(教用word)第2章 第1节 第1课时 植物细胞工程的基本技术-【提分教练】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 学习任务目标 1．运用结构与功能观，说出植物组织培养和植物体细胞杂交的原理。 2．采用模型与建模、归纳与概括的方法，说明植物组织培养和植物体细胞杂交的流程。 3．使用实验器具，能依据实验步骤，合作交流共同完成菊花的组织培养操作。 一、细胞工程的概念 1．原理方法：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。 2．操作水平：细胞器、细胞或组织水平。 3．目的：获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品。 二、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．细胞不能表现全能性的原因：特定的时间和空间条件下，细胞中的基因选择性表达。 三、植物组织培养技术 1．原理：细胞的全能性。 2．概念 (1)对象：离体的植物器官、组织或细胞等。 (2)场所：人工配制的培养基。 (3)结果：形成形成完整植株。 3．流程 (1)过程：①脱分化②再分化。 (2)激素：细胞分裂素、生长素。 四、菊花的组织培养 1．实验原理 (1)植物细胞一般具有全能性。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，即失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞，进而形成不定形的薄壁组织团块，这称为愈伤组织。愈伤组织能重新分化成芽、根等器官，该过程称为再分化。 (2)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。将愈伤组织接种到含有特定激素的培养基上，就可以诱导其再分化成胚状体，长出芽和根，进而发育成完整的植株。 2．方法步骤 将流水冲洗后的外植体用酒精消毒30 s后，立即用无菌水清洗2～3次，再用次氯酸钠溶液处理30 min后，用无菌水清洗2～3 次 　↓ 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 五、植物体细胞杂交技术 1．过程 (1)过程①：用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。 (2)过程②：用物理法或化学法诱导原生质体融合，物理法包括电融合法、离心法等，化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋—高pH融合法等。 (3)过程③：再生出新的细胞壁。 2．概念 (1)原料：不同来源的植物体细胞。 (2)结果：培育成培育成新植物体。 3．意义：打破生殖隔离，实现远缘杂交育种。 植物组织培养 植物组织培养技术已经是一种比较成熟的生物技术，植物的体细胞或生殖细胞均可以通过植物组织培养技术培养为新的个体。下图是植物组织培养过程示意图，据图探究下列问题： 探究1．在植物组织培养过程中，为什么要进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作？ 提示：避免杂菌在上面迅速生长消耗营养，且有些杂菌会危害培养物的生长。 探究2．在植物组织培养过程中，诱导愈伤组织的培养基、诱导生芽的培养基和诱导生根的培养基的成分有什么不同？ 提示：三种培养基的成分中是生长素和细胞分裂素的比例不同。 探究3．诱导愈伤组织期间一般不需要光，后续培养过程中，为什么每日要给予适当时间和强度的光照？ 提示：后续培养过程中，给予适当时间和强度的光照的目的是诱导叶绿素的形成，进一步形成叶绿体进行光合作用。 探究4．若培养物取自植物的幼茎、叶片等含有叶绿体的部位，愈伤组织中是否会含有叶绿体？ 提示：培养物经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞，愈伤组织中不含有叶绿体。 培养胡萝卜根组织可获得试管苗，获得试管苗的过程如下图所示。 回答下列问题： (1)利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有_________。 (2)步骤③切取的组织块中要带有形成层，原因是_______________。 (3)从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基，其原因是________________。 在新的培养基上愈伤组织通过细胞的_________过程，最终可形成试管苗。 (4)步骤⑥要进行照光培养，其作用是_________。 (5)经组织培养得到的植株，一般可保持原品种的_________，这种繁殖方式属于_________繁殖。 解析：(1)分化的植物细胞含有该生物生长发育所需要的全部遗传物质，具有发育的全能性，在一定条件下可以培养为完整的植株。(2