生物人教版（2019）选择性必修3 2.1.1植物细胞工程的基本技术（共29张ppt）
文档属性
| 名称 | 生物人教版（2019）选择性必修3 2.1.1植物细胞工程的基本技术（共29张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 23.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-01-08 20:03:18 | ||
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文档简介
(共29张PPT)
第二章 第1节 植物细胞工程
第1课时：植物细胞工程的基本技术
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
根、芽等
试管苗
驯化移栽
完整植株
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！
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？
从社会中来
过渡
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
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
细胞工程
1. 概念：
什么是植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术？
过渡
1
植物组织培养技术
2
植物体细胞杂交技术
目 录
一、植物细胞工程的基本技术
植物组织培养技术
一
植物组织培养的基本原理是什么
什么是细胞的全能性
体细胞具有全能性的根本原因是什么
在生物的生长发育过程中，为什么不是所有的细胞都表现出全能性
一、植物组织培养技术
【自主学习】阅读教材P34，结合所学内容思考以下问题：
《任务一》
韧皮部细胞
细胞团
根或芽
幼苗
胡萝卜植株
脱分化
再分化
是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。
(2)全能性定义：
(3)具有全能性的原因：
生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传信息。
(1)基本原理：
植物细胞具有全能性
1.植物组织培养的基本原理
(4)不体现全能性的实例：
芽原基只能发育为芽，叶原基只能发育为叶
(5)不体现全能性的原因：
基因在特定时间、空间条件下选择性表达
叶原基
芽原基
1.植物组织培养的基本原理
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。
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
根、芽等
试管苗
驯化移栽
完整植株
基于植物组织培养的流程，归纳概括出植物组织培养的概念
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. 植物组织培养的流程
在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞失去其特有的结构和功能，转变为未分化的细胞进而形成愈伤组织的过程。
无定形，高度液泡化的薄壁细胞
愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
(根、芽)
试管苗
完整植株
细胞分裂素和生长素是启动细胞分裂、影响脱分化和再分化的关键激素，激素浓度和比例会影响植物细胞发育的方向
认真阅读教材p36菊花组织培养的流程,然后完成以下填空：
过渡
菊花的组织培养——相关概念
探究 实践
外植体消毒
外植体分割
接种外植体
培养外植体
转移培养
移栽试管苗
在 旁，将外植体的1/3 ～ 1/2插人诱导 的培养基中。用封口膜或瓶盖封盖瓶口，并在培养瓶上作好标记。
将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于 中培养。在培养过程中,定期观察和记录 .的生长情况。
探究 实践
菊花的组织培养——方法步骤
酒精灯火焰
愈伤组织
18～22℃的培养箱
愈伤组织
外植体消毒
外植体分割
接种外植体
培养外植体
转移培养
移栽试管苗
培养15～20d后，将生长良好的愈伤组织转接到 的培养基上。长出芽后，再将其转接到 的培养基上，进一步诱导形成试管苗。
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，将幼苗移植到消过毒的 或
等环境中，待其长壮后再移栽入土。每天观察并记录幼苗的生长情况，适时浇水、施肥，直至开花。
探究 实践
菊花的组织培养——方法步骤
诱导生芽
诱导生根
蛭石
珍珠岩
探究 实践
1.实验中使用的培养基和所有的器械都要灭菌。接种操作必须在酒精灯火焰旁进行,并且每次使用后的器械都要灭菌。
2.接种时注意外植体的方向,不要倒插。
3.诱导愈伤组织期间一般不需要光照，在后续的培养过程中，每日需要给予适当时间和强度的光照。
根据植物组织培养的流程，你能说出哪些实验注意事项？
菊花的组织培养——方法步骤
培养基、接种工具灭菌不彻底；
外植体消毒不彻底；
操作过程不符合无菌操作要求等。
2周左右
探究 实践
菊花的组织培养——结果分析与评价
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，试分
析它们被污染的可能原因。
2.从刚接种的外植体到长出愈伤组织需经历多少天？
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。
探究 实践
菊花的组织培养——结果分析与评价
3.培育的试管苗能直接移栽到露地吗？应如何操作？
探究生长素与细胞分裂素比例对植物组织培养的影响，如何设计对照实验？
① 空白对照：不加任何激素；
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 实验结果
生长素
细胞分裂素
>
生长素
细胞分裂素
<
有利于根的分化
有利于芽的分化，抑制根的分化
促进愈伤组织生长
菊花的组织培养——进一步探究
探究 实践
细胞分裂素与
生长素比例适宜
植物体细胞的杂交技术
二
哪科学家是怎样得到杂种植株的呢
过渡
利用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？
不能。因为两种生物之间存在着天然的生殖隔离
番茄—马铃薯杂种植株
番茄
马铃薯
二、植物体细胞的杂交技术
【合作探究】阅读教材“植物体细胞杂交技术”，结合图2-4，小组讨论解决下列问题：
《任务二》
为什么要去除细胞壁 用什么方法可以去除细胞壁
上述酶溶液中一般加入一定浓度的无机盐离子和甘露醇，试分析原因？
诱导原生质体融合的原理是什么？方法有哪些 融合完成的标志是什么？
获得的所有细胞一定是需要的杂交细胞吗？有哪些类型？
植物体细胞杂交技术应用了哪两种技术？对应的原理是什么？
①去壁原因： 。
②方法： 。③相关酶溶液： 。
细胞壁阻碍着细胞间的杂交（阻碍了原生质体间的融合）
酶解法
纤维素酶和果胶酶溶液
（1）去除细胞壁
为什么要去除细胞壁 用什么方法可以去除细胞壁
上述酶溶液中一般加入一定浓度的无机盐离子和甘露醇，试分析原因？
使溶液有一定的渗透压，防止原生质体吸水过多而涨破
去壁
去壁
融
合
再生
新壁
脱分化
再分化
移栽
A细胞
A原生质体
B细胞
B原生质体
正在融合的原生质体
再生出细胞壁
愈伤组织
杂种植株
②方法：
①理论基础：
（2）原生质体间的融合
诱导原生质体融合的原理是什么？方法有哪些 融合完成的标志是什么？
细胞膜具有流动性
物理方法：
化学方法：
电融合法、离心法
聚乙二醇（PEG）融合法、
高Ca2+-高pH融合法
使用方便，融合频率高
缺点：有一定的毒性对某些细胞不适用（如卵细胞）
对细胞无毒害作用，操作简便，可重复性好
优点
优点
去壁
去壁
融
合
再生
新壁
脱分化
再分化
移栽
A细胞
A原生质体
B细胞
B原生质体
正在融合的原生质体
再生出细胞壁
愈伤组织
杂种植株
植物细胞融合完成的标志
融合的原生质体重新产生细胞壁，形成杂种细胞
（3）细胞融合完成的标志
去壁
去壁
融
合
再生
新壁
脱分化
再分化
移栽
A细胞
A原生质体
B细胞
B原生质体
正在融合的原生质体
再生出细胞壁
愈伤组织
杂种植株
若只考虑两两融合
（2）原生质体间的融合
获得的所有细胞一定是需要的杂交细胞吗？
不一定，有三类：
①未融合的细胞
②两两融合的细胞
③多细胞融合体
AA
AB
BB
筛选
AB
（2）原生质体间的融合
原生质体融合技术的原理是： ；
植物组织培养技术的原理是： 。
基于植物体细胞杂交技术流程，归纳概括植物体细胞杂交技术概念。
过渡
去壁
去壁
融
合
再生
新壁
脱分化
再分化
移栽
植物细胞融合技术
植物组织培养技术
A细胞
A原生质体
B细胞
B原生质体
正在融合的原生质体
再生出细胞壁
愈伤组织
杂种植株
植物体细胞杂交技术应用了哪两种技术？对应的原理是什么？
细胞膜的流动性
植物细胞的全能性
(1)概念：
(2)意义:
打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种。
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。
白菜－甘蓝
1. 植物体细胞的杂交技术的概念及意义
本节小结
植物体细胞的杂交技术
植物细胞工程的基本技术
去除细胞壁
再生细胞壁
纤维素酶果胶酶
植物细A、B
原生质体A、B
融合的原生质体
杂种细胞
原理：植物细胞的全能性
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
(根、芽)
完整植株
物理法：
化学法：
电融合法、离心法等
聚乙二醇（PEG）融合法等
菊花的组织培养技术
愈伤组织
脱分化
杂种植株
再分化
植物组织培养技术
流程
1.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
√
教材课后习题·概念检测
2.科学家在制备原生质体时，有时使用蜗牛消化道提取液来降解植物细胞的细胞壁。据此分析，蜗牛消化道提取液中可能含有什么成分
纤维素酶和果胶酶
教材课后习题·概念检测
教材课后习题·拓展应用
"番茄—马铃薯"没有像人们预想的那样地上结番茄、地下长马铃薯，主要原因是∶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，所以"番茄—马铃薯"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，它们不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，杂种植株自然就不能地上结番茄、地下长马铃薯了。
"番茄—马铃薯"杂种植株没有如科学家所想象的那样，地上结番茄，地下长马铃薯，这是为什么
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第二章 第1节 植物细胞工程
第1课时：植物细胞工程的基本技术
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
根、芽等
试管苗
驯化移栽
完整植株
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！
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？
从社会中来
过渡
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
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
细胞工程
1. 概念：
什么是植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术？
过渡
1
植物组织培养技术
2
植物体细胞杂交技术
目 录
一、植物细胞工程的基本技术
植物组织培养技术
一
植物组织培养的基本原理是什么
什么是细胞的全能性
体细胞具有全能性的根本原因是什么
在生物的生长发育过程中，为什么不是所有的细胞都表现出全能性
一、植物组织培养技术
【自主学习】阅读教材P34，结合所学内容思考以下问题：
《任务一》
韧皮部细胞
细胞团
根或芽
幼苗
胡萝卜植株
脱分化
再分化
是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。
(2)全能性定义：
(3)具有全能性的原因：
生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传信息。
(1)基本原理：
植物细胞具有全能性
1.植物组织培养的基本原理
(4)不体现全能性的实例：
芽原基只能发育为芽，叶原基只能发育为叶
(5)不体现全能性的原因：
基因在特定时间、空间条件下选择性表达
叶原基
芽原基
1.植物组织培养的基本原理
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。
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
根、芽等
试管苗
驯化移栽
完整植株
基于植物组织培养的流程，归纳概括出植物组织培养的概念
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. 植物组织培养的流程
在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞失去其特有的结构和功能，转变为未分化的细胞进而形成愈伤组织的过程。
无定形，高度液泡化的薄壁细胞
愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
(根、芽)
试管苗
完整植株
细胞分裂素和生长素是启动细胞分裂、影响脱分化和再分化的关键激素，激素浓度和比例会影响植物细胞发育的方向
认真阅读教材p36菊花组织培养的流程,然后完成以下填空：
过渡
菊花的组织培养——相关概念
探究 实践
外植体消毒
外植体分割
接种外植体
培养外植体
转移培养
移栽试管苗
在 旁，将外植体的1/3 ～ 1/2插人诱导 的培养基中。用封口膜或瓶盖封盖瓶口，并在培养瓶上作好标记。
将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于 中培养。在培养过程中,定期观察和记录 .的生长情况。
探究 实践
菊花的组织培养——方法步骤
酒精灯火焰
愈伤组织
18～22℃的培养箱
愈伤组织
外植体消毒
外植体分割
接种外植体
培养外植体
转移培养
移栽试管苗
培养15～20d后，将生长良好的愈伤组织转接到 的培养基上。长出芽后，再将其转接到 的培养基上，进一步诱导形成试管苗。
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，将幼苗移植到消过毒的 或
等环境中，待其长壮后再移栽入土。每天观察并记录幼苗的生长情况，适时浇水、施肥，直至开花。
探究 实践
菊花的组织培养——方法步骤
诱导生芽
诱导生根
蛭石
珍珠岩
探究 实践
1.实验中使用的培养基和所有的器械都要灭菌。接种操作必须在酒精灯火焰旁进行,并且每次使用后的器械都要灭菌。
2.接种时注意外植体的方向,不要倒插。
3.诱导愈伤组织期间一般不需要光照，在后续的培养过程中，每日需要给予适当时间和强度的光照。
根据植物组织培养的流程，你能说出哪些实验注意事项？
菊花的组织培养——方法步骤
培养基、接种工具灭菌不彻底；
外植体消毒不彻底；
操作过程不符合无菌操作要求等。
2周左右
探究 实践
菊花的组织培养——结果分析与评价
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，试分
析它们被污染的可能原因。
2.从刚接种的外植体到长出愈伤组织需经历多少天？
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。
探究 实践
菊花的组织培养——结果分析与评价
3.培育的试管苗能直接移栽到露地吗？应如何操作？
探究生长素与细胞分裂素比例对植物组织培养的影响，如何设计对照实验？
① 空白对照：不加任何激素；
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 实验结果
生长素
细胞分裂素
>
生长素
细胞分裂素
<
有利于根的分化
有利于芽的分化，抑制根的分化
促进愈伤组织生长
菊花的组织培养——进一步探究
探究 实践
细胞分裂素与
生长素比例适宜
植物体细胞的杂交技术
二
哪科学家是怎样得到杂种植株的呢
过渡
利用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？
不能。因为两种生物之间存在着天然的生殖隔离
番茄—马铃薯杂种植株
番茄
马铃薯
二、植物体细胞的杂交技术
【合作探究】阅读教材“植物体细胞杂交技术”，结合图2-4，小组讨论解决下列问题：
《任务二》
为什么要去除细胞壁 用什么方法可以去除细胞壁
上述酶溶液中一般加入一定浓度的无机盐离子和甘露醇，试分析原因？
诱导原生质体融合的原理是什么？方法有哪些 融合完成的标志是什么？
获得的所有细胞一定是需要的杂交细胞吗？有哪些类型？
植物体细胞杂交技术应用了哪两种技术？对应的原理是什么？
①去壁原因： 。
②方法： 。③相关酶溶液： 。
细胞壁阻碍着细胞间的杂交（阻碍了原生质体间的融合）
酶解法
纤维素酶和果胶酶溶液
（1）去除细胞壁
为什么要去除细胞壁 用什么方法可以去除细胞壁
上述酶溶液中一般加入一定浓度的无机盐离子和甘露醇，试分析原因？
使溶液有一定的渗透压，防止原生质体吸水过多而涨破
去壁
去壁
融
合
再生
新壁
脱分化
再分化
移栽
A细胞
A原生质体
B细胞
B原生质体
正在融合的原生质体
再生出细胞壁
愈伤组织
杂种植株
②方法：
①理论基础：
（2）原生质体间的融合
诱导原生质体融合的原理是什么？方法有哪些 融合完成的标志是什么？
细胞膜具有流动性
物理方法：
化学方法：
电融合法、离心法
聚乙二醇（PEG）融合法、
高Ca2+-高pH融合法
使用方便，融合频率高
缺点：有一定的毒性对某些细胞不适用（如卵细胞）
对细胞无毒害作用，操作简便，可重复性好
优点
优点
去壁
去壁
融
合
再生
新壁
脱分化
再分化
移栽
A细胞
A原生质体
B细胞
B原生质体
正在融合的原生质体
再生出细胞壁
愈伤组织
杂种植株
植物细胞融合完成的标志
融合的原生质体重新产生细胞壁，形成杂种细胞
（3）细胞融合完成的标志
去壁
去壁
融
合
再生
新壁
脱分化
再分化
移栽
A细胞
A原生质体
B细胞
B原生质体
正在融合的原生质体
再生出细胞壁
愈伤组织
杂种植株
若只考虑两两融合
（2）原生质体间的融合
获得的所有细胞一定是需要的杂交细胞吗？
不一定，有三类：
①未融合的细胞
②两两融合的细胞
③多细胞融合体
AA
AB
BB
筛选
AB
（2）原生质体间的融合
原生质体融合技术的原理是： ；
植物组织培养技术的原理是： 。
基于植物体细胞杂交技术流程，归纳概括植物体细胞杂交技术概念。
过渡
去壁
去壁
融
合
再生
新壁
脱分化
再分化
移栽
植物细胞融合技术
植物组织培养技术
A细胞
A原生质体
B细胞
B原生质体
正在融合的原生质体
再生出细胞壁
愈伤组织
杂种植株
植物体细胞杂交技术应用了哪两种技术？对应的原理是什么？
细胞膜的流动性
植物细胞的全能性
(1)概念：
(2)意义:
打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种。
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。
白菜－甘蓝
1. 植物体细胞的杂交技术的概念及意义
本节小结
植物体细胞的杂交技术
植物细胞工程的基本技术
去除细胞壁
再生细胞壁
纤维素酶果胶酶
植物细A、B
原生质体A、B
融合的原生质体
杂种细胞
原理：植物细胞的全能性
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
(根、芽)
完整植株
物理法：
化学法：
电融合法、离心法等
聚乙二醇（PEG）融合法等
菊花的组织培养技术
愈伤组织
脱分化
杂种植株
再分化
植物组织培养技术
流程
1.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
√
教材课后习题·概念检测
2.科学家在制备原生质体时，有时使用蜗牛消化道提取液来降解植物细胞的细胞壁。据此分析，蜗牛消化道提取液中可能含有什么成分
纤维素酶和果胶酶
教材课后习题·概念检测
教材课后习题·拓展应用
"番茄—马铃薯"没有像人们预想的那样地上结番茄、地下长马铃薯，主要原因是∶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，所以"番茄—马铃薯"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，它们不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，杂种植株自然就不能地上结番茄、地下长马铃薯了。
"番茄—马铃薯"杂种植株没有如科学家所想象的那样，地上结番茄，地下长马铃薯，这是为什么
谢
谢
观
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