2026年春下学期高二生物学大单元章节讲解二、细胞工程（第1课时）

该高中生物学单元复习课件系统梳理了植物细胞工程（组织培养、体细胞杂交及应用）和动物细胞工程（细胞培养、核移植、细胞融合、单克隆抗体、胚胎工程）的核心知识，通过单元复习双向细目表和知识思维导图，将新课标要求、复习目标与高考导向串联，构建完整知识网络。 其亮点在于采用“基础达标-能力提升-素养培育”分层突破模式，结合实验操作分析（如植物组织培养的无菌条件、脱分化与再分化调控），培养学生科学思维与探究实践能力。学生可通过掌握情况自查实现个性化复习，教师能精准把握学情，提升复习效率。

细胞工程 1 1 简述植物组织培养和体细胞杂交技术及其应用 2 简述动物细胞培养和体细胞核移植技术及其应用前景 3 举例说出动物细胞融合和单克隆抗体技术及其应用 学习目标 4 简述体外受精、胚胎移植、胚胎分割的基本原理、操作步骤和应用价值 2 单元复习双向细目表 01 单元复习双向细目表 序号 单元核心知识模块 新课标学业质量要求 单元核心复习目标 达标层级 （3 级） 高考对接考向 学生掌握情况自查 1 植物细胞工程 结合实例，阐明植物细胞工程的原理与技术应用 理解植物细胞全能性；掌握植物组织培养、植物体细胞杂交技术流程；能分析关键操作与原理 □基础达标 □能力提升 □素养拓展 全能性理解、组织培养流程、体细胞杂交、育种应用、实验分析 □未掌握 □部分掌握 □完全掌握 4 单元复习双向细目表 序号 单元核心知识模块 新课标学业质量要求 单元核心复习目标 达标层级 （3 级） 高考对接考向 学生掌握情况自查 2 动物细胞培养 阐明动物细胞培养的条件、过程与应用 掌握动物细胞培养流程、无菌条件、原代 / 传代培养；理解培养条件与生长特点 □基础达标 □能力提升 □素养拓展 培养条件、传代 / 原代培养、无菌操作、应用场景 □未掌握 □部分掌握□完全掌握 5 单元复习双向细目表 序号 单元核心知识模块 新课标学业质量要求 单元核心复习目标 达标层级 （3 级） 高考对接考向 学生掌握情况自查 3 动物细胞融合与单克隆抗体 说明动物细胞融合原理，阐明单克隆抗体制备与应用 掌握细胞融合方法与诱导剂；理解单克隆抗体制备流程；掌握杂交瘤细胞筛选与应用 □基础达标 □能力提升 □素养拓展 融合原理、杂交瘤筛选、单克隆抗体特点、诊断与治疗应用 □未掌握 □部分掌握□完全掌握 6 单元复习双向细目表 序号 单元核心知识模块 新课标学业质量要求 单元核心复习目标 达标层级 （3 级） 高考对接考向 学生掌握情况自查 4 胚胎工程基础 结合实例，说明胚胎工程的主要技术与应用价值 掌握体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植、胚胎分割；理解胚胎干细胞特点与应用 □基础达标 □能力提升 □素养拓展 胚胎移植流程、胚胎分割、干细胞应用、伦理与技术分析 □未掌握 □部分掌握□完全掌握 7 单元知识思维导图 02 单元知识思维导图 9 单元知识思维导图 10 单元知识思维导图 11 重难考点分层突破 03 （一）细胞工程的概念与分类 1.概念 （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 按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品 2.种类 根据操作对象不同，可分为植物细胞工程和动物细胞工程 13 （二）植物组织培养技术 1.原理 植物细胞的全能性 2.过程 脱分化 离体的植物器官、组织或细胞 无菌条件 人为使用植物激素控制 再分化 光 愈伤组织 完整的植株 芽和根 光 14 （二）植物组织培养技术 3.脱分化：已分化的细胞经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程 4.植物组织培养的条件 （1）外植体的选择：外植体脱分化的难易因植物种类、器官来源及生理状况的不同而不同。一般来说，植物的花和幼嫩的组织脱分化相对比较容易，而植物的茎、叶和成熟的组织相对较难 （2）无菌操作：植物组织培养成功的关键是避免微生物的污染，所有实验用具要严格灭菌，接种过程要进行严格的无菌操作 15 （二）植物组织培养技术 （3）光照的控制：对于植物组织培养来说，光照条件非常重要 ①脱分化阶段 避光培养，有利于脱分化产生愈伤组织（如果是在光照条件下，容易分化产生维管等组织，不利于产生大量的愈伤组织） ②再分化阶段 一定要有光照，有利于叶片内叶绿素的合成 16 （二）植物组织培养技术 5.过程 （1）外植体的消毒 将流水冲洗后的外植体用酒精消毒30 s，用无菌水清洗2～3次后，再用次氯酸钠溶液处理30 min，用无菌水清洗2～3次 （2）外植体的分割 用无菌滤纸吸去表面的水分，用解剖刀将外植体切成0.5～1 cm长的小段 （3）接种 在酒精灯火焰旁，将外植体的1/3～1/2插入诱导愈伤组织的培养基中 17 （二）植物组织培养技术 （4）培养 将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于18～22℃的培养箱中培养。定期观察和记录愈伤组织的生长情况 （5）转移培养 将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上。长出芽后，再将其转接到诱导生根的培养基上，进一步诱导形成试管苗 （6）移栽 将试管苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩上，壮苗后再移栽入土 18 （二）植物组织培养技术 6.植物组织培养过程中应注意的问题 （1）灭菌 ①所有的实验用具需要严格灭菌 ②接种过程中，实验人员须进行严格的无菌操作 （2）严格控制光照 在愈伤组织的诱导阶段往往要暗培养，而在分化再生的阶段一定要有光照。因为暗培养有利于细胞的脱分化，产生愈伤组织，若有光照则容易分化产生维管组织，不利于产生大量的愈伤组织 19 （三）植物体细胞杂交 1.概念 将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术 2.原理 植物体细胞融合依据的生物学原理是细胞膜的流动性，植物组织培养的理论基础是细胞的全能性 20 （三）植物体细胞杂交 3.过程 马铃薯细胞 马铃薯原生质体 再分化 杂种植株 移栽 移栽后的植株 脱分化 愈伤组织 植物组织培养 番茄细胞 番茄原生质体 杂种细胞 再生出细胞壁 植物细胞融合 筛选 正在融合的原生质体 人工诱融 酶解法去壁 21 （三）植物体细胞杂交 步骤 做法 ①原生质体的获得 酶解法（纤维素酶、果胶酶）去除细胞壁，得到原生质体 ②杂种细胞的形成 通过一定的技术手段（物理法：离心、振动、电激等；化学法：用聚乙二醇等作为诱导剂）进行人工诱导，实现原生质体的融合 ③杂种植株的产生 对杂种细胞，用植物组织培养的方法进行培育 22 （三）植物体细胞杂交 （1）去壁 用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁，获得原生质体 （2）诱导原生质体融合的方法 ①物理法：离心、振动、电激等 ②化学法：用聚乙二醇（PEG）诱导 （3）融合成功的标志 杂种原生质体再生出细胞壁 4.意义 克服不同种生物远缘杂交的不亲和性 23 （三）植物体细胞杂交 5.植物体细胞杂交技术的应用 植物体细胞杂交克服了植物远缘杂交不亲和的障碍，可以定向地改良生物性状，在培育作物新品种方面具有广阔的应用前景。如科学家已经培育出了白菜—甘蓝、烟草—海岛烟草、胡萝卜—羊角芹等种间或属间杂种。但是目前仍有许多理论和技术问题没有解决，离推广应用仍有一定距离。 24 （四）植物细胞工程的应用 1.植物繁殖的新途径 （1）微型繁殖 ①本质 微型繁殖只运用了植物组织培养技术，该过程只涉及有丝分裂，没有减数分裂，因而属于无性繁殖 ②优点 使用材料少，培养周期短，繁殖率高，便于自动化管理，有利于进行工厂化培养 ③应用：兰花、甘蔗、桉树、铁皮石斛等 25 （四）植物细胞工程的应用 （2）作物脱毒 ①病毒的特点 病毒是寄生性生物，在用种子繁殖或用植物根、茎无性繁殖过程中，种子、根、茎的细胞中可能携带着病毒并传给下一代，使其繁殖的子代感染病毒 ②材料的选取 据检测，植物的分生组织细胞中一般是不含病毒的。如果未被病毒感染的植株的分生组织用植物组织培养的方法培育幼苗，用于生产，可以避免病毒对作物的影响，大大提高作物的产量 ③应用：马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝、香蕉等 26 （四）植物细胞工程的应用 2.作物新品种的培育 （1）单倍体育种 ①过程 花药离体培养→单倍体幼苗→秋水仙素处理→获得性状稳定遗传的植株 ②原理：植物细胞的全能性 ③方法：植物的组织培养技术及染色体变异 ④优点 a.单倍体经过染色体加倍，获得的后代为纯合子，可明显缩短育种年限（一般为2年） 27 （四）植物细胞工程的应用 b.用单倍体作为转基因的受体，获得的转基因材料经染色体加倍后基因即可纯合，避免了体细胞作为受体导致后代发生性状分离需要多代选择的麻烦 ⑤缺点 技术相当复杂，需要与杂交育种结合，其中的花药离体培养过程需要组织培养技术的支持，多限于植物 ⑥应用 a.我国培育出世界上第一个单倍体作物新品种——单育1号烟草 b.与常规育种结合，培育出水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等作物的新品种 28 （四）植物细胞工程的应用 （2）突变体的利用 ①产生 在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖的状态而易受到培养条件和外界诱变因素（如射线、化学物质等）的影响而产生突变 ②利用 从产生突变的个体中筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。如抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草等 29 （四）植物细胞工程的应用 3.细胞产物的工厂化生产 （1）次生代谢物 ①定义：不是植物基本生命活动所必需的产物 ②种类：小分子有机化合物，如酚类、萜类和含氮化合物等 ③作用：在植物抗病、抗虫等方面发挥重要作用，还是药物、香料和色素等的重要来源 （2）方法：对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖 （3）优势：不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，对于社会、经济、环境保护具有重要意义 （4）应用：紫杉醇、紫草宁、人参皂苷等 30 感谢聆听 31 $