2.11 植物细胞工程 - 植物细胞工程的基本技术（第1课时）-【帮课堂】2021-2022学年高二生物同步精品讲义（人教版2019选择性必修3）

2.11 植物细胞工程 植物细胞工程的基本技术（第1课时） ( 目标导航 ) 教学目标 课程标准 目标解读 植物细胞工程包括组织培养和体细胞杂交等技术。 1. 阐明植物组织培养是在一定条件下，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植物体细胞在一定条件下融合成杂合细胞，继而培育成新植物体的技术。 1. 概述植物组织培养和植物体细胞杂交技术的原理和过程。 2. 尝试进行植物组织培养。 教学重点 1. 植物组织培养的原理和过程。 2. 植物体细胞杂交技术的原理。 教学难点 植物组织培养的实验。 ( 知识精讲 ) 知识点01 细胞工程和植物细胞工程 一、细胞工程 细胞工程是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法，通过细胞器、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性生物工程。 1. 应用的原理和方法：细胞生物学、分子生物学和发育生物学 2. 操作水平：细胞器、细胞或组织水平 3. 研究的目的：有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品 细胞工程的核心技术：细胞培养与繁殖 细胞工程的分类： 二、植物细胞工程 植物细胞工程的理论基础：植物细胞的全能性 植物细胞的全能性：指已高度分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能。 植物细胞具有全能性的原因：细胞含有本物种所特有的全套遗传信息。 全能性高低：①受精卵＞生殖细胞＞体细胞 ②植物细胞＞动物细胞 ③分化程度低的细胞>分化程度高的细胞 全能性表达的条件：离体、无菌、一定的营养物质、激素和其他外界条件 生物体生长发育过程中并不是所有细胞都表现出全能性，原因在于基因在特定时间、空间条件下选择性表达。如：芽原基只能发育为芽，叶原基只能发育为叶 植物细胞工程采用的技术手段：植物组织培养技术、植物体细胞杂交技术 知识点02 植物组织培养技术 1、概念：指将离体的植物器官、组织或细胞（称为外植体）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、原理：植物细胞的全能性 3、条件：离体、无菌、营养物质、激素(生长素、细胞分裂素等)、适宜温度和ＰＨ等 4、基本过程： （1）脱分化：在一定的激素和营养等条件的诱导下，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，进而形成愈伤组织的过程。 （2）愈伤组织：是通过细胞分裂形成的，细胞排列疏松且无规则，高度液泡化呈无定形状态的薄壁细胞。 （3）再分化：愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。 （4）适宜的培养条件：离体、无菌条件、种类和比例适宜的营养物质、植物激素（主要是生长素和细胞分裂素）的诱导和调节、适宜的外界条件（温度、pH、光照等）。 脱分化过程一般不需要光照、再分化过程需要光照。 5.植物组织培养的意义：保持优良性状；繁殖速度快，大规模生产；提高经济效益 知识点03 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； 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) 有利于根的分化，抑制芽的形成 比值低(＜1) 有利于芽的分化，抑制根的形成 比值适中(=1) 促进愈伤组织的形成 2.材料用具：略 3.方法步骤：略 4.结果分析与评价 5.进一步探究 若想探究生长素与细胞分裂素的使用比例对植物组织培养的影响，则应如何设计对照实验？ ①空白对照：不加任何激素； ②实验组1：生长素用量与细胞分裂素用量的比值为1； ③实验组2：生长素用量与细胞分裂素用量的比值大于1； ④实验组3：生长素用量与细胞分裂素用量的比值小于1。 知识点04 植物体细胞杂交技术 1.过程 2.概念：植物体细胞杂交是指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。 3.原理：细胞膜具有一定的流动性、植物细胞的全能性 4.两个标志：（1）植物细胞融合完成的标志：再生出新的细胞壁 （2）植物体细胞杂交完成的标志：培育成新植物体 5.实例：白菜—甘蓝、普通小麦—长穗偃麦草等。 6.意义： 优势：与有性杂交相比，植物体细胞杂交克服了远缘杂交不亲和障碍，拓展了可用于杂交的亲本组合范围。 即：打破生殖隔离，实现远缘杂交育种。 未解决的问题：未能让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状。 ( 能力拓展 ) 考点01 植物组织培养技术 植物组织培养是