选修三 植物组织培养技术
生物：《植物组织培养》课件(新人教版选修3)
）
A
（二）、作物新品种的培育
（三）、细胞产物的工厂化生产
一、植物繁殖的新途径
1.微型繁殖
(1)无性繁殖 (2)特点: 保持优良品种的遗传特性; 高效快速地实现种苗的大量繁殖.
2.培育脱毒作物
(1)材料:无病毒的茎尖
(2)脱毒苗:切取茎尖进行组织培养获得
3、人工种子
1、组成：
胚状体、胶质体和人造种皮
离体条件
营养物质（水、无机盐和有机物）
植物激素（生长素和细胞分裂素） 适宜的外界条件
二、植物组织培养
植物细胞的全能性 1、原理： 2、过程：
外 愈 胚 植 脱分化 伤 再分化 状 体 组 体 织
完 整 植 株
1、脱分化 2、再分化
薄壁细胞
无定形
排列疏松 高度液泡化
3、愈伤组织
色浅 未分化
依据学过的知识和实验过程思考回答：Leabharlann 试 管 苗 大 规 模 培 养
移栽
经过炼 苗的小 苗，可 以和一 般植物 一样进 行大规 模栽培
能力训练： 1、下列不能作为植物组织培养的材料是：
D A、秋海棠的叶 C、成熟的花粉 B、马铃薯的块茎 D、木质部中的导管细胞
三
、 植 物 细 胞 工 程 的 实 际 应 用
（一）、植物繁殖的新途径
c
2.人参皂苷干粉可以通过下列何种技术获得 （ ） A．杂交育种 B．植物细胞培养 C．多倍体育种 D．单倍体育种
B
3．将花粉细胞单倍体技术培养成幼 苗时，下列条件不需要的是 （ ） A．具有完整细胞核的细胞 B．一定营养化物质和植物激素 C．离体培养 D．导入指示基因
D
4.下列属于植物的微型繁殖技术的是 （ A．兰花芽尖组织培养成兰花幼苗 B．水稻种子萌发并长成新个体 C．扦插的葡萄枝长成新个体 D．柳条芽发育成枝条
人教版高中生物选修三1[知识点整理及重点题型梳理]植物的组织培养
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人教版高中生物必修三知识点梳理重点题型（常考知识点）巩固练习植物的组织培养技术【学习目标】1、指导植物组织培养技术的基本原理和基本技术。
2、掌握植物培养过程中使用的无菌技术（重点）。
3、掌握植物知识培养的基本过程及操作。
4、说出被子植物花粉发育的过程及花药例题培养产生花粉植株的两种途径。
5、说出花药离体培养的因素，学习话要例题培养的基本技术。
【要点梳理】要点一、植物组织培养的基础知识【植物的组织培养技术 未发布 课题1：基础知识】1、植物组织培养的基本过程：离体的植物器官、组织或细胞，在培养了一段时间以后，会通过细胞分裂，形成愈伤组织。
愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。
由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化（去分化）。
脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成根或芽等器官，这个过程叫再分化。
再分化形成的试管苗移栽到地里，可以发育成完整的植物体。
植物组织培养的过程可以简要归纳为：离体的植物器官、组织或细胞（外植体）−−−→脱分化愈伤组织−−−→再分化根、芽—→植物体。
2、植物组织培养的理论基础：细胞的全能性要点诠释：细胞的全能性与植物组织培养间的关系①细胞的全能性是植物组织培养的理论基础。
植物组织培养的理论基础是细胞的全能性。
植物细胞只有脱离了植物体，在一定的外部因素作用下，经过细胞分裂形成愈伤组织，才能表现出全能性，由愈伤组织发育、分化出新的植物体。
②高度分化的植物细胞仍具有全能性的原因是所有体细胞均来自受精卵的有丝分裂，均有和受精卵相同的一整套遗传信息。
③植物体的组织、器官的形成，是基因选择性表达的结果，其细胞的全能性受到限制，在离体状态下，其全能性才容易得以表达，表达的过程须经过脱分化和再分化。
④容易进行营养繁殖的植物细胞，其全能性容易表达，易进行植物组织培养。
要点二、影响植物组织培养的因素1、无机营养（1）大量元素：除碳（C ）、氢（H ）、氧（O ）外，还有氮（N ）、磷（P ）、钾（K ）、钙（Ca ）、镁（Mg ）、硫（S ）等元素。
人教版选修三2.1.1 植物组织培养(10张ppt)
二、植物组织培养技术
1. 植物组织培养的过程
（1）实验原理
➢认识概念 ③愈伤组织：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。
二、植物组织培养技术
1. ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ物组织培养的过程
（1）实验原理
➢认识概念 ⑤胚状体：离体培养条件下，没有经过受精过程，但是经过 了 胚胎发育过程所形成的胚状类似物，因而统称为体细胞胚 或胚 状体。
二、植物组织培养技术
2. 植物组织培养的理论基础 植物细胞的全能性
3. 植物组织培养的条件
① 离体 ② 无菌 ③ 适宜物质诱导和调节 ④ 适宜的营养物质
⑤ 适宜的外界条件 （温度、pH、光照等）
➢ 生长素/细胞分裂素适 中→促进愈伤组织的 形成。
➢ 生长素<细胞分裂素→ 利于芽的分化
➢ 生长素>细胞分裂素→ 利于根的分化
二、植物组织培养技术
4. 植物组织培养的定义 在无菌和人工控制的条件下，将
离体的植物器官、组织、 细胞，培养在人工配制的培养基上， 给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成 完整的植株。
5. 植物组织培养的优点
保持优良性状，繁殖快，可大规模生产
二、植物组织培养技术
（2）胡萝卜的组织培养过程
讨论
1.在组织培养实验中，为什么要强调所用器械的灭菌 和实验人员的无菌操作？
防止杂菌污染。因为杂菌生长快，会和培养物争夺营养物 质，杂菌生长过程中会产生有害物质，导致培养物死亡。
2.胡萝卜的其他部位（如茎、叶、花），是否能培养 呈小植株？
能，但诱导成愈伤组织较困难
2.1.1植物组织培养技术说课课件(人教版2019选择性必修3)
菊花的组织培养
（1）制备外植体
材料： 幼嫩的菊花茎段
消毒： 酒精
30S
无菌水
2-3次
切割：（无菌操作）
次氯酸钠溶液
30min
无菌水洗
2-3次
切割与接种
消毒与无菌水冲洗
（2）接种到诱导愈伤组织培养基
脱分化 避光 有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。
形成愈伤组织 培养温度： 18-220C
1.在植物组织培养过程中，为什么要进行一系列的消毒、 灭菌，并且要求无菌操作？ （无菌技术）
2.诱导愈伤组织期间一般不需要光，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？ （条件）
3.若培养物取自植物的幼茎、叶片等含有叶绿体的部位， 愈伤组织中是否会含有叶绿体？ （脱分化的特点）
4.菊花组织培养过程中诱导生根和生芽的顺序是怎样的？ （追问：先生芽后生根的必要性？）
愈伤组织培养
超净工作台或接种箱
（3）接种到诱导生芽培养基 （4）接种到诱导生根培养基
接种室
移栽
试管苗
培养室
离体的植物器官、组织或细胞（外 植体）
如：胡萝卜的形成 层、菊花幼茎段、
月季的花药…
失去特有结构和功能 转变成未分化的细胞
排列不规则，高度液 泡化，呈不定型状态 的薄壁细胞
愈伤组织重新分化为 芽、根等器官
5.教学过程 （1）创设情境 导入新课
(2)合作探究 新课教学（学案）
探究一：细胞的全能性 1.与体细胞相比，生殖细胞如花粉的遗传物质减少 了一半，为什么生殖细胞仍具有全能性？ （全能性的原因） 例1.下列实例能体现细胞全能性的有( 1,2,5 ) （1）青蛙的受精卵发育成一个蝌蚪 （2）蜂王产 生的未受精的卵细胞发育成雄蜂 （3）使用月季的茎扦插成活后形成一株新的月季 （4）一粒玉米种子发育成玉米植株 （5）兰花的 叶肉细胞发育成一株兰花
选修专题细胞工程选修专题植物组织培养技术
（2）细胞融合的生物学原理：细胞膜的流动性。
（3）过程：
①去壁：酶解法，所用酶为纤维素酶和果胶酶。 ②诱导原生质体融合：物理法——离心、振动、电激等；
化学法——常用聚乙二醇 (PEG)作诱导剂。 ③植物体细胞杂交成功的标志：杂种细胞再生出细胞壁。 ④优点：克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍，
B.接种：灭菌后的花蕾，在无菌条件下除去萼片 和花瓣，并立即将花药接种到培养基上。剥离 花药时尽量不要损伤花药，否则接种后容易从 受伤部位产生愈伤组织，同时还要彻底去除花丝， 因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体 的形成。
C.培养：温度控制在25℃左右，幼小植株形成后 才需要光照。如果花药开裂长出愈伤组织或 释放出胚状体，就要在花药开裂后尽快将幼小 植株分开。
A、能够保持优良品种的遗传特性： 繁殖过程的细胞分裂方式是有丝分裂，没有
基因重组，亲子代细胞内DNA不变，具有相同的 基因，因此能够保持亲子代遗传特性不变。
B、能够高效快速地实现种苗的大量繁殖： 这种技术具有取材少、繁殖率高、培养
周期短的特点，因此能够高效快速地实现 种苗的大量繁殖。
（2）作物脱毒： ①原因：进行无性繁殖的作物，它们感染的病毒 很容易传播给后代。
1.细胞的全能性
（1）概念：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， 细胞的这种特性叫做细胞的全能性。
（2）原因：生物体的每一个细胞都含有该物种所特有 的全套遗传物质，都有发育成完整个体所 必需的全部基因。从理论上讲，生物体的 每一个活细胞都应该具有全能性。
（3）细胞在生物体内没有表现全能性的原因
苏教版选修3现代生物科技专题《植物组织培养技术的应用》教案及教学反思
苏教版选修3现代生物科技专题《植物组织培养技术的应用》教案及教学反思一、前言1.1 教学背景现代生物科技是当今社会的热门话题，而植物组织培养技术作为其中的一种重要的技术手段，被广泛地应用于农林、园艺和医药等领域中。
在高中生物教学中，让学生了解和掌握植物组织培养技术的原理和应用具有十分重要的意义。
1.2 目标群体该教案适用于大学城市中某中学高三生物教育的教学实践，适用于 50 名学生，每个班级 25 名，为高中生物教学的选修课。
1.3 教学目标•了解植物组织培养技术的原理和应用；•掌握植物组织培养技术相关实验操作流程；•发扬科学精神，提高科学素养和实验技能。
二、教案2.1 教学内容•植物组织培养技术原理•培养基的配制和消毒•植物的无菌培养•植物的体细胞胚胎发生和愈伤组织诱导2.2 教学步骤2.2.1 授课首先，教师将通过 PPT 的方式，向学生介绍植物组织培养技术的原理和相关实验操作流程。
在学生对植物组织培养技术有了一定了解之后，教师将进行一次课堂讨论，让学生们分享自己对植物组织培养技术的看法，并针对孟德尔遗传定律和基因工程等相关实际问题进行讨论。
2.2.2 操作然后，教师将对学生进行植物组织培养技术相关的操作。
首先，教师会与学生一起准备培养基，并进行消毒；接下来，学生将进行植物的无菌培养实验，并了解植物体细胞胚胎发生和愈伤组织诱导的相关实验操作流程。
在实验操作过程中，教师将对学生的操作过程进行指导和差错纠正，并及时鼓励和表扬学生。
2.3 教学评价2.3.1 实验报告学生们在实验操作结束后，需要撰写实验报告，对自己的实验操作过程进行记录和总结。
这是对学生实验技能和科学素养的考察，同时也是对教学有效性的一种评价。
2.3.2 课堂问答教师在实验操作过程中，不仅要指导学生的操作，也要引导学生思考问题，提出自己的问题，以及对其他同学提出的问题进行回答。
这样可以促进学生之间的交流和合作，也有助于评估学生对植物组织培养技术的理解程度和实验技能。
人教版 高中生物选修三。专题2
人教版高中生物选修三。
专题2.细胞工程基础知识填空姓名：班级：专题2 细胞工程考点一、植物细胞工程1、植物组织培养技术植物组织培养技术是指利用植物器官、组织或细胞（外植体）在无菌条件下，通过一系列生理和生化反应，形成愈伤组织，最终再生成完整植物体的过程。
其中，形成的愈伤组织由具有分生能力的薄壁细胞构成，属于未分化的细胞。
该技术的两个关键步骤是基因选择性表达和植物激素的比例控制。
在培养过程中，植物激素的比例较高时，会促进芽分化，抑制根分化；而比例较低时，则会促进根分化，抑制芽分化。
此外，在不同阶段，光照条件也是不同的，早期阶段不需要光照，而后期阶段需要光照，以利于叶绿素的形成。
植物细胞具有全能性，其表达全能性的难易程度为：体细胞＞生殖细胞；植物细胞＞动物细胞。
这是因为植物细胞的细胞壁较为松散，易于被外界刺激所激发。
植物组织培养技术的应用非常广泛，包括微型繁殖、作物脱毒、人工种子、单倍体育种和突变体利用、细胞产物的工厂化生产等。
2、植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术是指利用不同来源的植物体细胞，通过去除细胞壁、诱导原生质体融合等步骤，实现细胞间基因的交流和重组。
具体来说，该技术的过程包括去除细胞壁、诱导原生质体融合、标志原生质体融合完成以及筛选杂种细胞等步骤。
其中，去除细胞壁需要用酶处理，目的是获得原生质体。
诱导原生质体融合的方法有物理法和化学法，常用的诱导剂是聚乙二醇。
标志原生质体融合完成后，需要进行筛选杂种细胞，以获得杂交细胞。
植物体细胞杂交技术的原理是利用细胞融合后的杂种细胞，实现基因的交流和重组。
该技术的意义在于，可以通过杂交技术，将不同的基因组合在一起，创造出新的植物品种，从而实现育种的目的。
考点二、动物细胞工程1、动物细胞培养技术动物细胞培养技术是指利用动物组织块，在无菌条件下，经过一系列处理，分散成单个细胞，并在培养基上进行培养和扩增的过程。
该技术的原理是利用细胞的自我复制和增殖能力，实现细胞的大量繁殖和扩增。
2019-2020沪科版生物选修3第1单元 第2章 第2节 植物组织培养
第二节植物组织培养1．理解植物细胞全能性的含义。
2．简述植物组织培养的过程。
(重点)3．说出植物组织培养技术的应用。
(难点)知识点一| 植物细胞的全能性与植物组织培养技术1．植物细胞的全能性(1)含义植物体的每一个活细胞都具有形成完整植物体的遗传潜能。
(2)物质基础植物体的全部体细胞都具有发育为完整个体所必需的全套遗传物质。
(3)现实表现①在植物体内，细胞分化成为不同的组织和器官。
②原因：基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果。
(4)体现全能性的必需条件①脱离原来组织器官的束缚，成为游离状态。
②一定的营养条件和植物激素的诱导。
2．植物组织培养技术(1)植物组织培养的概念①培养对象：外植体(即离体的植物器官、组织或细胞)。
②条件：a.无菌，b.含有营养物质的培养基，c.适宜的光照、温度、湿度等环境条件。
③结果：形成完整植株。
④核心：诱导脱分化和再分化。
(2)原理植物细胞的全能性。
(3)过程[合作探讨]探讨1：植物的种子能发育成完整的植株，是否体现了细胞的全能性？为什么？提示：没有，因为种子中的胚已完成了早期发育，相当于新植物体的幼体，发育成完整植株的过程，相当于植物的长大。
探讨2：美国科学家将分离得到的成熟胡萝卜根的韧皮部细胞进行培养，由单个细胞发育成了完整植株，培养过程如下图所示。
此实验说明了什么问题？提示：分化的植物细胞仍具有全能性。
探讨3：在菊花的组织培养操作完成了3～4天后，观察同一温室中的外植体，发现有的瓶内外植体正常生长，有的瓶内外植体死亡，你认为外植体死亡的原因可能有哪些？提示：接种时培养基灭菌不彻底；接种工具灼烧后未待冷却就接种外植体；培养过程中保持温度、pH 的适宜，但没有及时调整各种营养物质和激素的比例。
[思维升华]1．植物细胞全能性表达所需条件(1)体细胞未表现全能性的原因：基因的选择性表达。
(2)体现细胞全能性的条件：(1)无菌：植物组织培养成功的关键是避免微生物的污染，所有实验用具要严格灭菌，接种过程进行严格的无菌操作。
高中生物 2.1《植物细胞工程—植物组织培养技术》教学设计 新人教版选修3
专题2 《植物组织培养技术》一.设计思路本节课遵循《高中生物课程标准》倡导的提高生物科学素养的基本理念来设计。
植物组织培养的内容与当前生物技术热点和生产生活实际紧密相连，所以本节课应重视学生理解能力、实际应用能力的培养。
将《植物组织培养技术》的知识作为本节课的理论基础，将科学问题解决的过程作为本节课的教学主线，并通过设置一些相互衔接的问题，引导学生思考，将课堂交还给学生，让其在老师的指导下，自主地解决实际问题、获取相关知识，同时提高自身的生物学素养。
二、教学分析1、教材分析“植物细胞工程的基本技术”是人教版高中生物学教材《现代生物科技专题》(选修3)专题2“细胞工程”的内容，涉及的知识点主要有细胞的全能性、植物组织培养技术，其中植物组织培养的原理和过程是教学的重点，植物组织培养的实验是教学的难点。
2、学情分析虽然必修模块中细胞全能性、细胞分化和单倍体育种等方面的知识已为本节课的学习奠定了一定的理论基础，但是相关的实验技术难度较高、过程抽象，这就会给学生的理解带来一定的困难。
教学中应结合多媒体手段，采用创设情境、层层设疑、小组讨论等方法，让学生完成知识的自主构建，并激发他们的科学探究意识。
3、教学重点与难点分析（1）重点：细胞的全能性和植物组织培养技术（2）难点：植物组织培养技术三、教学目标1.知识目标简述细胞全能性的概念；简述植物组织培养的过程、方法和应用；2.能力目标在质疑、探究的学习过程中，培养独立思考，推理判断和创造性思维能力；通过联系农业生产实际，培养活学活用，理论联系实际的能力。
3.情感态度和价值观目标认同科学是一个不断发展的过程，激发探索生命奥秘的热情；渗透科学思想的教育，理解科学、技术、社会与环境四者之间的关系。
四、教学策略与手段本节课根据生物工程内容的特点，从引导学生从科学、技术、社会与环境四个层面进行构建，具体指导以技术操作流程为核心，在此基础上分析操作的原理（科学），分析应用（社会、环境）与技术的联系。
高中生物 植物组织培养技术课件 新人教版选修3
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(完成学案表格)
植物组织培养— 3.形成概念
（请阅读课本P36第1段） (完成学案填空)
植物组织培养就是在 无菌 和 人工控制 条件下，
将
，培养在人工配制的培养基 上，
给予适宜的培养条件，诱导其产生 愈伤组织、丛芽 ，
最终形成完整的植株。
课堂小结
理论基础：细胞的全能性 基本流程：
脱分化 愈伤组织 再分化 根、芽 移栽
（试管苗）
培养条件：
植物体
组织培养的概念：
植物组织培养就是在 无菌 和 人工控制 条件下，
将
，培养在人工配制的培养基 上，
给予适宜的培养条件，诱导其产生 愈伤组织、丛芽 ，
最终形成完整的植株。
其他条件：适宜的温度、湿度、光照、PH、无菌等培养条件。
比较内容 过程
脱分化
外植体→愈伤组织
再分化
愈伤组织→幼苗
形成体 排列疏松、高度液泡 特点 化的薄壁细胞
有根、芽
需要条件
a.离体 b.适宜的营养 c.生长素/细胞分裂素 的比例适中 d.避光
a.离体 b.适宜的营养 c.生长素/细胞分裂素的比例高 诱导生根或低诱导生芽 d.光照
繁殖速度快 不受季节限制 保持优良性状 幼苗无毒
(真题演练（6）)
外植体: ① 概念：从活体植株上切
下的，用于组织培养的 细胞、组织和器官。
一般包括茎尖、根 、茎、叶、花、种子等 器官以及他们形成的体 细胞胚等材料。
② 处理：消毒 灭菌
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愈伤组织
① 顾名思义：创伤后形成 ② 特点：高度液泡化、
完整个体的潜能。
为何生物体上的细胞未表现出全能性，而
是形成特定的组织、器官？
选修三植物组织培养技术课件
在植物种质资源保存方面的应用
长期保存
植物组织培养技术可以实现植物种质资源的长期保存。 通过将植物组织或细胞接种到培养基中，可以使其在较 长时间内保持活性，避免因环境变化而导致的种质资源 丧失。
濒危植物保护
利用植物组织培养技术可以实现对濒危植物的保护。通 过将濒危植物的组织或细胞进行培养，可以获得大量的 完整植株，从而扩大其种群数量，避免因个体死亡而导 致的种质资源丧失。
06
参考文献
参考文献一：植物组织培养技术教程（教材）
总结词：基础教程
详细描述：植物组织培养技术教程是一种全面的教材 ，涵盖了植物组织培养的基本原理、实验技术和应用 领域。该教程详细介绍了植物组织培养的基本步骤和 实验方法，包括外植体的选择、消毒和接种，培养基 的配制和灭菌，细胞分裂和增殖的调控，以及克隆化 和遗传修饰等关键技术。此外，该教程还结合实际案 例和应用，介绍了植物组织培养技术在作物改良、生 物反应器、细胞药物等方面的应用。
植物组织培养技术面临的挑战
技术成本与设备投入
植物组织培养技术需要较高的技术成本和设备投入，限制了其在一 些地区和领域的应用。
技术门槛高
植物组织培养技术需要专业的知识和技能，对技术人员的要求较高 ，限制了其普及和应用。
法规与伦理问题
植物组织培养技术在应用中可能涉及到一些伦理和法规问题，如对植 物性状的改变是否符合伦理原则，以及转基因植物的安全性问题等。
作物脱毒
利用植物组织培养技术可以有效地对作物进行脱毒处理， 生产出无病毒的种苗，提高作物的抗病性和产量。
在植物快速繁殖方面的应用
快速繁殖
植物组织培养技术可以实现植物的快速繁殖 ，通过将植物组织或细胞接种到培养基中， 在较短的时间内获得大量的完整植株。
高中_生物_人教新课标版_选修3_专题2 细胞工程_2.1 植物细胞工程 植物组织培养教学设计
教学设计人教版选修三专题二第1节《植物细胞工程的基本技术——植物组织培养技术》一、教材分析1.教材的地位：本节课是人教版高中生物教材选修三《现代生物科技专题》专题二《细胞工程》第1节的内容，1课时教学，重点在植物组织培养培养的过程和原理，。
2.教材的作用：细胞全能性在实践中按人的意愿来表达，满足生产和生活的需要，这个科研过程就是植物组织培养技术的产生，学习重点是：植物组织培养技术的原理——细胞全能性的理解；植物组织培养技术过程的理解和灵活运用。
植物组织培养技术是植物细胞工程的最基本技术，是后续植物体细胞杂交技术的学习基础，也是学习植物细胞工程实际应用的前提。
二、教学目标、教学重点、教学难点1.教学目标：①知识与技能：理解细胞全能性概念及原因；理解、运用植物组织培养的原理和过程。
②过程与方法：利用多媒体，以五问教学法驱动课堂，通过剖析问题、探究问题、生成问题，板书引导学生构建本节的知识体系。
通过对不同内容的信息的分析，提高学生获取、归纳信息的能力，锻炼学生运用生物学术语准确描述生物学内容的能力。
③情感态度与价值观：认同细胞全能性与植物组织培养技术开发之间的关系；认同技术的开发是不断探索，锲而不舍的过程。
2.教学重点：理解、运用植物组织培养的原理和过程3.教学难点：植物组织培养实验三、学情与策略1.学情分析：必修1教材第六章第二节《细胞的分化》中已简单介绍了细胞全能性和植物组织培养的部分内容。
学生在高一年级时已初步学习过，但由于时隔较久，学生对此内容印象不深。
细胞全能性的理解是一重点，需剖析概念、举例说明使学生更好地理解概念，帮助认同学生细胞全能性与植物组织培养技术开发之间的关系。
植物组织培养的过程也是一重点，实验作为难点无法开展也为教学带来了困难。
设计问题，利用学生实验的图片、科学研究资料一步一步突破理论到技术遇到的困难，个别学生高一校本选修课进行过实验操作，与大家交流分享，学生对植物组织培养技术的过程理解，而且了解理论转化成技术是科学研究不断探索、锲而不舍的过程。
高中生物 -选修三- 植物组织培养技术
A、细胞丧失了全能性 B、基因的表达有选择性 C、不同的细胞内基因不完全相同 D、在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生
了变化
2、细胞分化：
• 概念：
细胞在形态、结构和生理功能上都会出现稳定性 的差异，形成这些差异的过程叫做细胞分化。
• 特点：
结构和功能上都比较专一，体内无全能性。
2、悬浮细胞培养
通过液体悬浮培养使愈伤组织分散成单细胞（悬浮细胞），经 适宜培养基成分的诱导，可发育成胚状体，从而形成新的植株。
3、原生质体培养
原生质体：去除细胞壁后的植物细胞。
用适当方法进行原生质体培养，也可以获得新植株。
4、单倍体培养
用花药离体培养方法获得单倍体植株。
植物激素的不同配比
离体、 消毒的 植物器 官、组 织或细 胞
性,都具有发育为完整植株的潜能，叫做 植物细胞全能性。
2、原因
生物体的每一个细胞都包含有该物种所特 有的全套遗传物质.
3、全能性的体现：
受精卵 ＞ 生殖细胞 ＞ 体细胞
植物细胞 > 动物细胞 不同种类植物或同种植物的不同基因型个体之间 因遗传性的差异,细胞全能性的表达程度大不相同.
思考讨论：为什么体内细胞没有表现出 全能性，而是分化成为不同的组织、器官？
生物基因的表达不是孤立的它们之间是相互调控相互影响的所以马铃薯番茄杂交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受到相互干扰不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达杂交植株不能地上长番茄地下结马铃薯就是很自然的了
一、植物细胞的全能性
1、概念 植物体的每个活细胞具有遗传上的全能
脱分化愈伤 组织
植物激素的不同配比
【教学设计】高中选修三教案《植物细胞工程—植物组织培养技术》 教案
专题2 《植物组织培养技术》教学设计一.设计思路本节课遵循《高中生物课程标准》倡导的提高生物科学素养的基本理念来设计。
植物组织培养的内容与当前生物技术热点和生产生活实际紧密相连，所以本节课应重视学生理解能力、实际应用能力的培养。
将《植物组织培养技术》的知识作为本节课的理论基础，将科学问题解决的过程作为本节课的教学主线，并通过设置一些相互衔接的问题，引导学生思考，将课堂交还给学生，让其在老师的指导下，自主地解决实际问题、获取相关知识，同时提高自身的生物学素养。
二、教学分析1、教材分析“植物细胞工程的基本技术”是人教版高中生物学教材《现代生物科技专题》(选修3)专题2“细胞工程”的内容，涉及的知识点主要有细胞的全能性、植物组织培养技术，其中植物组织培养的原理和过程是教学的重点，植物组织培养的实验是教学的难点。
2、学情分析虽然必修模块中细胞全能性、细胞分化和单倍体育种等方面的知识已为本节课的学习奠定了一定的理论基础，但是相关的实验技术难度较高、过程抽象，这就会给学生的理解带来一定的困难。
教学中应结合多媒体手段，采用创设情境、层层设疑、小组讨论等方法，让学生完成知识的自主构建，并激发他们的科学探究意识。
3、教学重点与难点分析（1）重点：细胞的全能性和植物组织培养技术（2）难点：植物组织培养技术三、教学目标1.知识目标简述细胞全能性的概念；简述植物组织培养的过程、方法和应用；2.能力目标在质疑、探究的学习过程中，培养独立思考，推理判断和创造性思维能力；通过联系农业生产实际，培养活学活用，理论联系实际的能力。
3.情感态度和价值观目标认同科学是一个不断发展的过程，激发探索生命奥秘的热情；渗透科学思想的教育，理解科学、技术、社会与环境四者之间的关系。
四、教学策略与手段本节课根据生物工程内容的特点，从引导学生从科学、技术、社会与环境四个层面进行构建，具体指导以技术操作流程为核心，在此基础上分析操作的原理（科学），分析应用（社会、环境）与技术的联系。
人教版高中生物选修3专题2第1节第1部分植物细胞工程的基本技术课件(共19张PPT)
从理论上讲，每个细胞都包含该物种的全部遗传物质 （全部基因），所以每个活细胞都应具有全能性 。
探索历程： 1902年 【德】哈勃兰特 提出细胞全能性的理论。
1937年 【美】怀特 用烟草组织做材料培育出 烟草植株。
1958年 【美】斯图尔德 胡萝卜根的组织培养再次 证明了植物细胞的全能性。
植株
二、植物体细胞杂交技术
植物体细胞杂交： 将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并 把杂种细胞培育成新的植物体的技术。
白菜 紫甘蓝
白菜－甘蓝
优点：生长期短, 耐热性强和易于 贮藏
活动二：
1.尝试构建白菜和紫甘蓝体细胞杂交流程
白菜
白菜－甘蓝
紫甘蓝
活动二：
1.尝试构建白菜和紫甘蓝体细胞杂交流程
活动一:
1.构建组织培养的基本程序：
活动一:
1.构建组织培养的基本程序：
脱分化
愈伤组织
再分化
活动一：
2.讨论组织培养实验中需要控制哪些条件？
一定的营养物质、激素和其他 外界条件
①在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒， 灭菌，并且要求无菌操作？ 避免杂菌在上面迅速生长消耗营养，且有些杂菌会 危害培养物的生长。
植物细胞的融合
植物组织培养
再
人
去壁工Biblioteka 诱导生 出 细 胞
脱 分 化
再 分 化
壁
活动二：
① 植物体细胞融合的过程中，用什么方法可以去除细胞壁？ 酶解法（纤维素酶、果胶酶等）
② 细胞融合的基础? 促进原生质体融合的方法有哪些？ 细胞膜具有一定的流动性
物理法：离心 、振动、电刺激等 /化学法：聚乙二醇（PEG）
人教版选修3 植物组织培养技术的应用 第1课时 教案1
植物组织培养技术的应用一、教学目标1.知识目标:简述细胞全能性的概念含义,简述植物组织培养的过程和方法,简述植物体细胞杂交技术。
2.技能目标:模拟植物组织培养的技术。
3.情感目标:认同植物细胞工程技术在改造、创造新物种方面的重大作用。
二、学情分析通过细胞工程概述的学习,学生已经对细胞工程有了初步的认识,对植物细胞工程的学习有了一定的基础三、重点难点1.植物组织培养的原理与基本过程。
2.植物体细胞杂交的基本步骤。
四、教学过程4.1第一学时4.1.1教学活动活动1【活动】教师活动【课前预习】1.什么是细胞工程?它和基因工程有什么区别?2.什么是植物细胞的全能性?植物细胞具有全能性的原因是什么?【导学诱思】【分析】生物体的细胞在形态、结构和功能上存在很大的差异,这是细胞分化的结果,但是几乎每一个细胞内都含有该物种的全套遗传物质,具有发育成为完整个体所必需的全部基因,因此,这些细胞都具有发育成为一个新个体的潜能。
细胞的这种特性称为细胞的全能性。
在理论上,生物的任何一个细胞都具有发育成完整植株的潜能。
但是,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,细胞中的基因会有选择性地表达出各种蛋白质,从而构成生物体的不同组织和器官。
【知识归纳】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,通过细胞水平或细胞器水平上的操作,按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。
根据操作对象的不同,可分为植物细胞工程和动物细胞工程两大领域。
【分析】从操作环境来看,二者都是在体外进行相关操作;从操作对象来看,基因工程的操作对象是基因,而细胞工程的操作对象是细胞;从操作水平来看,前者是在分子水平上进行操作,而后者是在细胞水平或细胞器水平上进行操作。
二、植物组织培养技术:1.植物组织培养技术的概念是什么?【讲述】是指在无菌条件下,分离植物的器官、组织、细胞或原生质体(称为外植体),并在培养基上培养,在适宜的条件下使其长成部分或完整植株的技术。
【高中生物】高中生物知识点：植物的组织培养技术
【高中生物】高中生物知识点：植物的组织培养技术植物组织培养技术：1.植物组织培养工艺：（1）原理：植物细胞具有全能性。
（2）过程：2、用途：（1）微复制微型繁殖就是用于快速繁殖优良品神的植物组织培养技术，也叫快速繁殖技术。
繁殖过程中的分裂方式是有丝分裂，亲、子代细胞内dna不变，所以能够保证亲、子代遗传特性不变。
（2）作物解毒作物脱毒是利用茎尖、根尖等无毒组织，进行微型繁殖，所获幼苗是无毒的。
（3）人工种子：通过组织培养技术，植物组织的细胞可以培养成在形态和生理上与天然种子胚相似的胚状体，也称为体细胞胚。
这种体细胞胚具有叶、根和茎的分生组织结构。
科学家将体细胞胚胎植入胶囊中，形成球形结构，使其具有种子功能。
因此，人工种子是一种代替天然种子的人工颗粒，可以直接在田间播种。
①制作方法：人工种子是利用植物组织培养获得胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等，然后包上人丁种皮就形成了人工种子，如图：② 优点：它可以在自然条件下繁殖不肥沃或种子昂贵的植物；保持父母的优良品质，因为这个过程是无性繁殖；节约粮食，减少种子的使用；它可以控制某些物质的添加，如除草剂、农药、促生长激素、有益细菌等。
周期短，便于储存和运输，不受气候和地域限制。
(4)细胞产物的工厂化生产：从人工培养的愈伤组织细胞中提取某种成分，如紫草素、香料等。
知识电话：1、植物组织培养的注意事项：（1）接种期间的注意事项：① 接种室应消毒；② 无菌手术；③ 接种期间应防止交叉污染；④ 接种后立即盖上瓶子。
（2）外植体接种前，需要将接种室、接种箱灭菌和对外植体消毒的操作：①接种前一天，用甲醛溶液和高锰酸钾对接种室的四个角落进行熏蒸。
②接种前1小时，在接种室内用喷雾器喷洒来苏水；桌椅也用来苏水擦拭；接种箱内用甲醛溶液和高锰酸钾熏蒸。
③ 用紫外线灯对灭菌室和接种箱进行消毒。
④接种前，操作者用肥皂清洗双手，擦干，再用酒精棉球擦拭双手。
⑤ 外植体用次氯酸钠溶液消毒。
2、在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，需要的条件：①消毒灭菌；②一定浓度的植物激素；③适宜的温度；④充足的养料。
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作物脱毒
• 脱毒的原因：长期进行无性繁殖的作物， 易积累感染的病毒，导致产量降低，品质 变差
• 脱毒的材料：植物茎间、根间的分生区组 织
• 脱毒的方法：利用植物的分生区组织进行 植物组织培养
人工种子
• 天然种子的局限： • 培育周期长; • 优良杂种的后代会发生性状分离而丧失其优良特性 • 生产会受到季节气候或地域的限制，需要占用大量
意义：打破了植物远缘杂交不亲和的障碍。扩大 了用于杂交的亲本组合范围。
思考与探究2 提示：根据眼虫的特点，动物细胞和植 物细胞之间在理论上是可以实现杂交的。具体的实验
方案可以设计如下：
• （一）、植物繁殖的新途径 • 1.微型繁殖 • 2.作物脱毒 • 3.神奇的人工种子 • （二）、作物新品种的培育
（2）决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是什么？
激素诱导和营养物质
一、植物细胞的杂交技术
1、细胞杂交技术概念
将不同种植物的体细胞， 在一定条件下融合成杂种细胞， 并把杂种细胞培育成新的植物 体的技术。 （不同种生物之间 存在着生殖隔离，所以用传统 的有性杂交方法是不可能做到 这一点的）
2、相关问题
单倍体育种
通过花粉培养获得单倍体植株，染色 体加倍后当年变可得到稳定遗传的优良品 种。
优点：极大地缩短了育种年限。
• 单倍体育种的实验流程。
花 接种 花粉细 脱分化 愈伤
药
胞培养
组织
正常 染色体加倍 单倍体
分化出
植株
植株 移栽 小植物
2.突变体的利用
(1)产生:植物组织培养过程中，由于培 养细胞一直处于不断的分生状态，易受到培养 条件和外界压力的影响而产生突变。
提示：植物组织培养中用到的培养基含有丰富 的营养成分，有利于培养物的生长，然而各种杂 菌同样也可以在上面迅速生长，所以植物组织培 养过程中污染现象经常发生。培养基一旦被污染， 迅速生长的各种杂菌不但会和培养物争夺营养， 而且这些杂菌生长的过程中会生成大量对培养物 有害的物质，导致培养物迅速死亡。
造成培养基污染的因素： 外植体带菌、培养瓶和各种器械灭菌不彻底、 操作人员操作不规范等。
基因选择性表达的结果
细胞的全能性与细胞分化程度的关系：
全能性高则分化程度低。全能性最高的是受精卵， 还没有分化，个体发育其时就是受精卵不断分裂和 分化的过程，越往后细胞的分化程度越高，体细胞 是高度分化的细胞，也是全能性最低的细胞。
全植受体幼细全 植 受 体 幼 细能物精细嫩胞物精细嫩胞能性细卵胞细分细卵胞细分性的胞：胞裂>胞>：胞裂生的生大分能>>分能>>动衰殖殖动衰大小化力化力物老细细物老小：程强程强细细胞胞细细度的：度的胞胞（（胞 胞低>低>（精细精（细的的动细胞细动胞>>物胞分分胞物分分细裂化·细裂·化胞能程卵胞能卵程的力度细的力细度细弱高胞细弱胞高胞的·的胞的·的核配核配具子具子全）全）能>能>体体性性细细））胞胞
1，要想让两个来自不同植物的体细胞融合在一起，遇到 的第一个障碍是什么？如何温和 的消除这一障碍？
细胞壁 纤维素酶、果胶酶（酶解法） 原生质体
2，两个原生质体融合首先是什么融合？利用了什么 原理？什么方法？
细胞膜 细胞膜的流动性 物理法：离心，振动，电刺激 化学法：聚乙二醇（PEG）
3，植物细胞融合成功的标志是什么？
二、植物组织培养
1、植物组织培养的概念
植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下， 将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配 制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产 生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。
脱分化
离体的植物器官、 组织或细胞
外植体
愈伤组织
脱分化：已经分化的细胞，经过诱导后，失去其 特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。 脱分化的细胞成为薄壁细胞，叫愈伤组织。
杂种细胞产生了新的细胞壁
4，形成了杂种细胞后，如何形成杂种植株？ 植物组织培养技术 脱分化 再分化
3、植物体细胞杂交过程
植物细胞A 植物细胞B
纤维素酶
植 物
去细胞壁
酶解法 果胶酶
细
胞 融
原生质体A
合
原生质体B 原生质体融合
离心
人工诱 物理方法 振动
导方法
电刺激
正在融合的 原生质体
化学方法：聚乙二醇
（1）要想让两个来自不同植物的体细胞融合 在一起，遇到的第一个障碍是什么？
（2）有没有一种温和的去细胞壁的方法？ （3）为什么两个原生质体能发生融合，这与
细胞膜的什么特性有关？ （4）如果两个来源不同的原生质体发生融合
形成了杂种细胞，下一步该对此细胞做 何种处理？ （5）如何将杂种细胞培育成杂种植株？
(2)利用:筛选对人们有利突变体,进而 培育新品种
（3）成就：20世纪70年代以来，各国的 科学家用这种方法已经筛选到抗病、抗盐、含 高蛋白，以及高产的突变体，有的已用于生产。
三、细胞产物的工厂化生产
• 1.细胞产物种类：蛋白质,脂肪,糖类,药物, 香料,生物碱等.
• 2.技术：植物的组织培养.
工厂化生产人参皂甙的基本过程是什么？
2.在本实验中，切取胡萝卜块根时强调要切取含有 形成层部分，原因是这部分容易诱导形成愈伤组织。 请思考一下，胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花）， 是否也能培养成小植株，你能用实验的方法进行验 证吗？
提示：胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花） 也能培养再生形成小植株，只是诱导愈伤组织比较 困难。
3，影响植物组织培养的因素有哪些？
④ 激素：生长素、细胞分裂素、赤霉素
⑤ pH值：5.0－6.0
（3）方法步骤
1、 选取胡萝卜洗净，削皮，切段 2、酒精消毒、次氯酸钠杀菌 3、切取1立方厘米左右的形成层小块
4、接种，封盖扎紧 脱分化
5、定期观察和记录愈伤组织
再分化
6、诱导出试管苗，移栽
（4）注意事项
a、激素用量的比例影响实验结果：
的土地实现制种
讨论
人工种皮是保证包裹在其中的胚状体顺利生长成 小植株的关键部分，请探讨人工种皮中应该具有 的有效成分是什么？为了促进胚状体的生长发育， 我们还可以向人工种皮中加入哪些物质？
针对植物种类和土壤等条件，在人工种子的 包裹剂中还可以加入适量的养分、无机盐、有 机碳源以及农药、抗生素、有益菌等。为了促 进胚状体的生长发育，还可以向人工种皮中加 入一些植物生长调节剂。
过
特点？ 无定形状态
愈伤组织
（未分化）
程 薄壁细胞
高度液泡化
再分化
排列疏松、无规则 丛芽（胚（分化）
状体）
植物体
3、胡萝卜的组织培养实验
（1）实验原理、目的、材料
（2）植物组织培养的培养基：
水、无机盐离子 有机小分子营养成分： ① 氮源：包括维生素和氨基酸
② 碳源：2%—5%的蔗糖溶液，调节渗透
压 ③ 琼脂：起支持作用
B、再分化 根、芽
植物体
植物激素：细胞分裂素、生长素
1、A过程进行有丝分裂 2、B过程进行有丝分裂同时 也进行分化 3、A不需光照，而B需光 照，叶绿素的合成需光照
分化程度低 去分化较易
①适宜温度、无光 照、 pH和无菌环 境。
离体的植物 器官、组织 或细胞
外植体 （分化）
脱分化 条件？
②无机、有机成分 和植物激素（生长 素，细胞分裂素和 赤霉素）
胞
变细胞内的遗传物质
工
或获得细胞产品
程
植物细胞工程
分类
动物细胞工程
与基因工程的比较：前者是细胞水平或细胞器 水平上生物技术,后者是分子水平上的生物技术。
植 所采用技术 物 的理论基础
细
胞 工 通常采用的 程 技术手段
植物细胞的全能性
植物组织培养 植物体细胞杂交
植植物物组织组培织养培养
植物体细胞杂交
细胞工程的概念
指应用细胞生物学和分子生物学 的原理和方法，通过某种工程学手 段，在细胞整体水平或细胞器水平 上，按照人们的意愿来改变细胞内 的遗传物质或获得细胞产品的一门 综合科学技术。
应用的原理和方法
细胞生物学和 分子生物学
概念 研究的水平
细胞整体水平或细 胞器水平
细
研究的目的
按照人们的意愿来改
再生出细胞壁（融合成功的标志）
细胞分裂
杂种细胞
愈伤组织
植物组织培养
杂种植株
植物体细胞杂交技术流程图进行总结， 重点理解以下内容。
① 流程图中为了简化，仅画了一个马铃薯的原生质体 与一个番茄的原生质体之间的融合，可真正在实际 操作过程中，是把许多马铃薯的原生质体和许多番 茄的原生质体放在一起，让它们自由融合，再从中 筛选出所需的杂种细胞。
一、细胞的全能性
1、定义： 生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体
的潜能的特性。
2、原理： 生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有
的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所 必需的全部基因，从理论上讲，生物体的每 一个活细胞都应该具有全能性。
3、 原因： 生物体细胞含有本物种所特有的全套遗传
信息。
4、体内细胞未表现全能性的原因：
营养成分：大量元素，微量元素，有机物（氨基酸、维生 素、蔗糖），水
激素：细胞分裂素和生长素。两者用量的比例影响植物 发育的方向。
细胞分裂素 ——————
生长素
>1 有利于芽的分化 =1 促进愈伤组织的形成 <1 有利于根的分化
光照：脱分化无光，再分化需光
（4）思考讨论
（1）离体的器官、组织或细胞如果不进行脱分化处理， 能否培养成完整植物体？ 不能
生长素用量>细胞分裂素用量,有利于根的分化、抑 制芽的形成； 比值低时，有利于芽的分化，抑制根的形成； 比值适中时，促进愈伤组织的生长。