2.1.1 植物细胞工程的基本技术-2021-2022学年新教材高中生物选择性必修三【名师导航】同步Word教参(人教版)

第1节　植物细胞工程 第1课时　植物细胞工程的基本技术 课标内容要求 核心素养对接 1.阐明植物组织培养是在一定的条件下，将离体植物器官、组织和细胞在适宜的培养条件下诱导形成愈伤组织，并重新分化，最终形成完整植株的过程。 2．概述植物体细胞杂交是将不同来源的植物体细胞在一定的条件下融合成杂种细胞，继而培育新植物体的技术。 1.科学思维：说明植物组织培养和植物体细胞杂交的原理；以流程简图的形式表示植物组织培养技术和植物体细胞杂交的过程。 2．科学探究：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。 一、植物细胞的全能性 1．概念：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。 2．生长发育过程中细胞没有表现全能性的原因 在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达。 二、植物组织培养技术 1．概念：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。 2．全能性表达过程 (1)脱分化：让已经分化的细胞经过诱导后，失去其特有的结构和功能，转变成未分化细胞的过程。 (2)再分化：脱分化产生的愈伤组织，在一定的培养条件下，再分化出芽、根等器官，进而形成完整的小植株。 (3)激素的作用：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。 3．操作流程 外植体的消毒：将流水冲洗后的外植体用酒精消毒30 s， 用无菌水清洗2～3次后，再用次氯酸钠溶液处理30 min，用无 菌水清洗2～3次。 ↓ 外植体的分割：用无菌滤纸吸去表面的水分，用解剖刀将外植 体切成0.5～1 cm长的小段。 ↓ 接种：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。 ↓ 培养：将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于18～22 ℃的培养箱中培养。定期观察和记录愈伤组织的生长情况。 ↓ 转移培养：将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上。 长出芽后，再将其转接到诱导生根的培养基上，进一步诱导形 成试管苗。 ↓ 移栽：将试管苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩上，壮苗后再移 栽入土。 三、植物体细胞杂交技术 1．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。 2．过程 (1)去壁：用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁，获得原生质体。 (2)诱导原生质体融合的方法 ①物理法：电融合法、离心法等。 ②化学法：聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋－高pH融合法等。 3．意义 克服不同种生物远缘杂交的不亲和性。 判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”) 1．植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性。 (×) 提示：具有某种生物全部遗传信息的细胞在离体的情况下才能表现出全能性。 2．在植物组织培养过程中，细胞的遗传物质一般都发生改变。 (×) 提示：植物组织培养主要是通过细胞分裂和分化实现的，遗传物质一般不会发生改变。 3．脱分化和再分化是植物组织培养的重要过程。 (√) 4．在植物组织培养过程中需要给予光照，以诱导脱分化过程。 (×) 提示：植物组织培养过程中，脱分化过程是要求避光培养的。 5．植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是细胞壁阻碍了原生质体的融合。 (√) 6．植物体细胞杂交过程中，细胞融合成功的标志是产生新的细胞壁。 (√) 　植物细胞的全能性 1．细胞具有全能性的原因 一般生物体的每一个细胞都包含该物种所特有的全套遗传物质，都具有发育成为完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。 2．细胞全能性大小的比较 (1)植物细胞>动物细胞(动物细胞只有细胞核具有全能性)。 (2)受精卵>生殖细胞(精子、卵细胞)>体细胞。 (3)体细胞：分化程度低的>分化程度高的，细胞分裂能力强的>细胞分裂能力弱的，幼嫩的细胞>衰老的细胞。 3．植物细胞表现全能性的条件 (1)离体状态。 (2)营养物质：种类齐全、比例合适。 (3)植物激素：生长素、细胞分裂素。 (4)外界条件：适宜的温度、pH和光照(愈伤组织的形成和生长需要避光培养，分化培养需照光)等。 (5)无菌操作。 合作探究：与体细胞相比，生殖细胞如花粉的遗传物质减少了一半，为什么生殖细胞仍具有全能性？ 提示：在生物的体细胞中染色体是成对存在的，基因也是成对存在的，生殖细胞中遗传物质虽然减少了一半，但基因的种类没有少，仍具有控制生长发育的全套的遗传信息和全部的基因，因此生殖细胞仍具有全能性。 1．在植物体内，茎的顶端分生组织的细胞具有细胞周期，但不能表现出全能性，是因为(　　) A．细胞核失去了全能性 B．不同的细胞基因是不同的 C．细胞中基因的表达有选择性 D．细胞核中的基因发生了不同的变异 C　[茎顶端分生组织的