第二章 植物细胞工程（精品课堂）-2021-2022学年新教材高中生物选择性必修3 生物技术与工程【精彩三年】课程探究与巩固教师用书word（浙科版）浙江专用

第一节　通过植物组织培养可获得完整植株 课程目标 知识目标 核心素养 1．阐明植物细胞全能性的含义 2．概述植物组织培养的过程，举例说明离体培养实现细胞全能性的条件 1．认识植物组织培养技术是离体获得植物体的重要方法 2．尝试菊花的组织培养，学会植物组织培养的基本方法 知识点一　植物细胞的全能性使离体组织发育成完整植株成为可能 1．细胞工程 (1)概念 原理、方法 按照一定的设计方案，借助__工程学__的方法或技术(细胞和组织培养、细胞融合、__核__移植技术等) 操作水平 细胞器、细胞或__组织__水平 目的 获得特定的__细胞产物__、细胞、组织、器官或新生物体 (2)分类：植物细胞工程和动物细胞工程。 (3)植物细胞工程的基础技术：__植物组织培养__。 动物细胞工程的基础技术：__动物细胞培养__。 2．植物细胞的全能性 3．植物组织培养技术 定义 在无菌和人工控制条件下，将__离体__的植物体器官、组织或细胞等培养在人工配制的培养基上，使其生成__完整植株__或使其细胞增殖并产生__细胞代谢产物__的技术 原理 __植物细胞全能性__ 分类 分类依据：根据__外植体__的不同分类 类型：器官培养、__组织培养__、细胞培养、__原生质体培养__等 培养过程 接种 __外植体__→诱导产生 __愈伤组织__→ → → 形成完整植株途径 途径1：__茎尖或带芽的茎段__幼苗 途径2：(__器官发生__途径)：外植体分生细胞愈伤组织组织器官―→完整植株 途径3：(体细胞胚发生途径)：外植体分生细胞愈伤组织__胚状体__―→完整植株 小思考：种子发育成植株体现了全能性吗？ 【答案】没有。植物种子中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。 知识点二　离体植物器官、组织和细胞在适宜条件下方可发育成完整的植株 1．植物组织培养是在严格的__无菌__条件下进行的。 (1)外植体表面消毒：一定浓度的__次氯酸钠__、氯化汞和酒精是较常用的消毒剂。多种药剂配合使用消毒外植体，往往具有良好的效果。外植体经消毒后，需要用__无菌水__多次冲洗，以避免消毒剂长时间作用产生毒害作用。 (2)接种器具和培养基的灭菌：一般用__高压蒸汽灭菌__。培养基中若需要添加在高温灭菌条件下容易被破坏分解的活性物质，则需要将该物质__过滤除菌__后再在无菌条件下加入已灭菌的培养基中。 (3)接种室和操作台的灭菌：常利用__紫外灯照射__灭菌。 2．培养基能为离体植物材料提供适宜的营养条件 成分 分类 功能 无机盐 __大量__元素：N、P、S、K、Mg、Ca等 __微量__元素：Fe、Mn、B、 Zn、Cu、Mo、Cl、I、Co等 为植物提供必需的__矿质元素__ 有机营 养成分 糖类 既可作为__碳源__和能源物质，又参与维持培养基的__渗透压__ 维生素 往往以__辅酶__的形式参与细胞的蛋白质、脂质、糖代谢等重要活动 氨基酸 — 植物生长调节物质 __天然植物激素__ 人工合成的激素类似物 植物生长素类和细胞分裂素类物质的浓度和配比在脱分化和再分化中起着关键作用。生长素类和细胞分裂素类物质的比值__大__时，有利于根的形成；比值__小__时，则促进芽的形成 3．根据不同的培养类型、植物不同的营养需求，设计不同的培养基配方 (1)__White培养基__是最早研究的培养基配方，现仍然在许多生根培养中使用。 (2)MS培养基由穆拉西格和斯柯格于1962年设计，是目前使用最广泛的__植物培养基__。 (3)一种适合某种培养目的的培养基，一般是在已被广泛使用的基本培养基如MS培养基的基础上调整__某些成分__，再经过一系列实验而确定的。 小思考：归纳植物细胞表现全能性的条件。 【答案】(1)离体状态。(2)无菌操作。(3)种类齐全、比例适合的营养物质。(4)植物激素(主要是生长素和细胞分裂素)诱导和调节。(5)适宜的外界条件(温度、pH、光照等)。 知识点三　植物组织培养通过多种途径有效地提高生产效率 快速繁 殖植物 将初代培养物进一步进行__继代__培养，短时间获得大量植物 植物 脱毒 利用组织培养方法，取一定大小的茎尖进行培养，再生的植株有可能不带病毒，从而获得__脱病毒苗__，再用其进行繁殖，则种植的作物就不会或极少发生病毒 生产人工种子 将植物离体培养产生的__体细胞胚、芽、愈伤组织__等包埋在含有营养成分和保护功能的物质中而制成。人工种子包括__体细胞胚__、__人工胚乳__和__人工种皮__三部分 __细胞代谢产物__的工业化生产 植物几乎能生产人