2.1.1植物细胞工程的基本技术（教学设计）-2023-2024学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

新教材生物学 人教版 选择性必修3 生物技术与工程 第2章 第1节 教学设计 第2章　细胞工程 第1节　植物细胞工程 第1课时 植物细胞工程 的基本技术 目录 一、核心素养对接 二、必备知识 三、探究实践 四、深化归纳 五、应用创新 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 第2章　细胞工程 第1节　植物细胞工程 第1课时 植物细胞工程 的基本技术 一、核心素养对接 1．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 2．依据实验步骤，制订实验方案，合作交流，完成菊花的组织培养的操作，并如实记录实验数据，得出实验结论。 二、必备知识 （一）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出全能性的原因 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。 （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：已经分化的细胞经过诱导后，失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞的过程。 ②再分化：脱分化产生的愈伤组织能重新分化成芽、根等器官的过程。 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 外植体的消毒：将流水充分冲洗后的外植体用酒精消毒30 s，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。 ↓ 外植体的分割：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：将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入土。 微思考 在组织培养过程中，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：三种培养基成分的不同是生长素和细胞分裂素的比例不同。 （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 打破生殖隔离，实现远缘杂交育种。 判一判(正确的打“√”，错误的打“×”) 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：具有某种生物全部遗传信息的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，脱分化过程是要求避光培养的。 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。 (√) 三、探究实践 核心点一：植物组织培养技术 合作探究 　　下图为植物组织培养过程中培养物的变化 1．请结合上图中植物组织的变化写出植物组织培养的基本流程： 提示：外植体愈伤组织芽、根等―→试管苗完整植株。 2．实验过程中为什么要强调所用器械的灭菌和实验人员的无菌操作？ 提示：避免杂菌与培养物竞争营养，且有些杂菌会危害培养物的生长。 3．高度分化的细胞是如何启动细胞分裂、脱分化和再分化的？ 提示：是在一定的激素和营养等条件的诱导下启动的。 4．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。 核心点二：植物体细胞杂交技术 合作探究 　　以下为植物体细胞杂交技术流程图，其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞，所含有的染色体组分别是AA和BB。 1．②过程和④⑤⑥过程依据的原理分别是什么？ 提示：②过程依据的原理是细胞膜的流动性；④⑤⑥过程依据的原理是植物细胞的全能性。 2．将若干a和b等量混合，经过②和③过程，c细胞的类型有哪些？(不考虑三个或三个以上的细胞融合，用染色体组成表示)。 提示：AA、BB、AAAA、BBBB、AABB。 3．科学家采用植物体细胞