杂菌在 生长时会生成大量有害的物质而导致培养物大量死亡
染色体组数=2+4=6组（异源六倍体）
3、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。
4、优势和未解决的问题
优势：克服了不同种生物远缘杂交不亲和的障
碍，打破生殖隔离（与有性杂交方法比较）
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。
(1)①过程植物细胞原生质体的分离需经过酶解，其中“酶解”
所用的酶应该包括___纤___维__素__酶___和__果__胶___酶_________。
(2)②过程需要用到聚乙二醇(PEG)，其目的是_诱__导__原__生__质__体__融。合
(3)请用文字和箭头表示出④⑤技术过程的实验流程
_____________________________。
细胞核移植 等
2.1植物细胞工程
§2.1.1植物细胞工程的基本技术
植物组织培养技术、植物体细胞杂交 技术
6 5
再分化 (愈伤组织) 4
细胞全能性
1
脱分化
3
2
一、植物组织培养
1、原理：细胞的全能性
（1）概念: 已高度分化的细胞仍具有发育成完整 个体的潜能。
（2）原因：具有某种生物全部遗传信息的任何一 个细胞，都具有生长分化成为一个完 整生物体的潜能。
脱分化
（3）愈伤组织转移到分化培养基上
再分化
（4）分化出丛芽、生根（幼苗）
（5）移栽到大田，培养成植株
讨论： （1）在实验中，“消毒”是如何进行的？ 为什么要灭菌和无菌操作？
酒精、次氯酸钠 易污染。一旦污染不但会与培养物争夺营养，且杂菌在 生长时会生成大量有害的物质而导致培养物大量死亡
染色体组数=2+4=6组（异源六倍体）
3、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。
4、优势和未解决的问题
优势：克服了不同种生物远缘杂交不亲和的障
碍，打破生殖隔离（与有性杂交方法比较）
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。
(1)①过程植物细胞原生质体的分离需经过酶解，其中“酶解”
所用的酶应该包括___纤___维__素__酶___和__果__胶___酶_________。
(2)②过程需要用到聚乙二醇(PEG)，其目的是_诱__导__原__生__质__体__融。合
(3)请用文字和箭头表示出④⑤技术过程的实验流程
_____________________________。
细胞核移植 等
2.1植物细胞工程
§2.1.1植物细胞工程的基本技术
植物组织培养技术、植物体细胞杂交 技术
6 5
再分化 (愈伤组织) 4
细胞全能性
1
脱分化
3
2
一、植物组织培养
1、原理：细胞的全能性
（1）概念: 已高度分化的细胞仍具有发育成完整 个体的潜能。
（2）原因：具有某种生物全部遗传信息的任何一 个细胞，都具有生长分化成为一个完 整生物体的潜能。