第2章 第1节 一 植物细胞工程的基本技术-2022-2023学年新教材高中生物选择性必修3【精讲精练】人教版（教师用书word）

第1节　植物细胞工程 一　植物细胞工程的基本技术 学习目标 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、发展的过程。 生命观念 2.基于菊花的组织培养和植物体细胞杂交实例，采用模型与建模、归纳与概括的方法，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 一、植物细胞工程的理论基础 1．细胞工程的概念 2．植物细胞工程的理论基础——植物细胞的全能性 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．理论基础：植物细胞的__全能性__。 3．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__，转变成__未分化__的细胞，进而形成愈伤组织的过程。 (2)愈伤组织：脱分化产生的__不定形的薄壁组织__团块。 (3)再分化：愈伤组织能重新分化成胚状体，长出__芽、根__等器官的过程。 4．菊花的组织培养 [点拨]　植物组织培养过程中对培养材料进行表面消毒时，一方面要考虑药剂的消毒效果；另一方面要考虑植物材料的耐受能力。不同药剂、不同植物材料，甚至不同器官要区别对待。 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)人工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．植物体细胞杂交的原理 原生质体融合的过程利用了细胞膜的__流动__性，杂种细胞发育成杂种植株利用了植物细胞的__全能性__。 4．意义：打破__生殖隔离__、实现远缘杂交育种，培育植物新品种。 判断正误 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。(×) 2．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。(×) 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。(×) 5．在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．在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。(√) 探究点一　植物组织培养 [问题情境] 阅读教材P35～37，观察菊花植物组织培养流程图，探究以下问题： (1)选用菊花的外植体时，一般选用形成层细胞或组织块，其原因是什么？ 提示：由于形成层细胞分裂旺盛，全能性高，容易诱导形成愈伤组织，其他部分如叶、花全能性低，不易培养成完整植株。 (2)植物组织培养所用的培养基中，在脱分化和再分化中起关键作用的激素是什么？ 提示：细胞分裂素和生长素。 (3)为什么说从繁殖方式上看，植物组织培养的繁殖方式是无性繁殖？ 提示：植物组织培养是在细胞有丝分裂和细胞分化的基础上实现的，此过程并没有生殖细胞的产生，所以是无性繁殖。 (4)在植物组织培养的过程中，为什么要进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作？ 提示：培养物一旦受到微生物的污染，这些微生物会和外植体争夺培养基中的营养物质，并且产生大量对外植体有害的物质，导致外植体死亡。 [归纳总结] 1．植物细胞表现全能性的条件 材料 离体的细胞、组织或器官 培养基 种类齐全、比例合适的营养物质及一定比例的植物激素 外界 条件 ①无菌操作； ②光照：诱导愈伤组织时一般不需要光照，再分化时需要光照 2．植物激素在植物组织培养中的作用 (1)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性因素。 (2)生长素和细胞分裂素的比例影响植物细胞的发育方向。 生长素/细胞分裂素 作用效果 比值高时 促进根的分化、抑制芽的形成 比值低时 促进芽的分化、抑制根的形成 比值适中 促进愈伤组织的形成 3．植物组织培养过程中应注意的问题 (1)接种时注意外植体的方向，应将外植体的形态学下端插入培养基，不能倒插。 (2)培养一株完整的试管苗，必须先进行生芽培养，再进行生根培养。如果顺序颠倒，先诱导生根，就不好诱导生芽了。 (3)菊花植物组织培养中，愈伤组织的形成一般不需要光照，而在后续的培养过程中，需要一定量的光照。 (4)试管苗一般在高湿、弱光、恒温等条件下培养生长，出瓶后一定要注意保温、保湿。 (5)试管苗的光合作用能力弱，在移栽前应给予较强光照闭瓶炼苗，以促进幼苗向自养苗转化。 [典题示例] 1．(2022