2.1.2植物细胞工程课件-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

菊花的组织培养 阅读教材P35-37探究·实践、P116附录1，思考以下问题。 1、脱分化、再分化、愈伤组织指的是什么？ 2、为什么要对外植体消毒？消毒时使用的消毒剂是什么？为什么消毒后要立即用无菌水冲洗？ 3、接种外植体时不能“倒插”，正确的插入方向是什么？ 4、脱分化和再分化的过程中对光的需求是否相同？ 5、结合细胞代谢和植物激素相关知识，尝试解释为什么先诱导生芽再诱导生根？ 6、按物理性质划分MS培养基属于哪类培养基？MS培养基的碳源和能源分别是什么？并尝试解释原因？ 7、植物组织培养过程中的关键激素是什么？它们的浓度、比例会对植物细胞的发育方向造成什么影响(NAA是生长素类生长调节剂，BA是细胞分裂素类生长调节剂)？ 8、尝试解释为什么生根培养基中，矿质元素的含量大都减半？ 菊花的组织培养 消毒 切段 接种 愈伤组织诱导 试管苗诱导 移栽 1、脱分化、再分化、愈伤组织指的是什么？ 外植体 愈伤组织 芽或根 脱分化 再分化 已经分化的细胞，经过诱导，失去其特有的结构和功能而 转变成未分化细胞的过程。 愈伤组织重新分化为芽、根等器官的过程 细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、不定形的薄壁组织团块 胚状体 2 菊花的组织培养 消毒 切段 接种 愈伤组织诱导 试管苗诱导 移栽 2、为什么要对外植体消毒？消毒时使用的消毒剂是什么？为什么消毒后要立即用无菌水冲洗？ 去除杂菌，避免杂菌与培养物竞争营养，且有些杂菌会危害培养物的生长。 70%酒精（30s）、次氯酸钠溶液（30min） 避免消毒剂长时间作用对外植体产生毒害 菊花的组织培养 消毒 切段 接种 愈伤组织诱导 试管苗诱导 移栽 3、接种外植体时不能“倒插”，正确的插入方向是什么？ 在酒精灯火焰旁，将外植体的1/3~1/2插入诱导愈伤组织的培养基中。用封口膜或瓶盖封盖瓶口，并在培养瓶上做好标记。 形态学上端朝上，下端朝下 菊花的组织培养 消毒 切段 接种 愈伤组织诱导 试管苗诱导 移栽 4、脱分化和再分化的过程中对光的需求是否相同？ 通常情况下，脱分化不需要光；再分化时需要光，光照有利于诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用。 5、结合细胞代谢和植物激素相关知识，尝试解释为什么先诱导生芽再诱导生根？ 芽发育成茎叶后能进行光合作用，合成有机物，为后续根的生长提供必需的营养和能量。‌‌ 芽产生的生长素可通过极性运输向下传递，进一步促进根的分化。‌‌ 菊花的组织培养 6、按物理性质划分MS培养基属于哪类培养基？MS培养基的碳源和能源分别是什么？并尝试解释原因。 MS培养基的配方（1L） NH4NO3 1650mg KNO3 1900mg KH2PO4 170mg MgSO4‧7H2O 370mg CaCl2‧2H2O 440mg MnSO4‧4H2O 22.3mg ZnSO4‧4H2O 8.6mg H3BO3 6.2mg KI 0.83mg Na2MoO4‧2H2O 0.25mg CuSO4‧5H2O 0.025mg CoCl2‧6H2O 0.025mg 甘氨酸 2mg 微生物B1 0.1mg 维生素B6 0.5mg 烟酸 0.5mg 肌醇 100mg 蔗糖 30g 琼脂 10g 螯合铁盐：称取5.57g FeSO47H2O和7.45g Na2EDTA，溶于1L蒸馏水中，制成螯合铁盐母液。配制1L培养基需要取螯合铁盐母液5mL。 固体培养基 蔗糖 诱导愈伤组织期间往往需要避光，因此外植体在脱分化阶段无法进行光合作用合成有机物，所以需要有机碳作为碳源和能源。 与葡萄糖相比，蔗糖有利于维持渗透压 菊花的组织培养 7、植物组织培养过程中的关键激素是什么？它们的浓度、比例会对植物细胞的发育方向造成什么影响？ 细胞分裂素和生长素是启动细胞分裂、影响脱分化和再分化的关键激素 生长素/细胞分裂素 结果 比值低(＜1) 比值高(＞1) 比值适中(=1) 促进芽的分化 促进根的分化 促进愈伤组织的形成 细芽生根中愈伤 诱导菊花愈伤组织的培养基 MS培养基中加入BA和NAA，质量浓度均为0.5g/L。 诱导菊花生芽的培养基 MS培养基中加入BA和NAA，质量浓度分别为2~3g/L和0.2~0.3g/L。 诱导菊花生根的培养基 MS培养基中NH4NO3、KNO3、KH2PO4、MgSO4‧7H2O和CaCl2‧2H2O的用量减半，并添加NAA或IAA，质量浓度为0.1g/L 。 菊花的组织培养 诱导菊花生根的培养基 MS培养基中NH4NO3、KNO3、KH2PO4、MgSO4‧7H2O和CaCl2‧2H2O的用量减半，并添加NAA或IAA，质量浓度为0.1g/L 。 8、尝试解释为什么生根培养基中，矿质元素的含量大都减半？ 降低培养基渗透压，防止细胞失水、促进根系吸水 消毒 切段 接种 愈伤组织诱导 试管苗诱导 移栽 菊花的组织培养 消毒 切段 接种 愈伤组织诱导 试管苗诱导 移栽 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，待其长大后再移栽入土。每天观察并记录幼苗生长情况，适时浇水、施肥，直至开花。 试管苗所处的环境和普通盆栽环境存在显著的差异，需要让试管苗逐渐适应环境增强其抗逆性，保证移栽的成活率。这一过程也称之为“炼苗” 固体基质型、蓄水性强、透气性好 菊花的组织培养 外植体的选择、消毒和切段 接种外植体 配制诱导愈伤组织培养基( 诱导愈伤组织 脱分化（避光） 诱导生芽 再分化（需光） 诱导生根 更换培养基 更换培养基 炼苗、移栽入土 离体 MS培养基 碳源（蔗糖）、氮源、水、无机盐、植物激素 无菌条件 NAA/BA小 NAA/BA大 适宜的温度 培养基和器具灭菌 外植体消毒（酒精、NaClO） 接种在酒精灯旁 适宜的pH 1、玉米种子萌发长成新植株体现了细胞的全能性 2、脱分化得到的愈伤组织具有较高的分裂分化能力 3、茎尖经酒精和次氯酸钠消毒后可增强植物组织对病毒的抵抗力 4、进行脱分化和再分化的培养基为不含有机碳源的自养型培养基 5、植物组织培养过程中更换培养基的目的是清除有害代谢产物 6、脱分化形成的愈伤组织是不定形的分生组织团块 7、MS培养基中添加的蔗糖可同时提供碳源和调节渗透压 8、脱分化和再分化过程需提供适宜光照，以利于诱导叶绿体形成 9、在生根培养基中，生长素与细胞分裂素的比例通常较高，以利于根的形成 10、从试管苗到移栽成活的过程中，需要在适宜的温度下逐步提高湿度以炼苗 11、2，4-D是启动脱分化和再分化的关键激素 12、整个培养过程均需要在酒精灯火焰旁进行 13、在“菊花的组织培养”实验中，可用蒸馏水洗去外植体上的次氯酸钠溶液 14、在脱分化和再分化阶段中，仅再分化段发生基因选择性表达 15、脱分化形成愈伤组织时可能发生基因重组 概念辨析 √ × × × × √ × × × √ × × × × × 番茄-马铃薯杂种植物 思考：欲培育地上长番茄和地下结马铃薯的“超级作物”，利用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？ 不能。因为不同种物种之间存在着生殖隔离 1978年，梅尔彻斯（G.Melchers）等人首次获得了马铃薯与番茄的体细胞杂种植株。虽然成功地培育出植株，但这种植株并不像科学家预料的那样，地上结番茄，地下结马铃薯，可仍具有划时代的意义，为植物体细胞杂交在生活生产实践中的应用拉开了帷幕。 二、植物体细胞杂交技术 将不同来源的植物细胞，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。 阅读教材P36-38，思考以下问题： 1、两个来自不同植物体的细胞能否像动物细胞直接融合在一起？为什么？ 2、纤维素酶和果胶酶的酶溶液中一般加入一定浓度的无机盐离子和甘露醇，试分析原因？ 3、原生质体融合利用了什么生物学原理？人工诱导的方法是什么？ 4、若A细胞和B细胞完成融合实验后，共有几种细胞？其中符合要求的是哪种？ 5、与细胞壁再生直接相关的细胞器是什么？ 6、结合已学过的实验，如何检测融合了的原生质体长出了细胞壁？ 二、植物体细胞杂交技术 思考1：两个来自不同植物体的细胞能否像动物细胞直接融合在一起？为什么？ 不能。 因为植物细胞外面有一层细胞壁 植物细胞 原生质体 去除细胞壁 纤维素酶、果胶酶 烟草叶肉细胞的原生质体（去除了细胞壁） 思考2：纤维素酶和果胶酶的酶溶液中一般加入一定浓度的无机盐离子和甘露醇，试分析原因？ 使溶液具有一定的渗透压，防止原生质体吸水过多而涨破，保持原生质体正常。 二、植物体细胞杂交技术 植物细胞 原生质体 去除细胞壁 纤维素酶果胶酶 融合的 原生质体 融合 PEG融合法 高钙-高pH融合法 电融合法离心法 思考4：A细胞和B细胞融合实验后，共有几种细胞？其中符合要求的是哪种？ 有三类：①未融合的细胞②两两融合的细胞③多细胞融合体 思考：两两融合的细胞一定就是所需的杂种细胞吗？ 不是，还需要筛选，选出AB融合细胞 思考3：原生质体融合利用了什么生物学原理？人工诱导的方法是什么？ 细胞膜具有流动性 二、植物体细胞杂交技术 植物细胞 原生质体 去除细胞壁 纤维素酶果胶酶 融合的 原生质体 融合 PEG融合法 高钙-高pH融合法 电融合法离心法 杂种细胞 再生细胞壁 思考5：与细胞壁再生直接相关的细胞器是什么？ 高尔基体 植物细胞融合完成的标志 思考6：结合已学过的实验，如何检测融合了的原生质体长出了细胞壁？ 质壁分离与复原实验 思考：若番茄细胞具有2x条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb。马铃薯细胞含有4y条染色体，4个染色体组，基因型为ccccDDdd。 杂种细胞染色体数为______，杂种细胞染色体组数为______。 杂种细胞基因型为________________，是否可育？_____。 2x+4y 6 可育 AabbccccDDdd 植物体细胞杂交后遗传物质分析 杂种植株中含有两种植物的遗传物质：核基因+质基因，故杂种植株具备两种植物的遗传特性。 本质： 变异类型： 无性繁殖（不遵循孟德尔遗传定律） 染色体数目变异 二、植物体细胞杂交技术 植物细胞 原生质体 去除细胞壁 纤维素酶果胶酶 融合的 原生质体 融合 PEG融合法\高钙-高pH融合法 电融合法离心法 杂种细胞 再生 细胞壁 植株 组培 技术难点 可能杂交不成功 杂交成功植株也可能不表达具备双亲的优良性状 （由于生物体内基因的表达不是孤立的，他们之间是相互调控、相互影响的，所以杂种植株并不都具备亲本的所有优良性状） 二、植物体细胞杂交技术 植物细胞融合完成的标志 细胞杂交完成的标志 原理：植物细胞的全能性 植物组织培养 植物细胞融合 原理：细胞膜的流动性 二、植物体细胞杂交技术 植物细胞 原生质体 去除细胞壁 纤维素酶/果胶酶 融合的 原生质体 融合 物理法/化学法 杂种细胞 再生 细胞壁 植株 组培 原理：植物细胞的全能性 植物组织培养 植物细胞融合 原理：细胞膜的流动性 白菜－甘蓝 多种柑橘属不同种间的杂种植株 普通小麦—长穗偃麦草 意义：打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育了植物新品种。 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $