高中生物苏教版选修3第二章 第二节植物细胞工程 课件（35张PPT）

(共35张PPT)
第二节植物细胞工程的应用
教师 何彩萍
一、植物组织培养技术的应用




原理：
细胞的全能性
细胞全能性
1. 概念:
生物体的细胞在形态、结构和功能上存在很大的差异，但是几乎每一个细胞内都含有该物种的全部遗传物质，具有发育成为完整个体所必须的全部基因，因此，这些细胞都具有发育成为一个新的个体的潜能。细胞的这种特性称为细胞全能性。
2、全能性的比较
2）植物细胞全能性一般比动物细胞强
1）受精卵>生殖细胞>体细胞
3、 高度分化的植物细胞表现全能性条件：
细胞离体、一定的营养物质、激素和其他外界条件
植物组织培养
2、理论基础：
细胞的全能性
是指依据细胞全能性原理，在无菌条件下，分离植物的器官、组织、细胞或原生质体（外植体），并在培养基上培养，在适宜的条件下使其长成部分或完整植株的技术。
1、概念：
3.植物组织培养过程
不需要光照
光照
愈伤组织的形成
愈伤组织：是一团没有特定结构和功能并处于旺盛分裂状态的薄壁细胞。
由于分离得到的细胞已经高度分化，因此在进行植物组织培养时首先要诱导细胞脱分化，形成愈伤组织。
一、植物组织培养
4、植物组织培养的条件
内因：离体细胞、组织或器官
外因：
1）适宜的外界环境条件，例如无菌、适宜 的温度、湿度、光照等
2）培养基（一定的营养物质，激素）

5、植物组织培养的培养基
①水
②无机营养：各种大量元素和微量元素
③有机营养成分：维生素、氨基酸和糖
（糖作为碳源：2%—4%的蔗糖溶液，调节渗透压）
④ 天然的附加物
⑤生长物质：生长素，细胞分裂素和赤霉素
胚状体的形成
愈伤组织在一定的培养基条件下可诱导形成胚状体。胚状体类似胚的结构，具有胚芽和胚根，在合适的条件下也可以发育成新的植株。

在胚状体外包裹人工的胚乳和人工的种皮，就可获得“人工种子”。
（1）人工种子概念



（2）人工种子组成

人工胚乳
胚状体
人工种子
是指在植物组织培养中得到的体细胞胚，包埋在由营养物质和保护物质等形成的包中，在适宜的条件下能够发芽出苗的颗粒体。
①培育周期短 ②后代无性状分离
③不受气候,季节和地域限制
④可以很方便地贮藏和运输
（4）天然种子的局限
① 培育周期长
②优良杂种的后代会发生性状分离而丧失其优良特性
③生产会受到季节、气候和地域的限制，并且需要占用大量的土地实现制种
（3）、人工种子的优点：
二、植物细胞培养
概念： 是将组织培养过程中形成的愈伤组织或其他易分散的组织置于液体培养基中，进行悬浮培养，得到分散的悬浮细胞，通过继代培养时细胞增殖，从而得到大量的细胞群体的一种技术。

目的：是通过大规模的细胞培养以获得人类所需的细胞次生代谢产物（例如从培养的红豆杉细胞中提到抗肿瘤药物——紫杉醇）。
优点：快速、高效，不受季节、外部环境等条件的限制。
植物细胞
愈伤组织
芽、根
悬浮细胞
细胞群体
植株
细胞次生代谢产物
植物激素的不同配比
植物激素的不同配比
1、在一个生物体内，细胞没有表现出全能性，原因是（ ）
Ａ．细胞失去了全能性　　　　　　　　
Ｂ．细胞中的基因部分丢失
Ｃ．细胞中的基因选择性表达　　　　　　
Ｄ．细胞中的基因变异不同
C
2、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
D
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
离体的植物组织器官、组织或细胞
植物细胞具有全能性
具有分裂能力的
愈伤组织
4、当植物细胞脱离了原来所在植物体的器官或组织而处于离体状态时，下列有可能使其表现出全能性，发育成完整的植株的是（ ）
A、细胞分裂素 B、生长素 C、一定的营养物质 D、以上三者均是
　
D
D
5、在生物体的所有细胞中，全能性最高的是
A、卵细胞 B、植物花粉 C、体细胞 D、受精卵
1、定义：
将两个或两个以上来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，且把杂种细胞培育成新的植物体的过程。
2、优势：（与有性杂交方法比较）
克服了远缘杂交不亲和的障碍，拓展了可用于杂交的亲本组合范围。。
（一）植物体细胞杂交
三、细胞工程与育种
3、植物体细胞杂交过程
杂合的原生质体
杂种细胞
愈伤组织
杂种植株
细胞融合
植物组织培养
植物体细胞杂交过程示意图
标志
去壁
思考题
细胞壁如何去除？
融合的基础是什么？
杂交完成的标志是什么？
最后通过什么手段得到新个体 ？
整个过程中运用了细胞工程中的那些技术？
去壁的常用方法：
原生质体融合方法：
细胞融合的基础：
细胞膜的流动性
杂交完成的标志：形成细胞壁
异想天开
（一）单倍体育种
二 作物新品种的培育
1、单倍体的概念:

2、单倍体的例子:
由配子发育成的个体
蜜蜂中的雄蜂是由未受精的卵发育来的单倍体 .
多数植物都可通过花药或花粉来获得单倍体




优点：
单倍体育种可以直接得到纯合体，所以这样大大地缩短了育种年限，只需两年即可得到纯合新品种 。
3、单倍体育种的原理:
花粉培养：从花药中分离出花粉粒使之成为分散或游离的状态，通过培养使其脱分化并发育成植株的过程;
单倍体经过秋水仙素等处理使其染色体加倍以后产生的二倍体。
（一）单倍体育种
二 作物新品种的培育
4.单倍体育种的一般过程
花药
花粉细胞培养
脱分化
愈伤
组织
分化出
小植物
再分化
单倍体
植株
移栽
正常
植株
染色体加倍
5、植物花药组织培养生成正常植株的实验流程
优点：后代都是纯合子，明显缩短育种年限
二、作物新品种的培育
（二）、传统方法－－－
原理:
基因的自由组合定律，优良基因的自由组合。
杂交育种
结果：通过基因重组，把两亲本的优良性状组合在同一后代中
缺点:要不断进行(多年)纯化和选择，才得到一种符合理想要求的新品种
回忆、思考
1、植物组织培养的大致过程包括哪几个阶段？


2、植物组织培养技术的理论基础是什么？

离体的器官、组织或细胞——脱分化成愈伤组织——再分化为根和芽——完整植株
植物细胞具有全能性
3、什么叫做细胞全能性？
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。
4、生物体所有细胞全能性都一致吗？
受精卵>生殖细胞>体细胞;植物细胞>动物细胞
5、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

A
6、体内的细胞为什么没有表现出全能性， 而是分化成不同的组织器官？
体内的细胞在特定的时间和空间条件下，基因选择性表达的结果。
7. 通过细胞杂交,获得一个杂种植株,需要的步骤是( )
A.分离原生质 诱导原生质融合 生出细胞壁 组织培养法 得到杂种植株
B.分离原生质 原生质自然融合 组织培养 杂种植株
C.获取细胞 原生质融合 组织培
养 杂种植株
D. 获取细胞 原生质直接融合 组织培养 杂种植株
A
8.要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，不需要（ ）
A.具有完整细胞核的细胞
B.离体状态
C.导入外源基因
D.一定的营养物质和激素
C
9、科学工作者把胡萝卜的韧皮部细胞分离出来，将单个细胞放入培养基中培养，获得了许多完整的植株，这些植株的特点（ ）

A．彼此性状相似 B．变异频率较高
C．单倍体 D．都是纯合子

A