江西省宜市宜中学高中生物 2.1.1 植物细胞工程的基本技术学案 新人教版必修3(1).docVIP

江西省宜春市宜春中学2014年高中生物 2.1.1 植物细胞工程的基本技术学案 新人教版必修3【学习目标】1、简述植物组织培养技术。2、简述植物体细胞杂交技术。 3、知道植物细胞工程的基因原理。【学习重点】教学重点：1.植物组织培养的原理和过程。2.植物体细胞杂交的原理。教学难点：植物组织培养的实验课前预习学案一、细胞工程的概念细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过 水平或 水平上的操作，按照人的意愿来改变细胞内的 或获得 的一门综合科学技术。根据操作对象的不同，可分为 细胞工程和 细胞工程两大领域。二、细胞的全能性1概念：高度 的细胞，仍然具有发育成 的潜能。2细胞具有全能性的原因：细胞内含有 。3在理论上，生物的任何一个细胞都具有发育成 的潜能，但在生物的生长发育过程中，细胞并不表现出 性，而是分化成各种 。这是因为在特定的 和 条件下，细胞中的基因会 地表达出各种 ，从而构成生物体的不同组织和器官。4细胞全能性大小比较：(填或),&*受精卵_生殖细胞_体细胞 植物细胞的体细胞_动物细胞的体细胞分化程度低的体细胞_分化程度高的体细胞三、植物组织培养技术1原理： 。2植物组织培养就是在 和 控制条件下，将 的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的 上，给予适宜的培养条件，诱导其产生 、 ，最终形成完整的植株。3植物组织培养操作流程 4.植物组织培养过程可以概括为 和 两大阶段。四、植物体细胞杂交技术1概念：将 的植物体细胞，在一定条件下融合成 细胞，并把杂种细胞培育成 的技术。2植物体细胞杂交技术流程图：（1）植物体细胞杂交技术过程表示在进行体细胞杂交之前，先用 和 去除 ，获得具有活力的 。表示 ，方法有 类，其中 法包括 、振动、 等。 法一般是用 （ ）作为诱导剂。表示原生质体 ，成为 细胞。杂种细胞经过 培养成新的植物体，其中表示 ，表示 。（2） 植物体细胞杂交技术的意义： 。课内探究学案一 细胞的全能性1. 什么是细胞的全能性？ 2. 细胞具有全能性的原因是什么？ 3. 细胞表现出全能性需要什么条件？ 二、植物细胞工程的基本技术（一）植物组织培养技术1.请概括出植物组织培养技术的流程简图。 2.什么叫细胞脱分化？什么叫细胞再分化？需要什么条件？ （二）植物体细胞杂交技术1.请你设计出植物体细胞杂交技术的流程图。 2为什么去壁？用什么方法去壁？再生出新的细胞壁时哪种细胞器活跃？人工诱导原生质体融合时可以用什么方法进行诱导？杂种细胞具备几个亲本的遗传物质？含几个染色体组？再经植物组织培养之后得到的杂种植株是几倍体？ 3植物体细胞杂交技术采用的原理是什么？具有什么优点？ 重难热点归纳一理解细胞全能性的概念，把握细胞全能性的特点：细胞全能性是指生物体的细胞具有形成完整个体的潜能的特性。受精卵、生殖细胞和已分化的体细胞均具有全能性。生物体的细胞具有全能性的根本原因是细胞内含有形成完整个体所需的全套基因。同一个体的每一个已分化的体细胞都由受精卵经有丝分裂而来，体细胞核内基因与受精卵一样，因此都具有全能性。分化的体细胞之所以没有表达出全能性，是因为基因选择性表达。在离体和适当的条件下，分化的体细胞也能表达其全能性。全能性表达的难易程度：受精卵生殖细胞体细胞；植物细胞动物细胞。二植物组织培养操作的特点：（1）选择外植体时，由于外植体的脱分化难易因植物种类、器官来源及生理状况的不同而有很大差异。花和幼嫩的组织脱分化较为容易，而植物的茎、叶和成熟的老组织则较难。另外制备外植体时应选取有形成层的部分，因为形成层细胞易脱分化。（2）消毒。植物组织培养要想取得成功，必须有效防止细菌等的污染。因为如果培养基上有细菌等微生物存在时，它们比植物细胞生长、繁殖得更快，而且它们会产生毒素，使培养的植物细胞很快中毒死亡。因此在培养过程中要求进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作。（3）光照。离体的植物细胞、组织和器官脱分化形成愈伤组织时，需避光处理。愈伤组织再分化形成植物幼苗时，需光照处理。诱导形成愈伤组织阶段的暗培养有利于细胞的脱分化产生愈伤组织，如果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。由愈伤组织经细胞有丝分裂和分化形成试管苗的过程中需要光照，原因是叶中叶绿素的合成需要光照条件。（4）激素调控：生长素含量高于细胞分裂素时，主要诱导植物组织脱分化和根原基的形成；当细胞分裂素的效应高于生长素时，主要诱导植物组织再分化和芽原基的形成。三、植物体细胞杂交杂种细胞的筛选和培养：需要注意的问题有：植物体细胞杂交过程中，植物细胞融合所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。体细胞融合成功以后，既有ab型杂种细胞，还能形成aa型和bb型两种融合细胞，但只有ab型细胞是植物体细胞杂交所形成的杂种细胞，因此在杂种细胞形成后还应有一个筛选过程。目前常用的去除细胞壁的方法是酶解法，保证了原生质体活性。植物体细胞杂交完成的标志是新细胞壁的形成。植物体细胞杂交过程仍以植物组织培养为前提，通过植物组织培养完成杂种植株的培育过程。植物体细胞杂交的最大突破是克服远缘杂交不亲和的障碍，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。以烟草与大豆细胞融合为例。烟草与大豆的原生质体融合后，将原生质体转移到适当的培养基上培养，使原生质体再生出细胞壁。这时，在细胞混合物中，不仅有烟草-大豆细胞，还有烟草细胞、大豆细胞、烟草-烟草细胞、大豆-大豆细胞，因此需要对杂种细胞进行筛选。得到烟草-大豆细胞后，再通过植物组织培养技术，培育杂种植株。四区分原生质、原生质体、原生质层 典型例题1.下列属于组织培养的是： a.花粉培养成单倍体植株 b.芽发育成枝条 c.根尖分生区发育成成熟区 d.未受精的卵发育成植株2与传统的有性杂交法相比，植物体细胞杂交技术的最大优点是 （ ） a可使两个亲本的优良性状组合到一起 b可以克服远缘杂交不亲和的障碍 c可以培育出高产性状明显的新品种 d可以降低生成成本，提高接济效益3原生质体融合后，需诱导产生细胞壁，参与此过程的细胞器是 （ ）a叶绿体、高尔基体 b线粒体、高尔基体 c叶绿体、线粒体 d线粒体、内质网4在脱分化形成愈伤组织的过程中，下列各项为非必要条件的是 （ ）a培养基需要消毒灭菌 b给予适宜的温度 c给予充足的光照 d给予适宜的养料和激素5.关全能性的叙述，不正确的是（ ） a受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高 b生物体内细胞由于分化，全能性不能表达 c卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性很高 d植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性6、在生物体内，细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织、器官，是因为 ( ) a基因的表达有选择性 b不同的细胞内基因不完全相同 c细胞丧失了全能性 d在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生了变化7、植物体细胞融合完成的标志是 ( ) a产生新的细胞壁 b细胞膜发生融合 c细胞质发生融合 d细胞核发生融合8、用不同种植物的两个体细胞融合成一个杂种细胞的过程。该过程是指 ( ) a不同植物的精子和卵细胞的融合 b不同植物的原生质体的融合 c完整的两个体细胞的融合 d植物花粉细胞的两两融合9. 现有甲、乙两个烟草品种（2n48），其基因型分别为aabb和aabb，这两对基因位于非同源染色体上，且在光照强度大于800勒克司时，都不能生长，这是由于它们中的一对隐性纯合基因（aa或bb）作用的结果。取甲乙两品种的花粉分别培养成植株，将它们的叶肉细胞制成原生质体，并将两者相混，使之融合，诱导产生细胞团。然后，放到大于800勒克司光照下培养，结果有的细胞团不能分化，有的能分化发育成植株。请回答下列问题：（1）甲、乙两烟草品种花粉的基因型分别为 和 。（2）将叶肉细胞制成原生质体时，使用 去除细胞壁。（3）在细胞融合技术中，常用的促融剂是 。（4）细胞融合后诱导产生的细胞团叫 。（5）在大于800勒克司光照下培养，有 种细胞团不能分化；能分化的细胞团是由 的原生质体融合来的（这里