江苏专版2023-2024学年新教材高中生物第2章细胞工程第1节植物细胞工程第1课时植物细胞工程的基本技术课件新人教版选择性必修3

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习目标1.运用结构与功能观、物质与能量观理解和认识细胞工程是通过细胞水平上的操作，获得有用的生物体或其产品。2.运用归纳与概括、分析与比较等方法认识细胞工程的基本技术。3.尝试通过菊花的组织培养，了解组织培养的基本原理，探究生长素和细胞分裂素的浓度和比例对脱分化和再分化的影响。01基础落实·必备知识全过关02重难探究·能力素养全提升01基础落实·必备知识全过关知识点一

细胞工程1.

概念：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________、______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的生物工程。细胞器细胞2.

分类：依据操作对象分为__________工程和__________工程。植物细胞动物细胞知识点二

植物组织培养技术1.

概念：将离体的植物器官、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。完整植株2.

过程（1）

脱分化：在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞经过脱分化，即失去其特有的结构和功能，转变成________的细胞。（2）

再分化：脱分化产生的愈伤组织，在一定的培养条件下，重新分化出________等器官。未分化芽、根

次氯酸钠愈伤组织

生芽生根【知识拓展】

愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的无定形状态的细胞。愈伤组织形成以后，如果在原来的培养基上继续培养，就会由培养基中养分不足或产生有毒代谢物，导致愈伤组织生长停止，甚至老化变黑乃至死亡。如果要愈伤组织继续生长增殖，必须定期地将它们分成小块，接种到新鲜的培养基上，这样愈伤组织就可以长期保持旺盛的生长。愈伤组织的再分化主要有两种方式。一种是不定芽方式，就是在某些条件下，愈伤组织的细胞发生分化，形成不同的器官原基，再逐渐形成芽和根。另一种是胚状体方式，就是由愈伤组织诱导分化出的具有胚芽、胚根、胚轴的类似胚的结构。知识点三

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__________,并把杂种细胞培育成__________的技术。不同来源杂种细胞新植物体2.

过程细胞壁脱分化愈伤组织3.

意义

在打破生殖隔离,实现__________育种,培育植物________等方面展示出独特的优势。远缘杂交新品种旁栏边角

想一想

提示

导致外植体被污染的原因可能有：培养基、接种工具灭菌不彻底；外植体消毒不彻底；操作过程不符合无菌操作要求等。2.

［教材P38概念检测］科学家在制备原生质体时，有时使用蜗牛消化道提取液来降解植物细胞的细胞壁。据此分析，蜗牛消化道提取液中可能含有什么成分？_________________________提示

纤维素酶和果胶酶。3.

［教材P38拓展应用］“番茄—马铃薯”杂种植株没有如科学家所想象的那样，地上结番茄，地下长马铃薯，这是为什么？_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

提示

生物体内基因的表达不是独立的，它们之间是相互调控、相互影响的，所以“番茄—马铃薯”杂种植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达相互干扰，它们不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达。结论语句

辨一辨（1）

植物体的任何细胞都具有全能性，也都能表现出全能性。

(

)

×（2）

脱分化和再分化是植物组织培养的重要过程。

(

)

√（3）

在植物组织培养时，对外植体要进行灭菌处理。

(

)

×（4）

诱导生芽的培养基和诱导生根的培养基完全一样。

(

)

×（5）

植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种细胞。

(

)

×（6）

植物体细胞杂交利用了植物组织培养技术。

(

)

√（7）

植物原生质体融合的原理是植物细胞的全能性。(

)

×02重难探究·能力素养全提升主题一

菊花的组织培养情境探究菊花家喻户晓，深得世人喜爱。如果采用植物组织培养技术，可大批量获得菊花植株。请结合教材探究·实践“菊花的组织培养”有关内容及教材附录1植物组织培养实验常用培养基的配方和配制方法，回答下列问题。1.

培养基中加入的碳源是什么?有什么作用?________________________________________________________________________________________________________提示

培养基中加入的碳源是蔗糖,能够提供植物细胞新陈代谢所需的营养物质,同时还能够维持培养基适当的渗透压。2.

诱导愈伤组织的培养基、诱导生芽的培养基和诱导生根的培养基的成分主要有什么不同?_______________________________________________________________提示

三种培养基成分的不同主要是生长素和细胞分裂素的比例不同。3.

诱导愈伤组织期间一般不需要光照，后续培养过程中,为什么每日要给予适当时间和强度的光照？愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根,但分化出了芽,其原因可能是什么?_____________________________________________________________________________________________________________________________________________提示

给予适当时间和强度的光照的目的是诱导叶绿素的形成,进一步形成叶绿体进行光合作用。原因可能是培养基中生长素用量与细胞分裂素用量的比值偏低。4.

尝试用箭头和文字总结植物组织培养技术的基本流程。_

___________________________________________

方法突破

1.体现植物细胞全能性的条件材料离体的植物细胞、组织或器官培养基种类齐全、比例合适的营养物质及一定比例的植物激素外界条件①无菌操作②光照：诱导愈伤组织时一般不需要光照，再分化时需要光照③酸碱度等

2.不同植物激素比例对植物组织培养的影响生长素/细胞

分裂素的值作用效果高促进根的分化、抑制芽的形成低促进芽的分化、抑制根的形成适中促进愈伤组织的形成

3.脱分化和再分化的比较比较内容脱分化再分化过程需要条件①离体②适宜的营养③生长素与细胞分裂素的比例适中④不需光照①离体②适宜的营养③生长素与细胞分裂素的比值高（低）诱导生根（生芽）④需光照视角应用视角1

细胞全能性1.

［多选］以下可以说明细胞具有全能性的实验是(

)

ABDA.玉米花粉粒培育出植株B.转入贮存蛋白基因的向日葵细胞培育出植株C.烧伤病人的健康细胞培养出皮肤D.胡萝卜的形成层组织培育成胡萝卜幼苗[解析]

细胞的全能性是指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。玉米花粉粒培育出植株、向日葵细胞培育出植株、胡萝卜的形成层组织培育成胡萝卜幼苗都是细胞具有全能性的体现,只有C项不能体现细胞的全能性。视角2

植物组织培养技术

D注：1为游离的胡萝卜韧皮部细胞；2为愈伤组织（细胞团）；3为已生出根的胚状体；4为具有根、茎、叶的幼苗。

3.

某课外活动小组获得了一株性状优良的结球生菜，并利用植物组织培养技术对其进行快速繁殖。下列叙述正确的是(

)

C

【题后归纳】

（1）影响组织培养的光照条件不仅是光照强度，光照时间和波长等都会影响植物组织培养。（2）植物组织培养过程中，生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素。主题二

植物体细胞杂交情境探究

1.

①过程的目的是____________,所用的酶为__________________。去除细胞壁纤维素酶和果胶酶

4染色体数目变异方法突破

1.植物组织培养和植物体细胞杂交的比较项目植物组织培养植物体细胞杂交原理植物细胞的全能性细胞膜具有流动性和植物细胞的全能性过程项目植物组织培养植物体细胞杂交选材根尖、茎尖、形成层部位最容易诱导脱分化不同来源的植物体细胞技术

操作脱分化、再分化等除脱分化、再分化外,还要用酶解法去除细胞壁,用一定的方法诱导细胞融合关系植物组织培养是植物体细胞杂交的基础,植物体细胞杂交所用的技术更复杂续表

2.植物体细胞杂交后代的遗传变化体细胞杂交生殖类型无性生殖、育种过程中不遵循孟德尔定律变异类型染色体数目变异染色体数染色体组数基因组成视角应用视角1

植物体细胞杂交流程分析1.

[2023江苏泰州中学高三一模]长穗偃麦草是小麦的一个重要野生近缘种，具有蛋白质含量高、抗多种真菌和病毒病害、耐旱、耐寒等优良性状，科学家利用植物体细胞杂交技术培育了普通小麦—长穗偃麦草杂种植株，流程如下图所示。下列叙述正确的是(

)

CA.过程①会发生非同源染色体的自由组合B.过程③要用纤维素酶和果胶酶处理细胞壁C.过程④涉及脱分化和再分化等生理过程D.杂种植株能表现出双亲的各种优良性状[解析]

过程①表示幼嫩叶片形成愈伤组织的脱分化过程，细胞进行有丝分裂，不会发生非同源染色体的自由组合，A项错误；用纤维素酶和果胶酶处理细胞壁的目的是获得原生质体，应该在过程②处理，不是过程③，B项错误；过程④是杂种细胞形