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

2.1.1植物细胞工程的基本技术 1、 教学目标 1、说明植物组织培养和植物体细胞杂交的原理； 2、以流程简图的形式表示植物组织培养技术和植物体细胞杂交的过程。 3、列举植物组织培养、植物体细胞杂交技术在生产实践中的应用，解释植物细胞工程给人们带来的影响。 二、教学重难点 重点：细胞的全能性、植物组织培养技术 难点：植物组织培养技术 三、教学过程 教学过程 教师活动 学生活动 新课导入 【师】展示克隆技术、植物组织培养技术 其实这些都属于细胞工程 提问：什么是细胞工程？ 细胞工程： 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，通过细胞器、细胞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。 阅读课本，思考回答问题 一、植物细胞工程的理论基础--细胞的全能性 【师】本节我们学习植物细胞工程 §2.1.1植物细胞工程的基本技术 §2.1.2植物细胞工程的应用 【师】先学习§2.1.1植物细胞工程的基本技术 包括 植物组织培养 植物体细胞杂交 【师】这两个技术的理论基础是什么? 一、植物细胞工程的理论基础--细胞的全能性 1.全能性定义： 细胞经过分裂和分化后，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.全能性的原因： 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。 3.体现全能性的标志：细胞→ 完整个体或其他各种细胞 实例： 胡萝卜韧皮部细胞发育成完整植株 受精卵发育成个体（动植物） 蜜蜂受精卵发育成工蜂，卵细胞发育成雄峰 用一片叶子、一片花瓣、一粒花粉繁殖出新的植株 【师】芽原基只能发育成芽、叶原基只能发育成叶，能体现全能性吗？ 4.全能性大小的比较： ①受精卵>胚胎干细胞>生殖细胞>体细胞； ②植物细胞>动物细胞。 【师】展示问题，引导学生总结全能性体现的条件 1.是不是所有的活细胞都具有全能性？ 2.种子发育成植株体现了全能性了吗？ 3.细胞具有的全能性一定能表现出来吗？ 5、细胞表现全能性的条件（植物） （1）离体状态 （2）无菌操作 （3）种类齐全、比例适合的营养物质 （4）植物激素（主要是生长素和细胞分裂素）诱导和调节 （5）适宜的外界条件（温度、pH、光照等） 全能性举例---多肉进行叶插繁殖 【师】一个植物的叶片细胞能发育成植株？需要具备哪些条件？ 联系以前学过的知识，思考回答问题。 植物细胞的全能性 思考回答：不能、基因在特定时间、空间条件下选择性表达 讨论思考问题，总结全能性体现的条件 思考问题 二、植物组织培养技术 1、概念 指离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工控制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其分化为完整植株的技术。 2、原理：植物细胞的全能性 3、过程 【师】 指导学生阅读教材P35第二段及“探究实践”，回答下列问题。 1.什么是外植体？ 2.什么是脱分化？ 3.什么是愈伤组织？ 4.什么是再分化？ 【师】归纳总结 1）外植体:离体的植物器官、组织、细胞。 如：植物的茎尖、幼嫩的叶片、花药等 2）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，转变为未分化的细胞，进而形成愈伤组织的过程。 注意：避光、植物激素（细胞分裂素和生长素） 3）愈伤组织：特点 离体的植物器官、组织或细胞，在培养一段时间以后，通过细胞分裂，形成一种 a高度液泡化、 b无定形状态薄壁细胞组成的 c排列疏松无规则的组织。 4）再分化： 愈伤组织重新分化根或芽等器官的过程。 注意：需光照、激素（生长素和细胞分裂素） 【师】决定植物脱分化、再分化的关键因素是什么？ 4、实例：菊花的组织培养 实验原理：植物细胞的全能性 实验目的 1.了解植物组织培养的基本原理。 2.了解生长素和细胞分裂素的浓度、用量的比例对菊 花愈伤组织形成和分化的影响。 3.尝试进行植物组织培养。 材料用具 （1）外植体：幼嫩的菊花茎段。 （2）体积分数为70%的酒精：对手、超净工作台、外植体进行消毒。 （3）质量分数为5%左右的次氯酸钠溶液：对外植体进行消毒。 （4）无菌水：清洗外植体。 （5）MS培养基：（P116--参见本书附录1） 包括无机营养成分（水和无机盐）、有机营养成分（蔗糖、氨基酸、维生素等）、特定浓度和比例的激素（主要是生长素和细胞分裂素）。 拓展1：植物组织培养常用的培养基配方P116 用具：50mL锥形瓶（或植物组织培养瓶）、烧杯、酒精灯、超净工作台、高压蒸汽灭菌锅、培养箱、封口箱、封口膜、滤纸、标签、消毒用酒精棉球、培养皿、解剖刀、镊子等 方法步骤： 1、消毒 ①双手和超净工作台台面：用酒精擦拭 ②外植体:流水冲洗 →酒精消毒30s →无菌水清洗2～3次