2021-2022学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3 2.1植物细胞工程的基本技术课件（22张ppt）
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3 2.1植物细胞工程的基本技术课件（22张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 73.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-02-28 10:52:50 | ||
图片预览
文档简介
(共22张PPT)
其芽葺葺，其叶青青，犹绿衣郎，挺节独立，可敬可慕。
迨夫花开，凝晴瀼露，万态千妍，薰风自来，四坐芬郁，岂非入兰室乎！岂非有国香乎！
思考：高洁、典雅的兰花颇受人喜欢。但其繁殖率低，价格不菲，如何让它大量、快速地繁殖呢？
第二章 第1节 植物细胞工程
植物细胞工程的基本技术
1. 概念：是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法，通过细胞器、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。
2. 分类
细胞工程
动物细胞工程
植物细胞工程
植物组织培养技术
植物体细胞杂交技术
外植体
有丝分裂
无性生殖
细胞的全能性
植物组织培养技术
1. 概念：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. 生殖方式：
3. 分裂方式：
4. 原理：
表现全能性的标志
4. 细胞全能性
(1) 概念：细胞经分裂和分化后，仍具有
产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。
一般来说，每一个细胞都含有控制该生物发育的全部基因。
(3) 原因：
植物组织培养技术
(2) 实例：
受精卵发育成个体
蜜蜂卵细胞发育成雄峰
通过花药离体培养，获得单倍体幼苗；
胡萝卜韧皮部细胞发育成完整植株
胚胎干细胞可分化发育成为各种组织器官的细胞；
生殖细胞＞体细胞
植物细胞＞动物细胞
分化程度越高，全能性越低
(4) 比较：
4. 细胞全能性
记忆细胞
B细胞
抗原、抗体结合
浆细胞
抗体
植物组织培养技术
(5) 没有表现全能性的原因：
在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因选择性表达。
课堂随练
1.下列有关植物细胞全能性的叙述，正确的是( )。
只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全部基因
高度分化的细胞处于离体状态时不能表现出全能性
植物细胞的全能性是植物组织培养技术的理论基础之一
配子不能表现出全能性的原因是它所含的基因比体细胞减少一半
不定形的薄壁组织团块
植物组织培养技术
5. 植物组织培养的流程
接种外植体
脱分化
诱导愈伤组织
再分化
诱导生芽
诱导生根
移栽成活
失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞，进而形成愈伤组织。
愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。
植物组织培养技术
6. 菊花的组织培养【探究·实践】
(1)植物激素的作用:
生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素。它们的浓度、比例都会影响植物细胞的发育方向。
生长素用量 / 细胞分裂素用量 结果
比值适中
比值高
比值低
促进根的分化
促进芽的分化
促进愈伤组织的形成
植物组织培养技术
6. 菊花的组织培养【探究·实践】
(2)方法步骤:
①外植体消毒
②外植体切块
③接种
洒精消毒→无菌水清洗→
次氯酸钠消毒→无菌水清洗
无菌培养皿
灭菌的解剖刀
超净工作台
酒精灯火焰旁
愈伤组织培养基
外植体不能倒置
无菌操作目的
防止杂菌生长。一方面与培养物竞争营养；另一方面产生有害物质危害培养物。
6. 菊花的组织培养【探究·实践】
(2)方法步骤:
④诱导愈伤组织形成
⑤诱导生芽、生根
⑥试管苗移栽
避光培养
适时光照培养
生芽、生根培养基不同
洗掉根部培养基
炼苗后再移栽进土
植物组织培养技术
植物组织培养技术
6. 菊花的组织培养【探究·实践】
课堂随练
2、植物组织培养的过程如下图所示。下列相关叙述错误的是( )。
甲和丙分别是脱分化和再分化
乙是愈伤组织，是通过离体的植物组织或细胞经过细胞增殖与分化形成的
离体的植物细胞之所以能培养成完整植株，是因为植物细胞一般具有全能性
丙过程的实质是基因的选择性表达
3、利用植物组织培养技术的有关知识回答以下问题。
(1)植物组织培养所用到的培养基为固体培养基，原因是培养基中添加了 。培养基的主要成分是 、 和有机物。
(2)培养基中添加有机物，说明外植体的代谢类型是 (填“自养”或“异养”)型。
(3)培养基中常要添加 ，且这两种激素的 影响植物细胞的发育方向。若外植体是菊花的茎段，则 (填“必须”或“不必”)添加植物激素。
(4)除以上因素外， 等外界因素对植物细胞的正常发育也起到很重要的作用。
(5)外植体要经过 (填“消毒”或“灭菌”)后，才能接种。
(6)在工作台上接种时，为了避免细菌等污染，接种过程要在 旁进行
琼脂(凝固剂)
课堂随练
大量元素
微量元素
异养
生长素和细胞分裂素
浓度和比例
不必
pH、温度、光照
)消毒
酒精灯火焰
植物组织培养技术
7. 特殊的植物组织培养——花药离体培养
生殖方式为特殊的有性生殖，培养过程中只涉及有丝分裂
花药
试管苗
脱分化
再分化
愈伤组织
单倍体：
植株矮小、高度不育
秋水仙素
诱导
纯合品种
4、玉米是一种主要的农作物，为了提高玉米的产量，科学家在玉米育种和栽培中作了大量的研究。如图是关于玉米培养的过程，据图判断下列说法中错误的是( )。
从繁殖原理上分析，A→D属于无性生殖
植株D和G中的染色体组数不同
E→G不能体现细胞的全能性
E→F过程中获得的植株一般不用于大田生产
课堂随练
欲培育地上长番茄和地下结马铃薯的“超级作物”。你会有什么办法呢？
利用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？
植物体细胞的杂交技术
不能。因为不同种生物之间存在着生殖隔离。
1. 概念：将不同来源的植物细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。
植物体细胞的杂交技术
2. 原理：
细胞膜的流动性（原生质体融合）
植物细胞具有全能性（杂种细胞培养成杂种植株）
3. 实例：
4.意义：
打破生殖隔离，实现远缘杂交育种
5.研究现状：
仍有许多理论与技术问题没有解决，还不能让杂种植株表现出人们所需要的所有性状。
A细胞
B细胞
纤维素酶果胶酶
去壁
酶解法
正在融合的原生质体
再生出细胞壁
诱融
物理法：
化学法：
电融合法、离心法等
聚乙二醇（PEG）融合法等
脱分化
再分化
移栽
植物细胞融合
植物组织培养
杂种植株
愈伤组织
A原生质体
B原生质体
移栽后的植株
植物体细胞的杂交技术
6. 过程：
去壁
植物细胞融合完成的标志
植物体细胞杂交完成的标志
课堂随练
5、下图为“番茄-马铃薯”的培育过程示意图，有关叙述正确的是( )。
获得 a、b 细胞需要胰蛋白酶和果胶酶
诱导 a、b 细胞融合的化学试剂一般用秋水仙素
a、b 细胞融合为 c 细胞的原理是生物膜具有流动性
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
课堂随练
6、下图表示利用植物体细胞杂交技术获得植物白菜—甘蓝的过程，以下说法错误的是( )。
①过程表示利用酶解法去除细胞壁获得原生质体的过程
④过程可用聚乙二醇诱导原生质体融合
③过程中高尔基体活动旺盛
最终获得的杂种植物体细胞内含19条染色体
科技探索之路
1902年，哈伯兰特(G.Haberlandt，1854一1945)提出了细胞全能性的理论，但相关的实验尝试没有成功。
1958年，斯图尔德(EC.Steward，1904一1993)等发现胡萝卜的体细胞可以分化为胚，为细胞全能性理论提供了强有力的支持。
1960年，科金(E.C.Cocking，1931一）用真菌的纤维素酶分解番茄根的细胞壁，成功获得了原生质体。
1964年，古哈(S.Guha，1938-2007)等在培养毛曼陀罗的花药时，首次得到了由花药中的花粉粒发育而来的胚。
1971年，卡尔森（PS.Carlson，1944一2017)诱导烟草种间原生质体融合，获得了第一株体细胞种间杂种植株。
1974年，土壤农杆菌的Ti质粒被发现。之后，该质粒应用于植物分子生物学领域，促进了植物细胞工程与分子生物学技术紧密结合。
植物细胞工程的发展历程
谢谢聆听！
其芽葺葺，其叶青青，犹绿衣郎，挺节独立，可敬可慕。
迨夫花开，凝晴瀼露，万态千妍，薰风自来，四坐芬郁，岂非入兰室乎！岂非有国香乎！
思考：高洁、典雅的兰花颇受人喜欢。但其繁殖率低，价格不菲，如何让它大量、快速地繁殖呢？
第二章 第1节 植物细胞工程
植物细胞工程的基本技术
1. 概念：是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法，通过细胞器、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。
2. 分类
细胞工程
动物细胞工程
植物细胞工程
植物组织培养技术
植物体细胞杂交技术
外植体
有丝分裂
无性生殖
细胞的全能性
植物组织培养技术
1. 概念：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. 生殖方式：
3. 分裂方式：
4. 原理：
表现全能性的标志
4. 细胞全能性
(1) 概念：细胞经分裂和分化后，仍具有
产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。
一般来说，每一个细胞都含有控制该生物发育的全部基因。
(3) 原因：
植物组织培养技术
(2) 实例：
受精卵发育成个体
蜜蜂卵细胞发育成雄峰
通过花药离体培养，获得单倍体幼苗；
胡萝卜韧皮部细胞发育成完整植株
胚胎干细胞可分化发育成为各种组织器官的细胞；
生殖细胞＞体细胞
植物细胞＞动物细胞
分化程度越高，全能性越低
(4) 比较：
4. 细胞全能性
记忆细胞
B细胞
抗原、抗体结合
浆细胞
抗体
植物组织培养技术
(5) 没有表现全能性的原因：
在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因选择性表达。
课堂随练
1.下列有关植物细胞全能性的叙述，正确的是( )。
只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全部基因
高度分化的细胞处于离体状态时不能表现出全能性
植物细胞的全能性是植物组织培养技术的理论基础之一
配子不能表现出全能性的原因是它所含的基因比体细胞减少一半
不定形的薄壁组织团块
植物组织培养技术
5. 植物组织培养的流程
接种外植体
脱分化
诱导愈伤组织
再分化
诱导生芽
诱导生根
移栽成活
失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞，进而形成愈伤组织。
愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。
植物组织培养技术
6. 菊花的组织培养【探究·实践】
(1)植物激素的作用:
生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素。它们的浓度、比例都会影响植物细胞的发育方向。
生长素用量 / 细胞分裂素用量 结果
比值适中
比值高
比值低
促进根的分化
促进芽的分化
促进愈伤组织的形成
植物组织培养技术
6. 菊花的组织培养【探究·实践】
(2)方法步骤:
①外植体消毒
②外植体切块
③接种
洒精消毒→无菌水清洗→
次氯酸钠消毒→无菌水清洗
无菌培养皿
灭菌的解剖刀
超净工作台
酒精灯火焰旁
愈伤组织培养基
外植体不能倒置
无菌操作目的
防止杂菌生长。一方面与培养物竞争营养；另一方面产生有害物质危害培养物。
6. 菊花的组织培养【探究·实践】
(2)方法步骤:
④诱导愈伤组织形成
⑤诱导生芽、生根
⑥试管苗移栽
避光培养
适时光照培养
生芽、生根培养基不同
洗掉根部培养基
炼苗后再移栽进土
植物组织培养技术
植物组织培养技术
6. 菊花的组织培养【探究·实践】
课堂随练
2、植物组织培养的过程如下图所示。下列相关叙述错误的是( )。
甲和丙分别是脱分化和再分化
乙是愈伤组织，是通过离体的植物组织或细胞经过细胞增殖与分化形成的
离体的植物细胞之所以能培养成完整植株，是因为植物细胞一般具有全能性
丙过程的实质是基因的选择性表达
3、利用植物组织培养技术的有关知识回答以下问题。
(1)植物组织培养所用到的培养基为固体培养基，原因是培养基中添加了 。培养基的主要成分是 、 和有机物。
(2)培养基中添加有机物，说明外植体的代谢类型是 (填“自养”或“异养”)型。
(3)培养基中常要添加 ，且这两种激素的 影响植物细胞的发育方向。若外植体是菊花的茎段，则 (填“必须”或“不必”)添加植物激素。
(4)除以上因素外， 等外界因素对植物细胞的正常发育也起到很重要的作用。
(5)外植体要经过 (填“消毒”或“灭菌”)后，才能接种。
(6)在工作台上接种时，为了避免细菌等污染，接种过程要在 旁进行
琼脂(凝固剂)
课堂随练
大量元素
微量元素
异养
生长素和细胞分裂素
浓度和比例
不必
pH、温度、光照
)消毒
酒精灯火焰
植物组织培养技术
7. 特殊的植物组织培养——花药离体培养
生殖方式为特殊的有性生殖，培养过程中只涉及有丝分裂
花药
试管苗
脱分化
再分化
愈伤组织
单倍体：
植株矮小、高度不育
秋水仙素
诱导
纯合品种
4、玉米是一种主要的农作物，为了提高玉米的产量，科学家在玉米育种和栽培中作了大量的研究。如图是关于玉米培养的过程，据图判断下列说法中错误的是( )。
从繁殖原理上分析，A→D属于无性生殖
植株D和G中的染色体组数不同
E→G不能体现细胞的全能性
E→F过程中获得的植株一般不用于大田生产
课堂随练
欲培育地上长番茄和地下结马铃薯的“超级作物”。你会有什么办法呢？
利用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？
植物体细胞的杂交技术
不能。因为不同种生物之间存在着生殖隔离。
1. 概念：将不同来源的植物细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。
植物体细胞的杂交技术
2. 原理：
细胞膜的流动性（原生质体融合）
植物细胞具有全能性（杂种细胞培养成杂种植株）
3. 实例：
4.意义：
打破生殖隔离，实现远缘杂交育种
5.研究现状：
仍有许多理论与技术问题没有解决，还不能让杂种植株表现出人们所需要的所有性状。
A细胞
B细胞
纤维素酶果胶酶
去壁
酶解法
正在融合的原生质体
再生出细胞壁
诱融
物理法：
化学法：
电融合法、离心法等
聚乙二醇（PEG）融合法等
脱分化
再分化
移栽
植物细胞融合
植物组织培养
杂种植株
愈伤组织
A原生质体
B原生质体
移栽后的植株
植物体细胞的杂交技术
6. 过程：
去壁
植物细胞融合完成的标志
植物体细胞杂交完成的标志
课堂随练
5、下图为“番茄-马铃薯”的培育过程示意图，有关叙述正确的是( )。
获得 a、b 细胞需要胰蛋白酶和果胶酶
诱导 a、b 细胞融合的化学试剂一般用秋水仙素
a、b 细胞融合为 c 细胞的原理是生物膜具有流动性
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
课堂随练
6、下图表示利用植物体细胞杂交技术获得植物白菜—甘蓝的过程，以下说法错误的是( )。
①过程表示利用酶解法去除细胞壁获得原生质体的过程
④过程可用聚乙二醇诱导原生质体融合
③过程中高尔基体活动旺盛
最终获得的杂种植物体细胞内含19条染色体
科技探索之路
1902年，哈伯兰特(G.Haberlandt，1854一1945)提出了细胞全能性的理论，但相关的实验尝试没有成功。
1958年，斯图尔德(EC.Steward，1904一1993)等发现胡萝卜的体细胞可以分化为胚，为细胞全能性理论提供了强有力的支持。
1960年，科金(E.C.Cocking，1931一）用真菌的纤维素酶分解番茄根的细胞壁，成功获得了原生质体。
1964年，古哈(S.Guha，1938-2007)等在培养毛曼陀罗的花药时，首次得到了由花药中的花粉粒发育而来的胚。
1971年，卡尔森（PS.Carlson，1944一2017)诱导烟草种间原生质体融合，获得了第一株体细胞种间杂种植株。
1974年，土壤农杆菌的Ti质粒被发现。之后，该质粒应用于植物分子生物学领域，促进了植物细胞工程与分子生物学技术紧密结合。
植物细胞工程的发展历程
谢谢聆听！