2.1.1 植物细胞工程（第一课时）导学案-2023-2024学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修三

第2章 第1节 植物细胞工程（第一课时） 【学习目标】　 1. 概述植物组织培养和植物体细胞杂交技术的原理和过程。 2. 尝试进行植物组织培养。 知识点一　植物组织培养技术 【自主学习】 1．细胞工程：是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法，通过 或组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。 2．细胞的全能性：细胞经分裂和分化后，仍然具有产生 的潜能。 3．植物组织培养：是指将 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 的技术。 4．植物组织培养的流程：接种 ，诱导 ，诱导 ，诱导 ，移植成活五个过程。 5．菊花的组织培养 (1)实验原理 ①植物细胞一般具有 。 a．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 ，转变成 的细胞，进而形成 。 b．愈伤组织能重新分化成 等器官，该过程称为 。 ②植物激素中 和 是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素。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 ，长出芽和根，进而发育成完整的植株。 (2)实验步骤 ①外植体的消毒：将流水充分冲洗后的外植体(幼嫩的茎段)用 消毒30 s，然后立即用 清洗2～3次；再用 溶液处理30 min后，立即用无菌水清洗2～3次。 ②外植体的分割：用 将外植体切成0.5～1 cm长的小段。 ③接种：在酒精灯火焰旁，将外植体的 插入诱导愈伤组织的培养基中。 ④培养：将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于 的培养箱中培养。 ⑤转移培养：培养15～20 d后，将生长良好的愈伤组织转接到诱导 的培养基上。长出芽后，再将其转接到诱导 的培养基上，进一步诱导形成 。 ⑥移栽。 【重点突破】 如图为植物组织培养的过程，请思考后回答： 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？ 2．选用胡萝卜的外植体时，一般选用形成层细胞或组织块，其原因是什么？ 3．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？ 4．胡萝卜根尖的形成层细胞和组织培养获得的植株根细胞中都没有叶绿素，为什么叶肉细胞却合成了叶绿素？ 5．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？ 6．植物组织培养的脱分化过程中，植物细胞如何获得生长发育所需的营养物质？ 7．若想探究生长素与细胞分裂素的使用比例对植物组织培养的影响，则应如何设计对照实验？ 知识点二　植物体细胞杂交技术 【自主学习】 1．植物体细胞杂交概念 将 的植物体细胞，在一定条件下融合成 ，并把杂种细胞培育成 的技术。 2．植物体细胞杂交过程 (1)去壁：用 去除植物细胞壁，获得 。 (2)诱导原生质体融合的方法 ①物理法： 法、 法等。 ②化学法： 融合法、 融合法等。 3．植物体细胞杂交意义 在打破 ，实现 育种，培育植物 等方面展示出独特的优势。 【重点突破】 科学家利用植物体细胞杂交技术，将番茄的原生质体和马铃薯的原生质体融合，成功地培育出了“番茄—马铃薯”杂种植株，如图所示，其中①～⑤表示过程，a～f表示细胞、组织或植株。请思考回答： 1．将番茄细胞和马铃薯细胞融合时，首先遇到的障碍是什么？用什么方法可以解除此障碍？ 2．若图中a细胞含有2x条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb，b细胞含有4y条染色体，4个染色体组，基因型为CCccDDdd，产生的杂种植株的体细胞中含有几条染色体和几个染色体组？是几倍体？其基因型是什么？是否可育？ 3．从结果上看杂种植株在遗传上有何特点？从杂种植株的染色体