2.1.1植物细胞工程的基本技术导学案-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

该高中生物学导学案聚焦植物细胞工程基本技术，核心涵盖植物组织培养和体细胞杂交。通过知识导航从细胞工程概念切入，搭建从原理到技术过程的学习支架，衔接细胞全能性等前序知识，引导学生系统掌握技术流程。 资料特色在于以生命观念为统领构建知识体系，如细胞全能性的物质基础与条件分析，结合科学思维设计习题，如“番茄—马铃薯”杂种植株案例题，助力学生理解技术原理与应用，明确的学习目标和重难点设计，便于自主探究与能力提升。

2.1.1植物细胞工程的基本技术 导学案 班级： 姓名： 【学习目标】 1.阐明植物组织培养是在一定的条件下，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.概述植物体细胞融合成杂种细胞，继而培育新植物体的技术。 【学习重难点】 1、学习重点 (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 2、学习难点 (1)植物组织培养的实验 【知识导航】 细胞工程： 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生物工程。 1．原理和方法：细胞 生物学和分子 生物学。 2．操作水平：细胞 水平或细胞器 水平。 3．目的：按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质 或获得细胞产品 。 一、植物细胞工程的基本技术 1. 细胞的全能性：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_，即细胞具有_全能性_。 2. 细胞具有全能性的原因(物质基础) 生物体的细胞中都含有该物种的全套遗传物质_，都有_发育成为完整个体所需的全部遗传信息_。 生物体生长发育过程中细胞不表现全能性的原因(不离体的细胞无法表现出全能性的原因) 在特定的时间时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达 全能性大小比较 (1)受精卵、体细胞、生殖细胞 __受精卵＞生殖细胞＞体细胞____ (2)分化程度高的细胞、分化程度低的细胞 __分化程度低的细胞＞分化程度高的细胞_____ (3)分裂能力强的细胞、分裂能力弱的细胞 __分裂能力强的细胞＞分裂能力弱的细胞____ (4)植物细胞、动物细胞 __植物细胞＞动物细胞__________ (5)幼嫩的细胞、衰老的细胞 __幼嫩的细胞＞衰老的细胞____ (一)植物组织培养技术 1. 概念：植物组织培养是指将_离体_的植物_器官__、_组织_或_细胞_(称为_外植体_)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. 原理：__植物细胞的全能性__ 3. 生殖方式：_无性生殖__ 4. 分裂方式：__有丝分裂__ 5..植物组织培养中细胞表现出全能性的条件 (1)离体 (最关键)； (2)严格的无菌条件 ； (3)适宜的培养条件； (4)适宜 浓度和比例 的激素； (5)一定的营养条件； (二)、植物体细胞杂交技术 1.概念：植物体细胞杂交是指将__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.原理：__植物细胞的全能性、细胞膜具有一定的流动性__ 3.生殖方式：_无性生殖_ 4.分裂方式：__有丝分裂__ 5.可遗传变异类型：_染色体(数目)变异__ 6.意义：__打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种__ 8.过程： 制 备 原 生 质 体 ―→原生质体融合 ―→ 杂种细胞 ―→ 愈伤组织 ―→杂种植株 (1)去除细胞壁 ①去壁原因：_细胞壁阻碍着细胞间的杂交__ ②方法：_酶解法_ ③所用酶：_纤维素酶和果胶酶__ (2)原生质体间的融合 ①原理：__细胞膜具有一定的流动性_ ②方法：物理法：_电融合法、离心法__；化学法； 聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+-高pH融合法 。 (3)再生出新的细胞壁 再生出新的细胞壁 、高尔基体和线粒体。 (4)植物组织培养——脱分化、再分化 ①原理：_植物细胞的全能性__ ②植物体细胞杂交完成的标志：_培育出杂种植株_ 【习题巩固】 1.(2025·江苏盐城测试)在植物体内,茎顶端分生组织细胞具有细胞周期,但不能表现出全能性,是因为(　　) A.细胞核失去了全能性 B.不同细胞中所含的基因不同 C.细胞中基因的表达有选择性 D.细胞核中的基因发生了变异 2.(2025·江苏连云港期中)下列关于植物组织培养的叙述,错误的是(　　) A.脱分化和再分化过程中所用的固体培养基不同 B.接种外植体时要注意方向,不要倒插 C.外植体需要用酒精和次氯酸钠溶液进行消毒 D.给予光照条件能加速诱导愈伤组织的形成 3.(2025·江苏南通期末)大量科学实验表明,高度分化的植物细胞在离体条件下可发育成完整植株。下列相关叙述正确的是(　　) A.离体的植物细胞在特定条件下经多次分裂即可形成完整植株 B.离体的植物细胞在特定条件下发育成完整植株的过程中存在基因的选择性表达 C.植物种子经培养形成新植株与离体的植物细胞在特定条件下发育成完整植株的原理相同 D.高度分化的植物细胞在离体条件下发育成完整植株的过程中,其遗传物质一定会发生改变 4.(2025·江苏南京考试)科研人员通过植物体细胞杂交技术获得了“番茄—马铃薯”杂种植株,但“番茄—马铃薯”并没有在地上结番茄、地下长马铃薯。下列有关对该现象出现原因的推测,最合理的是(　　) A.实验中不应该采用聚乙二醇促进细胞融合 B.在植物组织培养操作中细胞被微生物感染 C.两种生物的基因具有直接或间接的相互作用 D.在植物组织培养中激素的种类及比例设计不合理 5.(2025·江苏苏州调研)科学家把天竺葵(2N1=a)的原生质体和香茅草(2N2=b)的原生质体进行诱导融合,培育出的驱蚊草含有香茅醛,能散发出一种特殊的气味达到驱蚊且对人体无害的效果。下列关于驱蚊草培育的叙述,错误的是(　　) A.若自然状态下天竺葵和香茅草杂交产生驱蚊草,其不育的原因是减数分裂时无法正常联会 B.驱蚊草的培育成功克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍 C.培育驱蚊草利用的是植物体细胞杂交技术,遵循孟德尔的遗传规律 D.培育出的驱蚊草体细胞中染色体数目为a+b 6.两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出。若其中一个细胞的染色体在融合前由于某种原因断裂，形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出，未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中。依据该原理，将普通小麦与耐盐性强的中间偃麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种，过程如图所示。 请回答下列问题： (1)过程①需要用________________去除细胞壁，过程③要用到的方法有____________________两大类，过程②紫外线的作用是____________________________，原生质体融合成功的标志是________________________________________________________。 (2)杂种细胞通过过程④培养得到杂种植株要借助________________技术。 (3)若要筛选得到耐盐的小麦，需要将杂种植株种植在________的土壤中。 答案 1--5CDBCC 6.(1)纤维素酶和果胶酶　物理法和化学法　使中间偃麦草的染色体断裂　杂种细胞再生出细胞壁　(2)植物组织培养　(3)高盐 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $