2.1.1 植物细胞工程 高中生物人教版（2019）选择性必修3课件(共42张PPT)
文档属性
| 名称 | 2.1.1 植物细胞工程 高中生物人教版（2019）选择性必修3课件(共42张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 32.3MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2025-07-14 18:01:54 | ||
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文档简介
(共42张PPT)
选择性必修三《生物技术与工程》
第2章 细胞工程
第1节 植物细胞工程
（植物细胞工程的基本技术）
哈伯兰特提出细胞全能性的理论，但相关实验尝试没有成功。
斯图尔德等发现胡萝卜的体细胞可以分化为胚，为细胞全能性理论提供了强有力的支持。
科金用真菌的纤维素酶分解番茄根的细胞壁，成功获得了原生质体
古哈等在培养毛曼陀罗的花药时，首次得到了由花药中的花粉粒发育而来的胚。
卡尔森诱导烟草种间原生质体融合，获得了第一株体细胞种间杂种植株。
土壤农杆菌的Ti质粒被发现。之后，该质粒应用于植物分子生物学领域，促进了植物细胞工程与分子生物学技术的紧密结合。
1902年
1958年
1960年
1964年
1971年
1974年
科技探索之路：植物细胞工程的发展历程
P32
利用植物组织培养技术可以大量、快速地培育菊花。
情景导入
菊花种子在自然条件下萌发率较低；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，菊花的价格就会比较高，所需要的时间就会很长。如何让它大量、快速地繁殖，且成本不要太高呢？
（2）体现全能性的标志：
①种子发育成植株，体现了植物种子的全能性。（ ）
②胡萝卜韧皮部细胞发育成完整植株。（ ）
③受精卵发育成个体。（ ）
④胚胎干细胞分化成其他种类的细胞。（ )
×
√
√
√
（1）定义：
细胞→ 完整个体或其他各种细胞
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，即细胞具有全能性。
复习回顾-植物组织培养技术原理-细胞的全能性
一、植物组织培养技术
P34-1
植物体内所有细胞都能表现出全能性吗？
不是，芽原基的细胞只能发育为芽，叶原基的细胞只能发育为叶，这是为什么？
（4）细胞不能体现全能性的原因：
在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达。
（3）植物细胞具有全能性的原因：
一般来说，植物体的细胞都含有该物种所持有的全套遗传信息。
复习回顾-植物组织培养技术原理-细胞的全能性
P34-1
(5)细胞全能性大小的比较：
一般来说，细胞分化程度越高，全能性 ；随着细胞分化程度的不断提高，细胞的分裂能力和全能性 。
越低
逐渐降低
不同种生物细胞:
同种生物不同细胞：
植物细胞 动物细胞
受精卵 生殖细胞 体细胞
＞
（动物细胞具有全能性，但目前只有细胞核能体现全能性）
＞
同种生物不同体细胞的全能性大小：
幼嫩的细胞 衰老的细胞
＞
＞
复习回顾-植物组织培养技术原理-细胞的全能性
P34-1
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。
外植体
(1)概念：
(2)生殖方式：
(3)分裂方式：
无性生殖
有丝分裂
(4)条件：
①离体
②无菌、无毒环境
③适宜的培养基：一定的营养物质、植物激素（生长素&细胞分裂素）
④适宜的温度、pH、光照等
一、植物组织培养技术
P35-2
接种外植体
离体培养的植物器官、组织或细胞。
脱分化
诱导愈伤组织
细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、无叶绿体、不定形的薄壁组织团块。
离体条件下已分化的细胞经过诱导，失去特有的结构和功能，转变为未分化的细胞。
诱导生芽
再分化
愈伤组织能重新分化成芽、根等器官。
诱导生根
移栽成活
愈伤组织
(5)流程图：
一、植物组织培养技术
P35 图2-1&探究·实践-1
1.实验原理：
植物组细胞具有全能性。
2.材料用具：
幼嫩的菊花茎段、体积分数70%的酒精，质量分数为5%左右的次氯酸钠溶液和无菌水，50mL锥形瓶（或植物组织培养瓶）。植物组织培养常用的培养基：MS培养基 ( P116)。
分裂旺盛，更容易诱导形成愈伤组织。
植物组织培养瓶
探究·实践:菊花的组织培养
P35探究·实践
(1)外植体消毒
(2)外植体切段
(3)接种外植体
(4)诱导愈伤组织
(5)诱导生芽生根
(6)炼苗、移栽
3.实验步骤：
探究·实践:菊花的组织培养
P36、37 探究·实践
外植体的消毒
外植体的切段
接种外植体
诱导愈伤组织
诱导生芽生根
炼苗、移栽
双手和超净工作台
酒精擦拭
外植体（幼嫩的茎段）：
酒精消毒
30s
无菌水
2~3次
次氯酸钠
30min
无菌水
2~3次
防止杂菌生长。
一方面杂菌与培养物竞争营养；
另一方面杂菌产生有害物质危害培养物。
1.为什么进行无菌操作？
探究·实践:菊花的组织培养
P36、37 探究·实践
3.实验步骤：
本周作业
作业：
第一次作业：【第3章 《复习与提高》】
P80 二、非选择题 第2题（1）（2）（3）（4）
（可不抄题）
特别提醒：
①作业周四中午交到我办工作（周五晚自习前拿回）
②本周日不用将作业放讲台（课代表代检查）
外植体的消毒
外植体的切段
接种外植体
诱导愈伤组织
诱导生芽生根
炼苗、移栽
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
→用解剖刀将外植体切成
0.5～1cm长的小段。
探究·实践:菊花的组织培养
P36、37 探究·实践
3.实验步骤：
外植体的消毒
外植体的切段
接种外植体
诱导愈伤组织
诱导生芽生根
炼苗、移栽
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。用封口膜或瓶盖封盖瓶口，并在培养瓶上作好标记。
①操作环境：
酒精灯火焰旁
②接种方法：
将外植体的1/3～1/2插入诱导愈伤组织的培养基中
③注意：
接种外植体时，不要倒插！（将“形态学上端”朝上）
探究·实践:菊花的组织培养
P36、37 探究·实践
3.实验步骤：
外植体的消毒
外植体的切段
接种外植体
诱导愈伤组织
诱导生芽生根
炼苗、移栽
将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于18～22℃的培养箱中培养。在培养过程中，定期观察和记录愈伤组织的生长情况。
①培养条件：
18～22℃，避光
②培养过程：
定期观察和记录愈伤组织的生长情况
愈伤组织不含叶绿素，不能进行光合作用。
光照下容易诱导形成维管组织，而不易形成愈伤组织。
探究·实践:菊花的组织培养
P36、37 探究·实践
3.实验步骤：
外植体的消毒
外植体的切段
接种外植体
诱导愈伤组织
诱导生芽生根
炼苗、移栽
培养15~20天后，将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上
诱导出芽
诱导生根
长出芽后，再将其转接到诱导生根的培养基上，进一步诱导形成试管苗。
①培养条件：
光照
②诱导顺序：
先生芽→后生根
探究·实践:菊花的组织培养
P36、37 探究·实践
3.实验步骤：
诱导叶绿素的形成进行光合作用，芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照
芽产生的生长素有利于生根，若先生根后面就不易生芽。
4.决定植物脱分化、再分化的关键因素：
外植体
愈伤组织
试管苗
完整植株
脱分化
芽、根等
再分化
关键激素
生长素和细胞分裂素
巧记：生根分芽中愈伤
结果
比值≈1
比值＜1
比值＞1
促进芽的分化
促进根的分化
促进愈伤组织的形成
生长素用量
细胞分裂素用量
探究·实践:菊花的组织培养
P36、37 探究·实践
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。生长素和细胞分裂素的比例和浓度会影响植物细胞的发育方向。
脱分化 再分化
过程
分裂、分化
结果
需要条件
脱分化与再分化的比较
外植体→愈伤组织
有分裂，无分化
形成愈伤组织
a.离体、适宜的营养
c.生长素与细胞分裂素的
比例适中
d.一般不需光
愈伤组织→幼苗
有分裂，有分化
形成根、芽
a.离体、适宜的营养
c.生长素与细胞分裂素的比例
高或低诱导生根或生芽
d.光照（诱导叶绿素的合成，使试管苗能够进行光合作用。）
外植体的消毒
外植体的切段
接种外植体
诱导愈伤组织
诱导生芽生根
炼苗、移栽
幼苗长壮后移栽入土，每天观察并记录幼苗的生长情况，适时浇水、施肥，直至开花。
①炼苗
②移栽
蓄水性强、透性好
探究·实践:菊花的组织培养
P36、37 探究·实践
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蛭石或珍珠岩等环境中。
胚状体：离体培养条件下，没有经过受精过程，但经过胚胎发育过程形成的胚状类似物，因而统称为体细胞胚或胚状体。
胚状体
途径
器官发生途径
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
生长发育
试管苗
（移栽到大田）
拓展：植物组织培养的两种途径
探究·实践:菊花的组织培养
生芽→生根
或 胚状体
4. 实验结果分析与评价
(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，有多少能正常生长，并分析它们被污染的原因。
①培养基、接种工具灭菌不彻底；
②外植体消毒不彻底；
③操作过程不符合无菌操作要求等。
(2)从刚接种的外植体到长出愈伤组织经历了多少天？
一般需要2周左右的时间。
探究·实践:菊花的组织培养
P36
5. 实验结果分析与评价
幼苗移栽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。一般使用无土栽培的办法。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。可以在课后统计移裁的成活率，看看移栽是否合格。
(3)培育的幼苗移栽到露地后，能够正常生长吗？
探究·实践:菊花的组织培养
（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 。
（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”）
植物体
根、芽或胚状体
外植体
有丝分裂
细胞分化
植物激素
细胞分裂素
生长素
无性繁殖
A
有丝分裂
浓度及比例
C
脱分化、再分化
愈伤组织
不需要
叶绿素的合成需要光照
B
3.
课 后 练 习
根、芽
植物体
再分化
培养条件：①无菌②营养物质③适宜条件（温度、PH、光等）
④植物激素：
遮光
光照
芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照
脱分化
愈伤组织
离体的植物器官、组织或细胞（外植体）
愈伤组织重新分化为芽、根等器官
失去特有结构和功能转变成未分化的细胞
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。生长素和细胞分裂素的比例和浓度会影响植物细胞的发育方向。
如：胡萝卜的形成层、菊花幼茎段、月季的花药…
排列不规则，高度液泡化，呈不定型状态的薄壁细胞
课 后 小 结
1.通过有性杂交能实现吗？为什么？
【思考.讨论】
不能，不同种物种间存在生殖隔离。
植物体细胞杂交技术
2.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？
西红柿
土豆
P36-1
图2-2 番茄—马铃薯（想象图）
将___________的植物体细胞，在一定条件下融合成____________，并把____________培育成____________的技术。
不同来源
杂种细胞
新植物体
杂种细胞
1. 概念：
普通小麦-长穗偃[yǎn]麦草、 白菜-甘蓝等
2. 融合实例:
生长期短，
耐热、易贮藏
+
=
白菜
甘蓝
白菜-甘蓝
①不同细胞融合：
②培育成新植株：
3. 原理:
细胞膜的流动性
植物细胞的全能性
二、植物体细胞杂交技术
P38-2
①物理法：_______法、______法等。
诱导原生质体融合的方法
②化学法：__________________融合法、
__________________融合法等。
4.技术流程：
正在融合的原生质体
杂种细胞AB
A细胞
B细胞
电融合
聚乙二醇(PEG)
离心
高Ca2＋－高pH
去壁
去壁
A原生质体
B原生质体
纤维素酶
和果胶酶
酶解法
原生质体=原生质层
细胞种类：
（1）未融合的细胞（A、B）
（2）两两融合的细胞：
（AA、BB、AB ）
融合原理：
细胞膜具有流动性
二、植物体细胞杂交技术
P37-1
方
法
细胞膜、液泡膜和介于这两层膜之间的细胞质。
脱去细胞壁的细胞
植物体细胞融合成功的标志
杂种细胞AB
再生出细胞壁
诱导
脱分化
愈伤组织
获得杂种植株
诱导
再分化
移栽植株
植物体细胞杂交成功的标志
植物细胞融合
（细胞膜的流动性）
植物组织培养
（植物细胞的全能性）
二、植物体细胞杂交技术
植物体细胞杂交过程中没有有性生殖细胞的结合，因此应为无性生殖。
P37-图 2-4
A为2a=20
B为2b=30
50
4
1. 杂种细胞染色体数为？
2.杂种细胞染色体组数为？
3.从杂种植株的染色体组成上看属于何种变异？
染色体数目变异
染色体数、染色体组数、基因型都采用直接相加的方法。
拓展：
二、植物体细胞杂交技术
融合细胞类型的分析
若A细胞具有2m条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb,
B细胞含有2n 条染色体，2个染色体组，基因型为ccDd。
则通过植物体细胞杂交技术获得的新植株：
染色体条数
染色体组数
基因型
属于可遗传变异类型中的
2m＋2n
2＋2=4个
AabbccDd
染色体数目变异
染色体数、染色体组数、基因型都采用直接相加的方法。
二、植物体细胞杂交技术
小结：获得杂种植株的变异类型属于染色体变异。杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和，杂种植株属于异源多倍体。
打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种。
5.意义：
有可能杂交不成功，即使杂交成功也可能不产生人们想要的性状。
6.缺点：
+
=
白菜
甘蓝
白菜-甘蓝
二、植物体细胞杂交技术
P38
图2-2 番茄—马铃薯（想象图）
图2-4 番茄—马铃薯（现实图）
杂种植株
再生出新的细胞壁
无性
无性
染色体变异
01
02
03
04
易错提醒
植物体细胞杂交的结果不是形成杂种细胞，而是要经过组织培养形成____________。
植物细胞融合成功的标志是__________________，植物体细胞杂交成功的标志是________________。
植物体细胞杂交过程中没有有性生殖细胞的结合，因此应为________生殖。
获得杂种植株的变异类型属于______________。杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和，杂种植株属于异源多倍体。
形成杂种植株
二、植物体细胞杂交技术
植物组织培养 植物体细胞杂交技术
原理
过程
意义
联系 细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
植物细胞的全能性
离体的植物器官、组织或细胞
愈伤组织
脱分化
再分化
根、芽或胚状体
植物体
生长发育
植物细胞A
植物细胞B
原生质体A
去壁
原生质体B
去壁
人工诱导
融合的原生质体AB
杂种细胞AB
愈伤组织
脱分化
再生细胞壁
杂种植株
再分化
保持优良性状,繁殖速度快、大规模生产提高经济效益
植物体细胞杂交技术应用了植物组织培养技术
克服不同种生物远缘杂交的障碍
植物组织培养和植物体细胞杂交的比较
(1)植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种细胞( )
(2)植物体细胞杂交利用了植物组织培养技术( )
(3)植物原生质体融合的原理是植物细胞的全能性( )
(4)利用物理法或化学法可以直接诱导两个植物细胞融合( )
×
获得杂种植株；
√
×
细胞膜具有流动性；
×
应先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体，
再用物理法或化学法诱导原生质体融合；
针 对 训 练
1．人参皂苷是人参的主要活性成分。科研人员分别诱导人参根与胡萝卜根产生愈伤组织并进行细胞融合，以提高人参皂苷的产率。下列叙述错误的是( )
A．细胞融合前应去除细胞壁
B．高Ca2＋—高pH溶液可促进细胞融合
C．融合的细胞即为杂交细胞
D．杂交细胞可能具有生长快速的优势
C
只考虑细胞两两融合，融合的细胞中有人参根－人参根细胞、人参根－胡萝卜根细胞、胡萝卜根－胡萝卜根细胞，只有人参根－胡萝卜根细胞才是杂种细胞，×;
针 对 训 练
2．如图为植物体细胞杂交技术的流程图，其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞，所含有的染色体组分别是AA和BB。据图分析，下列叙述错误的是( )
A．经过程①获得的a、b称为原生质体，过程②利用了细胞膜的流动性
B．c细胞只有AABB这一种类型
C．过程④和⑤分别是脱分化和再分化
D．获得的植株d，因在减数分裂时同源染色体能正常配对，所以理论是可育的
若只考虑两两融合，则融合的细胞有三种类型：AAAA、BBBB、AABB，×;
B
针 对 训 练
3．为探究矮牵牛原生质体的培养条件和植株再生能力，某研究小组的实验过程如下图所示。下列叙述正确的是 ( )
A．过程①获得的原生质体需悬浮在质量分数为30%的蔗糖溶液中
B．过程②需提高生长素的比例以促进芽的分化
C．过程③需用秋水仙素处理诱导细胞壁再生
D．原生质体虽无细胞壁，但仍保持细胞的全能性
D
D
等渗溶液
秋水仙素的作用是诱导染色体数加倍
细胞分裂素
针 对 训 练
1.图为植物体细胞杂交过程示意图。据图回答：
（1）步骤①是 ，最常用的方法是 。
（2）步骤②一般常用的化学试剂是 ，目的是 。
(3)在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，此技术运用的原理是 ，其中步骤④相当于 ，步骤⑤相当于 。
（4）植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株，
使 能够在新的植物体上有所表现，其根本原因是 。
（5）若远缘杂交亲本A的基因型为AaBb，B的基因型为YYEe，则融合后形成的杂种植株基因型是 。
去除细胞壁，获得原生质体
酶解法
聚乙二醇（PEG）
诱导植物原生质体融合
脱分化
再分化
远缘杂交亲本的遗传特征
杂种植株获得双亲的遗传物质
细胞的全能性
AaBbYYEe
针 对 训 练
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
课 堂 小 结
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
一、概念检测
纤维素酶和果胶酶
A
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？
练习与应用 P38
二、拓展应用
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
练习与应用 P38
选择性必修三《生物技术与工程》
第2章 细胞工程
第1节 植物细胞工程
（植物细胞工程的基本技术）
哈伯兰特提出细胞全能性的理论，但相关实验尝试没有成功。
斯图尔德等发现胡萝卜的体细胞可以分化为胚，为细胞全能性理论提供了强有力的支持。
科金用真菌的纤维素酶分解番茄根的细胞壁，成功获得了原生质体
古哈等在培养毛曼陀罗的花药时，首次得到了由花药中的花粉粒发育而来的胚。
卡尔森诱导烟草种间原生质体融合，获得了第一株体细胞种间杂种植株。
土壤农杆菌的Ti质粒被发现。之后，该质粒应用于植物分子生物学领域，促进了植物细胞工程与分子生物学技术的紧密结合。
1902年
1958年
1960年
1964年
1971年
1974年
科技探索之路：植物细胞工程的发展历程
P32
利用植物组织培养技术可以大量、快速地培育菊花。
情景导入
菊花种子在自然条件下萌发率较低；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，菊花的价格就会比较高，所需要的时间就会很长。如何让它大量、快速地繁殖，且成本不要太高呢？
（2）体现全能性的标志：
①种子发育成植株，体现了植物种子的全能性。（ ）
②胡萝卜韧皮部细胞发育成完整植株。（ ）
③受精卵发育成个体。（ ）
④胚胎干细胞分化成其他种类的细胞。（ )
×
√
√
√
（1）定义：
细胞→ 完整个体或其他各种细胞
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，即细胞具有全能性。
复习回顾-植物组织培养技术原理-细胞的全能性
一、植物组织培养技术
P34-1
植物体内所有细胞都能表现出全能性吗？
不是，芽原基的细胞只能发育为芽，叶原基的细胞只能发育为叶，这是为什么？
（4）细胞不能体现全能性的原因：
在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达。
（3）植物细胞具有全能性的原因：
一般来说，植物体的细胞都含有该物种所持有的全套遗传信息。
复习回顾-植物组织培养技术原理-细胞的全能性
P34-1
(5)细胞全能性大小的比较：
一般来说，细胞分化程度越高，全能性 ；随着细胞分化程度的不断提高，细胞的分裂能力和全能性 。
越低
逐渐降低
不同种生物细胞:
同种生物不同细胞：
植物细胞 动物细胞
受精卵 生殖细胞 体细胞
＞
（动物细胞具有全能性，但目前只有细胞核能体现全能性）
＞
同种生物不同体细胞的全能性大小：
幼嫩的细胞 衰老的细胞
＞
＞
复习回顾-植物组织培养技术原理-细胞的全能性
P34-1
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。
外植体
(1)概念：
(2)生殖方式：
(3)分裂方式：
无性生殖
有丝分裂
(4)条件：
①离体
②无菌、无毒环境
③适宜的培养基：一定的营养物质、植物激素（生长素&细胞分裂素）
④适宜的温度、pH、光照等
一、植物组织培养技术
P35-2
接种外植体
离体培养的植物器官、组织或细胞。
脱分化
诱导愈伤组织
细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、无叶绿体、不定形的薄壁组织团块。
离体条件下已分化的细胞经过诱导，失去特有的结构和功能，转变为未分化的细胞。
诱导生芽
再分化
愈伤组织能重新分化成芽、根等器官。
诱导生根
移栽成活
愈伤组织
(5)流程图：
一、植物组织培养技术
P35 图2-1&探究·实践-1
1.实验原理：
植物组细胞具有全能性。
2.材料用具：
幼嫩的菊花茎段、体积分数70%的酒精，质量分数为5%左右的次氯酸钠溶液和无菌水，50mL锥形瓶（或植物组织培养瓶）。植物组织培养常用的培养基：MS培养基 ( P116)。
分裂旺盛，更容易诱导形成愈伤组织。
植物组织培养瓶
探究·实践:菊花的组织培养
P35探究·实践
(1)外植体消毒
(2)外植体切段
(3)接种外植体
(4)诱导愈伤组织
(5)诱导生芽生根
(6)炼苗、移栽
3.实验步骤：
探究·实践:菊花的组织培养
P36、37 探究·实践
外植体的消毒
外植体的切段
接种外植体
诱导愈伤组织
诱导生芽生根
炼苗、移栽
双手和超净工作台
酒精擦拭
外植体（幼嫩的茎段）：
酒精消毒
30s
无菌水
2~3次
次氯酸钠
30min
无菌水
2~3次
防止杂菌生长。
一方面杂菌与培养物竞争营养；
另一方面杂菌产生有害物质危害培养物。
1.为什么进行无菌操作？
探究·实践:菊花的组织培养
P36、37 探究·实践
3.实验步骤：
本周作业
作业：
第一次作业：【第3章 《复习与提高》】
P80 二、非选择题 第2题（1）（2）（3）（4）
（可不抄题）
特别提醒：
①作业周四中午交到我办工作（周五晚自习前拿回）
②本周日不用将作业放讲台（课代表代检查）
外植体的消毒
外植体的切段
接种外植体
诱导愈伤组织
诱导生芽生根
炼苗、移栽
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
→用解剖刀将外植体切成
0.5～1cm长的小段。
探究·实践:菊花的组织培养
P36、37 探究·实践
3.实验步骤：
外植体的消毒
外植体的切段
接种外植体
诱导愈伤组织
诱导生芽生根
炼苗、移栽
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。用封口膜或瓶盖封盖瓶口，并在培养瓶上作好标记。
①操作环境：
酒精灯火焰旁
②接种方法：
将外植体的1/3～1/2插入诱导愈伤组织的培养基中
③注意：
接种外植体时，不要倒插！（将“形态学上端”朝上）
探究·实践:菊花的组织培养
P36、37 探究·实践
3.实验步骤：
外植体的消毒
外植体的切段
接种外植体
诱导愈伤组织
诱导生芽生根
炼苗、移栽
将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于18～22℃的培养箱中培养。在培养过程中，定期观察和记录愈伤组织的生长情况。
①培养条件：
18～22℃，避光
②培养过程：
定期观察和记录愈伤组织的生长情况
愈伤组织不含叶绿素，不能进行光合作用。
光照下容易诱导形成维管组织，而不易形成愈伤组织。
探究·实践:菊花的组织培养
P36、37 探究·实践
3.实验步骤：
外植体的消毒
外植体的切段
接种外植体
诱导愈伤组织
诱导生芽生根
炼苗、移栽
培养15~20天后，将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上
诱导出芽
诱导生根
长出芽后，再将其转接到诱导生根的培养基上，进一步诱导形成试管苗。
①培养条件：
光照
②诱导顺序：
先生芽→后生根
探究·实践:菊花的组织培养
P36、37 探究·实践
3.实验步骤：
诱导叶绿素的形成进行光合作用，芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照
芽产生的生长素有利于生根，若先生根后面就不易生芽。
4.决定植物脱分化、再分化的关键因素：
外植体
愈伤组织
试管苗
完整植株
脱分化
芽、根等
再分化
关键激素
生长素和细胞分裂素
巧记：生根分芽中愈伤
结果
比值≈1
比值＜1
比值＞1
促进芽的分化
促进根的分化
促进愈伤组织的形成
生长素用量
细胞分裂素用量
探究·实践:菊花的组织培养
P36、37 探究·实践
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。生长素和细胞分裂素的比例和浓度会影响植物细胞的发育方向。
脱分化 再分化
过程
分裂、分化
结果
需要条件
脱分化与再分化的比较
外植体→愈伤组织
有分裂，无分化
形成愈伤组织
a.离体、适宜的营养
c.生长素与细胞分裂素的
比例适中
d.一般不需光
愈伤组织→幼苗
有分裂，有分化
形成根、芽
a.离体、适宜的营养
c.生长素与细胞分裂素的比例
高或低诱导生根或生芽
d.光照（诱导叶绿素的合成，使试管苗能够进行光合作用。）
外植体的消毒
外植体的切段
接种外植体
诱导愈伤组织
诱导生芽生根
炼苗、移栽
幼苗长壮后移栽入土，每天观察并记录幼苗的生长情况，适时浇水、施肥，直至开花。
①炼苗
②移栽
蓄水性强、透性好
探究·实践:菊花的组织培养
P36、37 探究·实践
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蛭石或珍珠岩等环境中。
胚状体：离体培养条件下，没有经过受精过程，但经过胚胎发育过程形成的胚状类似物，因而统称为体细胞胚或胚状体。
胚状体
途径
器官发生途径
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
生长发育
试管苗
（移栽到大田）
拓展：植物组织培养的两种途径
探究·实践:菊花的组织培养
生芽→生根
或 胚状体
4. 实验结果分析与评价
(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，有多少能正常生长，并分析它们被污染的原因。
①培养基、接种工具灭菌不彻底；
②外植体消毒不彻底；
③操作过程不符合无菌操作要求等。
(2)从刚接种的外植体到长出愈伤组织经历了多少天？
一般需要2周左右的时间。
探究·实践:菊花的组织培养
P36
5. 实验结果分析与评价
幼苗移栽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。一般使用无土栽培的办法。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。可以在课后统计移裁的成活率，看看移栽是否合格。
(3)培育的幼苗移栽到露地后，能够正常生长吗？
探究·实践:菊花的组织培养
（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 。
（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”）
植物体
根、芽或胚状体
外植体
有丝分裂
细胞分化
植物激素
细胞分裂素
生长素
无性繁殖
A
有丝分裂
浓度及比例
C
脱分化、再分化
愈伤组织
不需要
叶绿素的合成需要光照
B
3.
课 后 练 习
根、芽
植物体
再分化
培养条件：①无菌②营养物质③适宜条件（温度、PH、光等）
④植物激素：
遮光
光照
芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照
脱分化
愈伤组织
离体的植物器官、组织或细胞（外植体）
愈伤组织重新分化为芽、根等器官
失去特有结构和功能转变成未分化的细胞
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。生长素和细胞分裂素的比例和浓度会影响植物细胞的发育方向。
如：胡萝卜的形成层、菊花幼茎段、月季的花药…
排列不规则，高度液泡化，呈不定型状态的薄壁细胞
课 后 小 结
1.通过有性杂交能实现吗？为什么？
【思考.讨论】
不能，不同种物种间存在生殖隔离。
植物体细胞杂交技术
2.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？
西红柿
土豆
P36-1
图2-2 番茄—马铃薯（想象图）
将___________的植物体细胞，在一定条件下融合成____________，并把____________培育成____________的技术。
不同来源
杂种细胞
新植物体
杂种细胞
1. 概念：
普通小麦-长穗偃[yǎn]麦草、 白菜-甘蓝等
2. 融合实例:
生长期短，
耐热、易贮藏
+
=
白菜
甘蓝
白菜-甘蓝
①不同细胞融合：
②培育成新植株：
3. 原理:
细胞膜的流动性
植物细胞的全能性
二、植物体细胞杂交技术
P38-2
①物理法：_______法、______法等。
诱导原生质体融合的方法
②化学法：__________________融合法、
__________________融合法等。
4.技术流程：
正在融合的原生质体
杂种细胞AB
A细胞
B细胞
电融合
聚乙二醇(PEG)
离心
高Ca2＋－高pH
去壁
去壁
A原生质体
B原生质体
纤维素酶
和果胶酶
酶解法
原生质体=原生质层
细胞种类：
（1）未融合的细胞（A、B）
（2）两两融合的细胞：
（AA、BB、AB ）
融合原理：
细胞膜具有流动性
二、植物体细胞杂交技术
P37-1
方
法
细胞膜、液泡膜和介于这两层膜之间的细胞质。
脱去细胞壁的细胞
植物体细胞融合成功的标志
杂种细胞AB
再生出细胞壁
诱导
脱分化
愈伤组织
获得杂种植株
诱导
再分化
移栽植株
植物体细胞杂交成功的标志
植物细胞融合
（细胞膜的流动性）
植物组织培养
（植物细胞的全能性）
二、植物体细胞杂交技术
植物体细胞杂交过程中没有有性生殖细胞的结合，因此应为无性生殖。
P37-图 2-4
A为2a=20
B为2b=30
50
4
1. 杂种细胞染色体数为？
2.杂种细胞染色体组数为？
3.从杂种植株的染色体组成上看属于何种变异？
染色体数目变异
染色体数、染色体组数、基因型都采用直接相加的方法。
拓展：
二、植物体细胞杂交技术
融合细胞类型的分析
若A细胞具有2m条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb,
B细胞含有2n 条染色体，2个染色体组，基因型为ccDd。
则通过植物体细胞杂交技术获得的新植株：
染色体条数
染色体组数
基因型
属于可遗传变异类型中的
2m＋2n
2＋2=4个
AabbccDd
染色体数目变异
染色体数、染色体组数、基因型都采用直接相加的方法。
二、植物体细胞杂交技术
小结：获得杂种植株的变异类型属于染色体变异。杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和，杂种植株属于异源多倍体。
打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种。
5.意义：
有可能杂交不成功，即使杂交成功也可能不产生人们想要的性状。
6.缺点：
+
=
白菜
甘蓝
白菜-甘蓝
二、植物体细胞杂交技术
P38
图2-2 番茄—马铃薯（想象图）
图2-4 番茄—马铃薯（现实图）
杂种植株
再生出新的细胞壁
无性
无性
染色体变异
01
02
03
04
易错提醒
植物体细胞杂交的结果不是形成杂种细胞，而是要经过组织培养形成____________。
植物细胞融合成功的标志是__________________，植物体细胞杂交成功的标志是________________。
植物体细胞杂交过程中没有有性生殖细胞的结合，因此应为________生殖。
获得杂种植株的变异类型属于______________。杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和，杂种植株属于异源多倍体。
形成杂种植株
二、植物体细胞杂交技术
植物组织培养 植物体细胞杂交技术
原理
过程
意义
联系 细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
植物细胞的全能性
离体的植物器官、组织或细胞
愈伤组织
脱分化
再分化
根、芽或胚状体
植物体
生长发育
植物细胞A
植物细胞B
原生质体A
去壁
原生质体B
去壁
人工诱导
融合的原生质体AB
杂种细胞AB
愈伤组织
脱分化
再生细胞壁
杂种植株
再分化
保持优良性状,繁殖速度快、大规模生产提高经济效益
植物体细胞杂交技术应用了植物组织培养技术
克服不同种生物远缘杂交的障碍
植物组织培养和植物体细胞杂交的比较
(1)植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种细胞( )
(2)植物体细胞杂交利用了植物组织培养技术( )
(3)植物原生质体融合的原理是植物细胞的全能性( )
(4)利用物理法或化学法可以直接诱导两个植物细胞融合( )
×
获得杂种植株；
√
×
细胞膜具有流动性；
×
应先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体，
再用物理法或化学法诱导原生质体融合；
针 对 训 练
1．人参皂苷是人参的主要活性成分。科研人员分别诱导人参根与胡萝卜根产生愈伤组织并进行细胞融合，以提高人参皂苷的产率。下列叙述错误的是( )
A．细胞融合前应去除细胞壁
B．高Ca2＋—高pH溶液可促进细胞融合
C．融合的细胞即为杂交细胞
D．杂交细胞可能具有生长快速的优势
C
只考虑细胞两两融合，融合的细胞中有人参根－人参根细胞、人参根－胡萝卜根细胞、胡萝卜根－胡萝卜根细胞，只有人参根－胡萝卜根细胞才是杂种细胞，×;
针 对 训 练
2．如图为植物体细胞杂交技术的流程图，其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞，所含有的染色体组分别是AA和BB。据图分析，下列叙述错误的是( )
A．经过程①获得的a、b称为原生质体，过程②利用了细胞膜的流动性
B．c细胞只有AABB这一种类型
C．过程④和⑤分别是脱分化和再分化
D．获得的植株d，因在减数分裂时同源染色体能正常配对，所以理论是可育的
若只考虑两两融合，则融合的细胞有三种类型：AAAA、BBBB、AABB，×;
B
针 对 训 练
3．为探究矮牵牛原生质体的培养条件和植株再生能力，某研究小组的实验过程如下图所示。下列叙述正确的是 ( )
A．过程①获得的原生质体需悬浮在质量分数为30%的蔗糖溶液中
B．过程②需提高生长素的比例以促进芽的分化
C．过程③需用秋水仙素处理诱导细胞壁再生
D．原生质体虽无细胞壁，但仍保持细胞的全能性
D
D
等渗溶液
秋水仙素的作用是诱导染色体数加倍
细胞分裂素
针 对 训 练
1.图为植物体细胞杂交过程示意图。据图回答：
（1）步骤①是 ，最常用的方法是 。
（2）步骤②一般常用的化学试剂是 ，目的是 。
(3)在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，此技术运用的原理是 ，其中步骤④相当于 ，步骤⑤相当于 。
（4）植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株，
使 能够在新的植物体上有所表现，其根本原因是 。
（5）若远缘杂交亲本A的基因型为AaBb，B的基因型为YYEe，则融合后形成的杂种植株基因型是 。
去除细胞壁，获得原生质体
酶解法
聚乙二醇（PEG）
诱导植物原生质体融合
脱分化
再分化
远缘杂交亲本的遗传特征
杂种植株获得双亲的遗传物质
细胞的全能性
AaBbYYEe
针 对 训 练
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
课 堂 小 结
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
一、概念检测
纤维素酶和果胶酶
A
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？
练习与应用 P38
二、拓展应用
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
练习与应用 P38