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2.1.1植物细胞工程（第一课时植物组织培养）课件高二下学期生物人教版选择性必修3.pptx

来源：花匠小妙招时间：2025-07-26 08:54

第二章细胞工程第1节植物细胞工程（第一课时：植物组织培养技术）学习目标：1.植物细胞工程的理论基础是什么？2.什么是植物组织培养技术？3.怎么进行菊花的组织培养？科技探索之路1902年，哈伯兰特(G.Haberlandt，1854一1945)提出了细胞全能性的理论，但相关的实验尝试没有成功。1958年，斯图尔德(EC.Steward，1904一1993)等发现胡萝卜的体细胞可以分化为胚，为细胞全能性理论提供了强有力的支持。1960年，科金(E.C.Cocking，1931一）用真菌的纤维素酶分解番茄根的细胞壁，成功获得了原生质体。1964年，古哈(S.Guha，1938-2007)等在培养毛曼陀罗的花药时，首次得到了由花药中的花粉粒发育而来的胚。1971年，卡尔森（PS.Carlson，1944一2017)诱导烟草种间原生质体融合，获得了第一株体细胞种间杂种植株。1974年，土壤农杆菌的Ti质粒被发现。之后，该质粒应用于植物分子生物学领域，促进了植物细胞工程与分子生物学技术紧密结合。植物细胞工程的发展历程目录01一、细胞工程的概念一、细胞工程1.细胞工程的概念（P31）：原理和方法操作水平目的分类细胞生物学、分子生物学和发育生物学细胞器、细胞或组织获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品动物细胞工程和植物细胞工程2.细胞工程的分类：（依据操作对象分）植物细胞工程动物细胞工程植物组织培养植物体细胞杂交动物组织培养动物细胞融合动物体细胞核移植新课导入“花中君子”兰花是我国传统名花，栽培历史悠久，文化底蕴深厚，深受国人喜爱。近年来，兰花产业得到快速发展，培育规模不断扩大，兰花爱好者、消费者逐年增加，养兰市场呈现快速增长态势。思考：如何能让名贵的兰花大量、快速地繁殖，从而走入寻常百姓家呢？紫罗兰兰，又称长寿兰，是世界上最珍稀、最昂贵的兰花之一利用植物组织培养技术可大量、快速地培育兰花二、植物细胞的全能性叶子花瓣花粉细胞植物体植物细胞工程的基本技术植物组织培养植物体细胞杂交植物细胞工程的理论基础是什么?植物细胞的全能性目录02二、植物细胞的全能性二、植物细胞的全能性1、概念：细胞经过分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。2、体现全能性的标志：细胞

→

完整个体或其他各种细胞3、细胞具有全能性的根本原因：每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质。二、植物细胞的全能性5、生物体生长发育过程中，并不是所有细胞都表现出全能性a.不体现全能性的实例：芽原基只能发育为芽，叶原基只能发育为叶b.不体现全能性的原因：基因在特定时间、空间条件下的选择性表达4、实例：①胡萝卜韧皮部细胞发育成完整植株②用一片叶子、一粒花粉繁殖出新的植株③……三、植物组织培养技术的过程细胞表现全能性的条件种类齐全、比例适合的营养物质适宜的外界条件（温度、pH、光照等）无菌环境（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）诱导和调节二、植物细胞的全能性1.体细胞全能性与细胞分化程度：2.体细胞全能性与细胞分裂能力：3.不同类型细胞的全能性：分化程度低的＞分化程度高的。分裂能力强的＞分裂能力弱的。受精卵＞生殖细胞＞体细胞；受精卵＞干细胞＞体细胞植物细胞＞动物细胞。6、细胞全能性大小比较：4.不同生物细胞的全能性：二、植物细胞的全能性思考：是不是所有的活细胞都具有全能性？不是，例如哺乳动物成熟的红细胞、植物成熟的筛管细胞。种子发育成植株体现了全能性了吗？没有，植物种子种的胚已完成了早期发育，相当于新植物体的幼体，没有体现出细胞具有发育成完整植株的潜能。细胞具有的全能性一定能表现出来吗？不一定，例如动物的体细胞二、植物细胞的全能性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。⑦叶插成功多肉进行叶插繁殖目录03三、植物组织培养技术的过程三、植物组织培养技术的过程植物通常是通过播种或扦插实现繁殖的。玉米种子萌发黄豆种子发芽落地生根三、植物组织培养技术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。外植体有丝分裂无性生殖植物细胞的全能性2、生殖方式：3、分裂方式：4、原理：1、概念：接种外植体诱导愈伤组织诱导生芽诱导生根移栽成活脱分化再分化再分化不需光照需光照：诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用。移栽实质：基因的选择性表达。生长素细胞分裂素＝1生长素细胞分裂素＜1生长素细胞分裂素＞15、过程：外植体脱分化愈伤组织再分化芽、根试管苗移栽完整植株生长分裂定方向高根低芽中愈伤三、植物组织培养技术的过程1.什么是脱分化？在一定的激素和营养条件的诱导下，使已经分化的细胞失去其特有的结构和功能，转变为未分化的细胞。通过脱分化后的细胞，形成不定形的薄壁组织团块。2.什么是愈伤组织？3.什么是再分化？愈伤组织在培养过程中重新分化成芽、根等器官的过程。已分化的细胞脱分化愈伤组织根、芽等器官再分化愈伤组织愈伤组织生芽、生根三、植物组织培养技术的过程探究·实践：菊花的组织培养1、实验原理：①植物细胞一般具有___________；全能性②在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过脱分化和再分化，形成胚状体，长出芽和根，进而发育成完整的植株，外植体脱分化愈伤组织再分化芽、根等试管苗驯化移栽完整植株三、植物组织培养技术的过程①外植体：幼嫩的菊花茎段(细胞分裂能力强，容易诱导形成愈伤组织)②体积分数为70%的酒精：对手、超净工作台、外植体进行消毒③质量分数为5%左右的次氯酸钠溶液:对外植体进行消毒④无菌水:清洗外植体⑤培养基：MS培养基（P116--参见本书附录1）包括无机营养成分（水和无机盐）、有机营养成分（蔗糖、氨基酸、维生素等）、特定浓度和比例的激素（主要是生长素和细胞分裂素）；灭菌方法为：高压蒸汽灭菌法2.材料用具：三、植物组织培养技术的过程1）培养基名称：

；2）物理性质：

；3）碳源：

。植物组织培养常用的培养基配方（P116）

MS培养基

固体培养基有机碳源（蔗糖）蔗糖：作为碳源；提供能量；调节渗透压。三、植物组织培养技术的过程三、植物组织培养技术的过程探究·实践：菊花的组织培养1、实验原理：细胞分裂素生长素芽分化愈伤组织根分化生长分裂定方向高根低芽中愈伤③植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素，它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向。生长素/细胞分裂素

结果比值高(＞1)比值低(＜1)比值适中(=1)有利于根的分化，抑制芽的形成有利于芽的分化，抑制根的形成促进愈伤组织的形成简记为：“高”根，“低”芽，“中”愈伤三、植物组织培养技术的过程三、植物组织培养技术的过程（1）消毒双手和超净工作台台面:用酒精擦拭外植体:①流水冲洗②酒精消毒30s→③立即用无菌水清洗2～3次④次氯酸钠溶液处理30min→⑤立即用无菌水清洗2～3次。（2）切段将消过毒的外植体置于无菌的培养皿中→用无菌滤纸吸去表面的水分→用解剖刀将外植体切成0.5～1cm长的小段。4、方法步骤防止杂菌生长：①杂菌与培养物竞争（种间竞争）营养；②产生有害物质危害培养物。三、植物组织培养技术的过程（3）接种

在超净工作台酒精灯火焰旁，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，并在培养瓶上作好标记。注意：接种时注意外植体的方向，不要倒插。（将“形态学上端”朝上，下端朝下）为什么外植体不能倒插？与生长素的极性运输有关。生长素含量多的部分容易生出不定根，含量少的部分生出不定芽，一般而言，容易长不定芽的是形态学上端，容易长不定根的是形态学下端，因此应该将形态学上端朝上，下端朝下，若倒插，外植体不易存活。三、植物组织培养技术的过程（4）培养18～22℃注意：不需要光照，有光易形成维管组织，不易形成愈伤组织。诱导生成愈伤组织诱导生芽诱导生根愈伤组织培养生长素细胞分裂素＝1

15～

20d后

更换

培养基生长素细胞分裂素＜1注意：每日需要给予适当时间和强度的光照！(光照培养)生长素细胞分裂素＞1若先生根后面就不易生芽注意：注意顺序，先诱导生芽，再诱导生根叶绿素的生成需要光

更换

培养基三、植物组织培养技术的过程（5）炼苗、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，待其长壮。珍珠岩蛭石炼苗是为了让幼苗逐渐地适应外界环境，从而降低幼苗死亡率。炼苗：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。移栽：三、植物组织培养技术的过程三、植物组织培养技术的过程注意事项：①实验中使用的培养基和所有器械都要灭菌，接种操作必须在酒精灯火焰旁进行，并且每次使用后的器械都要灭菌。②对外植体进行表面消毒时，既要考虑药剂的消毒效果，又要兼顾植物材料对药剂的耐受性。③接种时注意外植体的方向（形态学上下端），不要倒插。④诱导愈伤组织期间一般不需要光照，在后续的培养过程中，每日需要给予适当时间和强度的光照。脱分化避光，再分化需光。三、植物组织培养技术的过程脱分化和再分化的比较比较内容脱分化再分化过程需要条件外植体→愈伤组织愈伤组织→幼苗①离体②适宜的营养③生长素与细胞分裂素的比例适中④不需光①离体②适宜的营养③生长素与细胞分裂素的比例高(低)诱导生根(生芽)④需光照三、植物组织培养技术的过程实验结果分析与评价1.接种3～4d后，检查外植体的生长情况，统计有多少外植体被污染，有多少能正常生长，并分析它们被污染的原因。导致外植体被污染的原因可能有：培养基、接种工具灭菌不彻底；外植体消毒不彻底；操作过程不符合无菌操作要求等。2.你培养出愈伤组织了吗？如果培养出来了，从刚接种的外植体到长出愈伤组织经历了多少天？这些愈伤组织进一步分化出芽和根了吗?

观察实验结果，看看是否培养出了愈伤组织，记录多长时间长出了愈伤组织。从刚接种的外植体到长出愈伤组织一般需要2周左右的时间。统计更换培养基后愈伤组织进一步分化成芽和根的比例和时间。三、植物组织培养技术的过程实验结果分析与评价3.观察外植体的分化情况，填好结果记录表，并及时分析结果。做好统计和对照，填好结果记录表，培养严谨的科学态度。从实验的第一步开始就要做好实验记录，可以分组配制不同的培养基，如诱导愈伤组织的培养基、诱导生芽的培养基等，还可以进行不同配方的比较。4.你培育的幼苗移栽到露地后，能够正常生长吗？生根苗移栽技术的关键是既要充分清洗根系表面的培养基，又不能伤及根系。一般使用无土栽培的办法。培养基质要提前消毒，可以向培养基质喷酒质量分数为5%的高锰酸钾，并用塑料薄膜覆盖12h。掀开塑料薄膜24h后才能移栽。新移栽的组培苗要在温室过渡几天，待其长壮后再移植到大田或盆中。可以在课后统计移栽的成活率，看看移栽是否合格。三、植物组织培养技术的过程实验结果分析与评价

避免杂菌在培养基上迅速生长消耗营养，同时防止有些杂菌危害培养物的生长。1）培养基的灭菌（高压蒸汽灭菌）2）外植体的消毒（酒精、氯化汞）3）接种的无菌操作（酒精、酒精灯——灼烧）4）无菌箱中的培养；5）移栽到消过毒的环境中生存一段时间。1.为什么整个过程要保证无菌操作？2.在整个操作过程中，是如何来实现无菌环境的？三、植物组织培养技术的过程离体的植物器官、组织或细胞（外植体）如：胡萝卜的形成层、菊花幼茎段、月季的花药…脱分化愈伤组织失去特有结构和功能转变成未分化的细胞排列不规则，高度液泡化，呈不定型状态的薄壁细胞根、芽植物体再分化培养条件：①无菌②营养物质③适宜条件（温度、PH、光等）④植物激素：遮光光照生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键。生长素和细胞分裂素的比例和浓度会影响植物细胞的发育方向。芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照愈伤组织重新分化为芽、根等器官三、植物组织培养技术的过程拓展：植物组织培养的两种途径器官发生途径胚状体途径胚状体：离体培养条件下，没有经过受精过程，但经过胚胎发育过程形成的胚状类似物，因而统称为体细胞胚或胚状体。（移栽到大田）外植体脱分化愈伤组织再分化生芽生根或胚状体生长发育试管苗习题检测1.接种外植体时要在酒精灯火焰旁进行（

）2.接种外植体时要将“形态学上端”朝下（）3.诱导愈伤组织的培养基中生长素和细胞分裂素的比例为1：1（）4.诱导愈伤组织形成过程需要光照条件（）5.诱导愈伤组织的培养基提供的碳源应该是有机碳源（）6.诱导生芽生根的过程需要光照条件（）√×√×√√习题检测（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

（

）×√××习题检测1.A、B过程分别为

。C是

。

A过程细胞分裂方式是

，