【課件】植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)課件-高二下學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修3

細(xì)胞工程:

應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)等多學(xué)科的原理和方法，通過細(xì)胞器、細(xì)胞或組織水平上的操作，有目的地獲得細(xì)胞、組織、器官、個(gè)體或其產(chǎn)品的一門綜合性的生物工程。植物細(xì)胞工程動物細(xì)胞工程植物組織培養(yǎng)植物體細(xì)胞雜交（胚胎工程）第2章細(xì)胞工程第1節(jié)植物細(xì)胞工程----植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)植物組織培養(yǎng)技術(shù)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)一、植物組織培養(yǎng)技術(shù)

是指將離體的植物器官、組織或細(xì)胞等，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其形成完整植株的技術(shù)。原理:植物細(xì)胞的全能性

細(xì)胞經(jīng)過分裂和分化后，仍然具有產(chǎn)生完整生物體或分化成其他各種細(xì)胞的潛能原因:每一個(gè)細(xì)胞含有控制該生物發(fā)育的全部基因比較:（1）受精卵＞胚胎干細(xì)胞＞生殖細(xì)胞＞體細(xì)胞（2）植物細(xì)胞＞動物細(xì)胞（3）分化程度越高，全能性越低（4）細(xì)胞分裂能力越強(qiáng)，全能性越高（5）配子也有全能性生物體內(nèi)細(xì)胞并不都表現(xiàn)全能性：原因：在特定的時(shí)間和空間條件下，細(xì)胞中的基因會選擇性表達(dá)——如何才能讓細(xì)胞表現(xiàn)出全能性？一、植物組織培養(yǎng)技術(shù)原理:植物細(xì)胞的全能性:生殖方式:分裂方式:無性生殖:有絲分裂:外植體脫分化愈傷組織再分化根、芽完整植株(胚狀體)外植體脫分化愈傷組織再分化根、芽完整植株(胚狀體)外植體：離體培養(yǎng)的植物器官、組織或細(xì)胞脫分化：已經(jīng)分化的細(xì)胞，經(jīng)過誘導(dǎo)后，失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化的細(xì)胞的過程愈傷組織：再分化：不定形的薄壁組織團(tuán)塊愈傷組織在培養(yǎng)過程中重新分化根或芽等器官的過程（恢復(fù)細(xì)胞全能性）避光培養(yǎng)照光培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)常用的培養(yǎng)基配方

P116⑴培養(yǎng)基名稱：

；⑵物理性質(zhì)：

；⑶碳源：

。包括無機(jī)營養(yǎng)成分(水和無機(jī)鹽)、有機(jī)營養(yǎng)成分(蔗糖、氨基酸、維生素等)、特定濃度和比例的激素(主要是生長素和細(xì)胞分裂素)；蔗糖的作用：作為碳源，提供能量，調(diào)節(jié)滲透壓MS培養(yǎng)基固體蔗糖菊花的組織培養(yǎng)?探究·實(shí)踐方法步驟:外植體的消毒:流水沖洗

→酒精消毒30s

→無菌水清洗2～3次

→次氯酸鈉溶液處理30min

→無菌水清洗2～3次。為什么進(jìn)行無菌操作？防止雜菌生長。一方面與培養(yǎng)物競爭營養(yǎng)；另一方面產(chǎn)生有害物質(zhì)危害培養(yǎng)物。切段:將消過毒的外植體置于無菌培養(yǎng)皿中→用無菌濾紙吸去表面的水分→用解剖刀將外植體切成0.5～1cm長的小段。接種:

在酒精燈火焰旁，將外植體的1/3～1/2插入誘導(dǎo)愈傷組織的培養(yǎng)基中。用封口膜或瓶蓋封蓋瓶口，并在培養(yǎng)瓶上作好標(biāo)記。

接種外植體時(shí)，不要倒插！

（將“形態(tài)學(xué)上端”朝上）形成愈傷組織:誘導(dǎo)生芽生根:移栽:將接種了外植體的錐形瓶或植物組織培養(yǎng)瓶置于18~22℃的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。在培養(yǎng)過程中，定期觀察和記錄愈傷組織的生長情況。置于黑暗

培養(yǎng)15~20天后，將生長良好的愈傷組織轉(zhuǎn)接到誘導(dǎo)生芽的培養(yǎng)基上。長出芽后，再將其轉(zhuǎn)接到誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基上，進(jìn)一步誘導(dǎo)形成試管苗。置于光照！移栽前先打開封口膜或瓶蓋，讓試管苗在培養(yǎng)箱內(nèi)生長幾日。用流水清洗掉根部的培養(yǎng)基后，將幼苗移植到消過毒的蛭石或珍珠巖等環(huán)境中，待其長壯后再移栽入土。生長素用量/細(xì)胞分裂素用量結(jié)果比值≈1比值＞1比值＜1促進(jìn)根的分化促進(jìn)芽的分化促進(jìn)愈傷組織的形成植物激素中

和

是啟動細(xì)胞分裂的關(guān)鍵激素生長素細(xì)胞分裂素根、芽植物體再分化培養(yǎng)條件：①無菌②營養(yǎng)物質(zhì)③適宜條件（溫度、PH、光等）④植物激素：遮光光照芽發(fā)育成葉，葉肉細(xì)胞中葉綠素的合成需要光照脫分化愈傷組織離體的植物器官、組織或細(xì)胞（外植體）愈傷組織重新分化為芽、根等器官失去特有結(jié)構(gòu)和功能轉(zhuǎn)變成未分化的細(xì)胞生長素和細(xì)胞分裂素是啟動細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵。生長素和細(xì)胞分裂素的比例和濃度會影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向。如：胡蘿卜的形成層、菊花幼莖段、月季的花藥…排列不規(guī)則，高度液泡化，呈不定型狀態(tài)的薄壁細(xì)胞植物組織培養(yǎng)小結(jié)二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)1.通過有性雜交能實(shí)現(xiàn)嗎？為什么？西紅柿土豆×【思考.討論】不能，不同種物種間存在生殖隔離植物體細(xì)胞雜交技術(shù)2.有沒有方法可以打破生殖隔離，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種，獲得“番茄-馬鈴薯雜種植株”呢？

將不同來源的植物體細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新植物體的方法。細(xì)胞膜的流動性、植物細(xì)胞的全能性原理自主閱讀課本37—38頁內(nèi)容，思考并小組：1、為什么要去除細(xì)胞壁？用什么方法可以溫和地去除細(xì)胞壁而不傷害原生質(zhì)體？2、誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法有哪些？3、如何將雜種細(xì)胞培養(yǎng)成雜種植株？打破生殖隔離，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種意義A細(xì)胞B細(xì)胞纖維素酶果膠酶去壁酶解法正在融合的原生質(zhì)體雜種細(xì)胞AB誘融物理法：化學(xué)法：電融合法、離心法等聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH融合法脫分化再分化移栽植物細(xì)胞融合植物組織培養(yǎng)雜種植株愈傷組織A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體移栽后的植株去壁植物細(xì)胞融合完成的標(biāo)志植物體細(xì)胞雜交完成的標(biāo)志1.技術(shù)流程（植物細(xì)胞的全能性）（細(xì)胞膜的流動性）再生細(xì)胞壁細(xì)胞壁細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)液泡細(xì)胞核

指的是脫去細(xì)胞壁的細(xì)胞。動物細(xì)胞也可看做是原生質(zhì)體。原生質(zhì)體成熟植物細(xì)胞的細(xì)胞膜、液泡膜和介于這兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)。原生質(zhì)層區(qū)分原生質(zhì)體與原生質(zhì)層【注意】質(zhì)壁分離的“質(zhì)”指的是原生質(zhì)層高爾基體A為2a=20

B為2b=30504

雜種細(xì)胞染色體數(shù)為？

此過程中起主要作用的細(xì)胞器是？

雜種細(xì)胞染色體組數(shù)為？

從雜種植株的染色體組成上看屬于何種變異？染色體數(shù)目變異植物體細(xì)胞雜交技術(shù)打破生殖隔離，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種，培育植物新品種等3、意義：融合實(shí)例:

兩兩細(xì)胞融合后，融合細(xì)胞有

種，符合要求的是

？思考:3AB

源于選擇性必修3P36“正文”：“番茄—馬鈴薯”超級雜種植株沒有如科學(xué)家所想象的那樣，地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯的主要原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。生物基因的表達(dá)不是孤立的，它們之間是相互調(diào)控、相互影響的，所以番茄—馬鈴薯雜交植株的細(xì)胞中雖然具備兩個(gè)物種的遺傳物質(zhì)，但這些遺傳物質(zhì)的表達(dá)相互干擾，不能像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質(zhì)一樣有序表達(dá)源于選擇性必修3P38“練習(xí)與應(yīng)用”2題拓展:科學(xué)家在制備原生質(zhì)體時(shí)，有時(shí)使用蝸牛消化道提取液來降解植物細(xì)胞的細(xì)胞壁。據(jù)此分析，蝸牛消化道提取液中可能含有什么成分？理由是什么？提示：纖維素酶和果膠酶。因?yàn)橹参锛?xì)胞的細(xì)胞壁主要由纖維素和果膠組成，利用酶的專一性，在降解植物細(xì)胞的細(xì)胞壁時(shí)要利用纖維素酶和果膠酶。植物體細(xì)胞雜交和有性雜交的辨析歸納拓展(1)植物體的任何細(xì)胞都具有全能性，也都能表現(xiàn)出全能性(

)(2)脫分化和再分化是植物組織培養(yǎng)的重要過程(

)(3)在植物組織培養(yǎng)時(shí)，對外植體要進(jìn)行滅菌處理(

)(4)誘導(dǎo)生芽的培養(yǎng)基和誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基完全一樣(

)×√判斷正誤××(5)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的目的是獲得雜種細(xì)胞(

)(6)植物體細(xì)胞雜交利用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)(

)(7)植物原生質(zhì)體融合的原理是植物細(xì)胞的全能性(

)××√1.(2022·重慶市高二期末)某課外活動小組獲得了一株性狀優(yōu)良的結(jié)球生菜，并利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)對其進(jìn)行快速繁殖。下列敘述正確的是()A.外植體消毒的過程：酒精消毒30s→次氯酸鈉溶液處理30min→無菌水清洗

2～3次B.愈傷組織是一種不定形的薄壁組織團(tuán)塊，誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織時(shí)每日應(yīng)給予

適時(shí)光照C.誘導(dǎo)生芽的培養(yǎng)基與誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基相比，前者中細(xì)胞分裂素所占的比

例和用量更高D.打開封口膜后直接用流水沖洗掉幼苗根部培養(yǎng)基，再移植到消毒的蛭石環(huán)

境中煉苗處理典題應(yīng)用c2.(2022·北京延慶高二期中)下圖為用取自基因型為AaBb的胡蘿卜韌皮部細(xì)胞培育出胡蘿卜小苗的過程，下列敘述中不正確的是()A.a→b過程是通過細(xì)胞有絲分裂完成的B.b→c→d過程發(fā)生了細(xì)胞分化C.a→b過程中使用的培養(yǎng)基中應(yīng)含有機(jī)碳源和氮源D.雜合植株經(jīng)上述過程獲得的幼苗會出現(xiàn)性狀分離D3.(2022·天津靜海一中高二期末)如圖表示利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)獲得雜種植物白菜—甘藍(lán)的過程，以下說法錯(cuò)誤的是()典題應(yīng)用A.①過程表示利用酶解法去除細(xì)胞壁獲得

原生質(zhì)體的過程B.②過程可用聚乙二醇誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合C.③過程中高爾基體活動旺盛D.最終獲得的雜種植株體細(xì)胞內(nèi)含19條染色體D4.如圖為植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的流程圖，其中甲和乙分別表示兩種二倍體植物細(xì)胞，所含有的染色體組分別是AA和BB。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是()A.經(jīng)過程①獲得的a、b稱為原生質(zhì)體，

過程②利用了細(xì)胞膜的流動性B.c細(xì)胞只有AABB這一種類型C.過程③和④分別是脫分化和再分化D.獲得的植物d，即使在減數(shù)分裂時(shí)同源染色體能正常配對，在理論

上也是不可育的A5.下列有關(guān)植物細(xì)胞全能性的說法，錯(cuò)誤的是()A.體細(xì)胞具有發(fā)育成完整個(gè)體所必需的全套基因B.高度分化的細(xì)胞只有處于離體狀態(tài)時(shí)才有可能表現(xiàn)出全能性C.植物細(xì)胞的全能性是植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)之一D.從一粒玉米種子長成一棵植株體現(xiàn)了細(xì)胞具有全能性D6.利用植物的花瓣就能培育出完整的植株，下列相關(guān)敘述不正確的是()A.組成花瓣的細(xì)胞具有全能性B.花瓣細(xì)胞中有個(gè)體發(fā)育所需的全套遺傳物質(zhì)C.利用花瓣培育出完整的植株涉及細(xì)胞分裂和細(xì)胞分化D.在生物的生長發(fā)育過程中，細(xì)胞都能表現(xiàn)出全能性D7.植物組織培養(yǎng)依據(jù)的原理、培養(yǎng)基本過程的順序及誘導(dǎo)的植物激素分別包括()①植物細(xì)胞的全能性②離體的植物器官、組織或細(xì)胞③芽、根④生長素和細(xì)胞分裂素⑤生長素和乙烯⑥愈傷組織⑦再分化⑧脫分化⑨完整植株A.①、②⑦⑥⑧③⑨、④

B.①、②⑧⑥⑦③⑨、④C.①、⑥②⑨⑧③⑦、⑤

D.①、②⑨⑧⑥⑦③、⑤B8.(2022·湖北宜昌高二期中)甜葉菊植株中所含甜菊糖的甜度是蔗糖的300倍左右，而它的熱量卻很低，是一種非常理想的蔗糖替代甜味劑?？衫弥参锝M織培養(yǎng)技術(shù)提高甜葉菊的繁殖效率。下列說法錯(cuò)誤的是()A.植物組織培養(yǎng)是植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)，依據(jù)的原理是植物細(xì)胞的全能性B.植物組織培養(yǎng)的基本步驟是“取材—消毒—愈傷組織培養(yǎng)—生根—出芽—移栽”C.愈傷組織再分化為芽和根，本質(zhì)上是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果D.培養(yǎng)基中生長素與細(xì)胞分裂素含量的比值顯著高于1時(shí)，可促進(jìn)愈傷組織分

化出根B9.如圖為植物組織培養(yǎng)過程，下列有關(guān)說法正確的是()A.實(shí)驗(yàn)中②試管中細(xì)胞的全能性最高B.④試管中培育出的個(gè)體都是純合子C.①→②過程需要光照D.①→④過程培養(yǎng)基保持不變A10.設(shè)計(jì)植物體細(xì)胞雜交實(shí)驗(yàn)是為獲得性狀優(yōu)良的新品種作物，通常不需要考慮的是()A.選擇具有優(yōu)良性狀的親本B.選擇去除細(xì)胞壁的酶C.親本間存在的生殖隔離D.培養(yǎng)基中生長素和細(xì)胞分裂素的濃度及比例C11.(2022·天津?yàn)I海新區(qū)高二期末)下圖為“番茄—馬鈴薯”雜種植株幼苗的培育過程圖，有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.通常在等滲溶液中用酶解法處理植物細(xì)胞獲得原生質(zhì)體a和bB.誘導(dǎo)a、b細(xì)胞融合的化學(xué)方法有聚乙二醇、高Ca2＋—高pH融合法等C.可根據(jù)質(zhì)壁分離現(xiàn)象鑒別雜種細(xì)胞的細(xì)胞壁是否再生D.上述過程中包含了有絲分裂、細(xì)胞分化和減數(shù)分裂等過程D12.(2022·北京順義高二期末)科研工作者通過植物體細(xì)胞雜交技術(shù)獲得“番茄—馬鈴薯”，但“番茄—馬鈴薯”并沒有發(fā)育成地上結(jié)番茄、地下長馬鈴薯的理想植株，下列最可能的原因是()A.實(shí)驗(yàn)中不宜采用聚乙二醇促進(jìn)細(xì)胞融合B.在植物組培操作中細(xì)胞被微生物感染C.兩種生物的基因直接或間接相互作用的結(jié)果D.在植物組培中激素的種類及比例設(shè)計(jì)不合理C13.(2022·北京西城高二期末)如圖表示矮牽牛的植物組織培養(yǎng)過程，下列相關(guān)敘述正確的是()A.矮牽牛是自養(yǎng)生物，培養(yǎng)基中無需添加有機(jī)碳源B.①、②、③過程均可發(fā)生基因突變和基因重組C.植物細(xì)胞的全能性是植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)D.用花粉和葉片做外植體獲得的植株基因型相同C14.通過植物細(xì)胞工程技術(shù)，可利用甲高產(chǎn)不耐鹽、乙低產(chǎn)耐鹽的兩種二倍體植物培育高產(chǎn)耐鹽的雜種植株，實(shí)驗(yàn)流程如圖所示。下列敘述正確的是()A.①通常將植物細(xì)胞置于含纖維素

酶和果膠酶的低滲溶液中處理B.②到③的過程中，雜種細(xì)胞內(nèi)高

爾基體和線粒體活動明顯增強(qiáng)C.由④到目的植株需進(jìn)一步篩選的原因是④中含有高產(chǎn)不耐鹽品種D.目的植株相對于甲、乙而言發(fā)生了染色體數(shù)目變異導(dǎo)致植株不可育B15.如圖是“白菜—甘藍(lán)”雜種植株的培育過程。下列說法不正確的是()A.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)體現(xiàn)了植物細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)B.愈傷組織的代謝類型是異養(yǎng)需氧型C.上述培育過程中包含有絲分裂、細(xì)胞分化和減數(shù)分裂等過程D.“白菜—甘藍(lán)”雜種植株產(chǎn)生的變異屬于染色體變異C16.(2022·河南商丘高二階段練習(xí))某實(shí)驗(yàn)小組為了探究四倍體馬鈴薯原生質(zhì)體的培養(yǎng)條件和再生能力，進(jìn)行了原生質(zhì)體的獲取和培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程如圖所示。下列相關(guān)敘述正確的是()A.過程①要在清水中用纖維素酶和果膠酶處理植物細(xì)胞B.過程②培育愈傷組織時(shí)需提供無菌環(huán)境和適宜溫度等條件C.過程②一般需要光照處理，過程③則需要遮光處理D.過程③與④培養(yǎng)基中細(xì)胞分裂素與生長素用量的比例相同B17.實(shí)驗(yàn)小組用核輻射消除某煙草細(xì)胞的細(xì)胞核，獲得保留細(xì)胞質(zhì)(含葉綠體)且具有鏈霉素抗性的煙草細(xì)胞甲，用酶去除煙草細(xì)胞甲和無鏈霉素抗性的煙草細(xì)胞乙的細(xì)胞壁，然后將二者的原生質(zhì)體置于培養(yǎng)基上融合，獲得雜種細(xì)胞丙。下列有關(guān)該過程的敘述，不正確的是()A.為了篩選出融合的雜種細(xì)胞，應(yīng)在培養(yǎng)基中加入鏈霉素B.去核的煙草細(xì)胞甲能在含鏈霉素的培養(yǎng)基上進(jìn)行增殖C.融合形成的雜種細(xì)胞丙同時(shí)具有煙草細(xì)胞甲和乙的遺傳物質(zhì)D.雜種細(xì)胞的形成體現(xiàn)了細(xì)胞膜的流動性B18.如圖表示菊花莖段細(xì)胞通過無菌操作接種到試管培養(yǎng)基上后，在一定的條件下，形成試管苗的培育過程，請據(jù)圖回答下列問題：(1)要促進(jìn)細(xì)胞分裂生長，培養(yǎng)基中應(yīng)有營養(yǎng)物質(zhì)和激素。營養(yǎng)物質(zhì)包括________和小分子有機(jī)物，激素包括細(xì)胞分裂素和________兩類植物激素。(2)此過程依據(jù)的原理是__________________。A和B階段主要進(jìn)行的分裂方式是_________，B階段除了細(xì)胞分裂外，還進(jìn)行細(xì)胞_____等。無機(jī)物生長素植物細(xì)胞的全能性有絲分裂分化(3)此過程要無菌操作，主要是指對________進(jìn)行滅菌處理。B階段需要光照，