2.1.1 植物细胞工程的基本技术课件-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

什么叫细胞工程？ 细胞工程是指应用细胞生物学 理和方法，通过细胞器水平 获得特定的 细胞、组织、器官、 分子生物学和 细胞或组织水平 个体或其产品的 发育生物学 的原 上的操作，有目的的 门综合性生物工程。 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 【教学目标】 1.简述植物组织培养和植物体细胞杂交的原理和过程。 2.结合“菊花的组织培养”的实验操作，尝试设计植物组织培养技术的 流程简图。 3.查阅资料，尝试探究植物生长素和细胞分裂素使用比例对植物组织培 养的影响。 情境导入一→你吃普罗旺斯西征柿吗？ 真正的普罗旺斯 正宗 沙瓤 普罗旺新西红節 草莓心 情境串讲→一、植物组织培养技术 【科学史溯源】 【1】科学家将胡萝卜韧皮部从植株上切下，置于液体培养基中震荡培 养，细胞逐渐分裂形成愈伤组织。而留在植株上的相同细胞则继续保持分 化状态，不再分裂。 【2】培养愈伤组织时，培养基中需添加蔗糖（提供能量和碳源）、 无机 盐、维生素等营养物质；同时需加入生长素和细胞分裂素，否者细胞体停 止分裂。 【3】培养过程中，若培养箱温度低于10℃或高于35℃，细胞生长停滞； 若培养基被细菌污染，细菌大量繁殖，培养物很快死亡。 1.对比“切下”与“留在植株上”的细胞，说明得到愈伤组织的首要条件是什么？ 2.离体的植物细胞称作什么？除了营养物质外，哪类物质对培养出愈伤组织非常关键？ 3.除了营养和激素，还需要控制哪些外界条件？ 情境串讲→一、植物组织培养技术 【科学史溯源】 【4】1937-1939年高特里特、诺比库尔使用培养基：无机盐+葡萄糖+酵母 提取液+生长素IAA。证明植物组织可脱分化形成愈伤组织。 【5】1948年科学家使用培养基：蔗糖（提供能量和碳源)、无机盐、维 生素+生长素或细胞分裂素类物质(DNA降解物/酵母提取物)培养愈伤组 织发现： 组别 添加物质 实验结果 生长素>细胞分裂素 愈伤组织分化出根 2 生长素<细胞分裂素 愈伤组织分化出芽 3 生长素≈细胞分裂素 只形成愈伤组织 思考：1.离体的植物组织发育成愈伤组织的过程叫什么？ 2.愈伤组织分化出根或芽的过程叫什么？ 3.形成愈伤组织还是形成根、芽的关键是什么？ 情境串讲→一、植物组织培养技术 【科学史溯源】 【6】1958年斯图尔德取高度分化的胡萝卜韧皮部细胞，离体培养成完整 植株。结论：高度分化的植物体细胞仍具有全能性。首次科学证明植物细 胞全能性。 韧皮部细胞 胡萝卜植株 幼苗 胞团 根或茅 情境串讲→一、植 【任务一】综合以上探究 养】的基本流程模型： 物组织培养持 历程，请同学移 术 动以下模块构建【植物组织培 愈伤组织 外植体 完整植株 脱分化 再分化 幼苗 根、芽等 情境串讲→一、植物组 1.植物组织培养的流程 脱分化 接种外植体 再分化 诱导愈伤组织 2.植物组织培养的概念 只培养技术 再分化 0 移栽成活 诱导生芽 诱导生根 情境串讲→一、植物组织培 制备培 6i0 养技术 养基 挖 抖音 情境串讲→一、 探究•实践 1.实验步骤： 制备外植体 材料： 接种到诱导愈 伤组织培养基 接种到诱导 消毒： 生芽培养基 接种到诱导 生根培养基 移栽 直物组织培养技术 菊花的组织培养—方法步骤 1.从下列外植体中选择最适合的材料，并 说明理由：茎尖、叶片、根、种子。 2.将下列消毒步骤按正确顺序排列。 酒精 无菌水洗 30s 2-3次 无菌水洗次氯酸钠溶液 2-3次 30min 情境串讲→一、植物组织培养技 探究•实践 菊花的组织培养 1.实验步骤： 阅读课本，找出无菌操作 制备外植体 接种到诱导愈 伤组织培养基 接种到诱导 生芽培养基 接种到诱导 生根培养基 移栽 超级工作台无菌操作 关 方法步骤 的关键要点。 情境串讲→一、植物组织培养技 探究•实践 菊花的组织培养 1.实验步骤： 脱分化过程 培养条件： 制备外植体 接种到诱导愈 伤组织培养基 接种到诱导 生芽培养基 接种到诱导 生根培养基 移栽 术 方法步骤 温度：18-22c 情境串讲→一、植物组织培养技术 探究•实践 菊花的组织培养—方法步骤 1.实验步骤： 再分化过程 给予一定的光照 制备外植体 女 接种到诱导愈 伤组织培养基 接种到诱导 生芽培养基 诱导生芽 诱导生根 接种到诱导 生根培养基 女 移栽 情境串讲→一、植物组织培养技术 探究•实践 菊花的组织培养—方法步骤 1实验步骤： 制备外植体 女 接种到诱导愈 移栽前先打开封口膜或瓶盖，让试管苗在培养箱内生长 伤组织培养基 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 接种到诱导 土。 生芽培养基 接种到诱导 生根培养基 亚 珍珠岩 蛭石 移栽 大胆猜想：能不能培育 出地上结番茄，地下 番茄-马铃薯（想象图） 结土豆的新品种呢？ 情境串讲→二、植 (一）概念： 将不同来源的植物细胞 育成新植物体的技术。 勿体细胞杂交技术 在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培 情境串讲→二、植 (二)过程： A细胞 B细胞 物体细胞杂交技术 1.两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.用什么方法可以温和地去除细胞壁而不 伤害原生质体？ 方法： 原理： 情境串讲→二、植物体细胞杂交 (二)过程： 3.把原生质体放在一起能 质体融合的方法有哪些？ 去壁 A细胞 A原生质体 去壁 B细胞 B原生质体 支术 自然融合吗？如果不能诱导原生 与细胞膜的什么特性有关？ 情境串讲→二、植物体细服 (二)过程： 3.再生细胞壁： 去壁 融合 A细胞 A原生质体 去壁 正在 原 B细胞 B原生质体 胞杂交技术 (1)植物细胞融合完成的标志： (2)直接参与细胞器： 再生出细胞壁 融合的 杂种细胞 生质体 情境串讲→二、植物体细胞杂交技术 (二)过程： 3.再生细胞壁 思考：获得的所有细胞一定是需要的杂交细胞吗？ 思考：若只考虑两两融合，原生质体A和原生质体B 胞？ 可以形成几种融合细 情境串讲→二、植物体细胞杂交 (二)过程： 5如何将杂种细胞培 3.再生细胞壁： 去壁 融合 A细胞 A原生质体 去壁 正在融合的 原生质体 B细胞 B原生质体 技术 育成杂种植株？ 再生出细胞壁 杂种细胞 植物细胞融合 原理：细胞膜的流动性 情境串讲→二、材 4.植物组织培养： 去壁 A细胞 A原生质体 去壁 B细胞 B原生质体 直物体细胞杂交技术 杂种细胞 融合再生出细胞壁 正在融合的 原生质体 植物细胞融合 细胞膜的流动性 脱分化 愈伤组织 杂种植株 细胞杂交完成的标志： 情境串讲→二、植物体细胞杂交技术 (三)意义： ”即学即练→植物体细胞杂交技术 1.(2023河北)植物细胞悬浮培养是将单个细胞或细胞团进行液体培养增殖 的技术。下列叙述错误的是() A.植物细胞悬浮培养的培养基须经无菌处理 B.经纤维素酶和果胶酶充分处理后，植物细胞团分散为单个完整的悬浮 细胞 C.为使悬浮细胞正常生长，培养基须保持适当的温度，pH和渗透压 D.利用悬浮培养技术生产次生代谢物，可减少植物资源的消耗 ，即学即练→植物组织培养技术 2.兰州百合栽培过程中易受病毒侵染，造成品质退化。某研究小组尝试通 过组织培养技术获得脱毒苗，操作流程如下图。下列叙述正确的是( 愈伤组织 脱毒苗 取材 转接 兰州百合 分生区 1号培养基 2号培养基3号培养基 A.①为脱分化过程，1号培养基中的愈伤组织是排列规则的薄壁组织团块 B. ②为再分化过程，愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变或基因重组 C.3号培养基用于诱导生根，其细胞分裂素浓度与生长素浓度的比值大于1 D. 百合分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，可以作为该研究中的外植体 课本P38“练习与应用”1 1.下图是利用甲、乙两种植物的各自优势 产、耐盐的杂种植株的实验流程图。下列 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 通过植物细胞工程技术培育高 相关叙述错误的是（ 甲植物细胞 a 甲原生质体 PEG b 乙植物细胞 处理 乙原生质体 诱导 细胞分裂 用钠盐浓度为0.6%的 目的植株 愈伤组织 选择 固体培养基培养 课堂小结→植物细胞工程的基本环节 原理 细胞全能性 过程 外植体 脱分华 愈伤组织 再分代 根、芽、胚状体 植物组织 培养 操作 外植体 切块 接种 形成愈 诱导生 步骤 消毒 伤组织 芽生根 植物 花药离体培养 细胞 原理 工程 概念 变异类型 植物体细 育种类型 胞杂交 优缺点 原生质体制备 植物细胞融合 业 过程 原生质体融合 植物组织培养