2.1植物细胞工程课件(共51张PPT)-2022-2023学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3
文档属性
| 名称 | 2.1植物细胞工程课件(共51张PPT)-2022-2023学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 15.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-02-10 18:14:30 | ||
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文档简介
(共51张PPT)
第2章第1节 植物细胞工程
植物细胞工程的应用
植物细胞工程在农业、医药工业等方面有着广泛的应用，并且取得了显著的社会效益和经济效益。
1. 植物细胞工程在生产实践的应用。
2. 植物细胞工程应用于生产实践的
主要优势。
一、植物细胞工程
1.植物组织培养
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
根、芽
幼苗
完整植株
移栽成活
（3）过程：
（1）定义：
植物组织培养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）原理：细胞具有全能性
强调：生殖方式为无性生殖 分裂方式为有丝分裂
关于细胞的全能性
完整个体
全套基因
细胞
细胞核
受精卵
体细胞
低
高
离体
外植体：指离体培养的植物器官、组织或细胞称为外植体。
愈伤组织：一类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。
脱分化：已经分化的细胞，失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞（愈伤组织）
再分化：愈伤组织能重新分化成芽、根等器官的过程。
思考：什么是外植体？愈伤组织？脱分化？再分化？
无光照
需光照：光照有利于分化和叶绿素的合成
第8课时
学习·探究区
组织类型 细胞来源 细胞形态 细胞结构 细胞排列 细胞去向
根尖分 生区组织 受精卵 正方形 无液泡 紧密 分化成多
种细胞组织
愈伤 组织 高度分 化细胞 无定形 高度液 泡化 疏松 再分化
成新个体
相同点 都通过有丝分裂进行细胞增殖 （1）离体状态
（2）无菌操作（外植体等消毒处理）
（3）种类齐全、比例适合的营养物质（蔗糖、MS固体培养基）
（4）植物激素（主要是生长素和细胞分裂素）
（5）适宜的外界条件（温度、pH、光照等）
思考：要使其体现全能性，具体需要什么条件？
1）培养基名称： ； 2）物理性质： ；
3）碳源： 。
拓展1：植物组织培养常用的培养基配方
P116
生长素/细胞分裂素 结果
比值高(＞1)
比值低(＜1)
比值适中(=1)
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
简记为：“高”根，“低”芽，“中”愈伤
组织培养有俩种技术途径：
1.若再分化先诱导分化形成不定根，则可形成胚状体。
2.若再分化先诱导分化形成不定芽，则可形成丛芽，而后再诱导生根后才能移栽。
3.体细胞胚（胚状体）：在组织培养过程中，某些体细胞在形态上转变为与合子发育成的胚非常相似的结构，被称为体细胞胚（胚状体）。
植物组织培养的两种途径
胚状体途径
器官发
生途径
酒精消
毒30s
外植体的消毒
材料：
幼嫩的菊花茎段
流水
冲洗
次氯酸钠溶
液处理30min
→
→
无菌水清
洗2～3次
→
→
无菌水清
洗2～3次
用解剖刀将外植体切
成0.5～1cm长的小段
外植体的切段
将消过毒的外植体
置于无菌培养皿中
用无菌滤纸吸去
表面的水分
在酒精灯火焰旁，将外植体的1/3～1/2插入诱导愈伤组织的培养基中
注意：接种时注意外植体的方向，不要倒插！
（将“形态学上端”朝上，下端朝下）
接种外植体
用封口膜或瓶盖封盖瓶口，并在培养瓶上作好标记
诱导愈伤组织
将接种了外植体的锥形瓶置于18-22℃的培养箱培养
脱分化
定期观察愈伤组
织的生长情况
培养15～20d后，将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上
诱导生芽生根
长出芽后，将其转接到诱导生根的培养基上，进一步诱导形成试管苗。
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
将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入土。
问题：
毒害细胞；消耗营养物质，改变培养条件
1.在植物组培过程中，混入杂菌后有那些影响？
胡萝卜根形成层容易诱导成愈伤组织，其他部分如叶、花也能培养成小植株，只是稍微困难些。
2.为什么切取胡萝卜根的形成层，其他部分也能培养成小植株吗？
3.培养过程换过几个培养基？为什么
三个。
不能。生根苗移栽技术的关键是既要充分清洗根系表面的培养基，又不能伤及根系。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。
4. 培育的试管苗能直接移栽到露地吗？应如何操作？
固体基质型，含水量高、
蓄水性强、透性好，适合栽培
珍珠岩 ,珍珠岩是一种火山喷发的酸性熔岩，经急剧冷却而成的玻璃质岩石，有弧形或圆形裂隙，如珍珠的结构，所以被命名为珍珠岩 。
蛭石是一种天然、无毒的矿物质，在高温作用下会膨胀的矿物。它是一种比较少见的矿物，属于硅酸盐。
植物细胞工程-----植物体细胞杂交技术
要培育出如图所示的番茄—马铃薯利用传统有性杂交方法
能实现吗？为什么？
不能，因为不同种生物之间存在着生殖隔离。
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。
植物体细胞杂交技术
1.概念
将不同来源植物细胞，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。
+
=
白菜
甘蓝
白菜-甘蓝
①去壁原因： 。
②方法： 。
③相关酶： 。
④纤维素酶和果胶酶的酶溶液中一般加入
一定浓度的无机盐离子和甘露醇的原因是？
细胞壁阻碍着细胞间的杂交
酶解法
纤维素酶和果胶酶
使溶液具有一定的渗透压，防止原生质体吸水过多而涨破，保持原生质体正常
2.过程----获得原生质体
2.过程----获得原生质体
原生质体：植物细胞去掉细胞壁后剩余的部分
原生质层：细胞膜、液泡膜和两膜之间的细胞质（比原生质体少细胞核和液泡）
原生质层
物理方法：电融合法、离心法
化学方法：聚乙二醇（PEG）融合法、
高Ca2+-高pH融合法
细胞膜具有流动性
原理：
方法：
2.过程----原生质体融合
细胞融合完成的标志：
融合的原生质体重新产生细胞壁
质壁分离和质壁分离复原实验
验证再生出新壁的实验：
参与形成细胞壁的的主要细胞器是？
高尔基体
生殖方式：________ 分裂方式：________
可遗传变异类型：________________
原理：
意义：
无性生殖
有丝分裂
染色体（数目）变异
打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种
细胞膜的流动性、细胞的全能性
识图：数字代表过程，字母代表细胞、组织或植株
①_______________ a/b_____________
②_______________ c_______________
③_______________ d_______________
④_______________ e_______________
⑤_______________ f_______________
①②③___________ ④⑤____________
去除细胞壁
原生质体
原生质体间的融合
正在融合的原生质体
再生出新的细胞壁
杂种细胞
脱分化
愈伤组织
再分化
杂种植株
植物细胞融合
植物组织培养
1.细胞融合后，共有几种细胞类型？符合要求的是哪种？
2.如何选择出符合要求的细胞？
3.植物体细胞杂交技术能够打破生殖隔离，还有有什么技术也能够实现？
5种
思考：
A、B 、AA、BB、AB
植物体细胞杂交育种
四倍体
杂交育种诱导多倍体
四倍体
二倍体
思考：
4.(P38拓展题)“番茄-马铃薯”并没有地上结番茄，地下长马铃薯，这是为什么？
生物体内基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，杂种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相互干扰，它们不能像在原植株细胞内实现有序表达，因此不能按照人们的要求；表现出亲本所有的性状
特殊的植物组织培养——花药离体培养
花药离体培养
配子
DDTT
DDtt
ddTT
ddtt
正常植株（纯合）
秋水仙素诱导
高杆抗病
DdTt
DT
Dt
dT
dt
单倍体植株
DT
Dt
dT
dt
需要的纯合矮抗品种
（1）植物组织培养过程中涉及的分裂方式为_________；
（2）该过程涉及的生殖方式是_________*；
（3）经秋水仙素加倍之后，获得的植株一般为_______，一定是吗？_______。
有丝分裂
有性生殖
纯合子
不一定
亲本
(1)高度分化的细胞，只有发育成一个完整的生物个体，才能体现出细胞的全能性。( )
解析：高度分化的细胞，只要是能发育成完整生物个体，或者分化形成其他各种细胞，都认为是表现出了全能性。
(2)植物组织培养技术的理论基础是植物细胞的全能性。( )
(3)植物激素中的生长素和赤霉素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素。( )
解析：植物激素中的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。
(4)试管苗在诱导形成后，就可以直接移栽到土壤中，不过还需要适时浇水、施肥。( )
解析：试管苗在诱导形成后，要先经过壮苗等过程才可以移栽到土壤中。
×
√
×
×
【基础过关】
(5)植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种细胞。( )
(6)植物体细胞杂交利用了植物组织培养技术。( )
(7)若原生质体均为两两融合，则融合后的细胞有3种类型。( )
×
√
√
1.图是“番茄—马铃薯”杂种植株的培育过程，其中①～⑤表示过程，字母表示细胞、组织或植株。下列相关叙述正确的是( )
C
A.过程①表示在低渗溶液中用酶解法处理植物细胞获得原生质体
B.过程②诱导原生质体融合依据的原理是细胞膜具有选择透过性
C.可以根据是否发生质壁分离现象鉴别杂种细胞的细胞壁是否再生
D.植物有性杂交和体细胞杂交都能克服远缘杂交不亲和的障碍
【课堂检测】
C
2.如图为通过矮牵牛原生质体形成再生植株的过程，有关叙述错误的是( )
A.过程①用纤维素酶和果胶酶获得原生质体
B.过程②是基因选择性表达的结果
C.过程③需用秋水仙素处理诱导细胞壁再生
D.原生质体无细胞壁但仍保持细胞的全能性
B
3.植物组织培养可以形成愈伤组织，下列有关愈伤组织的叙述错误的是( )
A.愈伤组织是离体细胞经过脱分化形成的
B.形成愈伤组织的培养基不含有机分子
C.愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构
D.愈伤组织细胞的线粒体和核糖体中可能发生碱基互补配对
4.植物体细胞杂交尚未解决的问题是( )
A.去除细胞壁，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亲代的优良性状
D.尚未培育出属间杂种植物
C
一、植物细胞工程
1.快速繁殖
（1）概念：
用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。也叫微型繁殖。
（2）优点：
①可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖；
②可以保持优良品种的遗传特性。
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
根、芽
幼苗
完整植株
移栽成活
（3）过程：
（4）实例：
一些优良的观赏植物、经济林木、无性繁殖作物和濒危植物等。
③不受自然生长季节的限制。
铁皮石斛的工厂化生产
一、植物繁殖的新途径
1.快速繁殖
（4）实例：
杨树
生菜
无籽西瓜
报春花
鹤望兰
一、植物繁殖的新途径
1.快速繁殖
（4）实例：
2.作物脱毒
（1）适用对象：
被病毒感染的无性繁殖的作物。
（2）脱毒过程：
无病毒组织：如茎尖组织
脱分化
愈伤组织
再分化
根、芽
幼苗
完整植株
移栽成活
（3）实例：
马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等。
一、植物繁殖的新途径
普通草莓
脱毒草莓
二、作物新品种的培育
正常
植物
花药
愈伤
组织
单倍体幼苗
脱分化
再分化
染色体加倍
秋水仙素处理
1.单倍体育种
(1)方法:
(3)优点:
花药离体培养获得单倍体植株，再用秋水仙素处理使染色体数目加倍。
种子
（纯合体）
自交
选优
(2)技术：
植物组织培养
明显缩短育种年限。后代都是纯合体，稳定遗传。
(4)实例:
单育1号烟草、水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等作物。
P：
高杆抗病
DDTT
×
矮杆感病
ddtt
F1
高杆抗病
DdTt
↓
第1年
↓
×
选育出需要
的矮抗纯种
F2
D_T_
D_tt
ddT_
ddtt
矮抗
杂交育种
第2年
第3年
×
生长
ddTT
F3
配子：
DT
Dt
dT
dt
单倍体幼苗：
DT
Dt
dT
dt
花药离体培养
秋水 仙素
第2年
第4年
DDtt
ddTT
ddtt
纯合体:
DDTT
矮抗
P
高杆抗病
DDTT
×
矮杆感病
ddtt
F1
高杆抗病
DdTt
单倍体育种
第1年
选择矮秆抗病即为新品种
举例：利用高杆抗病DDTT和矮杆感病ddtt品种培育矮杆抗病ddTT品种
2.突变体的利用
（1）原理：
在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖的状态，因此容易受到培养条件和诱变因素（如射线、化学物质等）的影响而产生突变。
（2）过程：
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
突变体
筛选培育
新品种
诱变处理
（4）实例：
抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草等。
（3）原理：
基因突变和植物细胞的全能性。
二、作物新品种的培育
3.人工种子
以植物组织培养得到的_______________________________等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。人工种子在适宜条件下同样能够萌发长成幼苗。
胚状体、不定芽、顶芽和腋芽
胚状体
人工胚乳
人工种皮
抗压、保水、透气
具有发育成完整植株的能力
保证胚状体生长发育的必需物质
胚状体：是指在组织培养过程中，在植物组织块或愈伤组织上产生的一种结构，它与正常受精卵发育形成的胚有类似的结构和发育过程。
①无性繁殖，易于保留优良性状。②不受气候、季节和地域限制。③方便储存和运输。④解决了某些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。
优点：
二、作物新品种的培育
三、细胞产物的工厂化生产
1.植物的代谢产物
（1）初生代谢物：
初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动，初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质、核酸等。
（2）次生代谢物：
次生代谢不是生物生长所必需的，在特定条件下进行；
次生代谢物是一类小分子有机化合物（如酚类、萜类和含氮化合物等）。
在植物的抗虫、抗病等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源。
含量很低，从植物组织中提取会大量破坏植物资源，有些产物又不能或难以通过化学合成途径得到。
指在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。
2.细胞产物的工厂化生产的过程
外植体
脱分化
愈伤组织
细胞产物
培养、提取
3.细胞产物的工厂化生产的概念：
利用植物细胞培养来获得目标产物，这个过程就是细胞产物的工厂化生产。
植物细胞培养：
4.特点：
不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，因此对于社会、经济、环境保护具有重要意义。
5.实例：
紫草宁、紫杉醇、人参皂苷的植物细胞工程产品
三、细胞产物的工厂化生产
外植体
脱分化
愈伤组织
细胞产物
培养、提取
注意：① 一般组织培养到愈伤组织即可。因为此时细胞分裂能力旺盛，代谢快，有利于产物生成。
②液体培养基（培养液）有利于培养的细胞与营养物质充分接触。
工厂化生产人参皂甙干粉的基本流程：
人参根 愈伤组织 增长速度快而且细胞内人参皂甙干粉含量高的细胞 细胞增殖 提取人参皂甙干粉
脱分化
培养选择
破碎细胞
放入发酵罐
3.细胞产物工厂化生产实例
三、细胞产物的工厂化生产
到社会中去
“手指植物”通常培育在装有彩色固体培养基的小玻璃瓶中，只要保证充足的光照和适宜的温度，不需要额外补充水分和营养物质，它们就能在玻璃瓶中生长三四个月之久。
“手指植物”的制作方法用到了植物组织培养技术。在制作过程中，一定要注意做好灭菌和消毒工作，为了防止污染可在培养基中加入一定量的抑菌剂。另外，还可以根据个人喜好，在培养基中加入适量的色素或者荧光剂，使“手指植物”更具有观赏价值。
转基因细胞
杂种细胞
茎尖、根尖等分生区
花药（花粉）
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
丛芽或胚状体
工厂化
生产药物
转基因植物
植物体
诱变处理
突变细胞
植物细胞工程的实际应用
突变体的利用
培养
杂种植物
作物脱毒
单倍体育种
快速繁殖
1．通过组织培养技术，可把植物组织细胞培养成胚状体，再通过人工种皮包装得到人工种子（如图所示），人工种子在适宜条件下可萌发生长。这属于植物微型繁殖。下列叙述错误的是（ ）
A．该微型繁殖技术能保持植物原有的遗传特性
B．人工种皮需具备透气性以保持胚状体的活力
C．人工胚乳中需添加有机营养及植物激素，不需添加无机盐
D．将图中的胚状体换成愈伤组织，在适宜条件下也可萌发生长
C
2．紫杉醇是红豆杉属植物产生的一种次生代谢产物，对胃癌、乳腺癌等有一定的疗效。传统方法是从红豆杉树皮中提取紫杉醇，从36株60年生大树的树皮中才能提取到1g紫杉醇。近些年来，植物细胞工程技术的崛起，可从选取红豆杉愈伤组织中提取该成分，使紫杉醇的产量大幅增加。下列有关叙述正确的是（ ）
A．将含紫杉醇的细胞置于低渗溶液中使其涨破提取紫杉醇
B．愈伤组织经液体悬浮培养后获得的细胞均能多次继代培养
C．紫杉醇不是该植物基本生命活动所必需的物质
D．该培养基以蔗糖为唯一有机成分
C
3．某兴趣小组从田间获得无根的非洲菊幼苗进行离体培养，下列有关操作过程中涉及的问题的表述不正确的是（ ）
A．灭菌后的空白培养基先放到恒温箱中培养一段时间再进行菊花茎段接种
B．培养过程中带顶芽的幼茎经脱分化形成愈伤组织再形成丛生苗
C．消毒后的幼芽切段接种于培养基时不小心划破培养基，对其生长无影响
D．若直接将无根的非洲菊幼苗接种到MS培养基上培养，可以产生生根苗
4．我国科学家用辐射诱变培育成的新品种小麦，比原品种更耐寒、耐旱和抗病。下列叙述正确的是（ ）
A．培育新品种小麦的育种过程中一定发生了基因突变
B．辐射诱变可以提高突变率并使小麦定向发生优良性状的突变
C．新品种小麦发生了适应性进化，比原品种更能适应当前的自然环境
D．科学家培育的新品种小麦与原品种小麦之间可能不存在生殖隔离
B
D
第2章第1节 植物细胞工程
植物细胞工程的应用
植物细胞工程在农业、医药工业等方面有着广泛的应用，并且取得了显著的社会效益和经济效益。
1. 植物细胞工程在生产实践的应用。
2. 植物细胞工程应用于生产实践的
主要优势。
一、植物细胞工程
1.植物组织培养
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
根、芽
幼苗
完整植株
移栽成活
（3）过程：
（1）定义：
植物组织培养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）原理：细胞具有全能性
强调：生殖方式为无性生殖 分裂方式为有丝分裂
关于细胞的全能性
完整个体
全套基因
细胞
细胞核
受精卵
体细胞
低
高
离体
外植体：指离体培养的植物器官、组织或细胞称为外植体。
愈伤组织：一类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。
脱分化：已经分化的细胞，失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞（愈伤组织）
再分化：愈伤组织能重新分化成芽、根等器官的过程。
思考：什么是外植体？愈伤组织？脱分化？再分化？
无光照
需光照：光照有利于分化和叶绿素的合成
第8课时
学习·探究区
组织类型 细胞来源 细胞形态 细胞结构 细胞排列 细胞去向
根尖分 生区组织 受精卵 正方形 无液泡 紧密 分化成多
种细胞组织
愈伤 组织 高度分 化细胞 无定形 高度液 泡化 疏松 再分化
成新个体
相同点 都通过有丝分裂进行细胞增殖 （1）离体状态
（2）无菌操作（外植体等消毒处理）
（3）种类齐全、比例适合的营养物质（蔗糖、MS固体培养基）
（4）植物激素（主要是生长素和细胞分裂素）
（5）适宜的外界条件（温度、pH、光照等）
思考：要使其体现全能性，具体需要什么条件？
1）培养基名称： ； 2）物理性质： ；
3）碳源： 。
拓展1：植物组织培养常用的培养基配方
P116
生长素/细胞分裂素 结果
比值高(＞1)
比值低(＜1)
比值适中(=1)
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
简记为：“高”根，“低”芽，“中”愈伤
组织培养有俩种技术途径：
1.若再分化先诱导分化形成不定根，则可形成胚状体。
2.若再分化先诱导分化形成不定芽，则可形成丛芽，而后再诱导生根后才能移栽。
3.体细胞胚（胚状体）：在组织培养过程中，某些体细胞在形态上转变为与合子发育成的胚非常相似的结构，被称为体细胞胚（胚状体）。
植物组织培养的两种途径
胚状体途径
器官发
生途径
酒精消
毒30s
外植体的消毒
材料：
幼嫩的菊花茎段
流水
冲洗
次氯酸钠溶
液处理30min
→
→
无菌水清
洗2～3次
→
→
无菌水清
洗2～3次
用解剖刀将外植体切
成0.5～1cm长的小段
外植体的切段
将消过毒的外植体
置于无菌培养皿中
用无菌滤纸吸去
表面的水分
在酒精灯火焰旁，将外植体的1/3～1/2插入诱导愈伤组织的培养基中
注意：接种时注意外植体的方向，不要倒插！
（将“形态学上端”朝上，下端朝下）
接种外植体
用封口膜或瓶盖封盖瓶口，并在培养瓶上作好标记
诱导愈伤组织
将接种了外植体的锥形瓶置于18-22℃的培养箱培养
脱分化
定期观察愈伤组
织的生长情况
培养15～20d后，将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上
诱导生芽生根
长出芽后，将其转接到诱导生根的培养基上，进一步诱导形成试管苗。
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
将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入土。
问题：
毒害细胞；消耗营养物质，改变培养条件
1.在植物组培过程中，混入杂菌后有那些影响？
胡萝卜根形成层容易诱导成愈伤组织，其他部分如叶、花也能培养成小植株，只是稍微困难些。
2.为什么切取胡萝卜根的形成层，其他部分也能培养成小植株吗？
3.培养过程换过几个培养基？为什么
三个。
不能。生根苗移栽技术的关键是既要充分清洗根系表面的培养基，又不能伤及根系。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。
4. 培育的试管苗能直接移栽到露地吗？应如何操作？
固体基质型，含水量高、
蓄水性强、透性好，适合栽培
珍珠岩 ,珍珠岩是一种火山喷发的酸性熔岩，经急剧冷却而成的玻璃质岩石，有弧形或圆形裂隙，如珍珠的结构，所以被命名为珍珠岩 。
蛭石是一种天然、无毒的矿物质，在高温作用下会膨胀的矿物。它是一种比较少见的矿物，属于硅酸盐。
植物细胞工程-----植物体细胞杂交技术
要培育出如图所示的番茄—马铃薯利用传统有性杂交方法
能实现吗？为什么？
不能，因为不同种生物之间存在着生殖隔离。
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。
植物体细胞杂交技术
1.概念
将不同来源植物细胞，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。
+
=
白菜
甘蓝
白菜-甘蓝
①去壁原因： 。
②方法： 。
③相关酶： 。
④纤维素酶和果胶酶的酶溶液中一般加入
一定浓度的无机盐离子和甘露醇的原因是？
细胞壁阻碍着细胞间的杂交
酶解法
纤维素酶和果胶酶
使溶液具有一定的渗透压，防止原生质体吸水过多而涨破，保持原生质体正常
2.过程----获得原生质体
2.过程----获得原生质体
原生质体：植物细胞去掉细胞壁后剩余的部分
原生质层：细胞膜、液泡膜和两膜之间的细胞质（比原生质体少细胞核和液泡）
原生质层
物理方法：电融合法、离心法
化学方法：聚乙二醇（PEG）融合法、
高Ca2+-高pH融合法
细胞膜具有流动性
原理：
方法：
2.过程----原生质体融合
细胞融合完成的标志：
融合的原生质体重新产生细胞壁
质壁分离和质壁分离复原实验
验证再生出新壁的实验：
参与形成细胞壁的的主要细胞器是？
高尔基体
生殖方式：________ 分裂方式：________
可遗传变异类型：________________
原理：
意义：
无性生殖
有丝分裂
染色体（数目）变异
打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种
细胞膜的流动性、细胞的全能性
识图：数字代表过程，字母代表细胞、组织或植株
①_______________ a/b_____________
②_______________ c_______________
③_______________ d_______________
④_______________ e_______________
⑤_______________ f_______________
①②③___________ ④⑤____________
去除细胞壁
原生质体
原生质体间的融合
正在融合的原生质体
再生出新的细胞壁
杂种细胞
脱分化
愈伤组织
再分化
杂种植株
植物细胞融合
植物组织培养
1.细胞融合后，共有几种细胞类型？符合要求的是哪种？
2.如何选择出符合要求的细胞？
3.植物体细胞杂交技术能够打破生殖隔离，还有有什么技术也能够实现？
5种
思考：
A、B 、AA、BB、AB
植物体细胞杂交育种
四倍体
杂交育种诱导多倍体
四倍体
二倍体
思考：
4.(P38拓展题)“番茄-马铃薯”并没有地上结番茄，地下长马铃薯，这是为什么？
生物体内基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，杂种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相互干扰，它们不能像在原植株细胞内实现有序表达，因此不能按照人们的要求；表现出亲本所有的性状
特殊的植物组织培养——花药离体培养
花药离体培养
配子
DDTT
DDtt
ddTT
ddtt
正常植株（纯合）
秋水仙素诱导
高杆抗病
DdTt
DT
Dt
dT
dt
单倍体植株
DT
Dt
dT
dt
需要的纯合矮抗品种
（1）植物组织培养过程中涉及的分裂方式为_________；
（2）该过程涉及的生殖方式是_________*；
（3）经秋水仙素加倍之后，获得的植株一般为_______，一定是吗？_______。
有丝分裂
有性生殖
纯合子
不一定
亲本
(1)高度分化的细胞，只有发育成一个完整的生物个体，才能体现出细胞的全能性。( )
解析：高度分化的细胞，只要是能发育成完整生物个体，或者分化形成其他各种细胞，都认为是表现出了全能性。
(2)植物组织培养技术的理论基础是植物细胞的全能性。( )
(3)植物激素中的生长素和赤霉素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素。( )
解析：植物激素中的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。
(4)试管苗在诱导形成后，就可以直接移栽到土壤中，不过还需要适时浇水、施肥。( )
解析：试管苗在诱导形成后，要先经过壮苗等过程才可以移栽到土壤中。
×
√
×
×
【基础过关】
(5)植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种细胞。( )
(6)植物体细胞杂交利用了植物组织培养技术。( )
(7)若原生质体均为两两融合，则融合后的细胞有3种类型。( )
×
√
√
1.图是“番茄—马铃薯”杂种植株的培育过程，其中①～⑤表示过程，字母表示细胞、组织或植株。下列相关叙述正确的是( )
C
A.过程①表示在低渗溶液中用酶解法处理植物细胞获得原生质体
B.过程②诱导原生质体融合依据的原理是细胞膜具有选择透过性
C.可以根据是否发生质壁分离现象鉴别杂种细胞的细胞壁是否再生
D.植物有性杂交和体细胞杂交都能克服远缘杂交不亲和的障碍
【课堂检测】
C
2.如图为通过矮牵牛原生质体形成再生植株的过程，有关叙述错误的是( )
A.过程①用纤维素酶和果胶酶获得原生质体
B.过程②是基因选择性表达的结果
C.过程③需用秋水仙素处理诱导细胞壁再生
D.原生质体无细胞壁但仍保持细胞的全能性
B
3.植物组织培养可以形成愈伤组织，下列有关愈伤组织的叙述错误的是( )
A.愈伤组织是离体细胞经过脱分化形成的
B.形成愈伤组织的培养基不含有机分子
C.愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构
D.愈伤组织细胞的线粒体和核糖体中可能发生碱基互补配对
4.植物体细胞杂交尚未解决的问题是( )
A.去除细胞壁，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亲代的优良性状
D.尚未培育出属间杂种植物
C
一、植物细胞工程
1.快速繁殖
（1）概念：
用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。也叫微型繁殖。
（2）优点：
①可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖；
②可以保持优良品种的遗传特性。
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
根、芽
幼苗
完整植株
移栽成活
（3）过程：
（4）实例：
一些优良的观赏植物、经济林木、无性繁殖作物和濒危植物等。
③不受自然生长季节的限制。
铁皮石斛的工厂化生产
一、植物繁殖的新途径
1.快速繁殖
（4）实例：
杨树
生菜
无籽西瓜
报春花
鹤望兰
一、植物繁殖的新途径
1.快速繁殖
（4）实例：
2.作物脱毒
（1）适用对象：
被病毒感染的无性繁殖的作物。
（2）脱毒过程：
无病毒组织：如茎尖组织
脱分化
愈伤组织
再分化
根、芽
幼苗
完整植株
移栽成活
（3）实例：
马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等。
一、植物繁殖的新途径
普通草莓
脱毒草莓
二、作物新品种的培育
正常
植物
花药
愈伤
组织
单倍体幼苗
脱分化
再分化
染色体加倍
秋水仙素处理
1.单倍体育种
(1)方法:
(3)优点:
花药离体培养获得单倍体植株，再用秋水仙素处理使染色体数目加倍。
种子
（纯合体）
自交
选优
(2)技术：
植物组织培养
明显缩短育种年限。后代都是纯合体，稳定遗传。
(4)实例:
单育1号烟草、水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等作物。
P：
高杆抗病
DDTT
×
矮杆感病
ddtt
F1
高杆抗病
DdTt
↓
第1年
↓
×
选育出需要
的矮抗纯种
F2
D_T_
D_tt
ddT_
ddtt
矮抗
杂交育种
第2年
第3年
×
生长
ddTT
F3
配子：
DT
Dt
dT
dt
单倍体幼苗：
DT
Dt
dT
dt
花药离体培养
秋水 仙素
第2年
第4年
DDtt
ddTT
ddtt
纯合体:
DDTT
矮抗
P
高杆抗病
DDTT
×
矮杆感病
ddtt
F1
高杆抗病
DdTt
单倍体育种
第1年
选择矮秆抗病即为新品种
举例：利用高杆抗病DDTT和矮杆感病ddtt品种培育矮杆抗病ddTT品种
2.突变体的利用
（1）原理：
在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖的状态，因此容易受到培养条件和诱变因素（如射线、化学物质等）的影响而产生突变。
（2）过程：
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
突变体
筛选培育
新品种
诱变处理
（4）实例：
抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草等。
（3）原理：
基因突变和植物细胞的全能性。
二、作物新品种的培育
3.人工种子
以植物组织培养得到的_______________________________等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。人工种子在适宜条件下同样能够萌发长成幼苗。
胚状体、不定芽、顶芽和腋芽
胚状体
人工胚乳
人工种皮
抗压、保水、透气
具有发育成完整植株的能力
保证胚状体生长发育的必需物质
胚状体：是指在组织培养过程中，在植物组织块或愈伤组织上产生的一种结构，它与正常受精卵发育形成的胚有类似的结构和发育过程。
①无性繁殖，易于保留优良性状。②不受气候、季节和地域限制。③方便储存和运输。④解决了某些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。
优点：
二、作物新品种的培育
三、细胞产物的工厂化生产
1.植物的代谢产物
（1）初生代谢物：
初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动，初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质、核酸等。
（2）次生代谢物：
次生代谢不是生物生长所必需的，在特定条件下进行；
次生代谢物是一类小分子有机化合物（如酚类、萜类和含氮化合物等）。
在植物的抗虫、抗病等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源。
含量很低，从植物组织中提取会大量破坏植物资源，有些产物又不能或难以通过化学合成途径得到。
指在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。
2.细胞产物的工厂化生产的过程
外植体
脱分化
愈伤组织
细胞产物
培养、提取
3.细胞产物的工厂化生产的概念：
利用植物细胞培养来获得目标产物，这个过程就是细胞产物的工厂化生产。
植物细胞培养：
4.特点：
不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，因此对于社会、经济、环境保护具有重要意义。
5.实例：
紫草宁、紫杉醇、人参皂苷的植物细胞工程产品
三、细胞产物的工厂化生产
外植体
脱分化
愈伤组织
细胞产物
培养、提取
注意：① 一般组织培养到愈伤组织即可。因为此时细胞分裂能力旺盛，代谢快，有利于产物生成。
②液体培养基（培养液）有利于培养的细胞与营养物质充分接触。
工厂化生产人参皂甙干粉的基本流程：
人参根 愈伤组织 增长速度快而且细胞内人参皂甙干粉含量高的细胞 细胞增殖 提取人参皂甙干粉
脱分化
培养选择
破碎细胞
放入发酵罐
3.细胞产物工厂化生产实例
三、细胞产物的工厂化生产
到社会中去
“手指植物”通常培育在装有彩色固体培养基的小玻璃瓶中，只要保证充足的光照和适宜的温度，不需要额外补充水分和营养物质，它们就能在玻璃瓶中生长三四个月之久。
“手指植物”的制作方法用到了植物组织培养技术。在制作过程中，一定要注意做好灭菌和消毒工作，为了防止污染可在培养基中加入一定量的抑菌剂。另外，还可以根据个人喜好，在培养基中加入适量的色素或者荧光剂，使“手指植物”更具有观赏价值。
转基因细胞
杂种细胞
茎尖、根尖等分生区
花药（花粉）
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
丛芽或胚状体
工厂化
生产药物
转基因植物
植物体
诱变处理
突变细胞
植物细胞工程的实际应用
突变体的利用
培养
杂种植物
作物脱毒
单倍体育种
快速繁殖
1．通过组织培养技术，可把植物组织细胞培养成胚状体，再通过人工种皮包装得到人工种子（如图所示），人工种子在适宜条件下可萌发生长。这属于植物微型繁殖。下列叙述错误的是（ ）
A．该微型繁殖技术能保持植物原有的遗传特性
B．人工种皮需具备透气性以保持胚状体的活力
C．人工胚乳中需添加有机营养及植物激素，不需添加无机盐
D．将图中的胚状体换成愈伤组织，在适宜条件下也可萌发生长
C
2．紫杉醇是红豆杉属植物产生的一种次生代谢产物，对胃癌、乳腺癌等有一定的疗效。传统方法是从红豆杉树皮中提取紫杉醇，从36株60年生大树的树皮中才能提取到1g紫杉醇。近些年来，植物细胞工程技术的崛起，可从选取红豆杉愈伤组织中提取该成分，使紫杉醇的产量大幅增加。下列有关叙述正确的是（ ）
A．将含紫杉醇的细胞置于低渗溶液中使其涨破提取紫杉醇
B．愈伤组织经液体悬浮培养后获得的细胞均能多次继代培养
C．紫杉醇不是该植物基本生命活动所必需的物质
D．该培养基以蔗糖为唯一有机成分
C
3．某兴趣小组从田间获得无根的非洲菊幼苗进行离体培养，下列有关操作过程中涉及的问题的表述不正确的是（ ）
A．灭菌后的空白培养基先放到恒温箱中培养一段时间再进行菊花茎段接种
B．培养过程中带顶芽的幼茎经脱分化形成愈伤组织再形成丛生苗
C．消毒后的幼芽切段接种于培养基时不小心划破培养基，对其生长无影响
D．若直接将无根的非洲菊幼苗接种到MS培养基上培养，可以产生生根苗
4．我国科学家用辐射诱变培育成的新品种小麦，比原品种更耐寒、耐旱和抗病。下列叙述正确的是（ ）
A．培育新品种小麦的育种过程中一定发生了基因突变
B．辐射诱变可以提高突变率并使小麦定向发生优良性状的突变
C．新品种小麦发生了适应性进化，比原品种更能适应当前的自然环境
D．科学家培育的新品种小麦与原品种小麦之间可能不存在生殖隔离
B
D