2.1.2植物细胞工程的应用课件---高中生物学人教版（2019）选择性必修3(共20张PPT)
文档属性
| 名称 | 2.1.2植物细胞工程的应用课件---高中生物学人教版（2019）选择性必修3(共20张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.4MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2024-07-29 00:46:50 | ||
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文档简介
(共20张PPT)
第二章 细胞工程
植物细胞工程的基本技术
生物学选择性必修三《生物技术与工程》
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。但是自然条件下繁殖周期长、繁殖率低。 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
植物组织培养技术
咏怀
程樊
兰为王者香， 芬馥清风里。
从来岩穴姿，
不竞繁华美。
从社会中来
一、植物组织培养技术
1.植物组织培养：
指离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工 控制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其 分化为完整植株的技术。
2.原理： 细胞的全能性
植物细胞的全能性
细胞经过分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成
其他各种细胞的潜能。
■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物质。
■体现全能性的实例：
胡萝卜韧皮部细胞发育成完整植株
受精卵发育成个体(动植物)
蜜蜂受精卵发育成工蜂，卵细胞发育成雄峰
植物细胞的全能性
生物体内细胞都能表现全能性吗
不能，
原因：基因在特定时间、空间条件下选择性表达
如：芽原基只能发育为芽，叶原基只能发育为叶
诱导愈伤组织 诱导生根
一、植物组织培养技术
探究-实践 菊花的组织培养
类似于胚的结构
过程：外植体 脱分化 愈伤组织 再分化 胚状体、 试管苗 移栽 完整植株
离体的植物器 细胞排列不规则，高度
液泡化，呈不定型状态
根、芽等
一、植物组织培养技术 菊花的组织培养
外植体 脱分化 愈伤组织 再分化 胚状体、 试管苗 移栽 完整植株
根、芽等
材料： 幼 嫩的菊花茎段
消毒：酒精 —无菌 水→次氯酸钠溶液—无菌水洗
30S 2-3次 30min 2-3次
防止微生物生长。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。
消毒与无菌水冲洗 切割与接种
切割：(无菌操作)
(1)制备外植体
再分化 胚状体、
根、芽等
避光
(2)外植体接种到诱导愈伤组织培养基
有光时，往往容易形成维管组织，
而不易形成愈伤组织。
脱分化形成愈伤组织
愈伤组织 愈伤组织细胞
一、植物组织培养技术
愈伤组织
完整植株
试管苗
外植体
脱分化
移栽
再分化
(光照培养)
愈伤组织 幼 苗
取决于植物激素的种类和比例 主要是生长素与细胞分裂素
菊花的组织培养过程中 植物激素的作用
愈伤组织
细胞分裂素促进芽的分化
细胞分裂素少 生长素促进根的分化
先诱导生芽再诱导生根(两种培养基不同)
一、植物组织培养技术
细胞分裂素多
生长素少
胚状体、
根、芽等
生长素和细 胞分裂素比
完整植株
愈伤组织
生长素多
试管苗
外植体
例适中
再分化
脱分化
移栽
移栽
幼 苗 试管苗 完整植株
再分化 胚状体、
根、芽等
一 、植物组织培养技术
完整植株
愈伤组织
试管苗
外植体
脱分化
移栽
植物组织培养成功的条件
(1)组织离体状态
(2) 适宜的培养条件 无菌环境
种类齐全、比例适合的营养物质
适宜的外界条件( 温 度 、pH、光照等)
(3)植物激素(主要是生长素和细胞分裂素)诱导和调节
一、植物组织培养技术
二 、植物体细胞杂交技术
欲培育地上长番茄和地下结马铃薯的“超级作物”。
你有什么好妙招
不能。因为不同种生物之间存在着生殖隔离
利用传统有性杂交方法能实现吗 为什么
番茄—马铃薯(理想图)
正常融合的原生质体
愈伤组织
再生出细胞壁
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。
植物细胞融合 植物组织培养
A原生质体
B原生质体
A细胞
B细胞
1、概念：
二、植物体细胞杂交技术
移栽后的植株
杂种植株
1) 原生质体制备： 用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁，得到原生质体。
细胞壁
细胞膜
细胞质
液泡
细胞核
原生质层：
成熟植物细胞的细胞膜、液泡膜和 介于这两层膜之间的细胞质。
原生质体：
指的是脱去细胞壁的细胞。
动物细胞也可看做是原生质体。
利用酶的专一性
原生质层不包含细胞液和细胞核
细胞壁
细胞膜 细胞质 液泡膜 细胞液
2、步骤说明
二 、植物体细胞杂交技术
原 生质层
原生质体
物理法：电融合法、离心法
2) 理化法促融：
化学法：聚乙二醇(PEG) 融合法、高Ca +—高PH 融合法等
体现了细胞膜的流动性
若只考虑两两融合，
融合后，培养基中有几种类型的细胞
去
壁
A细胞 A原生质
体
去
壁
B细胞 B原生质体
A、B、AA、BB、AB。
需要进一步筛选
融
合
融合
原生质体
2、步骤说明：
二 、植物体细胞杂交技术
A
B
细胞融合完成的标志
4)植物组织培养
脱分化 再分化 移栽
融合后
杂种细胞
生物基因的表达不是孤立的， 而是相互影响，相互调控的。
打破生殖隔离，实现远源杂交育种，培育植物新品种。
3)融合的原生质体再生出细胞壁成为杂种细胞。
2、步骤说明：
3、意义：
二
、植物体细胞杂交技术
"I番1I茄 马I铃薯(理想图)
愈伤组织 杂种植株
细胞工程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。
目的
植物细胞工程
操作对象
动物细胞工程
操作水平
植物组织培养
植物体细胞杂交
细胞工程
原理
课堂小结 植物细胞工程
植物组织培养技术 植物体细胞杂交
原理：植物细胞的全能性 原理：细胞膜的流动性、植物细胞的全能性
原生质体制备
外植体 脱分化 愈伤组织
再分化 植物细胞融合
原生质体融合
胚状体、
根、芽等
移栽
植物组织培养
试管苗
作业
1. 下列有关植物组织培养的叙述错误的是()
A. 植物组织培养过程中要注意细胞分裂素和生长素的适宜比例
B. 用纤维素酶和果胶酶处理获得的植物细胞原生质体失去了全能性
C. 同种植物的不同基因型个体的细胞全能性表达程度会大不相同
D. 同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因可能不同
2.下图表示四倍体兰花叶片通过植物组织培养形成植株的过程，相关叙述正确的是( )
A.②和③阶段会发生减数分裂
B.① 阶段和③阶段所用的培养基相同 C.① 阶段有细胞增殖但无细胞分化
D. 此兰花的花药离体培养所得植株为二倍 体
四倍体兰花叶片
愈伤组织
植株
胚状体
③
②
①
(1)为了得到原生质体需先用 和 来处理白菜细胞和甘蓝细胞。(2)诱导原 生质体融合的方法有多种，常用的物理方法有 等，原生质体融合完成的标志是 。(3)通常情况下，白菜和甘蓝有性杂交是不能成功的，原因是
。植物体细胞杂交技术和传统杂交技术相比，其 优点是
3、如图是“白菜一甘蓝”的培育过程示意图，据图回答以下问题：
白菜细胞原生质体A
O O
CO ⊙
⊙ ⊙
甘蓝细胞原生质体B
“白菜一甘蓝” 植株
正在融合的 原生质体
杂种 细胞
愈伤 组织
第二章 细胞工程
植物细胞工程的基本技术
生物学选择性必修三《生物技术与工程》
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。但是自然条件下繁殖周期长、繁殖率低。 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
植物组织培养技术
咏怀
程樊
兰为王者香， 芬馥清风里。
从来岩穴姿，
不竞繁华美。
从社会中来
一、植物组织培养技术
1.植物组织培养：
指离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工 控制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其 分化为完整植株的技术。
2.原理： 细胞的全能性
植物细胞的全能性
细胞经过分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成
其他各种细胞的潜能。
■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物质。
■体现全能性的实例：
胡萝卜韧皮部细胞发育成完整植株
受精卵发育成个体(动植物)
蜜蜂受精卵发育成工蜂，卵细胞发育成雄峰
植物细胞的全能性
生物体内细胞都能表现全能性吗
不能，
原因：基因在特定时间、空间条件下选择性表达
如：芽原基只能发育为芽，叶原基只能发育为叶
诱导愈伤组织 诱导生根
一、植物组织培养技术
探究-实践 菊花的组织培养
类似于胚的结构
过程：外植体 脱分化 愈伤组织 再分化 胚状体、 试管苗 移栽 完整植株
离体的植物器 细胞排列不规则，高度
液泡化，呈不定型状态
根、芽等
一、植物组织培养技术 菊花的组织培养
外植体 脱分化 愈伤组织 再分化 胚状体、 试管苗 移栽 完整植株
根、芽等
材料： 幼 嫩的菊花茎段
消毒：酒精 —无菌 水→次氯酸钠溶液—无菌水洗
30S 2-3次 30min 2-3次
防止微生物生长。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。
消毒与无菌水冲洗 切割与接种
切割：(无菌操作)
(1)制备外植体
再分化 胚状体、
根、芽等
避光
(2)外植体接种到诱导愈伤组织培养基
有光时，往往容易形成维管组织，
而不易形成愈伤组织。
脱分化形成愈伤组织
愈伤组织 愈伤组织细胞
一、植物组织培养技术
愈伤组织
完整植株
试管苗
外植体
脱分化
移栽
再分化
(光照培养)
愈伤组织 幼 苗
取决于植物激素的种类和比例 主要是生长素与细胞分裂素
菊花的组织培养过程中 植物激素的作用
愈伤组织
细胞分裂素促进芽的分化
细胞分裂素少 生长素促进根的分化
先诱导生芽再诱导生根(两种培养基不同)
一、植物组织培养技术
细胞分裂素多
生长素少
胚状体、
根、芽等
生长素和细 胞分裂素比
完整植株
愈伤组织
生长素多
试管苗
外植体
例适中
再分化
脱分化
移栽
移栽
幼 苗 试管苗 完整植株
再分化 胚状体、
根、芽等
一 、植物组织培养技术
完整植株
愈伤组织
试管苗
外植体
脱分化
移栽
植物组织培养成功的条件
(1)组织离体状态
(2) 适宜的培养条件 无菌环境
种类齐全、比例适合的营养物质
适宜的外界条件( 温 度 、pH、光照等)
(3)植物激素(主要是生长素和细胞分裂素)诱导和调节
一、植物组织培养技术
二 、植物体细胞杂交技术
欲培育地上长番茄和地下结马铃薯的“超级作物”。
你有什么好妙招
不能。因为不同种生物之间存在着生殖隔离
利用传统有性杂交方法能实现吗 为什么
番茄—马铃薯(理想图)
正常融合的原生质体
愈伤组织
再生出细胞壁
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。
植物细胞融合 植物组织培养
A原生质体
B原生质体
A细胞
B细胞
1、概念：
二、植物体细胞杂交技术
移栽后的植株
杂种植株
1) 原生质体制备： 用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁，得到原生质体。
细胞壁
细胞膜
细胞质
液泡
细胞核
原生质层：
成熟植物细胞的细胞膜、液泡膜和 介于这两层膜之间的细胞质。
原生质体：
指的是脱去细胞壁的细胞。
动物细胞也可看做是原生质体。
利用酶的专一性
原生质层不包含细胞液和细胞核
细胞壁
细胞膜 细胞质 液泡膜 细胞液
2、步骤说明
二 、植物体细胞杂交技术
原 生质层
原生质体
物理法：电融合法、离心法
2) 理化法促融：
化学法：聚乙二醇(PEG) 融合法、高Ca +—高PH 融合法等
体现了细胞膜的流动性
若只考虑两两融合，
融合后，培养基中有几种类型的细胞
去
壁
A细胞 A原生质
体
去
壁
B细胞 B原生质体
A、B、AA、BB、AB。
需要进一步筛选
融
合
融合
原生质体
2、步骤说明：
二 、植物体细胞杂交技术
A
B
细胞融合完成的标志
4)植物组织培养
脱分化 再分化 移栽
融合后
杂种细胞
生物基因的表达不是孤立的， 而是相互影响，相互调控的。
打破生殖隔离，实现远源杂交育种，培育植物新品种。
3)融合的原生质体再生出细胞壁成为杂种细胞。
2、步骤说明：
3、意义：
二
、植物体细胞杂交技术
"I番1I茄 马I铃薯(理想图)
愈伤组织 杂种植株
细胞工程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。
目的
植物细胞工程
操作对象
动物细胞工程
操作水平
植物组织培养
植物体细胞杂交
细胞工程
原理
课堂小结 植物细胞工程
植物组织培养技术 植物体细胞杂交
原理：植物细胞的全能性 原理：细胞膜的流动性、植物细胞的全能性
原生质体制备
外植体 脱分化 愈伤组织
再分化 植物细胞融合
原生质体融合
胚状体、
根、芽等
移栽
植物组织培养
试管苗
作业
1. 下列有关植物组织培养的叙述错误的是()
A. 植物组织培养过程中要注意细胞分裂素和生长素的适宜比例
B. 用纤维素酶和果胶酶处理获得的植物细胞原生质体失去了全能性
C. 同种植物的不同基因型个体的细胞全能性表达程度会大不相同
D. 同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因可能不同
2.下图表示四倍体兰花叶片通过植物组织培养形成植株的过程，相关叙述正确的是( )
A.②和③阶段会发生减数分裂
B.① 阶段和③阶段所用的培养基相同 C.① 阶段有细胞增殖但无细胞分化
D. 此兰花的花药离体培养所得植株为二倍 体
四倍体兰花叶片
愈伤组织
植株
胚状体
③
②
①
(1)为了得到原生质体需先用 和 来处理白菜细胞和甘蓝细胞。(2)诱导原 生质体融合的方法有多种，常用的物理方法有 等，原生质体融合完成的标志是 。(3)通常情况下，白菜和甘蓝有性杂交是不能成功的，原因是
。植物体细胞杂交技术和传统杂交技术相比，其 优点是
3、如图是“白菜一甘蓝”的培育过程示意图，据图回答以下问题：
白菜细胞原生质体A
O O
CO ⊙
⊙ ⊙
甘蓝细胞原生质体B
“白菜一甘蓝” 植株
正在融合的 原生质体
杂种 细胞
愈伤 组织