第2章 第1节 一 植物细胞工程的基本技术-（配套课件）【学霸笔记·同步精讲】2024-2025学年高中生物选择性必修第三册（人教版）

这是一份高中生物学同步教学课件，聚焦植物细胞工程，涵盖植物组织培养和体细胞杂交核心技术。结构包含课前自主预习、课堂合作探究、随堂效果检测，提供知识框架、实验流程解析、问题探究及对点训练等学习支架。 资料特色鲜明，紧扣课标要求，融合生命观念（细胞全能性）、科学思维（脱分化与再分化对比）、探究实践（菊花组织培养消毒接种步骤）及态度责任（无菌操作严谨性）。通过问题驱动（外植体选择、激素比例影响）和易错辨析（自查自纠判断题），帮助学生提升科学探究能力，为教师提供系统教学资源，助力高效课堂实施。高中学生处于抽象思维发展阶段，该资料通过具体实验流程和问题引导，帮助其理解抽象原理，培养科学素养，为高考复习奠定基础。

第2章　细胞工程 1 第1节　植物细胞工程　 一　植物细胞工程的基本技术 2 [课标内容] 1．阐明植物组织培养是在一定条件下，将离体植物器官、组织和细胞在适宜的培养条件下诱导形成愈伤组织，并重新分化，最终形成完整植株的过程。2.概述植物体细胞杂交是将不同植物体细胞在一定条件下融合成杂合细胞，继而培育成新植物体的技术。3.利用植物组织培养技术培育菊花或其他植物幼苗，并进行栽培。 返回导航 课前 自主预习 1 课堂 合作探究 2 随堂 效果检测 3 内容 索引 课前 自主预习 PART 01 第一部分 5 一、细胞工程和细胞的全能性 1．细胞工程 细胞　 分子　 细胞器　 细胞　 细胞　 产品 植物　 动物　 课前 自主预习 返回导航 2．细胞的全能性 分化成其他各种细胞　 选择性地表达　 课前 自主预习 返回导航 二、植物组织培养技术 1．植物组织培养 离体　 完整植株　 课前 自主预习 返回导航 2．菊花的组织培养 (1)理论依据：植物细胞的_____________。 全能性　 愈伤组织　 课前 自主预习 返回导航 (3)实验流程 酒精　 次氯酸钠　 课前 自主预习 返回导航 外植体　 1/3～1/2　 18～22 ℃　 生芽　 生根　 课前 自主预习 返回导航 三、植物体细胞杂交技术 1．定义：将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成_______________，并把杂种细胞培育成_____________的技术。 杂种细胞　 新植物体　 课前 自主预习 返回导航 2．技术流程 电融合　 离心　 聚乙二醇(PEG)融合法　 高Ca2＋—高pH融合法　 课前 自主预习 返回导航 课前 自主预习 返回导航 3．实践应用：利用这项技术，科学家培育出了白菜—甘蓝、普通小麦—长穗偃麦草以及多种柑橘属不同种间的杂种植株。 远缘杂交 课前 自主预习 返回导航 (1)细胞工程可以通过分子水平上的操作，获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品。(　　) 提示：×　细胞工程可以通过细胞器、细胞或组织水平上的操作，获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品。　 (2)植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出全能性。(　　) 提示：×　植物的每个细胞在植物体外都能表现出全能性。　 (3)在植物组织培养过程中，细胞的遗传物质一般都发生改变。(　　) 提示：×　在植物组织培养过程中，细胞的遗传物质一般都不会发生改变。 课前 自主预习 返回导航 (4)诱导愈伤组织期间需要给予光照。(　　) 提示：×　诱导愈伤组织期间一般不需要给予光照。 (5)经植物体细胞杂交技术获得杂种植株的过程，发生了染色体数目变异。(　　) 提示：√　 (6)植物体细胞杂交技术打破了不同物种之间的生殖隔离，实现了远缘杂交。(　　) 提示：√ 课前 自主预习 返回导航 【知识框架】 课前 自主预习 返回导航 课堂 合作探究 PART 02 第二部分 19 核心点一　植物组织培养技术   下图为植物组织培养过程中培养物的变化。 课堂 合作探究 返回导航 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：形成层细胞由于分裂旺盛，全能性高，容易诱导形成愈伤组织，从而培养成植株，其他部分如叶、花等全能性低，不易培养成植株。 (2)菊花组织培养过程中，诱导外植体脱分化形成愈伤组织的培养基，其成分中是否应含有蔗糖等有机物？为什么？ 提示：应含有。因为此时外植体不能进行光合作用制造有机物，需要依赖环境中的有机物才能生存。 课堂 合作探究 返回导航 (3)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：避免杂菌污染，与培养物竞争营养，且有些杂菌会危害培养物的生长。 (4)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主要有什么不同？ 提示：生长素和细胞分裂素的比例不同。 课堂 合作探究 返回导航 (5)诱导愈伤组织期间一般不需要光照，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？愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根，但分化出了芽，其原因可能是什么？ 提示：给予适当时间和强度的光照可诱导叶绿素的形成，进一步形成叶绿体进行光合作用。原因可能是培养基中生长素含量与细胞分裂素含量的比值偏低。 (6)尝试用箭头和文字总结植物组织培养技术的基本流程。 课堂 合作探究 返回导航 1．植物激素在植物组织培养中的作用   记忆口诀：“比值高，根分化；比值低，芽分化；比值适中，不分化”。即“高根低芽中愈伤”。 课堂 合作探究 返回导航 2．脱分化和再分化的比较 项目 脱分化 再分化 过程 外植体→愈伤组织 愈伤组织→幼苗 条件 ①离体； ②适宜的营养； ③生长素与细胞分裂素的比例适中； ④一般不需要光照 ①离体； ②适宜的营养； ③生长素与细胞分裂素的比值高 (低)，诱导生根(生芽)； ④需要光照 课堂 合作探究 返回导航 √ 1．(教材P35“探究·实践”改编)植物组织培养是指将离体的植物器官、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。下列关于菊花组织培养的操作的叙述，错误的是(　　) A．植物组织培养时，选择植物幼嫩的部分作外植体，更易诱导脱分化 B．接种时用镊子夹取菊花的外植体，全部插入诱导愈伤组织的培养基中 C．将愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上培养，长出芽后再诱导生根 D．将幼苗先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 课堂 合作探究 返回导航 解析：植物幼嫩部分分化程度低，更容易经过脱分化形成愈伤组织，A正确； 接种时用镊子夹取菊花的外植体，将外植体的1/3～1/2插入诱导愈伤组织的培养基中，而不是全部插入，B错误； 植物组织培养时，将愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上培养，长出芽后再转接至诱导生根的培养基上培养，C正确； 将幼苗先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，D正确。 课堂 合作探究 返回导航 √ 课堂 合作探究 返回导航 解析：植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性，A正确； 外植体一般只需要消毒，不进行灭菌处理，以保持外植体的活性，B错误； ①过程是脱分化，月季花药的脱分化过程不需要光照，再分化过程才需要光照，C错误； 菊花根尖组织的细胞中含有控制叶绿体形成的基因，在培养过程中，基因的选择性表达会使培养成的新植株叶片呈绿色，D错误。 课堂 合作探究 返回导航 核心点二　植物体细胞杂交技术   下图为植物体细胞杂交技术流程图，其中甲和乙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。 课堂 合作探究 返回导航 (1)植物体细胞杂交实现的基础和杂种细胞实现组织培养的理论基础分别是什么？ 提示：前者是细胞膜的流动性，后者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。 课堂 合作探究 返回导航 (3)细胞融合完成的标志和植物体细胞杂交完成的标志分别是什么？ 提示：前者是杂种细胞再生出细胞壁，后者是培育出杂种植株。 (4)二倍体番茄和二倍体马铃薯细胞杂交得到的“番茄—马铃薯”有多少个染色体组？是几倍体？ 提示：四个。四倍体。 课堂 合作探究 返回导航 1．植物组织培养与植物体细胞杂交的比较 项目j 植物组织培养 植物体细胞杂交 原理 植物细胞的全能性 细胞膜的流动性和植物细胞的全能性 过程     课堂 合作探究 返回导航 项目 植物组织培养 植物体细胞杂交 结果 完整植株 杂种植株 意义 繁殖速度快、“高保真”、不受自然生长季节限制 打破生殖隔离，实现远缘杂交育种 课堂 合作探究 返回导航 2.植物体细胞杂交后代的遗传变化规律 P1：2n(Aabb)与P2：2m(ccDd) 课堂 合作探究 返回导航 1．(2023·广东选择考)人参皂苷是人参的主要活性成分。科研人员分别诱导人参根与胡萝卜根产生愈伤组织并进行细胞融合，以提高人参皂苷的产率。下列叙述错误的是(　　) A．细胞融合前应去除细胞壁 B．高Ca2＋—高pH溶液可促进细胞融合 C．融合的细胞即为杂种细胞 D．杂种细胞可能具有生长快速的优势 √ 课堂 合作探究 返回导航 解析：植物细胞外面有一层细胞壁，这层细胞壁阻碍着细胞间的杂交。因此，在进行体细胞杂交之前，必须先利用纤维素酶和果胶酶去除这层细胞壁，获得原生质体，A正确。 人工诱导原生质体融合的方法基本分为两大类——物理法和化学法，物理法包括电融合法、离心法等；化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高 Ca2＋—高pH融合法等，B正确。 融合的细胞可能由一种细胞融合而成，也可能由两种细胞融合而成(即杂种细胞)，C错误。 由题干分析可知，杂种细胞可能具有生长快速的优势，D正确。 课堂 合作探究 返回导航 2．(教材P38“概念检测”T1改编)下图是利用甲、乙两种植物的各自优势，培育高产、耐盐杂种植株的实验流程图。下列叙述正确的是(　　) A．用甲、乙植物细胞培育出目的植株的技术称为植物组织培养技术 B．a过程应将甲、乙细胞置于低渗环境中用纤维素酶和果胶酶处理 C．b过程可用PEG融合法、电融合法等物理法 D．c过程应将幼苗种植在高盐环境中 √ 课堂 合作探究 返回导航 解析：用甲、乙植物细胞培育出目的植株的技术称为植物体细胞杂交技术，A错误； 为了保证细胞的活性，a过程应将甲、乙细胞置于等渗或较高渗环境中用纤维素酶和果胶酶处理，B错误； b过程可用PEG融合法、电融合法等方法，其中PEG融合法属于化学法，电融合法属于物理法，C错误； c过程应将幼苗种植在高盐环境中，筛选获得耐盐杂种植株，D正确。 课堂 合作探究 返回导航 随堂 效果检测 PART 03 第三部分 40 √ 1．下列有关细胞工程的叙述，错误的是(　　) A．细胞工程应用的是细胞生物学和分子生物学等学科的原理和方法 B．可以通过在分子水平上的操作，按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质 C．可以通过在细胞器、细胞或组织水平上的操作，按照人的意愿来获得细胞产品 D．根据操作对象的不同，可以分为植物细胞工程和动物细胞工程两大领域 随堂 效果检测 返回导航 解析：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。 随堂 效果检测 返回导航 √ 2．下列关于“菊花的组织培养”实验的叙述，错误的是(　　) A．该实验需要定期更换培养液 B．外植体的再分化过程需要避光进行 C．实验过程中需要注意器械的灭菌和实验人员的无菌操作 D．整个培养过程需要适宜的温度和一定的营养条件 随堂 效果检测 返回导航 解析：该实验需要定期更换培养液，防止代谢废物对细胞的伤害，A正确； 外植体的脱分化过程一般不需要光照，再分化过程需要在光照条件下进行，B错误； 实验过程中需要注意器械的灭菌和实验人员的无菌操作，防止污染，C正确； 植物组织培养的条件：离体(的植物器官、组织或细胞)、一定的营养条件和植物激素、适宜的温度和一定的光照、无菌条件等，D正确。 随堂 效果检测 返回导航 √ 3．(2024·黑龙江大庆高二月考)下列对细胞全能性的表述，正确的是(　　) A．没有离体的植物细胞也能表现出全能性 B．植物原生质体融合标志着植物细胞全能性的实现 C．新细胞壁的形成标志着植物体细胞杂交的成功 D．花粉可培育成单倍体，是植物细胞全能性的体现 随堂 效果检测 返回导航 解析：植物细胞表现出全能性需要在离体条件下，A错误； 植物原生质体融合体现了细胞膜具有流动性，融合形成的杂种细胞发育成完整的新植物体标志着植物细胞全能性的实现，B错误； 新细胞壁形成标志着原生质体融合成功，C错误； 花粉属于已分化的细胞，其发育成单倍体体现了植物细胞的全能性，D正确。 随堂 效果检测 返回导航 √ 4．下图为烟草植物组织培养过程的流程图，下列有关叙述错误的是(　　)   A．过程③发生脱分化，其实质是基因的选择性表达 B．过程②应根据要求使用适宜的培养基，在避免光照的环境中进行 C．对过程①获取的根组织块应做消毒处理 D．植物组织培养的理论基础是植物细胞的全能性 随堂 效果检测 返回导航 解析：过程③发生再分化，其实质是基因的选择性表达，A错误； 过程②为脱分化，应根据要求使用适宜的培养基，在避免光照的环境中进行，否则不能形成愈伤组织，B正确； 对过程①获取的根组织块(外植体)应做消毒处理，C正确； 植物组织培养的理论基础是植物细胞的全能性，D正确。 随堂 效果检测 返回导航 5. 下图表示利用植物体细胞杂交技术获得杂种植物白菜—甘蓝的过程，以下说法错误的是(　　)   A．①过程表示利用酶解法去除细胞壁获得原生质体的过程 B．②过程常用聚乙二醇诱导原生质体融合 C．③过程中高尔基体活动旺盛 D．最终获得的杂种植物体细胞内含19条染色体 √ 随堂 效果检测 返回导航 解析：题图中①是去除细胞壁的过程，常利用酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除细胞壁获得原生质体，A正确； ②是诱导原生质体融合的过程，常用的诱导方法有物理法(电融合法、离心法等)和化学法(聚乙二醇融合法、高Ca2＋—高pH融合法等)，B正确； ③是形成新细胞壁的过程，植物细胞中高尔基体与细胞壁的形成有关，因此该过程中高尔基体活动旺盛，C正确； 最终获得的杂种植物体细胞内含有两个亲本的全部遗传物质，即含有20＋18＝38条染色体，D错误。 随堂 效果检测 返回导航 $