第1节植物细胞工程 第1课时植物细胞工程的基本技术 学案设计 ■■■■学习目标 1说明植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术的原理以流程简图的形式表示植物组 织培养技术和植物体细胞杂交技术的过程。 2.尝试探究植物生长素和细胞分裂素使用比例对植物组织培养的影响。 ■■自主预习 细胞工程 1.原理和方法应用 等多学科的原理和方法。 2操作水平：通过 水平上操作。 3.目的：获得 4细胞的全能性 (1)概念：细胞经分裂和分化后，仍然具有 的潜能 (2)原因：生物体的任一细胞都包含本物种的 3)生物体内的细胞未表现全能性的原因： (4)全能性高低的比较（通常情况下 不同的细胞全能性表达的难易程度不同一般来说有以下特点 ①植物细胞 动物细响（高度分化的动物细胞只有 具有全能性)。 ②分化程度低的细胞」 _分化程度高的细胞。 二、植物细胞工程 1基本技术：分为 和 其中 是基 础。 2植物组织培养技术 )概念：在无菌和人工控制条件下，将 的植物器官、组织或细胞等，培养在人工 制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成 的技术。 (2)理论基础（原理） (3)过程 脱分化：在一定的激素和营养物质等条件的诱导下，已经分化的细胞失去其特有 的一 转变成 的细胞的过程。 愈伤组织：脱分化形成不定形的 团块。 再分化：愈伤组织能重新分化成 等器官的过程。 3植物体细胸杂交 )概念植物体细胞杂交是将不同来源的植物】 在一定条件下融合成 并把杂种细胞培有成 的技术。 (2)过程参考教材P38图24)
第 1 节 植物细胞工程 第 1 课时 植物细胞工程的基本技术 学案设计 学习目标 1.说明植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术的原理;以流程简图的形式表示植物组 织培养技术和植物体细胞杂交技术的过程。 2.尝试探究植物生长素和细胞分裂素使用比例对植物组织培养的影响。 自主预习 一、细胞工程 1.原理和方法:应用 等多学科的原理和方法。 2.操作水平:通过 水平上操作。 3.目的:获得 。 4.细胞的全能性 (1)概念:细胞经分裂和分化后,仍然具有 的潜能。 (2)原因:生物体的任一细胞都包含本物种的 。 (3)生物体内的细胞未表现全能性的原因: 。 (4)全能性高低的比较(通常情况下) 不同的细胞全能性表达的难易程度不同,一般来说,有以下特点: ①植物细胞 动物细胞(高度分化的动物细胞只有 具有全能性)。 ②分化程度低的细胞 分化程度高的细胞。 二、植物细胞工程 1.基本技术:分为 和 ,其中 是基 础。 2.植物组织培养技术 (1)概念:在无菌和人工控制条件下,将 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 的技术。 (2)理论基础(原理) 。 (3)过程: 脱分化:在一定的激素和营养物质等条件的诱导下,已经分化的细胞失去其特有 的 ,转变成 的细胞的过程。 愈伤组织:脱分化形成不定形的 团块。 再分化:愈伤组织能重新分化成 等器官的过程。 3.植物体细胞杂交 (1) 概念:植物体细胞杂交是将不同来源的植物 ,在一定条件下融合成 , 并把杂种细胞培育成 的技术。 (2) 过程参考教材(P38 图 2-4)
欲丝器链鱼器 越入 分化 杂种植标西分化愈伤组织 ①第一步： 的制备。即去掉 分离出有活力的原生质体。 常用方法酶解法在温和的条件下用 等分解植物细胞的细胞雎 该过程利用了酶的专一性。 步原生质体的 。即将两个有活力的原生质体放在一起，通过人工诱导实 现原生质体的融合。 常用诱导方法：物理法 一利用」 等促进原生质体融合： 化学法 一用 _等试剂诱导原生质体融合。 理论基础（原理： ③第三步：诱导再生 ,得到杂种细胞 是植物体细胞融合完成的标 志 ④第四步：杂种细胞的蹄选与培养 ⑤第五步：杂种植株的诱导与鉴定。 将诱导融合得到的 用 的方法进行培育就可以得到 4音义 与传统杂交有种相比，植物体细胞杂交具有的优越性是」 ■■课堂探究 1.阅读教材P35探究实践【菊花的组织培养】并思考： (1)植物组织培养过程中，无菌操作具体表现在哪些方面？ (2)诱导愈伤组织之后的培养过程为什么需要适宜的光照？ (3)启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素有哪些？生长素与细胞分裂素用量的比值 为1、大于1以及小于1时，对实验结果的影响如何？ (4)体现植物细胞全能性的条件有哪些？
①第一步: 的制备。即去掉 ,分离出有活力的原生质体。 常用方法:酶解法,在温和的条件下用 等分解植物细胞的细胞壁, 该过程利用了酶的专一性。 ②第二步:原生质体的 。即将两个有活力的原生质体放在一起,通过人工诱导实 现原生质体的融合。 常用诱导方法:物理法——利用 等促进原生质体融合; 化学法——用 等试剂诱导原生质体融合。 理论基础(原理): 。 ③第三步:诱导再生 ,得到杂种细胞。 是植物体细胞融合完成的标 志。 ④第四步:杂种细胞的筛选与培养。 ⑤第五步:杂种植株的诱导与鉴定。 将诱导融合得到的 ,用 的方法进行培育,就可以得到 。 4.意义 与传统杂交育种相比,植物体细胞杂交具有的优越性是 。 课堂探究 1.阅读教材 P35 探究·实践【菊花的组织培养】并思考: (1)植物组织培养过程中,无菌操作具体表现在哪些方面? (2)诱导愈伤组织之后的培养过程为什么需要适宜的光照? (3)启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素有哪些?生长素与细胞分裂素用量的比值 为 1、大于 1 以及小于 1 时,对实验结果的影响如何? (4)体现植物细胞全能性的条件有哪些?
2.醇解法去壁怎么进行？原生质体如何诱导融合？ 3.将菊花外植体接种到MS培养基中，可以培有出菊花试管苗。下列叙述正确的是( ) A.外植体接种前通常用 95 的酒精消毒 B.该组织培养过程中，若先使用生长素，后使用细胞分裂素会导致细胞不分化 C培养基中生长素与细胞分裂素的比值低时有利于根的形成 D长出丛芽和生根的过程中菊花组织细胞的遗传物质要发生改变 4.如图表示植物组织培养过程。有关叙述正确的是( 通过悬浮 培养基中培养 A②的培养基中只含有植物生长调节剂而不含其他有机物 B③中的细胞进行脱分化并以减数分裂方式不断增殖 C调节④培养基中植物生长调节剂的比例可影响植物细胞的发有方向 D.⑤植株根尖中分生区细胞与成熟区细胞的全能性表达程度相当 5.(名洗)驱蚊草含有香茅醛能散发出一种特殊的柠檬型香气从而达到取蚊且对人体无 害的效果。驱蚊草是把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合培育而成的。下 列关于驱蚊草培有的叙述，错误的是( A驱蚊草培育利用的是植物体细胞杂交技术，实现了远缘杂交育种 B用盐酸和酒精的混合液解离以获得原生质体 C.驱蚊草培有过程不同于植物组织培养，无细胞脱分化和再分化的过程 D.驱蚊草不能通过天竺葵和香茅草自然杂交而获得是因为不同物种间存在生殖隔离 ■■■■■核心素养专练 1植物细胞表现全能性的必要条件是 A给予适宜的营养和外界条件 B导入其他植物细胞的基因 C脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件 D.将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内 2.下列有关植物细胞全能性的叙述正确的是( A只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全部基因 B.高度分化的细胞处于离体状态时不能表现出全能性 C植物细胞的全能性是植物组织培养技术的理论基础之 D.配子不能表现出全能性 的原因是它所含白 因比体细胞减 3.植物组织培养依据的原理、培养过程的顺序及诱导的植物激素分别是( ①植物细胞的全能性②离体植物器官、组织或细胞
2.酶解法去壁怎么进行?原生质体如何诱导融合? 3.将菊花外植体接种到 MS 培养基中,可以培育出菊花试管苗。下列叙述正确的是( ) A.外植体接种前通常用 95%的酒精消毒 B.该组织培养过程中,若先使用生长素,后使用细胞分裂素会导致细胞不分化 C.培养基中生长素与细胞分裂素的比值低时,有利于根的形成 D.长出丛芽和生根的过程中菊花组织细胞的遗传物质要发生改变 4.如图表示植物组织培养过程。有关叙述正确的是( ) A.②的培养基中只含有植物生长调节剂而不含其他有机物 B.③中的细胞进行脱分化并以减数分裂方式不断增殖 C.调节④培养基中植物生长调节剂的比例可影响植物细胞的发育方向 D.⑤植株根尖中分生区细胞与成熟区细胞的全能性表达程度相当 5.(多选)驱蚊草含有香茅醛,能散发出一种特殊的柠檬型香气,从而达到驱蚊且对人体无 害的效果。驱蚊草是把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合培育而成的。下 列关于驱蚊草培育的叙述,错误的是( ) A.驱蚊草培育利用的是植物体细胞杂交技术,实现了远缘杂交育种 B.用盐酸和酒精的混合液解离以获得原生质体 C.驱蚊草培育过程不同于植物组织培养,无细胞脱分化和再分化的过程 D.驱蚊草不能通过天竺葵和香茅草自然杂交而获得,是因为不同物种间存在生殖隔离 核心素养专练 1.植物细胞表现全能性的必要条件是( ) A.给予适宜的营养和外界条件 B.导入其他植物细胞的基因 C.脱离母体后,给予适宜的营养和外界条件 D.将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内 2.下列有关植物细胞全能性的叙述,正确的是( ) A.只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全部基因 B.高度分化的细胞处于离体状态时不能表现出全能性 C.植物细胞的全能性是植物组织培养技术的理论基础之一 D.配子不能表现出全能性的原因是它所含的基因比体细胞减少一半 3.植物组织培养依据的原理、培养过程的顺序及诱导的植物激素分别是( ) ①植物细胞的全能性 ②离体植物器官、组织或细胞
③根、芽④生长素和细胞分裂素⑤生长素和乙烯⑥愈伤组织⑦再分化⑧脱分化 ⑨植物体 A① ②⑧6⑦3g、④ B.0、②⑦6830、⑤ C①、⑥②⑨⑧③⑦、⑤ D.①、②⑨⑧⑥⑦③、④ 4.下面是四倍体兰花的叶片通过植物组织培养形成植株的示意图，相关叙述中正确的是 四倍体兰花叶片巴愈伤组织②胚状体②植株 A.②阶段会发生减数分裂过程 B.①阶段需要生长素而③阶段需要细胞分裂素 C此过程体现植物细胞具有全能性 D.此兰花的花药离体培养所得植株为一倍体 5.下图为白菜一甘蓝的培育流程，下列叙述错误的是( d①o o日Ψ 金酸 盈锁白装甘蓝 A过程①用到的酶是纤维素酶和果胶酶 B.过程②常用的化学试剂是聚乙二醇 C.经过程④获得的细胞的全能性提高 D时得⑤细胞的全能性隆低最终失去全能性 6.(多选)下列有关传统植物杂交与植物体细胞杂交的比较，正确的是( 两者涉及的变异类型依次是基因重组、 染色体变 B.两者的操作中都需要使用纤维素酶和果胶酶 ℃两项技术培有出的新个体与亲代之间均不存在生殖隔离 D与传统植物杂交相比植物体细胞杂交可以克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍 7下图表示胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作接入试管后，在 定的条件下，形成试管苗 的培有过程。 请据图 (1)要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素。营养物质包括 和小分 子有机物，激素包括细跑分裂素和 两类植物激素。 (2)此过程依据的原理是 。A和B阶段主要进行的分裂方式是 阶段除了细胞分裂外，还进行细胞 (3)此过程要无菌操作，主要是指对」 进行灭菌。B阶段需要光照，原因 是
③根、芽 ④生长素和细胞分裂素 ⑤生长素和乙烯 ⑥愈伤组织 ⑦再分化 ⑧脱分化 ⑨植物体 A.①、②⑧⑥⑦③⑨、④ B.①、②⑦⑥⑧③⑨、⑤ C.①、⑥②⑨⑧③⑦、⑤ D.①、②⑨⑧⑥⑦③、④ 4.下面是四倍体兰花的叶片通过植物组织培养形成植株的示意图,相关叙述中正确的是 ( ) 四倍体兰花叶片 愈伤组织 胚状体 植株 A.②阶段会发生减数分裂过程 B.①阶段需要生长素而③阶段需要细胞分裂素 C.此过程体现植物细胞具有全能性 D.此兰花的花药离体培养所得植株为二倍体 5.下图为白菜—甘蓝的培育流程,下列叙述错误的是( ) A.过程①用到的酶是纤维素酶和果胶酶 B.过程②常用的化学试剂是聚乙二醇 C.经过程④获得的细胞的全能性提高 D.过程⑤细胞的全能性降低,最终失去全能性 6.(多选)下列有关传统植物杂交与植物体细胞杂交的比较,正确的是( ) A.两者涉及的变异类型依次是基因重组、染色体变异 B.两者的操作中都需要使用纤维素酶和果胶酶 C.两项技术培育出的新个体与亲代之间均不存在生殖隔离 D.与传统植物杂交相比,植物体细胞杂交可以克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍 7.下图表示胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作接入试管后,在一定的条件下,形成试管苗 的培育过程。请据图回答下列问题: (1)要促进细胞分裂生长,培养基中应有营养物质和激素。营养物质包括 和小分 子有机物,激素包括细胞分裂素和 两类植物激素。 (2)此过程依据的原理是 。A 和 B 阶段主要进行的分裂方式是 ,B 阶段除了细胞分裂外,还进行细胞 等。 (3)此过程要无菌操作,主要是指对 进行灭菌。B 阶段需要光照,原因 是
(4)试管苗的根细胞中没有叶绿素，而叶的叶肉细胞具有叶绿素，这是基因 的结果。 口参考答案 自主预习 一、1细胞生物学、分子生物学和发育生物学 2细胞器、 细胞或组织 3特定的细胞 ,组织 器官、个体或其产品 4.(1)产生完整生物体或分化成其他各种细胞(2)全部遗传信息(3)基因的选择性表达 (4)①大于细胞核 ②大于 、1.植物组织培养植物体细胞杂交植物组织培养 2(离 完整植株(2)植物细胞的全能性（③）脱分化再分化结构和功能未分 化薄壁组织芽、根 3(1)体细胞杂种细胞新植物体(2)①原生质体细胞壁纤维素酶、果胶酶② 融合电融合法、离心法聚乙二醇细胞膜的流动性③细胞壁细胞壁的形成⑤杂 种细胞植物组织培养杂种植物 4打破生殖隔离，实现远缘杂交有种 课堂探究 1.(1)略。 2)诱导叶绿素的形成.使试管苗能够讲行光合作用。 仔)生长素和细胞分裂素：比值等于1时促进愈伤组织的形成比值大于1时促进根的分化 比值小于1时促进芽的分化。 (4)离体、无菌、适宜的营养物质（如水、无机盐、蔗糖、维生素、氨基酸等、激素（生 长素和细胞分裂素)、适宜的温度和光照。 2.酵解法去壁是通过纤维素酶和果胶酶去除细胞壁形成原生质体。原生质体通过物理法、 化学法促进融合。物理法：电酸合法、离心法等，化学法：聚乙二醇融合法、高C一高H融 合法等。融合后原生质体再生出细胞壁成为杂种细胞，可诱导形成愈伤组织 3.B4.C5.BC 核心素养专练 1-5 CCACD 6.AD 7.(1)无机物生长素(2)植物细胞的全能性有丝分裂分化(3)培养基芽发育成 叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件(4)选择性表达 第2课时植物细胞工程的应用 学案设计 ■■■■学习目标 1举例说明植物细胞工程利用快速繁殖、脱毒、次生代谢物生产、育种等方式有效提高 了生产效率。 2.列举植物组织培养技术在生产实践中的应用，说明植物细胞工程对生产的影响
(4)试管苗的根细胞中没有叶绿素,而叶的叶肉细胞具有叶绿素,这是基因 的结果。 参考答案 自主预习 一、1.细胞生物学、分子生物学和发育生物学 2.细胞器、细胞或组织 3.特定的细胞、组织、器官、个体或其产品 4.(1)产生完整生物体或分化成其他各种细胞 (2)全部遗传信息 (3)基因的选择性表达 (4)①大于 细胞核 ②大于 二、1.植物组织培养 植物体细胞杂交 植物组织培养 2.(1)离体 完整植株 (2)植物细胞的全能性 (3)脱分化 再分化 结构和功能 未分 化 薄壁组织 芽、根 3.(1)体细胞 杂种细胞 新植物体 (2)①原生质体 细胞壁 纤维素酶、果胶酶 ② 融合 电融合法 、离心法 聚乙二醇 细胞膜的流动性 ③细胞壁 细胞壁的形成 ⑤杂 种细胞 植物组织培养 杂种植物 4.打破生殖隔离,实现远缘杂交育种 课堂探究 1.(1)略。 (2)诱导叶绿素的形成,使试管苗能够进行光合作用。 (3)生长素和细胞分裂素;比值等于1时促进愈伤组织的形成,比值大于1时促进根的分化, 比值小于 1 时促进芽的分化。 (4)离体、无菌、适宜的营养物质(如水、无机盐、蔗糖、维生素、氨基酸等)、激素(生 长素和细胞分裂素)、适宜的温度和光照。 2.酶解法去壁是通过纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,形成原生质体。原生质体通过物理法、 化学法促进融合。物理法:电融合法、离心法等;化学法:聚乙二醇融合法、高 Ca2+ —高 pH 融 合法等。融合后原生质体再生出细胞壁成为杂种细胞,可诱导形成愈伤组织。 3.B 4.C 5.BC 核心素养专练 1—5 CCACD 6.AD 7.(1)无机物 生长素 (2)植物细胞的全能性 有丝分裂 分化 (3)培养基 芽发育成 叶,叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件 (4)选择性表达 第 2 课时 植物细胞工程的应用 学案设计 学习目标 1.举例说明植物细胞工程利用快速繁殖、脱毒、次生代谢物生产、育种等方式有效提高 了生产效率。 2.列举植物组织培养技术在生产实践中的应用,说明植物细胞工程对生产的影响