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植物细胞工程选修精品PPT课件

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高中人教版选修3 2.1.1 植物细胞工程的基本技术 课件(58张)

高中人教版选修3 2.1.1 植物细胞工程的基本技术 课件(58张)
栏目 导引
专题2 细胞工程
③假设用于体细胞杂交的双方细胞都有 2 个染色体组，则杂种 细胞有 4 个染色体组，由杂种细胞发育而来的杂种植株被称为 异源四倍体。该杂种植株联会正常，表现为可育。 ④原生质体融合过程如果只考虑两两融合的情况，则融合结果 有 3 种，即 AA、BB、AB。 ⑤植物细胞融合完成的标志是再生出新的细胞壁；植物体细胞 杂交成功的标志是形成杂种植株。
栏目 导引
专题2 细胞工程
2．脱分化和再分化
名称
过程
形成体特点
离体细胞→愈伤组 排列疏松、高度液泡化的薄
脱分化
织
壁细胞团
愈伤组织→丛芽或 有根、芽或有生根发芽的能
再分化
胚状体
力
栏目 导引
专题2 细胞工程
3.植物激素在植物组织培养中的作用
生长素与细胞 分裂素的比值
作用效果
比值高时
促进根分化、抑制芽形成
栏目 导引
专题2 细胞工程
[提醒] 明辨植物细胞全能性的 2 个易误点 (1)细胞全能性的标志：发育成完整个体而不是形成某种组织或 者器官。 (2)全套基因≠全部基因：细胞具有全能性是因为细胞中具有发 育成完整个体所必需的“全套基因”而不是“全部基因”，配 子中有全套基因，因此仍然具有全能性。
栏目 导引
栏目 导引
专题2 细胞工程
解析：选 C。误以为植物体细胞杂交和植物有性杂交一样，后 代的染色体数目不变，从而错选 A 项。A 细胞含 2 个染色体组， B 细胞也含 2 个染色体组，但由于彼此属于不同的物种，染色 体组彼此不同，故融合后产生的杂种细胞含有 4 个染色体组， 应属于四倍体，基因型为 DdYyRr。
栏目 导引
专题2 细胞工程

人教版高中生物选修3专题211植物细胞工程的基本技术共26张PPT[可修改版ppt]

人教版高中生物选修3专题211植物细胞工程的基本技术共26张PPT[可修改版ppt]
A、植物细胞>动物细胞 B、受精卵>生殖细胞>体细胞; C、幼嫩组织细胞＞成熟组织细胞
规律：发育时间越早，细胞全能性越高，分裂 能力越强，分化程度越低。
3、细胞具有全能性的原因:
生物体的每一个细胞都含有该物种 个体生长发育所需要的全套基因。.
4、生物体内细胞并没有表现出全能性，而是分化成 为不同的组织器官的原因：
2、为什么切取胡萝卜根的形成层，其他部 分（如茎、叶、花）也能培养成小植株吗？
因为这部分容易诱导形成愈伤组织；胡萝卜 的其他部分（如茎、叶、花）也能培养再生形成 小植株，只是诱导愈伤组织比较困难。
外植体的选取：生长旺盛的幼嫩组织（全能性高、 分裂能力强、分化程度低），易诱导脱分化和再分 化。
小结： 分化程度低 幼芽或幼根？
4、植物细胞表现出全能性的条件：
离体（前提）
一定的营养物质（蔗糖、水和无机 机盐等）、植物激素（细胞分裂素、 生长素）。
适宜的温度、pH、无菌、光照的控 制等外界条件
试管苗大规模培养
(P35)
1、在组织培养实验中，为什么要强调 所用器械的灭菌和实验人员的无菌操作？
无菌技术是植物组织培养能否获 得成功的关键。原因是防止杂菌污染， 杂菌繁殖快，会和培养物争夺营养和 空间，并产生代谢废物毒害培养物。
.
试管苗 优点？ .
理论基础：细胞的全能性
.
三、植物体细胞杂交技术：重点 理解
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？
不能 存在生殖隔离
尝试用这两种植物的体细胞进行杂交
三、植物体细胞杂交技术：
蕃茄
马铃薯
番茄------马铃薯植株
三、植物体细胞杂交技术（无性繁殖）

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
21
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

人教版高二选修三2.1植物细胞工程的基本技术 课件(共28张PPT)

人教版高二选修三2.1植物细胞工程的基本技术 课件(共28张PPT)

为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株呢？
练习：为什么植物的花瓣在植物体内没有能发育 成完整的植株呢？（ ）
Ａ．细胞失去了全能性 Ｂ．细胞中的基因部分丢失 ★Ｃ．细胞中的基因进行选择性表达 Ｄ．细胞中的基因变异不同
怎样才能由一块组织 通过培养得到一株完整 植株, 应该如何操作?
二、植物组织培养技术
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。
4、为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？
在有光时，往往容易形成维管 组织，而不易形成愈伤组织。
5、请同学们根据上述过程概括出植物组织培养 技术的流程图，并与同学交流。
切取 形成层
移栽
无菌 脱分化 接种
培养室
受精卵>生殖细胞>体细胞;植物细胞>动物细胞
一、细胞的全能性
1. 定义:生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体 的潜能的特性。
2. 原理: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，都有发育成为完整个体所必需 的全部基因，从理论上讲，生物体的每一个活细 胞都应该具有全能性。
3. 差异:受精卵的全能性最高 受精卵分化后的细胞中，体细胞的全能性比生殖 细胞的低。
A 3.人工获得一个杂交植株，需要下列哪项步骤（ ）
A、分离原生质体→诱导原生质体融合→ 组织培养 → 得到杂种植株
B、分离原生质体 → 原生质体融合→ 杂种植株 C、获取细胞 →原生质融合→ 组织培养→到杂种植株 D、获取细胞→原生质直接融合→组织培养
4.在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤
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？
因为不同种生物之间存 在着生殖隔离，所以用 传统的有性杂交方法是 不可能做到这一点的。

人教版高中生物选修3《2.1植物细胞工程》(80张ppt) (共80张PPT)

人教版高中生物选修3《2.1植物细胞工程》(80张ppt) (共80张PPT)

原生质体A
原生质体B
去掉细胞壁
人 工 诱 导
融合 的原 生质 体AB
再 生 壁
杂种 细胞 AB
脱 分 化
愈 伤 组 织
再 分 化
杂 种 植 株
植物细胞B
融合完成的标志
请思考：
• 1．你认为两个来自不同植物的体细胞完 成融合，遇到的第一个障碍是什么？ • 2．有没有一种温和的去壁方法呢？ 酶解法 • 3．为什么两个原生质体能发生融合，这 与细胞膜的什么特性有关？ 流动性 • 4．如何将杂种细胞培育成杂种植株？
）
•2、在植物细胞工程中，当原生质体 融合成一个细胞后，需要诱导产生细 胞壁，参与这一过程的细胞器（ B ） •A、叶绿体、高尔基体 •B、线粒体、高尔基体 •C、叶绿体、线粒体 •D、线粒体、内质网
3.基因型为AaBb的水稻（24条染色体）的花 药通过无菌操作，接入试管后，在一定条件 下培养形成试管苗。 ⑴愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不 规则的细胞团愈伤组织形成中，必须从培养 基中获得 水、无机盐和小分子有机物等营养 物质。 ⑵要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有 细胞分裂素 生长素 两类激素。 和________
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
3.单倍体育种的过程：
亲本 花药离 植株 体培养 单倍体植株 染色体 秋水仙 花药
加倍 素处理
4.单倍体育种的原理: 染色体（数目）变异
纯合子植株
5.优点
后代都是纯合子，能稳定遗传
明显缩短育种年限，加速育种进程
（二）突变体的利用
人工种皮的有效成分？
离体的植物器官、组织或细胞 脱分化
愈伤组织
再分化

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。

高中生物2.1.1植物细胞工程的基本技术课件新人教版选修课件


3
强化伦理和安全性监管
在推进植物细胞工程技术研究与应用的同时，应 加强伦理和安全性问题的监管和规范，确保技术 的合理应用和发展。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
将培养出的植株从培养容器中取 出，移栽到自然环境中，并进行 驯化，使其适应自然环境。
植物组织培养的应用
快速繁殖Βιβλιοθήκη 遗传转化利用植物组织培养技术可以快速繁殖植物 ，提高繁殖效率。
通过植物组织培养技术可以将外源基因导 入植物细胞中，实现遗传转化。
细胞培养生产有用次生代谢产物
保存珍稀濒危植物种质资源
通过植物组织培养技术可以生产有用的次 生代谢产物，如药物、香料等。
范。
资源和环境压力
植物细胞工程技术的实施需要大 量的资源和环境支持，如何在保 障技术实施的同时降低资源和环 境压力是一个亟待解决的问题。
对未来研究的建议
1 2
加强基础研究
深入开展植物细胞工程的基础研究，探索新的技 术和方法，提高技术的可行性和效率。
加强跨学科合作
植物细胞工程技术涉及到多个学科领域，需要加 强跨学科合作，促进技术交流和成果转化。
植物次生代谢产物的生产
通过植物细胞培养技术，生产天然药物、香料、色素等次生代谢产 物，满足人类对天然产物的需求。
植物细胞工程的发展历程
1902年
德国科学家哈伯兰特提出植物 无性繁殖的概念，奠定了植物
组织培养的基础。
1958年
Friedenreich首次用人工方法 诱导马铃薯无性繁殖，获得成 功。
1970年
科学家们开始探索植物体细胞 杂交技术，以实现不同物种之 间的基因交流。
1980年
基因工程技术的兴起，为植物 细胞工程提供了新的工具和手 段，推动了植物细胞工程的快

人教版 选修3 植物细胞工程的基本技术 课件 (75张)


4．结果 诱导产生________________，最终形成完整植株。 5．胡萝卜的组织培养
6．植物组织培养过程中的两个重要的过程 (1)脱分化：让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的 __________而转变成未分化细胞的过程。 (2)再分化：脱分化产生的________在一定的培养条件下，再 分化出________，从而形成完整的小植株。
(2) 过 程 ② 为 ________ 的 融 合 ， 人 工 诱 导 的 物 理 法 包 括 ____________等，化学法一般用________作诱导剂。
(3)过程③为融合的原生质体再生出________，这是原生质体 融合成功的标志。
(4)过程④为________，过程⑤为________。 3．意义 克服了________________的障碍。
甲、乙两名同学分别以某种植物的绿色叶片和白色花瓣 为材料，利用植物组织培养技术繁殖该植物。回答下列问题：
(1)以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体，在一定条件 下进行组织培养，均能获得试管苗，其原理是 _______________________________________________________ _______________________________________________________ __________________________________。
【变式训练 1】 植物组织培养过程可以归纳为：①脱――分→化② 再――分→化③→④。下列相关叙述错误的是( )
A．通常选取根尖、茎尖、形成层细胞等诱导形成愈伤组织 B．②→③再分化过程中，细胞增殖的方式为有丝分裂 C．①→③培养过程中，应在培养基中加入水、无机盐、蔗 糖、氨基酸、植物激素等物质 D．将①经脱分化培养成②时，得到胚状体或丛芽
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探究 ：
怎样把植物的一个花瓣培育成完整的植株？
？ ？ ？ 脱分化
再分化
花瓣
愈伤组织
幼根和芽
完整的 小植株
脱分化
就是让已经分化的细胞，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。
脱分化的实质和结果分别是什么？
实质是恢复细胞的全能性过程。
结果是形成愈伤组织。
愈伤组织
菠萝的愈伤组织
移栽
无菌 脱分化 接种
培养室
诱导愈伤组织 的形成
再分化
试管苗的形成
植
5
物
组
再分化
织
培 养
(愈伤组织) 4
3
6
1 脱分化
2
探究 ：
1.在组织培养实验中，为什么要强调所用器械的灭菌 和实验人员的无菌操作？
植物组织培养中用到的培养基含有丰富的营养成 分，有利于培养物的生长，然而各种杂菌同样也可以 在上面迅速生长，所以植物组织培养过程中污染现象 经常发生。培养基一旦被污染，迅速生长的各种杂菌 不但会和培养物争夺营养，而且这些杂菌生长的过程 中会生成大量对培养物有害的物质，导致培养物迅速 死亡。
5.细胞分化的意义
• 可以产生各种不同形态、结构和生理功 能的细胞，没有细胞分化，生物体就不 可能正常发育。
• 使多细胞生物体中的细胞趋于专门化,有 利于提高各种生理功能的效率。
探究：
1、为什么植物的一个花瓣就可以培 育出完整的植株呢？ 植物细胞具有全能性。 2、什么是细胞的全能性？
一、细胞的全能性
（3）持久性：贯穿于生物体整个生命 进程中，在胚胎时期达到最大限度。
思考：
1.细胞分化过程中遗传物质是否也 发生了改变? 2. 但这些细胞在形态、结构和功能 上发生了很大差异, 这是怎么回事 呢？
3.细胞分化的原因
• 基因的选择性表达
• 合成不同的蛋白质
• 形态结构和功能差异
4.细胞分化的结果 产生不同的组织和器官
原指植物体受伤时产生 于伤口周围的组织。现 多指切取植物体的一部 分，置于含有生长素和 细胞分裂素的培养液中 培养，诱导产生的无定 形的组织团块。
愈伤组织的特点 非常学案20页 排列疏松、高度液泡化的无定形状态薄壁细胞团
再分化： 脱分化产生的愈伤组织在培养过程中重新分
化成根或芽等器官的过程。
知识拓展
4、大小： 1） 受精卵的全能性最高
2）受精卵＞生殖细胞＞体细胞
3） 植物细胞＞动物细胞
4）分化程度低的细胞＞分化程度 高的细胞
5）具有持续分裂能力的细胞＞ 不分裂的细胞
趁热打铁：
1、有关全能性的表述中，不正确的是
（C ）
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．生物体内细胞由于分化全能性不能表达 Ｃ．卵细胞和受精卵一样，细胞未分化，全 能性很高 Ｄ．植物细胞离体培养在一定条件下能表现 出全能性
2.下列植物细胞全能性最高的是（A ）
A.形成层细胞
B.韧皮部细胞
C.木质部细胞
D.叶肉细胞
3．下列细胞全能性最高的是（ C ）
A．植物的卵细胞 B．植物的精子细胞 C．被子植物的受精卵 D．被子植物的的叶肉细胞
4.在生物体内，细胞没有表现出全能性， 而是分化为不同的组织、器官，是因为
（ ）B
A、细胞的基因丧失了全能性 B、基因在特定时间和空间条件下选择 性表达的结果 C、不同的细胞内基因不完全相同 D、在个体发育的不同时期，细胞内的 基因发生了变化
1、定义：生物体的细胞具有使后代细胞发 育成完整个体的潜能的特性。
2、原理：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，都 有发育成为完整个体所必需的全 部基因，从理论上讲，生物体的 每一个活细胞都应该具有全能性 。
一、细胞的全能性
3、差异：
（1）受精卵的全能性最高 （2）生殖细胞的全能性较高 （3）受精卵分化后的细胞中， 体细胞的全能性比生殖细胞低
2.在培育过程中，什么时候需要避光处理？ 什么时候需要光照？
诱导形成愈伤组织时需要避光，在光照条件下，不易 形成愈伤组织。 再分化时需要光照。
3.在本实验中，切取胡萝卜块根时强调要切取 含有形成层部分，原因是这部分容易诱导形成 愈伤组织。请思考一下，胡萝卜的其他部分（ 如茎、叶、花），是否也能培养成小植株，你 能用实验的方法进行验证吗？
应用的原理和方法 研究的水平 研究的目的
细胞生物学和分子生物学
细胞水平或细胞器水平
按照人的意愿来改变细胞内 的遗传物质或获得细胞产品
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
细水胞平上的技术，
培育抗虫棉是 水平上的技术。
分子
2.1 植物细胞工程
1996年7月5日,世界上第一只体细胞克隆 动物--克隆羊多利诞生于英国。 这样的生物技术属于何种生物工程？ 细胞工程
什么叫细胞工程？包括哪两大领域？
细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理 和方法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，按照 人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品 的一门综合科学技术。根据操作对象不同，可分为植 物细胞工程和动物细胞工程。
在特定的时间和空间条件下，基因选择性的表达的结果 。3、为何已分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能？ 生物体的每一个细胞都含本物种的全套遗传物质， 都有发育成完整个体的全套基因。
要把一块组织通 过培养得到一株完 整植株,应该如何 操作呢?
切取
接种
培养室愈伤组织的形成试苗移栽切取 形成层
当细胞分裂素和生长 素共同使用时，能刺激 愈伤组织的形成，而通 过调节二者的浓度比， 就可以调控植物细胞培 养过程中芽和根的形成， 称为“激素杠杆”。
具体内容详见P42拓展视野
生长素
根 芽
细胞分裂素
探究：
1.表现全能性的条件有哪些？ 离体、提供营养物质、激素及其它适宜条件。
2、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？
2.1.1 植物细胞工程的基本技术
利用菊花花瓣微型繁殖培养的菊花
复习：
一、细胞分化
1.细胞分化的概念
在个体发育中，由一个或一 种细胞增殖产生的后代，在形态、 结构和生理功能上发生稳定性差 异的过程。
2. 细胞分化的特点
（1）普遍性：是生物界普遍存在的生 命现象，是生物个体发育的基础。
（2）稳定性和不可逆性：一般来说， 分化了的细胞将一直保持分化后的状 态，直到死亡。