2.1 植物细胞工程的基本技术(共29张PPT)-2022-2023学年高二生物课件（人教版2019选择必修3）
文档属性
| 名称 | 2.1 植物细胞工程的基本技术(共29张PPT)-2022-2023学年高二生物课件（人教版2019选择必修3） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 80.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-01-10 18:02:01 | ||
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文档简介
(共29张PPT)
植物细胞工程
从古至今，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。但兰花种子通常发育不全，在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，如果靠自然繁殖，兰花的价格可想而知了。如何能让名贵的兰花大量、快速地繁殖，从而走入寻常百姓家呢？
利用植物组织培养技术可大量、快速地培育兰花
细胞全能性
细胞经分裂和分化后，仍然具有产生__________或其他__________的潜能。
细胞全能性的原因
分化的体细胞(或细胞核)
具有_______个体发育所需要的_________。
在生物个体发育过程中，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？
这是因为在特定_______和_______条件下，细胞中的___________________。
基因会选择性表达
时间
空间
全部基因
本物种
完整生物体
各种细胞
体内的细胞在什么条件下才能表现出全能性？
细胞离体、一定的营养物质、激素和其他外界条件
植物组织培养
将离体的植物______、______或_____等，培养在人工配制的________上，给予适宜的培养_______，诱导形成_________的技术。
理论基础
植物细胞的全能性（具有某种植物全部遗传信息的任一细胞都具有发育成为完整植株的潜力）
器官
组织
细胞
培养基
条件
完整植株
外离体经______后通过有丝分裂形成_______________________
外植体：
愈伤组织：
离体培养的植物器官、组织或细胞
特点：不定形状态、薄壁细胞、高度液泡化、排列疏松、无规则
菊花的组织培养
脱分化
不定形态的薄壁组织团块
脱分化
外植体在一定的____和_____等条件的____下，__________的细胞________________________，转变成______________的过程；
激素
营养
诱导
已经分化
失去其特有的结构和功能
未分化的细胞
概念：
实质
结果
已分化的细胞失去其特有的结构和功能，转为未分化的细胞
形成愈伤组织（不定形的薄壁组织团块）
适宜的外界环境（如无菌、无光等），培养基（营养物质及生长素与细胞分裂素浓度、用量相等）
条件
再分化
实质
结果
条件
_________能重新______成________________的过程；
基因的选择性表达
再分化成胚状体，长出芽和根，进而发育成完整的植株
需要给予适当时间和强度的光照以诱导叶绿素的合成，使试管苗能够进行光合作用
概念
愈伤组织
分化
芽、根等器官
生长素/CTK 结果
比值高(＞1)
比值低(＜1)
比值适中(=1)
_______和____________是启动_________、______和______的关键激素，它们的_____、_____等都会影响植物细胞的发育方向；
生长素
细胞分裂素
细胞分裂
脱分化
再分化
浓度
比例
植物激素
有利于根的分化，抑制芽的形成
有利于芽的分化，抑制根的形成
促进愈伤组织的形成
实验过程与步骤
（1）制备外植体
消毒原因
酒精
无菌水洗
次氯酸钠溶液
无菌水
冲洗
防止杂菌污染，因杂菌生长快与培养物争夺营养，且产生有害的物质致培养物致死
无菌操作
（2）外植体处理
用酒精对工作台消毒
在酒精灯火焰旁操作
将消毒过的外植体置于无菌培养皿，用无菌滤纸吸去表面水分，用解剖刀将外植体切成0.5-1cm长的小段
（3）接种外植体
将外植体的1/3-1/2插入诱导愈伤组织的培养基中。用封口膜或瓶盖封盖瓶口，并做好标记
（4）诱导愈伤组织
将接种了外植体的锥形瓶置18-22℃的培养箱中培养。定期观察和记录愈伤组织的生长情况。
（5）诱导芽和根
培养15-20d后，将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽培养基上出芽后，再将其转接到诱导生根的培养基上诱导形成试管苗。
（6）
移
栽
移栽前先打开封口膜或瓶盖，让试管苗在培养箱内生长几日。用流水清洗掉根部的培养基后，待其长壮后再移栽入土
评价1:接种3-4d后，检查外植体的生长情况，统计有多少外植体被污染，并分析它们被污染的可能原因
外植体消毒不彻底；培养基、接种工具灭菌不彻底；操作过程不符合无菌操作要求等。
评价2.你培养出愈伤组织了吗？从刚接种的外植体到长出愈伤组织经历了多少天？愈伤组织进一步分化出芽和根了吗？
定时观察实验结果是否培养出了愈伤组织，记录多长时间长出愈伤组织。统计更换培养基后愈伤组织进一步分化成根和芽的比例和时间。
评价3:培育的试管苗能直接移栽到露地吗？应如何操作？
一般使用无土栽培方法。培养基质要提前消毒，可以向培养基质喷洒质量分数为5%的高锰酸钾，并用塑料薄膜覆盖12h，掀开塑料薄膜24h后才能移栽。新移栽的组培苗要在温室过渡几天，待其长壮后再移植到大田或盆中。
试管苗移栽的关键：既要充分清洗根系表面的培养基，又不能伤及根系。
D
C
C
1.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.木质部中的导管细胞
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，下列哪项条件是不需要的
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
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 B.去分化
C.再分化 D.脱分化或去分化
(1)A、B过程分别为 。C是 。
A过程细胞分裂方式是 ，
B过程细胞分裂方式是 ,同时也进行 。
A过程一般 光照；B过程需要光照，因为 。
4.下列是植物组织培养流程图，请回答：
有丝分裂
细胞分化
有丝分裂
脱分化、再分化
愈伤组织
不需要
叶绿素的合成需要光照
(2)影响A、B过程的关键因素是 ，主要是 和 ，二者添加的 会影响脱分化和再分化过程。
(3)植物组织培养是一个 过程。（填“无性繁殖”、“有性繁殖”）
4.下列是植物组织培养流程图，请回答：
植物激素
细胞分裂素
生长素
无性繁殖
浓度及比例
欲培育地上长番茄和地下结马铃薯的“超级作物”。你有什么妙招？
利用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？
不能。因为不同种物种之间存在着生殖隔离
有没有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
细胞膜的流动性
（原生质体融合）
植物体细胞杂交
概念
将_________的植物细胞，在一定条件下________杂种细胞，并把_________培育成新植物体的技术。
不同来源
融合成
杂种细胞
原理
植物细胞具有全能性
（杂种细胞培养成杂种植株）
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？
细胞壁的化学成分是什么？有没有一种温和的去壁方法呢？
植物具有
细胞壁
去壁方法
酶解法（纤维素酶、果胶酶等）
纤维素和果胶
除去细胞壁的植物细胞叫原生质体
——杂交过程的关键环节
原生质体融合
来自两个不同细胞的原生体是如何融合在一起？
离心、振动、电融合法
物理法：
聚乙二醇（PEG）等
化学法：
只考虑两两融合，原生质体A和B可以形成几种融合细胞？哪种融合细胞才是符合要求的？
三种
杂种细胞再生出细胞壁
细胞融合完成的标志
A
B
原生质体融合
或
或
AA
BB
AB
AB融合细胞才符合要求
AB
该杂种细胞具有全能性吗？如何体现出来呢？
有，组织培养
植物体细胞杂交的完整过程？
植物组织培养
杂种细胞
番茄
A
土豆
B
植物体细胞杂交过程
正在融合的原生质体
原生质
体融合
再生
细胞壁
脱 分化
再分化
移栽
愈伤组织
幼苗
原生质体
原理是细胞膜流动性
杂种植株
A
B
酶解
酶解
纤维素酶和果胶酶
物理
化学
离心、电融洽
聚乙二醇（PEG）
诱导方法
植物细胞融合
原理是细胞全能性
AB
遗传物质来自两个亲本，具有双亲的遗传性状。
完成的标志
培育出杂种植株
变异类型
染色体数目增加，属于染色体数目的变异
植物体细胞杂交
遗传特点
优点
打破生殖隔离，实现远缘杂交。
项目 植物组织培养 植物体细胞杂交技术
范畴
原理
步骤
意义
联系 无性繁殖
细胞全能性
①脱分化
②再分化
保持优良性状
繁殖快、规模生产
提高经济效益
杂交技术应用了组织培养
克服不同种生物远源杂交的障碍
①去除细胞壁
②融合形成杂种细胞
③组织培养
细胞膜流动性
细胞全能性
染色体变异、基因重组
植物组织培养与细胞杂交技术比较
1.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
2.植物细胞融合完成的标志的是
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
C
A
3.下图是利用甲、乙两种植物的各自优势，通过植物细胞工程技
术培育高产、耐
盐的杂种植株的
实验流程图。下
列相关叙述错误
的是( )
A.进行a处理时能用胰蛋白酶
B.b是诱导融合后得到的杂种细胞
C.c是培养后得到的具有耐盐性状的幼芽
D.进行d选择时要将植株种在高盐环境中
A
4.白菜—甘蓝同普通白菜相比，具有生长期短、易储存等优点。下图为白菜—甘蓝的培育流程，请回答：
（1）图示培育白菜—甘蓝幼苗的技术称为_________________________，依据的原理是__________________________________。
植物体细胞杂交
细胞膜的流动性和细胞的全能性
（2）过程②常用的化学诱导剂是___________。若只考虑原生质体两两融合，可以得到______种类型的的融合细胞。
（3）在_______________________的诱导和一定的营养条件下，经过程④_________形成愈伤组织，该过程细胞的全能性如何变化？_______。
聚乙二醇
3
提高
激素(生长素、细胞分裂素)
脱分化
植物细胞工程
从古至今，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。但兰花种子通常发育不全，在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，如果靠自然繁殖，兰花的价格可想而知了。如何能让名贵的兰花大量、快速地繁殖，从而走入寻常百姓家呢？
利用植物组织培养技术可大量、快速地培育兰花
细胞全能性
细胞经分裂和分化后，仍然具有产生__________或其他__________的潜能。
细胞全能性的原因
分化的体细胞(或细胞核)
具有_______个体发育所需要的_________。
在生物个体发育过程中，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？
这是因为在特定_______和_______条件下，细胞中的___________________。
基因会选择性表达
时间
空间
全部基因
本物种
完整生物体
各种细胞
体内的细胞在什么条件下才能表现出全能性？
细胞离体、一定的营养物质、激素和其他外界条件
植物组织培养
将离体的植物______、______或_____等，培养在人工配制的________上，给予适宜的培养_______，诱导形成_________的技术。
理论基础
植物细胞的全能性（具有某种植物全部遗传信息的任一细胞都具有发育成为完整植株的潜力）
器官
组织
细胞
培养基
条件
完整植株
外离体经______后通过有丝分裂形成_______________________
外植体：
愈伤组织：
离体培养的植物器官、组织或细胞
特点：不定形状态、薄壁细胞、高度液泡化、排列疏松、无规则
菊花的组织培养
脱分化
不定形态的薄壁组织团块
脱分化
外植体在一定的____和_____等条件的____下，__________的细胞________________________，转变成______________的过程；
激素
营养
诱导
已经分化
失去其特有的结构和功能
未分化的细胞
概念：
实质
结果
已分化的细胞失去其特有的结构和功能，转为未分化的细胞
形成愈伤组织（不定形的薄壁组织团块）
适宜的外界环境（如无菌、无光等），培养基（营养物质及生长素与细胞分裂素浓度、用量相等）
条件
再分化
实质
结果
条件
_________能重新______成________________的过程；
基因的选择性表达
再分化成胚状体，长出芽和根，进而发育成完整的植株
需要给予适当时间和强度的光照以诱导叶绿素的合成，使试管苗能够进行光合作用
概念
愈伤组织
分化
芽、根等器官
生长素/CTK 结果
比值高(＞1)
比值低(＜1)
比值适中(=1)
_______和____________是启动_________、______和______的关键激素，它们的_____、_____等都会影响植物细胞的发育方向；
生长素
细胞分裂素
细胞分裂
脱分化
再分化
浓度
比例
植物激素
有利于根的分化，抑制芽的形成
有利于芽的分化，抑制根的形成
促进愈伤组织的形成
实验过程与步骤
（1）制备外植体
消毒原因
酒精
无菌水洗
次氯酸钠溶液
无菌水
冲洗
防止杂菌污染，因杂菌生长快与培养物争夺营养，且产生有害的物质致培养物致死
无菌操作
（2）外植体处理
用酒精对工作台消毒
在酒精灯火焰旁操作
将消毒过的外植体置于无菌培养皿，用无菌滤纸吸去表面水分，用解剖刀将外植体切成0.5-1cm长的小段
（3）接种外植体
将外植体的1/3-1/2插入诱导愈伤组织的培养基中。用封口膜或瓶盖封盖瓶口，并做好标记
（4）诱导愈伤组织
将接种了外植体的锥形瓶置18-22℃的培养箱中培养。定期观察和记录愈伤组织的生长情况。
（5）诱导芽和根
培养15-20d后，将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽培养基上出芽后，再将其转接到诱导生根的培养基上诱导形成试管苗。
（6）
移
栽
移栽前先打开封口膜或瓶盖，让试管苗在培养箱内生长几日。用流水清洗掉根部的培养基后，待其长壮后再移栽入土
评价1:接种3-4d后，检查外植体的生长情况，统计有多少外植体被污染，并分析它们被污染的可能原因
外植体消毒不彻底；培养基、接种工具灭菌不彻底；操作过程不符合无菌操作要求等。
评价2.你培养出愈伤组织了吗？从刚接种的外植体到长出愈伤组织经历了多少天？愈伤组织进一步分化出芽和根了吗？
定时观察实验结果是否培养出了愈伤组织，记录多长时间长出愈伤组织。统计更换培养基后愈伤组织进一步分化成根和芽的比例和时间。
评价3:培育的试管苗能直接移栽到露地吗？应如何操作？
一般使用无土栽培方法。培养基质要提前消毒，可以向培养基质喷洒质量分数为5%的高锰酸钾，并用塑料薄膜覆盖12h，掀开塑料薄膜24h后才能移栽。新移栽的组培苗要在温室过渡几天，待其长壮后再移植到大田或盆中。
试管苗移栽的关键：既要充分清洗根系表面的培养基，又不能伤及根系。
D
C
C
1.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.木质部中的导管细胞
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，下列哪项条件是不需要的
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
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 B.去分化
C.再分化 D.脱分化或去分化
(1)A、B过程分别为 。C是 。
A过程细胞分裂方式是 ，
B过程细胞分裂方式是 ,同时也进行 。
A过程一般 光照；B过程需要光照，因为 。
4.下列是植物组织培养流程图，请回答：
有丝分裂
细胞分化
有丝分裂
脱分化、再分化
愈伤组织
不需要
叶绿素的合成需要光照
(2)影响A、B过程的关键因素是 ，主要是 和 ，二者添加的 会影响脱分化和再分化过程。
(3)植物组织培养是一个 过程。（填“无性繁殖”、“有性繁殖”）
4.下列是植物组织培养流程图，请回答：
植物激素
细胞分裂素
生长素
无性繁殖
浓度及比例
欲培育地上长番茄和地下结马铃薯的“超级作物”。你有什么妙招？
利用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？
不能。因为不同种物种之间存在着生殖隔离
有没有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
细胞膜的流动性
（原生质体融合）
植物体细胞杂交
概念
将_________的植物细胞，在一定条件下________杂种细胞，并把_________培育成新植物体的技术。
不同来源
融合成
杂种细胞
原理
植物细胞具有全能性
（杂种细胞培养成杂种植株）
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？
细胞壁的化学成分是什么？有没有一种温和的去壁方法呢？
植物具有
细胞壁
去壁方法
酶解法（纤维素酶、果胶酶等）
纤维素和果胶
除去细胞壁的植物细胞叫原生质体
——杂交过程的关键环节
原生质体融合
来自两个不同细胞的原生体是如何融合在一起？
离心、振动、电融合法
物理法：
聚乙二醇（PEG）等
化学法：
只考虑两两融合，原生质体A和B可以形成几种融合细胞？哪种融合细胞才是符合要求的？
三种
杂种细胞再生出细胞壁
细胞融合完成的标志
A
B
原生质体融合
或
或
AA
BB
AB
AB融合细胞才符合要求
AB
该杂种细胞具有全能性吗？如何体现出来呢？
有，组织培养
植物体细胞杂交的完整过程？
植物组织培养
杂种细胞
番茄
A
土豆
B
植物体细胞杂交过程
正在融合的原生质体
原生质
体融合
再生
细胞壁
脱 分化
再分化
移栽
愈伤组织
幼苗
原生质体
原理是细胞膜流动性
杂种植株
A
B
酶解
酶解
纤维素酶和果胶酶
物理
化学
离心、电融洽
聚乙二醇（PEG）
诱导方法
植物细胞融合
原理是细胞全能性
AB
遗传物质来自两个亲本，具有双亲的遗传性状。
完成的标志
培育出杂种植株
变异类型
染色体数目增加，属于染色体数目的变异
植物体细胞杂交
遗传特点
优点
打破生殖隔离，实现远缘杂交。
项目 植物组织培养 植物体细胞杂交技术
范畴
原理
步骤
意义
联系 无性繁殖
细胞全能性
①脱分化
②再分化
保持优良性状
繁殖快、规模生产
提高经济效益
杂交技术应用了组织培养
克服不同种生物远源杂交的障碍
①去除细胞壁
②融合形成杂种细胞
③组织培养
细胞膜流动性
细胞全能性
染色体变异、基因重组
植物组织培养与细胞杂交技术比较
1.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
2.植物细胞融合完成的标志的是
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
C
A
3.下图是利用甲、乙两种植物的各自优势，通过植物细胞工程技
术培育高产、耐
盐的杂种植株的
实验流程图。下
列相关叙述错误
的是( )
A.进行a处理时能用胰蛋白酶
B.b是诱导融合后得到的杂种细胞
C.c是培养后得到的具有耐盐性状的幼芽
D.进行d选择时要将植株种在高盐环境中
A
4.白菜—甘蓝同普通白菜相比，具有生长期短、易储存等优点。下图为白菜—甘蓝的培育流程，请回答：
（1）图示培育白菜—甘蓝幼苗的技术称为_________________________，依据的原理是__________________________________。
植物体细胞杂交
细胞膜的流动性和细胞的全能性
（2）过程②常用的化学诱导剂是___________。若只考虑原生质体两两融合，可以得到______种类型的的融合细胞。
（3）在_______________________的诱导和一定的营养条件下，经过程④_________形成愈伤组织，该过程细胞的全能性如何变化？_______。
聚乙二醇
3
提高
激素(生长素、细胞分裂素)
脱分化