植物细胞结构植物细胞工程复习复习课程

《细胞结构与细胞工程》二轮复习

植物细胞的结构与植物细胞工程

一、三维目标

知识目标：

1. 简述植物细胞的结构特点。

1. 简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。

2. 列举植物细胞工程的实际应用。

能力目标：

1. 简述植物细胞结构与植物细胞工程的关系。

2. 尝试植物培养技术。

情感态度价值观目标：

体验植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术

二、教学重点：

（1）植物细胞的基本结构特点。

（2）植物组织培养的原理和过程。

（3）植物体细胞杂交的原理。

（4）植物细胞工程应用的实例。

三、教学难点：植物组织培养技术

四、课时安排：1课时

五、教学过程：

1. 植物细胞的结构

专题引入：PPT展示高等植物细胞的亚显微结构图，引导学生观察高等植物细胞的亚显微结构图并复习高等植物细胞的各种结构以及这些结构相应的作用。

（1）、细胞壁：主要成分：纤维素和果胶。作用：支持和保护作用。在不破坏植物细胞其他结构的条件下怎样去除细胞壁：酶解法（纤维素酶和果胶酶）。

（2）、细胞膜：植物细胞的边界。主要成份：磷脂和蛋白质。结构特点：具有一定的流动性。

功能特性：选择透过性。

（3）、叶绿体：植物细胞进行光和作用的场所，养料制造车间。分布特点：绿色植物的叶肉细胞、幼茎的皮层细胞。

（4）、线粒体：有氧呼吸的主要场所，动力车间。

（5）、核糖体：生产蛋白质的机器。翻译的场所。

（6）、内质网：对来自核糖体的蛋白质进行初步加工。脂质合成车间。

（7）、高尔基体：与植物细胞壁的形成有关。

（8）、液泡：内含细胞液，植物细胞的仓库，充盈的液泡能使植物细胞保持坚挺。（9）、细胞核：植物细胞代谢和遗传的控制中心。DNA的主要分布场所。

2. 植物组织培养技术

1）、设问：将一个植物细胞能否培养成一个完整的植株？需要什么技术？该技术的原理？引入复习植物组织培养技术。

回答：能。植物组织培养技术。原理是植物细胞具有全能性。

以问题的形式引导学生复习植物细胞全能性的有关知识：

（1）、什么是细胞的全能性？

答：已分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。

（2）、什么是已分化的细胞？什么是细胞的分化？

答：是指在个体发育过程中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构、功能上发生稳定性差异的过程。分化前后遗传物质不发生改变。

（3）、为什么已分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能？

答：因为生物体的每个细胞都含有本物种的全套基因

（4）、生物体的内的细胞为什么没有表现出全能性？而是分化成不同的组织器官？

答：在生物体内，由于基因的选择性表达，细胞不能表现出全能性，而是分化成为不同的组织器官。

（5）、植物细胞表现出全能性的条件是什么？

答：离体、提供营养物质、激素、适宜的条件

2）、如何把植物的一个细胞培育出完整的植株呢？

概括其过程：脱分化再分化

高度分化的离体植物器官、组织或细胞形成愈伤组织，根芽，最终形成植物

(1) 什么是脱分化？

答：脱分化是指已经分化的细胞，经诱导后，失去特有的结构功能转变成末分化的细胞的过程。

实质：是恢复细胞的全能性的过程（脱去细胞分化）

（2）脱分化的结果是什么？答：形成愈伤组织

（3）什么是愈伤组织？

讲：如图2-2，是指未分化的，高度液泡化得薄壁细胞，细胞排列疏松，不含叶绿体、色素。其中脱分化过程要避光培养，再分化过程要见光培养。

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。

师生一起完成：植物细胞工程的基本技术的流程图

植物材料消毒→接种到诱导培养基→诱导出愈伤组织→转接至分化培养基上→分化出幼苗→移栽大田

3）、师生一起归纳：

植物组织培养需要的条件：无菌、营养物质、激素（生长素、细胞分裂素）、适宜的温度和光照

植物组织培养的概念：

在无菌和人工控制的条件下将离体的植物器官、组织或细胞，培养在人工配制的培养基上，给予一定的条件，诱导产生愈伤组织、芽丛，最终形成完整的植株。它是植物细胞

工程的最基本的技术。

3. 植物体细胞杂交技术

1)、引入：众所周知，番茄会结果实，马铃薯会结薯块，20世纪60年代，有的科学家提出这样一个设想：能否让番茄和马铃薯杂交，培育出一种地上结番茄果实，地下结马铃薯块茎的植物？又该如何做呢？传统的有性杂交方法可能实现吗？经过科学家长期的实验，科学家采用体细胞杂交的方法，终于得到了“番茄-马铃薯“杂种植株。那么科学家是怎样获得杂种植株的呢？

答：将两种生物的体细胞进行融合，再经过组织培养获得。

（1）你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合，遇到的第一个障碍是什么？

答：去除细胞壁。

（2）细胞壁的组成成分是什么？有没有一种温和的去细胞壁的方法？

答：细胞壁是由纤维素和果胶组成，可以用纤维素酶和果胶酶去细胞壁。

补充：酶有专一性，而细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以用纤维素酶和果胶酶去壁将不会对其内的原生质体造成损伤。

（3）两种不同植物的原生质体的放在一起会自然融合？

答：不会，必须要一定的技术进行人工诱导。

（4）人工诱导方法有哪些？

答：人工诱导的方法物理法：离心、振动、电激。化学法：聚乙二醇(PFG)作诱导剂。（5）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？

答：植物组织培养，培育成新的植物体。

（6）植物体细胞杂交得到的杂种植株为什么具有两种植物的性状？

答：植物体细胞杂交使杂种细胞具备了两种细胞的遗传物质。

（7）植物体细胞杂交后的杂种细胞一定能发育为杂种植株吗？

答：不一定。融合后的杂种细胞具有两种植物的遗传物质，但是遗传物质之间可能存在相互影响。

师生共同总结植物体细胞杂交技术的过程：

不同种植物的体细胞用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁

脱分化愈伤组织再分化杂种植株

注意：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。②由于不同种的细胞其细胞膜的特点不一样，如不作任何处理，把它们放在一起，让它们自然融合是不可能的，所以原生质体间的融合必须要人工诱导。

2）、植物体细胞杂交技术的原理是什么？