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山东省栖霞市第二中学人教版高中生物选修三课件：第一节植物细胞工程(共56张PPT)

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人教版高中生物选修3专题2 第1节《第1课时 植物细胞工程的基本技术》ppt课件

人教版高中生物选修3专题2 第1节《第1课时 植物细胞工程的基本技术》ppt课件
• (4)愈伤组织：排列疏松、无规则，高度液泡化的无 定形状态的薄壁细胞。
• 3．理论基础：细胞的全能性。
• 4．实验：胡萝卜的组织培养
• (1)实验原理
• 植物的根、茎、叶细胞都具有全能性，在一定的营 养和激素条件下，可以脱分化形成愈伤组织。将愈 伤组织转接到含有不同激素成分的培养基上，就可 以诱导其再分化生成胚状体和丛芽，进而培育成完 整的小植株。
• B．在愈伤组织的形成过程中，必须从培养基中获得 水、无机盐和小分子的有机物等营养物质
• C．为促进花粉细胞分裂生长，在培养基中应加入适 宜浓度的生长素等植物激素
• D．试管苗可能出现的基因型有AABB或AAbb或 aaBB或aabb
• [解析] 花粉是通过减数分裂形成的，其基因型为 AB或Ab或aB或ab，由花粉发育而来的个体未经秋 水仙素处理，是单倍体。
专题二 细胞工程
专题概述 1996 年 7 月 5 日，英国苏格兰罗斯林研究所胚胎学家维尔 穆特博士和他领导的基因小组在绵羊无性繁殖技术领域取得 重大突破，一只无性繁殖的绵羊已经在他的试验基地出生。他 的研究小组从一只母羊身上提取的卵子(把卵子去掉内核)进行 电子“焊接”，形成一个胚胎，并把此胚胎移入另外一只母羊 子宫内培育，便顺利生下了这只被命名为“多利”的小羊羔。 羊羔是其“基因母羊”的完全复制品，科学家给利用这种无性 繁衍技术生产的羊起名为“克隆羊”。
• (2)实验关键 • ①取材：应选择含形成层的部分，易于诱导形成愈
伤组织。 • ②全程无菌操作(包括接种用具、接种环境和接种材
料、接种过程、培养过程)。 • ③植物激素的比例适当。
• 知识贴士：植物组织培养过程中光照条件非常重要， 包括光照强度、时间和波长。但在愈伤组织的诱导

人教版高中生物选修三课件：2.1植物细胞工程

人教版高中生物选修三课件：2.1植物细胞工程

3．植物体细胞杂交的目的中错误的是
上
B.获得杂种植株
C.克服远源杂交不亲和的障碍
D.实现原生质体的融合
4.未能解决的问题：
未能让杂种植物按照人 们的需要表现出亲代的优良 性状。
• 植物细胞工程 一、植物组织培养技术 过程:外植体→愈伤组织→根茎芽→植物体 原理：植物细胞的全能性 二、植物体细胞杂交技术 过程：原生质体融合和组织培养 每一步骤的方法和原理 目的和意义。
1．植物组织培养是指 （C）
1、过程
1
2
3
❖要想让两个来自不同植物的体细胞融合在一 起，遇到的第一个障碍是什么？
细胞壁的阻碍
有没有一种温和的去除细胞壁的方法？
• 有,用酶 • 纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
★过程2诱导原生质体融合
• 是关键环节
• 根据的原理是:细胞膜的流动性
• 方法:物理
•
离心.振动.电刺激
• 化学:
• 聚乙二醇(PEG)作诱导剂
去壁的常用方法： 酶解法（纤维素酶、果胶酶等）
原生质体融合方法：物理法：离心、振动、电刺激等
化学法：聚乙二醇（PEG）
2．目的 植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株，而不 是形成杂种细胞。杂种植株特征：具备两种植物 的遗传特征，原因是杂种植株中含有两种植物的 遗传物质。 3．优点 克服远缘杂交的不亲和障碍。 【特别提醒】 ①植物体细胞杂交过程中无有性 生殖细胞的结合，属于无性生殖。 ②从杂种植株的染色体组成上看，染色体数目增 加，植物体细胞杂交属于染色体数目的变异。
郁金香
第一节：植物细胞工程 （一）植物组织培养技术
外植体
植
脱分化
物
组
愈伤组织 （未分化）

人教版高中生物选修三课件：2.1.1植物细胞工程的基本技术(共24张PPT)

人教版高中生物选修三课件：2.1.1植物细胞工程的基本技术(共24张PPT)
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？
2020/6/12
19
种间杂交:烟草-海岛烟草、白菜-甘蓝 属间杂交:番茄-马铃薯、胡萝卜-羊角芹
白菜
甘蓝
2020/6/12
白菜－甘蓝
20
意义：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性状。
专题2 细胞工程
2020/6/12
1
2.1 植物细胞工程
2.1.1植物细胞工程的基本技术
2020/6/12
2
为什么植物的一个花瓣就可以培 育出完整的植株呢？
2020/6/12
3
细胞的全能性
1、概念： 2、比较： 1）受精卵 ＞ 生殖细胞 ＞ 体细胞 2）植物细胞全能性一般比动物细胞强
2020/6/12
2020/6/12
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主要原因:生物基因之间的表 达不是孤立的,它们之间是相 互调控、相互影响的。
2020/6/12
22
2020/6/12
23
请思考：
1．不同植物的体细胞融合，第一个障碍是什么？ 2．有没有一种温和的去壁方法呢？ 3．原生质体发生融合，与细胞膜什么特性有关？ 4．原生质体融合成功的标志是什么？ 5．不同来源的原生质体融合后，下一步做何处理？ 6．如何将杂种细胞培育成杂种植株？
2020/6/12
24
1 所有实验用具严格灭菌
2 接种过程必须严格的无菌操作
3 愈伤组织要避光培养 4 试管苗先进行生芽培养，再进行生根培养。
5 试管苗培养均需在光照条件下进行。
2020/6/12
9
用灭菌后的剪刀将烟草叶片剪成小

高中生物人教版选修3配套课件：专题2 第1节 第1课时 植物细胞工程的基本技术

高中生物人教版选修3配套课件：专题2 第1节 第1课时 植物细胞工程的基本技术
• 生物技术诞生后，人们产生了许多奇思妙想，通过细胞工程技术， 有的已经变为现实，有的正在努力变成现实。
• 〔专 题 概 述〕
• 本专题内容包括两部分，即“植物细胞工程”和“动物细胞工程”， 主要讲述了植物细胞工程基本原理和技术、实际应用及动物细胞的 培养、动物体细胞核移植技术、克隆动物、细胞融合和单克隆抗体 等内容。本专题内容在现代生物科技专题中占有重要地位，也是高 考热点之一，应着重掌握。
1
基础知识·双基夯实
2
课内探究·名师点津
3
指点迷津·拨云见日
4
核心素养·技能培优
5
问题释疑·探究升华
6
知识构建·条分缕析
7
训练巩固·课堂达标
基础知识·双基夯实
• 一、细胞工程的含义及分类
• 1．含义
• (1)原理和方法：细胞生物学和①分_子__生__物_学_______。
• •
((32))操目作 的水 ：平：细胞水平或②细__胞__器_水__平______。
新课标导学
生物
选修3 ·人教版
专题二
细胞工程
• 〔趣 味 导 学〕
• 1996年7月5日，英国苏格兰罗斯林研究所胚胎学家维尔穆特博士和 他领导的基因小组在绵羊无性繁殖技术领域取得重大突破，一只无 性繁殖的绵羊已经在他的试验基地出生。这只被命名为“多利”的 小羊羔是其“基因母羊”的完全复制品，科学家给利用这种无性繁 衍技术生产的羊起名为“克隆羊”。
• 按照人们的意愿来改变③_________________或④________品
• 根据操作对象不同，可分为⑤_______细胞工程和⑥_______细胞工
程。
植物
动物
• 二、植物细胞的全能性

人教版高中生物选修三课件：2.1 植物细胞工程 (共29张PPT)

人教版高中生物选修三课件：2.1 植物细胞工程 (共29张PPT)

1.通过查阅资料，请你再列举出植物组织培养技术 在我们生活中的另外一些应用。 a. 拯救濒危植物； b. 提供食品制作的原料； c. 利用愈伤组织进行转基因操作。 2.查阅植物人工种子制备技术的详细过程， 设计出制备技术的主要流程图。 诱导植物愈伤组织 ↓ 体细胞胚的诱导 ↓ 体细胞胚的成熟 ↓ 体细胞胚的机械化包裹 ↓ 贮藏或种植
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4.细胞工程是一门综合科学技术。下列哪项技术不属于细胞工程: A A.有性杂交 B.体细胞杂交 C.组织培养 D.细胞核移植 5.在生物体的所有细胞中，全能性最高的是: D A.卵细胞 B.植物花粉 C.体细胞 D.受精卵
6.植物组织培养形成的愈伤组织进行培养， 又可以分化形成根、 芽等器官，这一过程称为： C A.脱分化 B.去分化 C.再分化 D.脱分化或去分化 7.下列不能作为植物组织培养的材料是：D A.秋海棠的叶 B.马铃薯的块茎 C.成熟的花粉 D.木质部中的导管细胞
1.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？ 1978年，梅尔彻斯（Melchers）等人首次获得了马铃薯与番茄 的属间体细胞杂种。他们将培育的二倍体马铃薯品系和番茄叶片细 胞进行融合，所产生的杂交株被称为“马铃薯番茄”。像大多数杂 种一样，杂交株同时具有马铃薯和番茄的形态特征。其中一些植株 形成了“类似块茎的生殖根”，但是没有产生可结实的花、果实以 及真正意义上的块茎。到目前为止“马铃薯—番茄”一类的体细胞 杂交植物还不能产生经济效益，但是其研究价值不可忽视。
4.高效抗癌的药物紫杉醇，虽然能造福人类， 但却为濒危的红豆杉带来一场灭顶之灾。以“我们能否利 用植物组织培养技术大量生产紫杉醇，从而拯救红豆杉” 为题，与同学展开讨论，说出植物组织培养技术在节约资 源、保护环境方面的重要意义。 可以利用植物组织培养技术来大量生产紫杉醇。现 在国内外的科学家们正在研究利用植物细胞培养技术来大 量培育红豆杉细胞，希望利用这种方法来大量生产紫杉醇。 国内外许多实验室开展了用组织培养法生产紫杉醇的研究， 红豆杉属的11种植物现都在进行组织培养。ESC Agenetics公司宣布他们用细胞培养法所得紫杉醇的含量 是树皮的2～5倍。国内外在分化细胞株系和培养条件方面 做了不少工作，摸索了外植体、光照、培养基组成等因素 对细胞培养及紫杉醇生成的影响。现在工艺条件已基本摸 清，正研究反应的放大技术等，有望实现通过细胞培养进 行工业化生产紫杉醇的目标。

人教版高中生物选修(三)-2.1植物细胞工程 课件 ) (共44张PPT)

人教版高中生物选修(三)-2.1植物细胞工程 课件 ) (共44张PPT)

虽然科学家历尽艰辛，实现了马铃薯和番茄两个物种之 间的杂交，可惜这株超级杂种植物既不结番茄，也不长马铃 薯。这是为什么呢？
生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相 互影响的，所以马铃薯—番茄杂交植株的细胞中虽然同时具备 两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达受到相互干扰， 不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，因 此杂交植株不能出现想象的结果。
（1）人工种子概念 通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽、 顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到 的种子。
（2）人工种子组成 胚状体（或不定芽、顶芽和腋芽）+人工种皮
一、植物繁殖的新途径
（三）神奇的人工种子 思考 设计人工种子制备技术的主要流程图
诱导植物愈伤组织 ↓ 体细胞胚的诱导 ↓ 体细胞胚的成熟 ↓ 体细胞胚的机械化包裹 ↓ 贮藏或种植
（3）用植物组织培养法培养杂种细胞为杂种植株。
植物体细胞杂交是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。
植物体细胞杂交技术
植物细胞A 植物细胞B 酶解法 原生质体A 原生质体B
去 壁
融 合 植 物 组 织 培 养
诱 导 融合原生质体 生壁 杂种细胞 脱分化 愈伤组织 再分化 杂种植物
植物体细胞杂交技术
过程
原生质体A
A
去掉 细胞壁 原生质体融合 融合的原生质体 杂种细胞 原生质体B
B
杂种植株
愈伤组织
涉及的方法
（1）酶解法去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体。
植物细胞
纤维素酶、果胶酶
原生质体
（2）人工诱导两种植物的原生质体融合成杂种细胞。 物理法： 离心、振动、电刺激 化学法： 聚乙二醇（PEG）处理

2.1.1 植物细胞工程的基本技术-人教版高中生物选修三课件(共39张PPT)

2.1.1 植物细胞工程的基本技术-人教版高中生物选修三课件(共39张PPT)
（2）外植体接种到诱导培养基上
脱分化
（3）愈伤组织转移到分化培养基上
再分化
（4）分化出丛芽、生根（幼苗）
（5）移栽到大田，培养成植株
讨论： （1）在实验中，“消毒”是如何进行的？ 为什么要灭菌和无菌操作？
酒精、次氯酸钠 易污染。一旦污染不但会与培养物争夺营养，且杂菌在 生长时会生成大量有害的物质而导致培养物大量死亡
染色体组数=2+4=6组（异源六倍体）
3、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。
4、优势和未解决的问题
优势：克服了不同种生物远缘杂交不亲和的障
碍，打破生殖隔离（与有性杂交方法比较）
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性状。
(1)①过程植物细胞原生质体的分离需经过酶解，其中“酶解”
所用的酶应该包括___纤___维__素__酶___和__果__胶___酶_________。
(2)②过程需要用到聚乙二醇(PEG)，其目的是_诱__导__原__生__质__体__融。合
(3)请用文字和箭头表示出④⑤技术过程的实验流程
_____________________________。
细胞核移植 等
2.1植物细胞工程
§2.1.1植物细胞工程的基本技术
植物组织培养技术、植物体细胞杂交 技术
6 5
再分化 (愈伤组织) 4
细胞全能性
1
脱分化
3
2
一、植物组织培养
1、原理：细胞的全能性
（1）概念: 已高度分化的细胞仍具有发育成完整 个体的潜能。
（2）原因：具有某种生物全部遗传信息的任何一 个细胞，都具有生长分化成为一个完 整生物体的潜能。
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高二生物
（专题二 细胞工程 第一节 植物细胞工程）
▪ 基因工程是指按照人们的愿望，进 行严格的设计，通过体外DNA重组 和转基因等技术，赋予生物以新的
遗传特性，创造出更符合人们需要 的新的生物类型和生物产品
你 好 ， 还 记 得 我 吗 ？
专题复习
指应用细胞生物学和分子生物 学的原理和方法，通过某种工程学 手段，在细胞整体水平或细胞器水 平上，按照人们的意愿来改变细胞 内的遗传物质或获原理和方法
细胞生物学和 分子生物学
概念 研究的水平
细胞水平或细胞器 水平
细
研究的目的
按照人们的意愿来改
胞
变细胞内的遗传物质 或获得细胞产品
工
程
细胞工程与基因工程相比：
前者是细胞水平或细胞器水平上生物技术, 后者是分子水平上的生物技术。
思考:
克隆多莉羊技术是 细胞 水平上的技术， 培育抗虫棉是 分子 水平上的技术。
应用的原理和方法
细胞生物学和 分子生物学
概念 研究的水平
细
胞
研究的目的
细胞整体水平或细 胞器水平
按照人们的意愿来改 变细胞内的遗传物质
工 程
或获得细胞产品
2.1.1植物 植物组织 细胞工程 培养
分类 植物细胞工程
的基本技术 植物体细
胞杂交
动物细胞工程 2.1.2植物细胞工
程的实际应用
利用菊花花瓣微型繁殖培养的菊花
3．下列属于植物组织培养的是( A )
A．花粉培养成单倍体植株 B．芽发育成枝条 C．根尖分生区发育成成熟区 D．受精卵发育成植株 4．下列关于运用植物组织培养技术产生新个体的叙述，错误
的是( C )
A．属于无性生殖 B．主要理论依据是植物细胞具有全能性 C．培养过程中由于人工培养基含大量营养，不需光照就能发 育成完整植株
理 论 基 础
植物细胞的全能性
一、细胞的全能性
1．什么是细胞的全能性？P33
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。
2．细胞具有全能性的原因？ 表现全能性标志
一般生物体的每一个细胞都包含该物种所特有的全 套遗传物质，都具有发育成完整个体的潜能。
3．生物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？P34
C 2．以下不能说明细胞全能性的实验是( )
A．玉米花粉粒培育出植株 B．转入贮存蛋白基因的向日葵细胞培育出植株 C．烧伤病人的健康细胞培养出皮肤 D．核移植获得的组装细胞培育出的鲤鲫移核鱼
二、植物的组织培养技术
（植物细胞工程最基本的技术之一）
实验：胡萝卜的组织培养 请大家观看视频并仔细阅读Ｐ３４ －P３５实验部分内容总结：
细胞分裂能力强的 ﹥ 细胞分裂能力弱的 幼嫩的细胞 ﹥ 衰老的细胞
A 1、有关全能性的表述中，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．玉米种子萌发长成新植株体现了细胞的全能性 Ｃ．卵细胞和受精卵一样，细胞未分化，全能性很高 Ｄ．只要植物组织离体就一定能表现出全能性
D．人工培养基中含植物生长发育所需的全部营养物质，包括 矿质元素、糖、维生素等
在生物体内，由于基因的选择性表达，细胞不
能表现出全能性，而是分化各种组织和器官。
4、植物细胞实现全能性的条件？
离体状态； 适宜的外界条件：温度、PH、光照等； 提供一定的营养和激素； 无菌等条件
5、细胞全能性大小的比较？
一般来说： 1)植物细胞的全能性 ﹥ 动物细胞的全能性(细胞核) 2)受精卵 ﹥生殖细胞（精子、卵细胞） ﹥ 体细胞 3)体细胞：分化程度低的 ﹥ 分化程度高的
植物组织培养过程
植物组织培养流程图：
①消毒 移栽
②
切取 ③ 无菌 脱分化 诱导形成
形成层
接种 ④ 愈伤组织
⑦
⑥
⑤ 再分化
培养室
试管苗的形成
脱分化：（去分化）
已分化的细胞，经过诱导后，失 去其特有的结构和功能而转变成 未分化细胞的过程。
脱分化
胡萝卜形成层细胞
愈伤组织
愈伤组织：
离体的植物器官、组织或细胞，经 过脱分化形成的组织。 特点：具有分生能力的薄壁细胞, 是未分化的细胞，故全能性很高。 无叶绿体，不进 行光合作用，故 新陈代谢类型是 异养需氧型。
你能概括出植物组织培养的概念吗？P36
植物组织培养就是在 __无_菌____ 和_人_工_控__制_条件下，将__离_体_的___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__和__丛_芽__，最终 形成___完_整___的植株。
植物体
植物激素： 细胞分裂素、生长素
原理？ 植诱物导细叶绿胞素的的全形能成性。
生长素和细胞分裂素的协同作用在 组织培养中非常重要：
生长素/细胞分裂素 的比值 比值高时
比值低时
比值适中
作用效果
促进根的分化，抑制芽的形 成 促进芽的分化、抑制根的形 成 促进愈伤组织的形成
思考：P35
1、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？
再分化：
已经脱分化的细胞，再经过诱 导后，基因选择性表达，又可以 重新分化成幼根或芽的过程。
愈伤组织
再分化
幼根或芽
植物组织培养小结：
暗培养有利于形成愈伤组织，有光往往容易形成 维管组织
离体的植物器官、组织或细胞
外植体
过程
脱分化 （避光）
愈伤组织
特点： 再分化
（需光）
子代与亲代 幼根、芽 性状高度遗 传
补充：植物组织培养的培养基P36
▪ 1、定义：含有一定营养成分，供组织培养植物生长 的基质.按照培养基的物理状态分为固体培养基，液 体培养基和半固体培养基。
▪ 2、固体培养基的成分组成; (1)无机营养成分：C，H，O大量元素及部分微量元素 (2)有机营养成分
① 含N物质：包括维生素和氨基酸 ② 碳源：2%—5%的蔗糖等（调节渗透压并提供营养） (3)琼脂：起支持作用 (4)激素：生长素，细胞分裂素和赤霉素等
2、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？
1.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。
2、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？
胡萝卜根形成层容易诱导成愈伤组 织，其他部分如叶、花也能培养成小 植株，只是稍微困难些。