人教版选修3专题2课题1植物细胞工程（共52张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版选修3专题2课题1植物细胞工程（共52张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 4.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2014-11-15 17:09:17 | ||
图片预览
文档简介
课件52张PPT。 科学家发现了一株稀有的花卉，现在要大面积推广，你认为可采取什么方法？植物的组织培养。
它的理论基础是什么？
具体做法怎样？ 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, 标志着一种新的生物技术---动物体细胞克隆技术面世, 也揭开细胞工程更深层次发展的序幕! 你还记得基因工程的概念吗？
基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,并通过体外DNA重组技术和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品，是在DNA分子水平进行设计和施工的一门综合科学技术。什么叫细胞工程？ 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。什么叫细胞工程？按操作对象分类植物细胞工程动物细胞工程请你说出基因工程和细胞工程的异同。2.1植物细胞工程§2.1.1植物细胞工程的基本技术1、植物组织培养技术
2、植物体细胞杂交技术一、植物组织培养技术
请大家阅读25页第二节的内容，总结 植物细胞培养大致包括哪几阶段？离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织根、芽植物体脱分化再分化植物组织培养过程发育愈伤组织： 细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的、无定形状态的具有分生能力薄壁细胞；脱（去）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变成未分化的细胞。再分化： 脱分化生产的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成根或芽等器官的过程。
这样经过脱分化和再分化，离体的植物细胞、组织或器官就形成了一个新的植株。
你认为植物组织培养的理论基础是什么？植物组织培养技术的理论基础是什么？植物细胞具有全能性。细胞的全能性概念 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，即每个细胞都具有全能性。 为什么细胞具有全能性呢？
每个细胞具有发育成完整个体所需的全部遗传信息（基因）。为什么每个细胞都具有发育成完整个体的全部遗传信息呢？
生物体每一个体细胞都是一个受精卵经有丝分裂产生的。
你认为生物的哪种细胞最容易发育生物体（全能性最高） ？细胞全能性的高低1、受精卵>生殖细胞>体细胞;
2、植物细胞>动物细胞判断：
A、每个体细胞都含有本物种全部的基因；
B、同一个体的不同组织细胞中DNA相同；RNA、蛋白质呢？
思考讨论：
为什么体内细胞没有表现出全能性，而是分化成为不同的组织、器官？ 基因在特定空间和时间条件下选择性表达的结果。在个体发育的不同时期，生物体不同部位的细胞表达的基因是不同的，合成的蛋白质也不一样，从而形成了不同的组织和器官。科学利用菊花花瓣培养的菊花为什么植物的花瓣在植物体内没有能发育成完整的植株呢？
Ａ．细胞失去了全能性 Ｂ．细胞中的基因部分丢失
Ｃ．细胞中的基因进行选择性表达 Ｄ．细胞中的基因变异不同★为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株呢？ 一、植物组织培养技术1、植物组织培养的过程看书上实验过程，讨论并概括出植物组织培养技术的流程简图。 怎样才能由一块组织通过培养得到一株完整植株, 应该如何操作?1.植物细胞表现出全能性的条件有哪些？
2.在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒，灭菌，并且要求无菌操作？
3、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？
4、为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？
5、请同学们根据上述过程概括出植物组织培养技术的流程图，并与同学交流。
1.植物细胞表现出全能性的条件有哪些？
细胞离体、一定的营养物质、激素和其他外界条件。
你认为应当有哪些营养条件？
蔗糖（糖类）、维生素、水、无机盐等；
激素是什么？
生长素、细胞分裂素；
外界条件是什么？
适宜的温度、PH值。 2.在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒，灭菌，并且要求无菌操作？避免杂菌在上面迅速生长消耗营养，且有些杂菌会危害培养物的生长。
你认为杂菌和植物细胞之间有哪些关系？
竞争、寄生。
操作中有哪些措施可防止杂菌的污染？ 胡萝卜根形成层容易诱导成愈伤组织（此处细胞具有分生能力）；其他部分如叶、花也能培养成小植株，只是稍微困难些。
你能设计实验来验证吗？3、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？4、为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？在有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。
注意：
在诱导愈伤组织再分化成芽，特别是形成叶时，有在光照的条件下进行。
你知道为什么吗？切取
形成层无菌接种诱导愈伤组织
的形成试管苗的形成培养室移栽脱分化再分化5、植物组织培养技术的流程图 根据上述过程，请同学们讨论归纳出组织培养的概念。 2、概念：
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。自我评价1、关于愈伤组织形成过程的正确叙述是 A、愈伤组织的形成是离体植物细胞分化的结果
B、愈伤组织的形成是离体植物细胞分裂的结果
C 、愈伤组织的形成是离体动物细胞分化的结果
D 、愈伤组织的形成是离体植物细胞脱分化的结果
D2、下列属于组织培养的是（ ）
A. 花药离体培养成单倍体植株
B. 芽发育成枝条
C. 根尖分生区发育成成熟区
D. 利用桑枝条扦插大田并发育成完整植株★自我评价3、若用“① ② ③ ④”
表示植物组织培养的过程。请回答：
（1） ①表示 ，
能被培养成为④的根本原因是
（2） ②表示 ，其细胞特点
是 薄壁细胞。 脱分化再分化离体的植物器官、组织或细胞植物细胞具有全能性排列疏松、无定形、高度液泡化具分生能力的愈伤组织自我评价4、有关全能性的表述中，不正确的是（ ）
Ａ．受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完
整个体，因此全能性最高
Ｂ．生物体内细胞由于分化全能性不能表达
Ｃ．卵细胞和受精卵一样，细胞未分化，全能
性很高
Ｄ．植物细胞离体培养在一定条件下能表现出
全能性C自我评价 自然界有些具有重要经济价值的植物产生种子的过程非常困难，能否利用植物组织的原理获得具有正常发育能力的“人工种子”？自我评价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。二、植物体细胞杂交技术这幅番茄—马铃薯图利用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？ 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。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？
4、促融的方法有哪些？
5．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？
6．如何将杂种细胞培育成杂种植株？请思考：杂种植株融合的原生质体AB再生出细胞壁脱分化愈伤组织再分化1、过程植物细胞的融合植物组织培养植物细胞A原生质体B原生质体A杂种细胞AB去 壁去 壁人
工
诱
导方法？促进融合的方法？融合完成的
标志植物细胞B二、植物体细胞杂交技术二、植物体细胞杂交技术2、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。
3、成果和未解决的问题 成果：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。1、不能人工诱导原生质体融合的方法是（ ）A、振动 B、电刺激
C、PEG试剂 D、重压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AD自我评价所采用技术的理论基础 植物细胞工程通常采用的技术手段 植物组织培养 植物体细胞杂交植物细胞的全能性小结1、有关全能性的表述中，不正确的是（ ）
Ａ．受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完
整个体，因此全能性最高
Ｂ．生物体内细胞由于分化全能性不能表达
Ｃ．卵细胞和受精卵一样，细胞未分化，全能
性很高
Ｄ．植物细胞离体培养在一定条件下能表现出
全能性C练习2、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？ 2.1.2植物细胞工程的实际应用一、植物繁殖的新途径1.微型繁殖
(1)微型繁殖技术：快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。
因此，也叫做快速繁殖技术。
(2)特点:
保持优良品种的遗传特性;
高效快速地实现种苗的大量繁殖.2.作物脱毒
（1）材料：无病毒的茎尖；
（2）脱毒苗：切取茎尖进行组织培养获得。3.神奇的人工种子
（1）优点:
后代无形状分离
不受气候,季节和地域限制
（2）技术；
植物组织培养.
（3）结构：
人工薄膜胚状体或不定芽或顶芽或腋芽.人造种皮胚状体或不定芽或顶芽或腋芽.人工胚乳或子叶人工种子的结构为了促进胚状体的生长发育，可以向其中加入哪些物质？二、作物新品种的培育1.单倍体育种
(1)方法:
花药的离体培养
(2)优点:
后代稳定遗传,都是纯合体;
明显缩短育种年限.2.突变体的利用
（1）突变体的产生
在植物组织培养的过程中，由于培养的细胞一直处于不断的分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力（如射线、化学物质等）的影响而产生突变。
产生的突变属于什么？
为什么不断分生的细胞容易突变？
（2）利用：筛选对人们有利突变体,进而培育新品种三、细胞产物的工厂化生产1.产物的种类：
蛋白质，脂肪，糖类，药物，香料，生物碱等。
2.技术：植物的组织培养。
紫草素是一种名贵的香料，用植物组织培养的方法可以大量生产紫草素，你认为紫草素是从什么中提取出来的？
它的理论基础是什么？
具体做法怎样？ 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, 标志着一种新的生物技术---动物体细胞克隆技术面世, 也揭开细胞工程更深层次发展的序幕! 你还记得基因工程的概念吗？
基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,并通过体外DNA重组技术和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品，是在DNA分子水平进行设计和施工的一门综合科学技术。什么叫细胞工程？ 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。什么叫细胞工程？按操作对象分类植物细胞工程动物细胞工程请你说出基因工程和细胞工程的异同。2.1植物细胞工程§2.1.1植物细胞工程的基本技术1、植物组织培养技术
2、植物体细胞杂交技术一、植物组织培养技术
请大家阅读25页第二节的内容，总结 植物细胞培养大致包括哪几阶段？离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织根、芽植物体脱分化再分化植物组织培养过程发育愈伤组织： 细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的、无定形状态的具有分生能力薄壁细胞；脱（去）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变成未分化的细胞。再分化： 脱分化生产的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成根或芽等器官的过程。
这样经过脱分化和再分化，离体的植物细胞、组织或器官就形成了一个新的植株。
你认为植物组织培养的理论基础是什么？植物组织培养技术的理论基础是什么？植物细胞具有全能性。细胞的全能性概念 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，即每个细胞都具有全能性。 为什么细胞具有全能性呢？
每个细胞具有发育成完整个体所需的全部遗传信息（基因）。为什么每个细胞都具有发育成完整个体的全部遗传信息呢？
生物体每一个体细胞都是一个受精卵经有丝分裂产生的。
你认为生物的哪种细胞最容易发育生物体（全能性最高） ？细胞全能性的高低1、受精卵>生殖细胞>体细胞;
2、植物细胞>动物细胞判断：
A、每个体细胞都含有本物种全部的基因；
B、同一个体的不同组织细胞中DNA相同；RNA、蛋白质呢？
思考讨论：
为什么体内细胞没有表现出全能性，而是分化成为不同的组织、器官？ 基因在特定空间和时间条件下选择性表达的结果。在个体发育的不同时期，生物体不同部位的细胞表达的基因是不同的，合成的蛋白质也不一样，从而形成了不同的组织和器官。科学利用菊花花瓣培养的菊花为什么植物的花瓣在植物体内没有能发育成完整的植株呢？
Ａ．细胞失去了全能性 Ｂ．细胞中的基因部分丢失
Ｃ．细胞中的基因进行选择性表达 Ｄ．细胞中的基因变异不同★为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株呢？ 一、植物组织培养技术1、植物组织培养的过程看书上实验过程，讨论并概括出植物组织培养技术的流程简图。 怎样才能由一块组织通过培养得到一株完整植株, 应该如何操作?1.植物细胞表现出全能性的条件有哪些？
2.在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒，灭菌，并且要求无菌操作？
3、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？
4、为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？
5、请同学们根据上述过程概括出植物组织培养技术的流程图，并与同学交流。
1.植物细胞表现出全能性的条件有哪些？
细胞离体、一定的营养物质、激素和其他外界条件。
你认为应当有哪些营养条件？
蔗糖（糖类）、维生素、水、无机盐等；
激素是什么？
生长素、细胞分裂素；
外界条件是什么？
适宜的温度、PH值。 2.在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒，灭菌，并且要求无菌操作？避免杂菌在上面迅速生长消耗营养，且有些杂菌会危害培养物的生长。
你认为杂菌和植物细胞之间有哪些关系？
竞争、寄生。
操作中有哪些措施可防止杂菌的污染？ 胡萝卜根形成层容易诱导成愈伤组织（此处细胞具有分生能力）；其他部分如叶、花也能培养成小植株，只是稍微困难些。
你能设计实验来验证吗？3、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？4、为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？在有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。
注意：
在诱导愈伤组织再分化成芽，特别是形成叶时，有在光照的条件下进行。
你知道为什么吗？切取
形成层无菌接种诱导愈伤组织
的形成试管苗的形成培养室移栽脱分化再分化5、植物组织培养技术的流程图 根据上述过程，请同学们讨论归纳出组织培养的概念。 2、概念：
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。自我评价1、关于愈伤组织形成过程的正确叙述是 A、愈伤组织的形成是离体植物细胞分化的结果
B、愈伤组织的形成是离体植物细胞分裂的结果
C 、愈伤组织的形成是离体动物细胞分化的结果
D 、愈伤组织的形成是离体植物细胞脱分化的结果
D2、下列属于组织培养的是（ ）
A. 花药离体培养成单倍体植株
B. 芽发育成枝条
C. 根尖分生区发育成成熟区
D. 利用桑枝条扦插大田并发育成完整植株★自我评价3、若用“① ② ③ ④”
表示植物组织培养的过程。请回答：
（1） ①表示 ，
能被培养成为④的根本原因是
（2） ②表示 ，其细胞特点
是 薄壁细胞。 脱分化再分化离体的植物器官、组织或细胞植物细胞具有全能性排列疏松、无定形、高度液泡化具分生能力的愈伤组织自我评价4、有关全能性的表述中，不正确的是（ ）
Ａ．受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完
整个体，因此全能性最高
Ｂ．生物体内细胞由于分化全能性不能表达
Ｃ．卵细胞和受精卵一样，细胞未分化，全能
性很高
Ｄ．植物细胞离体培养在一定条件下能表现出
全能性C自我评价 自然界有些具有重要经济价值的植物产生种子的过程非常困难，能否利用植物组织的原理获得具有正常发育能力的“人工种子”？自我评价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。二、植物体细胞杂交技术这幅番茄—马铃薯图利用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？ 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。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？
4、促融的方法有哪些？
5．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？
6．如何将杂种细胞培育成杂种植株？请思考：杂种植株融合的原生质体AB再生出细胞壁脱分化愈伤组织再分化1、过程植物细胞的融合植物组织培养植物细胞A原生质体B原生质体A杂种细胞AB去 壁去 壁人
工
诱
导方法？促进融合的方法？融合完成的
标志植物细胞B二、植物体细胞杂交技术二、植物体细胞杂交技术2、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。
3、成果和未解决的问题 成果：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。1、不能人工诱导原生质体融合的方法是（ ）A、振动 B、电刺激
C、PEG试剂 D、重压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AD自我评价所采用技术的理论基础 植物细胞工程通常采用的技术手段 植物组织培养 植物体细胞杂交植物细胞的全能性小结1、有关全能性的表述中，不正确的是（ ）
Ａ．受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完
整个体，因此全能性最高
Ｂ．生物体内细胞由于分化全能性不能表达
Ｃ．卵细胞和受精卵一样，细胞未分化，全能
性很高
Ｄ．植物细胞离体培养在一定条件下能表现出
全能性C练习2、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？ 2.1.2植物细胞工程的实际应用一、植物繁殖的新途径1.微型繁殖
(1)微型繁殖技术：快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。
因此，也叫做快速繁殖技术。
(2)特点:
保持优良品种的遗传特性;
高效快速地实现种苗的大量繁殖.2.作物脱毒
（1）材料：无病毒的茎尖；
（2）脱毒苗：切取茎尖进行组织培养获得。3.神奇的人工种子
（1）优点:
后代无形状分离
不受气候,季节和地域限制
（2）技术；
植物组织培养.
（3）结构：
人工薄膜胚状体或不定芽或顶芽或腋芽.人造种皮胚状体或不定芽或顶芽或腋芽.人工胚乳或子叶人工种子的结构为了促进胚状体的生长发育，可以向其中加入哪些物质？二、作物新品种的培育1.单倍体育种
(1)方法:
花药的离体培养
(2)优点:
后代稳定遗传,都是纯合体;
明显缩短育种年限.2.突变体的利用
（1）突变体的产生
在植物组织培养的过程中，由于培养的细胞一直处于不断的分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力（如射线、化学物质等）的影响而产生突变。
产生的突变属于什么？
为什么不断分生的细胞容易突变？
（2）利用：筛选对人们有利突变体,进而培育新品种三、细胞产物的工厂化生产1.产物的种类：
蛋白质，脂肪，糖类，药物，香料，生物碱等。
2.技术：植物的组织培养。
紫草素是一种名贵的香料，用植物组织培养的方法可以大量生产紫草素，你认为紫草素是从什么中提取出来的？