2.1植物细胞工程的基本技术 课件-2024-2025学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

第1节　一 植物细胞工程的基本技术 第2章 细胞工程 生物 学习目标 1.通过对菊花组织培养不同时期的图片进行观察和排序，建构植物组织培养的基本流程，通过菊花组织培养的实验操作，提升科学探究能力。（科学思维、科学探究） 2.通过分析植物体细胞杂交技术的要点，阐明植物体细胞杂交技术的概念和流程，认同植物体细胞杂交技术具有重要的应用价值。（科学思维） 3.认识到植物细胞工程在保护濒危植物、改良作物品种和减少对自然资源的依赖方面具有重要作用，增强环保意识。（社会责任） 学习重难点 重点： 1.植物组织培养的原理和过程 2.植物体细胞杂交技术的原理和过程 难点： 菊花组织培养实验 导入新课 问题思考 “待到重阳日，还来就菊花。”菊花在自然条件下只能在秋天开放，如何让它在其他季节也能大量、快速地繁殖呢？ 新课讲授 活动1　自主阅读教材第34页第一段的内容，思考并完成下列问题。 科学家曾经应用植物组织培养技术，将菊花茎段韧皮部的一些细胞进行离体培养，最终发育成完整的新植株(如下图所示)。 任务一、植物组织培养技术 新课讲授 1．这一科学实验证明了植物细胞具有____________。 2．上述菊花幼嫩的茎段细胞能发育成完整新植株的原因是___________________________________________________________________。 3．菊花芽原基的细胞只能发育为芽，叶原基的细胞只能发育为叶的原因是_____________________________________________________________。 任务一、植物组织培养技术 全能性 含有发育成为完整个体所需的全部遗传信息 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 新课讲授 活动2 自主阅读教材第35~37的内容，思考并讨论以下问题。 1.下列菊花的组织培养流程的正确排序是？ 任务一、植物组织培养技术 ①②④⑤③ 2.与叶肉细胞相比，图中的愈伤组织 细胞不含有哪种细胞器？原因是什么？ 不含有叶绿体；因为外植体经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化的细胞。因此，愈伤组织细胞中不含有叶绿体。 新课讲授 3.菊花的组织培养实验中为何要进行一系列的消毒、灭菌并要求无菌操作？ 任务一、植物组织培养技术 为了防止细菌、真菌等微生物的污染。培养物一旦受到微生物的污染，这些微生物就会与外植体争夺培养基中的营养物质，且其部分代谢产物对外植体有害，可能导致外植体死亡。 4.离体的植物细胞是如何启动细胞分裂、脱分化和再分化的？ 在适宜的营养供给、适当比例的植物激素(主要为生长素和细胞分裂素)及其他适宜外界条件的诱导下，离体的植物细胞会启动细胞分裂、脱分化和再分化。 新课讲授 任务一、植物组织培养技术 脱分化过程中一般不需要光照，但是再分化过程中需要给予适当时间和强度的光照。 5.在植物组织培养的过程中，如何控制光照条件？ 6.设计一个实验，来验证诱导形成愈伤组织的生长素/细胞分裂素的最佳比例，请写出实验思路。 选择生长状态一致的植物外植体（如茎尖），将其均分为多个实验组，每组施加不同比例的生长素和细胞分裂素，将各组外植体置于相同且适宜的培养条件下，一段时间后观察并记录各组愈伤组织的形成情况。 新课讲授 任务一、植物组织培养技术 得出结论：诱导生芽生根取决于____________________________________________ 。 生长素用量/细胞分裂素用量 诱导________的培养基 比值适中 诱导生芽的培养基 ________ 诱导_____的培养基 比值高 植物激素的种类及配比,主要是生长素和细胞分裂素 愈伤组织 比值低 生根 7.认真观察图中的实验结果，分析诱导生芽生根与什么因素有关？并完成表格。 新课讲授 任务一、植物组织培养技术 8.请用文字、箭头构建植物组织培养的技术流程图。 外植体 脱分化 愈伤组织 再分化 试管苗 驯化移栽 完整植株 根、芽等 新课讲授 归纳提升 1.植物组织培养的条件：(1)离体；(2)无菌；(3)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)；(4)适宜的培养条件(温度、光照等)。 2.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。如果先诱导生根，则后续不易诱导生芽。 (3)在菊花的组织培养过程中，脱分化形成愈伤组织的培养过程一般不需要光照，而再分化的培养过程需要一定的光照。 新课讲授 归纳提升 3.愈伤组织进行再分化时，一般要先诱导其生芽，然后诱导其生根，可通过控制培养基中生长素和细胞分裂素的比例来实现。 新课讲授 任务二、植物体细胞杂交技术 神舟四号飞船于2002年发射升空，绕地飞行108圈后，于2003年1月5日成功返回。30多万对“植物新人”——淡绿色的烟草叶细胞（黄花烟草和革新一号烟草叶细胞原生质体)），搭载神舟四号飞船去太空“旅行结婚”，它们的“太空结晶” —— 3万对成功融合的新细胞也平安返回。 一段时间后，我国首批“太空娃娃”顺利诞生。对照试验表明，细胞融合率明显提升。用传统的有性杂交方法能得到杂种后代吗？ 新课讲授 活动 阅读教材第36~38“植物体细胞杂交技术”部分，思考并回答下列问题。 如图为植物体细胞杂交技术流程图，其中A和B分别表示两种二倍体植物细胞。请据图分析并回答下列问题： 任务二、植物体细胞杂交技术 1.图中过程：①为____________，②为__________________，④为_________，⑤为______________________，②中化学法有________________________等。 高Ca2+—高pH融合法 去除细胞壁 诱导原生质体融合 脱分化 聚乙二醇(PEG)融合法 15 新课讲授 任务二、植物体细胞杂交技术 2.应在_________(填“低渗”或“等渗”)溶液中获得原生质体时，理由是__________________________________________________。 3.将若干a和b等量混合后，经过程②得到的细胞类型有几种？若只考虑两两融合，则融合细胞有哪几种？ 细胞类型有3种，即未融合的细胞、两两融合的细胞和多细胞融合体，其中两两融合的细胞为aa、bb和ab。 等渗 低渗溶液中原生质体易吸水涨破 新课讲授 任务二、植物体细胞杂交技术 异源四倍体。不一定，杂种植株具有两种亲本的遗传物质，但生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，故其不一定能表现出两种亲本的优良性状。 4.从结果上看，杂种植株最终为几倍体？杂种植株一定能表现出两种亲本的优良性状吗？为什么？ 新课讲授 【归纳提升】 （1）原生质体融合成功的标志是再生出细胞壁。植物体细胞杂交完成的标志是获得杂种植株。 （2）植物体细胞杂交的培养基中要添加蔗糖溶液，且浓度略大于植物细胞液的浓度，如此不仅能为原生质体提供营养，而且还能维持一定的渗透压，使原生质体保持正常的形态。 （3）杂种植株遗传物质的变化：杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数之和，染色体组数通常也是两亲本细胞染色体组数之和，形成异源多倍体。 课堂小结 谢谢大家 $$