2019-2020学年人教版选修三 2.1.1 植物细胞工程的基本技术 学案

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

[学习目标] [核心素养]

1.简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。

2.理解植物组织培养的原理和过程，植物体细胞杂交的原理。

3.尝试进行植物组织培养。1.科学探究：结合具体实验，与同学交流讨论，尝试设计植物组织培养技术的流程简图。

2.科学思维：结合“胡萝卜的组织培养”实验，了解组织培养技术已取得的进展和尚未解决的问题，认同科学是一个不断发展的过程，激发探索科学奥秘的兴趣。

一、细胞工程的概念与分类

原理和方法应用1细胞生物学和2分子生物学的原理和方法

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3遗传物质或获得4细胞产品

分类5植物细胞工程和6动物细胞工程

1．概念：7遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成8完整生物体的潜能。

2．原理：9全套遗传信息。

3．全能性表达条件：10离体状态；11无菌操作(防止杂菌污染)；提供一定的营养、激素(12生长素和细胞分裂素等)和其他适宜外界条件。

三、植物组织培养技术

1．13植物细胞的全能性。

2．14离体的植物器官、组织或细胞。

3．培养条件：在15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．培养结果：诱导产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。

5．实验：胡萝卜的组织培养

(1)原理

离体的植物组织、器官、细胞――――――――――→一定的营养、激素脱分化

愈伤组织――――――――――→含有不同激素成分的培养基16再分化

17胚状体或丛芽→试管苗。 (2)过程

取材：消毒后选取有18形成层的部位，切取1 cm 3左右的小块，因为该部位容易诱导形成愈伤组织

↓

接种：将组织块接种到诱导培养基上，诱导出愈伤组织

↓

培养：在23～26 ℃恒温避光条件下培养一段时间。再将愈伤组织转接到19分化培养基上培养诱导出试管苗

↓

移栽：将试管苗移栽到大田，培养成正常植株

四、植物体细胞杂交技术

1．概念：将不同种的植物20体细胞，在一定条件下融合成21杂种细胞，并把杂种细胞培育成22新的植物体的技术。

2．过程

3．意义：克服了不同生物26远缘杂交的障碍。

1．判断下列叙述的正误。

(1)细胞工程是按照人的意愿来改变细胞的结构或获得细胞产品的一门综合科学技术。( ×)

(2)生物体内的细胞分化和植物组织培养过程中的再分化的实质是一样的，都是基因在特定时间和空间条件下选择性表达的结果。( √)

(3)脱分化和再分化是植物组织培养的重要过程。( √)

(4)任何细胞都具有全能性，任何细胞都能表现出全能性。( ×)

(5)植物体细胞杂交技术的最终目的是得到杂种细胞。( ×)

(6)植物体细胞杂交过程中，细胞融合成功的标志是产生新的细胞壁。( √)

(7)利用物理法或化学法，可以直接将两个植物细胞进行诱导融合。( ×)

(8)将基因型为Aa植株的花粉和基因型为Bb植株的花粉，除去细胞壁后，进行原生质体融合(仅考虑两两融合)，可以得到6种基因型不同的融合细胞。( ×)

(9)同一株绿色开花植物不同部位的细胞经组织培养获得的愈伤组织基因型不一定相同。( √)

(10)与传统育种相比，植物体细胞杂交在培育作物新品种方面的重大突破表现在证明杂种细胞具有全能性。( ×)

2．(2019·伊市期末)下列有关植物细胞全能性的叙述，正确的是()

A．植物体只有高度分化的体细胞才具有发育成完整个体的潜能

B．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

C．植物细胞的全能性是植物体细胞杂交技术的理论基础

D．高度分化的植物细胞随时可能表现出全能性

解析：选C植物体的体细胞和生殖细胞都具有发育成完整个体所必需的全部基因，都具有发育成完整个体的潜能，A错误；植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是基因的选择性表达，B错误；植物细胞的全能性是植物体细胞杂交技术的理论基础，C正确；高度分化的植物细胞只有在离体的条件下才可能表现出全能性，D错误。

探究点一|植物细胞的全能性

|核心探究|

1．植物细胞具有全能性的原因

一般生物体的每一个细胞都包含有该物种的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必需的全部基因。

2．现实体现：在生物的生长发育过程中，细胞并不会表现出全能性，而是分化成各种组织和器官。这是因为在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性表达。

3．不同细胞全能性比较

(1)体细胞全能性：分化程度低的＞分化程度高的，细胞分裂能力强的＞细胞分裂能力弱的。

(2)不同细胞的全能性：受精卵＞生殖细胞＞体细胞。

(3)不同生物的细胞全能性：植物细胞＞动物细胞。

(4)全能性与细胞分化的关系：随着细胞分化程度的不断提高，细胞的全能性逐渐降低。

4．植物细胞全能性表达所需条件

有关细胞全能性的三点提醒

(1)细胞全能性的标志：发育成完整个体而不是形成某种组织或者器官。

(2)全套基因≠全部基因：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。

(3)体内细胞未表现全能性的原因：基因在特定的时间和空间条件下选择性表达。

|探究演练|

1．植物细胞表现出全能性的条件是()

A．给予适宜的营养和外界条件

B．将成熟筛管的细胞核移植到去核卵细胞中

C．导入其他植物细胞的基因