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高中生物人教版 (2019)选择性必修3第2章 细胞工程第1节 植物细胞工程一 植物细胞工程的基本技术精品课件ppt
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这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修3第2章 细胞工程第1节 植物细胞工程一 植物细胞工程的基本技术精品课件ppt，共41页。
1 选取多肉上健康、饱满的叶片。
2 用剪刀切下整片叶片，切口要平滑、整齐。也可以直接用手轻轻掰下叶片。
3 平躺放在沙床上，叶片间隔相聚2~3厘米。
4 叶片切口不要有碰脏，摆放通风处2~3天，晾干
5 待叶片晾干后移至半阴处养护。
6 约2~3周后生根，或从叶基处长出不定芽。
为什么多肉叶片能发育成植株？需要具备哪些条件？
细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能和特性，即细胞的全能性。
植物组织培养的基本原理
为什么植物组织或细胞能培养成完整植物体？
在生物的生长发育过程中，为什么不是所有的细胞都表现出全能性？
生物体内的细胞在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性的表达，即发生细胞分化。如芽原基的细胞只能发育为芽，叶原基的细胞只能发育为叶。
体细胞具有全能性的根本原因是什么？
每个体细胞都含有该物种全部的遗传信息。
受精卵>体细胞部分生殖细胞>体细胞植物细胞>动物细胞
生物体所有细胞全能性大小都一致吗？
细胞表现全能性的实例有哪些？
全能性与细胞分化的关系？
一般情况下，随着细胞分化程度的不断提高，细胞的全能性逐渐降低。
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
植物组织培养(plant tissue culture)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。（教材P35黑体字）
用于植物组织培养的离体的植物器官、组织或细胞。
探究—实践菊花的组织培养
植物细胞一般具有全能性
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的细胞的过程。
排列疏松无而无规则，是一种高度液泡化的，呈无定形状的薄壁细胞。
愈伤组织在培养过程中重新分化根或芽等器官的过程。
1）了解植物组织培养的基本原理2）了解生长素和细胞分裂素的浓度、用量比例的影响3）尝试进行植物组织培养
1）制备外植体2）接种到诱导愈伤组织培养基3）接种到诱导生芽培养基4）接种到诱导生根培养基
外植体：用于离体培养的植物器官、组织和细胞。
有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。
将接种了外植体的锥形瓶置于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。
愈伤组织：细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、呈无定形状态的薄壁细胞团。
见光后愈伤组织变为绿色(分化)
思考：若培养物取自植物的幼茎、叶片等含有叶绿体的部位，愈伤组织中是否会含有叶绿体？为什么？培养物经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞，因此，愈伤组织中不含有叶绿体。
1957年，Skg和Miller通过烟草组织培养实验提出了有关植物激素控制器官形成的概念。
注：NAA和2,4-D属于生长素类似物； 6-BA和KT属于细胞分裂素类似物。
高细胞分裂素/低生长素
细胞分裂素与生长素比例适宜
高生长素/低细胞分裂素
注意：若先生根后面就不易生芽
培养15~20天后，将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽根的培养基上，进一步诱导形成试管苗。
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，待其长壮后再移栽入土。每天观察并记录幼苗的生长情况，适时浇水，施肥，直至开花。
固体基质型，含水量高、蓄水性强、透性好，适合栽培
珍珠岩 ,珍珠岩是一种火山喷发的酸性熔岩，经急剧冷却而成的玻璃质岩石，有弧形或圆形裂隙，如珍珠的结构，所以被命名为珍珠岩 。
蛭石是一种天然、无毒的矿物质，在高温作用下会膨胀的矿物。它是一种比较少见的矿物，属于硅酸盐。
（1）组织离体状态（2）适宜的培养条件（3）植物激素（主要是生长素和细胞分裂素）诱导和调节
植物组织培养成功的条件
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）
拓展：植物组织培养的两种途径
胚状体：离体培养条件下，没有经过受精过程，但是经过了胚胎发育过程所形成的胚状类似物，因而统称为体细胞胚或胚状体。
(1)植物体的任何细胞都具有全能性，也都能表现出全能性( )(2)脱分化和再分化是植物组织培养的重要过程( )(3)在植物组织培养时，对外植体要进行灭菌处理( )(4)诱导生芽的培养基和诱导生根的培养基完全一样( )
1.(2022·山东临沂高二期末)某课外活动小组获得了一株性状优良的结球生菜，并利用植物组织培养技术对其进行快速繁殖。下列叙述正确的是A.外植体消毒的过程：酒精消毒30 s→次氯酸钠溶液处理30 min→无菌水清洗2～3次B.愈伤组织是一种不定形的薄壁组织团块，诱导产生愈伤组织时每日应给予 适时光照C.诱导生芽的培养基与诱导生根的培养基相比，前者中细胞分裂素所占的比 例和用量更高D.打开封口膜后直接用流水冲洗掉幼苗根部培养基，再移植到消毒的蛭石环 境中炼苗处理
2.(2022·辽宁大连高二期中)下图为用取自基因型为AaBb的胡萝卜韧皮部细胞培育出胡萝卜小苗的过程，下列叙述中不正确的是
A.a→b过程是通过细胞有丝分裂完成的B.b→c→d过程发生了细胞分化C.a→b过程中使用的培养基中应含有机碳源和氮源D.杂合植株经上述过程获得的幼苗会出现性状分离
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？
利用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？
不能。因为不同种生物之间存在着生殖隔离
思考1：不同植物的体细胞发生融合，遇到的第一个障碍是什么？
原生质体：是指去除细胞壁后的植物细胞原生质层：是指植物细胞的液泡膜、细胞膜及其之间的细胞质构成的
思考2： 两个原生质体如何融合在一起呢？
聚乙二醇（PEG）、高Ca2＋‾高pH融合法等
体现了植物细胞的全能性
思考：1、参与此过程中的主要细胞器是？2、杂种细胞的染色体数是多少？3、杂种细胞染色体组数是多少？4、融合后，培养基中有几种类型的细胞？
A、B、AA、BB、AB。（只考虑两两融合）需要进一步筛选
2.3植物体细胞杂交技术的概念
将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。
打破生殖隔离，克服远缘杂交不亲和的障碍
2.3植物体细胞杂交技术的优点
总结：有性杂交与植物体细胞杂交的比较
有性杂交遵循孟德尔遗传规律
植物体细胞杂交不遵循孟德尔遗传规律
5.植物体细胞杂交存在的问题
有些杂种植株还未按照人们的意愿表现出亲代的优良性状。
思考："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?
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。
(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( )
一、概念检测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
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？
1．下图是“白菜-甘蓝”杂种植株的培育过程，回答下列问题。 (1)步骤①需要用到的试剂是什么？______________________(2)步骤②所用的方法有哪些？________________(3)经过步骤③得到的杂种细胞和融合的原生质体的区别是什么？_________________________________________________(4)杂种细胞能发育成“白菜-甘蓝”植株的理论基础是什么？____________________________
电融合法、离心法、聚乙二醇（PEG）、高Ca2＋‾高pH融合法
杂种细胞具有细胞壁，融合的原生质体没有细胞壁
2．猕猴桃因貌似猕猴而得名，是一种品质鲜嫩、营养丰富的美味水果。我国研究人员利用“中华猕猴桃”和“美味猕猴桃”两个不同种培育出了更加优良的品种，其过程如下图所示。请分析并回答下列问题：
(1)因“中华猕猴桃”和“美味猕猴桃”之间存在_________________，所以用有性杂交方法很难得到可育后代，上述①～⑥培育优良品种H的过程所应用的技术是_______________技术。
(2)图中B、D是_______________；G是_______________；②过程需使用__________________酶进行处理，该过程受处理时间、__________、___________等条件的影响。(3)过程③使用的化学法包括：聚乙二醇（PEG）融合法和_________________________等。
高Ca2+—高pH融合法
(4)过程③得到的两两融合的细胞有__________种，因此需要进行筛选。已知用X射线处理会使染色体受影响而导致细胞失去分裂能力；用碘乙酰胺处理会使细胞内的酶失活而抑制生长。为了能筛选到杂种细胞F，若在①过程对“中华猕猴桃”用X射线处理，需对“美味猕猴桃”用_________处理，以便最终能获得优良杂种植株H。
3.(2022·山东济南一中高二期末)如图表示利用植物体细胞杂交技术获得杂种植物白菜—甘蓝的过程，以下说法错误的是
A.①过程表示利用酶解法去除细胞壁获得 原生质体的过程B.②过程可用聚乙二醇诱导原生质体融合C.③过程中高尔基体活动旺盛D.最终获得的杂种植株体细胞内含19条染色体
1 选取多肉上健康、饱满的叶片。
2 用剪刀切下整片叶片，切口要平滑、整齐。也可以直接用手轻轻掰下叶片。
3 平躺放在沙床上，叶片间隔相聚2~3厘米。
4 叶片切口不要有碰脏，摆放通风处2~3天，晾干
5 待叶片晾干后移至半阴处养护。
6 约2~3周后生根，或从叶基处长出不定芽。
为什么多肉叶片能发育成植株？需要具备哪些条件？
细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能和特性，即细胞的全能性。
植物组织培养的基本原理
为什么植物组织或细胞能培养成完整植物体？
在生物的生长发育过程中，为什么不是所有的细胞都表现出全能性？
生物体内的细胞在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性的表达，即发生细胞分化。如芽原基的细胞只能发育为芽，叶原基的细胞只能发育为叶。
体细胞具有全能性的根本原因是什么？
每个体细胞都含有该物种全部的遗传信息。
受精卵>体细胞部分生殖细胞>体细胞植物细胞>动物细胞
生物体所有细胞全能性大小都一致吗？
细胞表现全能性的实例有哪些？
全能性与细胞分化的关系？
一般情况下，随着细胞分化程度的不断提高，细胞的全能性逐渐降低。
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
植物组织培养(plant tissue culture)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。（教材P35黑体字）
用于植物组织培养的离体的植物器官、组织或细胞。
探究—实践菊花的组织培养
植物细胞一般具有全能性
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的细胞的过程。
排列疏松无而无规则，是一种高度液泡化的，呈无定形状的薄壁细胞。
愈伤组织在培养过程中重新分化根或芽等器官的过程。
1）了解植物组织培养的基本原理2）了解生长素和细胞分裂素的浓度、用量比例的影响3）尝试进行植物组织培养
1）制备外植体2）接种到诱导愈伤组织培养基3）接种到诱导生芽培养基4）接种到诱导生根培养基
外植体：用于离体培养的植物器官、组织和细胞。
有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。
将接种了外植体的锥形瓶置于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。
愈伤组织：细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、呈无定形状态的薄壁细胞团。
见光后愈伤组织变为绿色(分化)
思考：若培养物取自植物的幼茎、叶片等含有叶绿体的部位，愈伤组织中是否会含有叶绿体？为什么？培养物经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞，因此，愈伤组织中不含有叶绿体。
1957年，Skg和Miller通过烟草组织培养实验提出了有关植物激素控制器官形成的概念。
注：NAA和2,4-D属于生长素类似物； 6-BA和KT属于细胞分裂素类似物。
高细胞分裂素/低生长素
细胞分裂素与生长素比例适宜
高生长素/低细胞分裂素
注意：若先生根后面就不易生芽
培养15~20天后，将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽根的培养基上，进一步诱导形成试管苗。
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，待其长壮后再移栽入土。每天观察并记录幼苗的生长情况，适时浇水，施肥，直至开花。
固体基质型，含水量高、蓄水性强、透性好，适合栽培
珍珠岩 ,珍珠岩是一种火山喷发的酸性熔岩，经急剧冷却而成的玻璃质岩石，有弧形或圆形裂隙，如珍珠的结构，所以被命名为珍珠岩 。
蛭石是一种天然、无毒的矿物质，在高温作用下会膨胀的矿物。它是一种比较少见的矿物，属于硅酸盐。
（1）组织离体状态（2）适宜的培养条件（3）植物激素（主要是生长素和细胞分裂素）诱导和调节
植物组织培养成功的条件
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）
拓展：植物组织培养的两种途径
胚状体：离体培养条件下，没有经过受精过程，但是经过了胚胎发育过程所形成的胚状类似物，因而统称为体细胞胚或胚状体。
(1)植物体的任何细胞都具有全能性，也都能表现出全能性( )(2)脱分化和再分化是植物组织培养的重要过程( )(3)在植物组织培养时，对外植体要进行灭菌处理( )(4)诱导生芽的培养基和诱导生根的培养基完全一样( )
1.(2022·山东临沂高二期末)某课外活动小组获得了一株性状优良的结球生菜，并利用植物组织培养技术对其进行快速繁殖。下列叙述正确的是A.外植体消毒的过程：酒精消毒30 s→次氯酸钠溶液处理30 min→无菌水清洗2～3次B.愈伤组织是一种不定形的薄壁组织团块，诱导产生愈伤组织时每日应给予 适时光照C.诱导生芽的培养基与诱导生根的培养基相比，前者中细胞分裂素所占的比 例和用量更高D.打开封口膜后直接用流水冲洗掉幼苗根部培养基，再移植到消毒的蛭石环 境中炼苗处理
2.(2022·辽宁大连高二期中)下图为用取自基因型为AaBb的胡萝卜韧皮部细胞培育出胡萝卜小苗的过程，下列叙述中不正确的是
A.a→b过程是通过细胞有丝分裂完成的B.b→c→d过程发生了细胞分化C.a→b过程中使用的培养基中应含有机碳源和氮源D.杂合植株经上述过程获得的幼苗会出现性状分离
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？
利用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？
不能。因为不同种生物之间存在着生殖隔离
思考1：不同植物的体细胞发生融合，遇到的第一个障碍是什么？
原生质体：是指去除细胞壁后的植物细胞原生质层：是指植物细胞的液泡膜、细胞膜及其之间的细胞质构成的
思考2： 两个原生质体如何融合在一起呢？
聚乙二醇（PEG）、高Ca2＋‾高pH融合法等
体现了植物细胞的全能性
思考：1、参与此过程中的主要细胞器是？2、杂种细胞的染色体数是多少？3、杂种细胞染色体组数是多少？4、融合后，培养基中有几种类型的细胞？
A、B、AA、BB、AB。（只考虑两两融合）需要进一步筛选
2.3植物体细胞杂交技术的概念
将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。
打破生殖隔离，克服远缘杂交不亲和的障碍
2.3植物体细胞杂交技术的优点
总结：有性杂交与植物体细胞杂交的比较
有性杂交遵循孟德尔遗传规律
植物体细胞杂交不遵循孟德尔遗传规律
5.植物体细胞杂交存在的问题
有些杂种植株还未按照人们的意愿表现出亲代的优良性状。
思考："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?
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。
(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( )
一、概念检测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
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？
1．下图是“白菜-甘蓝”杂种植株的培育过程，回答下列问题。 (1)步骤①需要用到的试剂是什么？______________________(2)步骤②所用的方法有哪些？________________(3)经过步骤③得到的杂种细胞和融合的原生质体的区别是什么？_________________________________________________(4)杂种细胞能发育成“白菜-甘蓝”植株的理论基础是什么？____________________________
电融合法、离心法、聚乙二醇（PEG）、高Ca2＋‾高pH融合法
杂种细胞具有细胞壁，融合的原生质体没有细胞壁
2．猕猴桃因貌似猕猴而得名，是一种品质鲜嫩、营养丰富的美味水果。我国研究人员利用“中华猕猴桃”和“美味猕猴桃”两个不同种培育出了更加优良的品种，其过程如下图所示。请分析并回答下列问题：
(1)因“中华猕猴桃”和“美味猕猴桃”之间存在_________________，所以用有性杂交方法很难得到可育后代，上述①～⑥培育优良品种H的过程所应用的技术是_______________技术。
(2)图中B、D是_______________；G是_______________；②过程需使用__________________酶进行处理，该过程受处理时间、__________、___________等条件的影响。(3)过程③使用的化学法包括：聚乙二醇（PEG）融合法和_________________________等。
高Ca2+—高pH融合法
(4)过程③得到的两两融合的细胞有__________种，因此需要进行筛选。已知用X射线处理会使染色体受影响而导致细胞失去分裂能力；用碘乙酰胺处理会使细胞内的酶失活而抑制生长。为了能筛选到杂种细胞F，若在①过程对“中华猕猴桃”用X射线处理，需对“美味猕猴桃”用_________处理，以便最终能获得优良杂种植株H。
3.(2022·山东济南一中高二期末)如图表示利用植物体细胞杂交技术获得杂种植物白菜—甘蓝的过程，以下说法错误的是
A.①过程表示利用酶解法去除细胞壁获得 原生质体的过程B.②过程可用聚乙二醇诱导原生质体融合C.③过程中高尔基体活动旺盛D.最终获得的杂种植株体细胞内含19条染色体
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