第2章 第1节 第1课时 植物细胞工程的基本技术（Word教参）-【优化指导】2022-2023学年新教材高中生物选择性必修3 生物技术与工程（人教版2019）

第1节　植物细胞工程 第1课时　植物细胞工程的基本技术 课程标准 核心素养目标 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.基于对植物组织培养的原理的理解，阐明植物生命的发生和发展过程。(生命观念) 2．基于菊花的组织培养和植物体细胞杂交实例，掌握植物组织培养和植物体细胞杂交的流程。(科学思维) 3．能依据实验步骤，制订实验方案，合作交流，共同完成菊花的组织培养操作，并如实记录实验数据，得出实验结论。(科学探究) [对应学生用书P30] 知识点一 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。 知识点二 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．菊花的组织培养 (1)植物细胞全能性的表达过程 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。 (2)操作流程 知识点三 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 植物体细胞杂交技术在打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种等方面展示出独特的优势。 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：具有某种生物全套遗传信息的植物细胞在离体的情况下才能表现出全能性。 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，脱分化过程一般不需要光照。 4．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。(　　√　　) 5．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。(　　√　　) 6．在植物组织培养过程中，细胞的遗传物质一般都会发生改变。(　　×　　) 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。 7．在愈伤组织形成幼苗的再分化过程中，不会发生细胞的增殖。(　　×　　) 提示：在愈伤组织形成幼苗的再分化过程中，必须以细胞分裂作为前提。 8．在进行植物组织培养过程中，接种时可以不考虑外植体的方向。(　　×　　) 提示：接种时注意外植体的方向，不要倒插。 [对应学生用书P31] 探究一　植物细胞的全能性 ►情境探究 材料一　利用菊花的花瓣就能培育出完整的菊花植株。 材料二　利用烟草的根细胞经组织培养，可以培育成成熟植株。 1．为什么利用植物的体细胞(如花瓣细胞、根细胞)就能培养出完整植株？ 提示：正常的植物体细胞具有该生物生长发育和繁殖所需的全套遗传物质，具有全能性。 2．是否所有的植物细胞都适合进行植物的组织培养？ 提示：不是，没有细胞核的筛管细胞无全能性，不适合进行植物的组织培养。 3．植物细胞全能性表达所需条件有哪些？ 提示：(1)材料：离体的植物器官、组织或细胞。 (2)培养基：种类齐全、比例合适的营养物质及一定的植物激素。 (3)外界条件：①无菌操作；②光照：愈伤组织培养最初避光培养，后期见光培养。 ►素养凝练 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有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全套基因。 2．不同细胞全能性的大小 (1)体细胞全能性 ①细胞分化程度低的>细胞分化程度高的。 ②细胞分裂能力强的>细胞分裂能力弱的。 (2)不同细胞的全能性：受精卵>胚胎干细胞>生殖细胞>体细胞。 (3)不同生物的细胞全能性：植物细胞>动物细胞。 3．全能性与细胞分化的关系：随着细胞分化程度的不断提高，细胞的全能性逐渐降低。 细胞全能性理解的两点误区 (1)细胞表达全能性的标志是发育成完整生物体或分化成其他各种细胞。 (2)细胞具有全能性是因为细胞中具有发育成完整个体所必需的“全套基因”而不是“全部基因”，配子