2018-2019学年高中生物 专题2 细胞工程 2.1 植物细胞工程 2.1.1 植物细胞工程的基本技术学案 新人教版选修3

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1、2．1.1　植物细胞工程的基本技术[学习目标]　1.简述植物组织培养技术的原理和过程。2.描述植物体细胞杂交技术的原理和过程。方式一　“君子”兰的快速繁殖“春风欲擅秋风巧，催出幽兰继落梅”，素有“天下第一香”之称的兰花，以其优美高雅的叶片和芳香艳丽的花朵，成为自古以来文人墨客吟诗作赋的对象。但是，兰花在自然条件下播种繁殖的难度很大，需要较长时间才能获得少量幼苗。如何才能满足人们对兰花的需求呢？科学家在细胞全能性的理论基础上发现了兰花快速繁殖的技术——植物组织培养。植物组织培养是植物细胞工程的核心技术，植物细胞工程的基本技术还有哪些？这些基本技术的一般操作程序是怎样

2、的？让我们通过本节来学习探讨吧！方式二　山东省金乡县是全国闻名的大蒜之乡。该县农科所与中国农科院联合成功开发和培育出的品质好、产量高的新品种——脱毒大蒜，是植物细胞工程的又一成果。什么是细胞工程？细胞工程是如何发展起来的？包括哪些基本技术？在哪些方面得到了应用？一、细胞工程和细胞的全能性1．细胞工程的含义原理和方法细胞生物学和分子生物学操作水平细胞水平或细胞器水平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分类植物细胞工程和动物细胞工程2.细胞的全能性(1)定义：具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能。(2)植物细胞表现全能性

3、的条件①离体状态。②营养物质：种类齐全、比例合适。③植物激素：主要是生长素、细胞分裂素。④外界条件：适宜的温度、pH和光照等。⑤无菌操作。归纳总结1．明辨细胞全能性的几个易错点(1)细胞的全能性指的是细胞的一种潜在能力，这种潜在能力只有在特定的环境中才能表现出来，而不是指细胞在任何条件下都能发育成完整的生物体。(2)植物细胞的全能性较容易表现出来，高度分化的动物细胞的细胞核也具有全能性，但动物细胞的全能性目前仍难以得到验证。(3)细胞具有全能性是因为细胞中具有发育成完整个体所必需的“全套基因”而不是“全部基因”，配子中有全套基因，因此仍然具有全能性。(4)细胞表达

4、全能性的标志是发育成完整个体而不是形成某种组织或者器官。(5)植物的种子发育成完整植株，不能体现细胞的全能性。因为种子中的胚已完成了早期发育，相当于新植物的幼体，而没有体现出细胞具有发育成完整植物体的潜能。2．细胞全能性大小的分析(1)体细胞全能性与细胞分化程度：分化程度低的＞分化程度高的。(2)体细胞全能性与细胞分裂能力：分裂能力强的＞分裂能力弱的。(3)不同类型细胞的全能性：受精卵＞生殖细胞＞体细胞。(4)不同生物细胞的全能性：植物细胞＞动物细胞。例1　植物细胞的全能性是指(　　)A．具有核、膜、质，细胞结构完整，能进行各种生理活动B．只具有膜和质，同样能进行

5、各种生理活动C．植物体细胞所具有的发育成完整个体的潜能D．具有本物种全套遗传物质的特定细胞答案　C解析　具有某种植物全套遗传信息的任何一个细胞，都有发育成完整新植物体的潜能，也就是说，每个植物活细胞都具有全能性。例2　下列有关细胞全能性的叙述，正确的是(　　)A．植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因B．高度分化的植物细胞只有处于离体状态时，才有可能表现出全能性C．植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因不同D．紫色糯性玉米种子培育成植株，这反映植物种子具有全能性答案　B解析　细胞具有全能性的原因是细胞具有发育成完整个体所必需的全套基因，

6、而配子也具有这样的全套基因，同样具有全能性；植物体内细胞没有表现出全能性，这是细胞内基因在特定时间和空间条件下选择性表达的结果；种子是植物的器官，由种子发育成植株，是正常生命历程，不属于全能性；细胞全能性的表达前提是离体培养的细胞、组织或器官。二、植物组织培养技术1．植物组织培养的概念分析(1)理论基础：植物细胞的全能性。(2)前提：离体的植物器官、组织、细胞。(3)条件：无菌和人工控制条件下、人工配制的培养基上、适宜的培养条件。(4)结果：脱分化形成愈伤组织，再诱导其再分化生成胚状体或丛芽，最终形成完整的植株。2．胡萝卜的组织培养过程—↓—↓—↓—归纳总结1．植

7、物组织培养的一般过程(1)外植体：用于植物组织培养的离体的植物器官、组织或细胞。(2)脱分化：已经分化的细胞，经过诱导，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。(3)愈伤组织：细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、呈无定形状态的薄壁细胞团。(4)再分化：脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化出根或芽等器官的过程。2．植物组织培养技术的注意事项(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、叶和成熟的组织较难。(2)无菌操作：植物组织培养成功的关键是避免微生

8、物的污染，