第31课时 植物细胞工程公开课.docx

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1、第31课时植物细胞工程学业质量水平：1 .通过菊花的组织培养实验，理解植物组织培养技术的原理，了解植物激素（生长素和细胞分裂素）的浓度、比例对菊花愈伤组织形成和分化的影响。（生命观念、科学探究）2 .运用所学生物学知识，结合教材图解，理解植物体细胞杂交的原理和技术流程。（生命观念、科学思维）3 .阅读相关资料，列举植物组织培养、植物体细胞杂交技术在生产实践中的应用，用生命观念解释植物细胞工程给人们带来的影响。（生命观念、科学思维、社会责任）课标要点一植物组织培养技术（见学生用书P248）主干梳理1.细胞工程概念原理、方法按照一定的设计方案，借助工程学的方法或技术（细胞和组织培养、细胞融合、一核

2、移植一等）操作对象细胞器、细胞或一组织.目的获得特定的一细胞产物.、细胞、组织、器官或新生物体（2）分类：植物细胞工程和动物细胞工程。（3）植物细胞工程的基础技术：植物组织培养。动物细胞工程的基础技术：动物细胞培养。2.植物细胞的全能性慨念植物体的每个生活细胞都具有二三上的全能性.一因而而都有发育成YkJ的潜能禽能性剖细胞内含有本物种的麻，传;；E全能性表具有完整的细胞结构.处于离体状态,提达条件供一定的四、日和其他适宜外界条件细胞全能性大小与细胞分化程度成反比,作桂植物细胞：受精卵生殖细胞体细胞毁在动物细胞：受精卵生殖细胞体细胞核（动物细胞全能性受限制,但细胞核具有全能性）3.植物组织培养技

3、术定义在无菌和人工控制条件下，将_&_的植物体器官、组织或细胞等培养在人工配制的培养基上，使其生成.完整植株或使其细胞增殖并产生.细胞代谢产物一的技术原理_植物细胞全能性分类分类依据：根据外植体的不同分类:类型：器官培养、组织培养、细胞培养、原生质体培养_等培养接种过程愈伤组织f外诱导生芽值体-A一诱导诱导生根移栽成活形成完整植株的途径途径1：芽或茎幼苗途径2（器官发生途径）：外植体愈伤组织国”组织器官f完整植株途径3（体细胞胚发生途径）：外植体更丝愈伤组织型_胚状住完整植株培养条件适宜温度、无菌条件、培养基中适宜浓度和配比的一激素、充分而全面的营养物质植物续表培养基成分无机盐：为植物提供必需

4、的矿质元素糖类：既可作为碳源和能源物质，又参与维持培养基的一渗透压.维生素：往往以的形式参与细胞的蛋白质、脂质、糖代谢等重要活动植物生长调节物质：在和再分化中起着关键作用4.活动：菊彳它的组织培养及幼苗的移栽(1)原理：通过调节激素的.比例_可控制菊花外植体的生长发育。(2)步骤:5.植物组织培养通过多种途径有效地提高生产效率快速繁殖植物将初代培养物进一步进行代培养，短时间获得大量植物植物脱毒利用组织培养方法，取一定大小的茎尖进行培养，再生的植株有可能不带病毒，从而获得一脱病毒苗.，再用其进行繁殖，则种植的作物就不会或极少发生病毒生产人工种子将植物离体培养产生的体细胞.胚、芽、愈伤组织一等包埋

5、在含有营养成分和保护功能的物质中而制成。人工种子包括一体细胞胚_、人工胚乳和人工种皮.三部分细胞代植物几乎能生产人类所需要的一切天然有机物，如蛋白质、脂肪、糖类、天然药物、香的工业化生产料、燃料等!1!龙点：I过程JV花药岗体培养一单倍体植株染色体明显缩短(而“畸变育种年限.找小仙素那导.纯今孑虫株染色体加倍绳行ffu伴作物新诱变处理品种的Z产生新案篙、族因因.大帽外植体逊化*愈伤组织培育器厂突变度改良某ry些性状-F突变体黑*新乩种1诱导分化i克购缘获取目的基因、构建重组DNA分子、将或蛆DNA分h重组和的障碍7导入受体细胞.检测目W等的基因及其表达产物自我诊断判断正误(正确的打“J”，错误

6、的打“X”)1 .高度分化的成熟叶肉细胞不具备发育成完整植株的潜能。()2 .愈伤组织是外植体经脱分化和再分化后形成的。(X)3 .培养草莓脱毒苗所采用的主要技术是细胞杂交。()4 .同一株绿色开花植物不同部位的细胞经组织培养获得的植株基因都是相同的。(X)5 .在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会发生细胞的增殖和分化,()新高考新教材浙江选考命题新思考教材新命题点思考1 .从繁殖方式上看，植物组织培养属于哪种繁殖方式？为什么？无性繁殖幺植物组织培养是花细胞有丝分裂和细胞分化的基础上实现的?一此过程并没有生殖细胞的产生，所以是无性繁殖。2 .作物脱毒时应选取哪里的组织进行组织培养？原因是什

7、么？一般选取根尖或茎尖的分生区；植物的分生区的病毒极少，甚至无病毒，用分生区细胞进行组织培养一，就能得到大量的脱毒苴?.命题探究命题探究一植物组织培养的过程植物激素在植物组织培养中的作用(1)按照不同的顺序使用生长素和细胞分裂素，会得到不同的实验结果使用顺序先使用生长素，后使用细胞分裂素实验结果有利于细胞分裂，但细胞不分化先使用细胞分裂素，后使用生长素细胞既分裂也分化同时使用分化频率提高简记为：先“生”分裂不分化，后“生”分裂又分化，同“使”分化频率高发行成幼胚形成愈伤组织长成植成熟烟物幼体草植株通口悬汴成小细胞并颂宜培菱基中(2)当同时使用生长素和细胞分裂素时，二者用量的比例影响植物细胞的发

8、育方向生长素/细胞分裂素的值作用效果比值高时促进根分化、抑制芽形成比值低时促进芽分化、抑制根形成比值适中促进愈伤组织形成例1下图表示通过克隆技术获得烟草植株的过程，请回答下列问题:(1)过程往往选取烟草叶片的幼嫩部位，需经过消毒处理,才能置于培养基中培养。(2)过程称为脱分化,过程称为再分化。(3)通过悬浮培养形成的单细胞可发育成幼胚(或胚状体)，继而形成植物幼体；也可利用纤维素酶和果胶酶水解细胞壁,获得原生质体，其经培养后也可形成完整植株。(4)在培养过程中，若要诱导芽的产生，则配制植物激素时要B。A.添加适量的生长素和适当减除某些其他激素B.添加适当配比的生长素和细胞分裂素C.添加适量的生

9、长素和适当增加某些其他激素D.适当增加细胞分裂素和生长素的量【解析】(1)自然环境中获取的植物组织、器官携带较多微生物，会影响培养过程中植物细胞的生长，因此需先进行消毒处理。(2)高度分化的植物细胞经培养形成相对未分化的愈伤组织细胞，此过程称为脱分化；而相对未分化的愈伤组织细胞经诱导分化成胚的过程，称为再分化。(3)据题图可知，悬浮培养的单细胞可发育成幼胚；细胞壁的主要成分为纤维素和果胶，因此可使用纤维素酶和果胶酶处理细胞壁；植物细胞壁去除后内部的结构称为原生质体。(4)营养物质和植物生长调节剂配比会影响愈伤组织的分化方向，例如，适量的生长素和细胞分裂素配比可以诱导芽的分化，应按照B选项操作。

10、即时巩固培养胡萝卜根组织可获得试管苗，获得试管苗的过程如图所示。诱导组织块形成愈伤组织诱导愈伤组织形成试管苗回答下列问题。（1）利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有全能性（或形成完整植株所需的全部基因1。（2）步骤切取的组织块中要带有形成层，原因是形成层容易诱导形成愈伤组织一（3）从步骤到步骤需要更换新的培养基，其原因是诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同。在新的培养基上愈伤组织通过细胞的一分化（或再分化）过程,最终可形成试管苗。（4）步骤要进行照光培养，其作用是J秀导叶绿素的形成，使试管

11、苗能够进行光合作用-（5）经组织培养得到的植株，一般可保持原品种的遗传特性_,这种繁殖方式属于一无与繁殖。【解析】（I）分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有全能性。（2）在本实验中，切取胡萝卜块时要切取含有形成层的部分，原因是形成层容易诱导形成愈伤组织。（3）决定植物细胞脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，步骤（诱导愈伤组织形成）和步骤（诱导愈伤组织分化形成试管苗）所需的生长素和细胞分裂素的比例不同，故步骤到步骤需更换培养基。愈伤组织通过细胞的再分化过程形成试管苗。（4）步骤需要光照培养，其作用是诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用。（5）组织培养没有经过

12、两性生殖细胞的结合，因此属于无性繁殖，组织培养得到的植株保持了原品种的遗传特性。命题探究二多途径的植物克隆及应用例2植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应用，回答下列问题。体细胞胚（1）植物组织培养技术是植物微型繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比，这种繁殖技术的特点有能保持植物原有的遗传特性；繁殖速度快_（答出2点）。（2）通过组织培养技术，可把植物组织细胞培养成体细胞胚，再经过人工种皮（人工薄膜）包装得到人工种子（如图所示）。这种人工种子在适宜条件下可萌发生长，人工种皮要具备透气性，目的是有利于体细胞胚进行呼吸作用1。人工胚乳能够为体细胞胚生长提供所需物质，因此应含有植物

13、激素、_矿质元素一和一糖一等几类物质。（3）用脱病毒苗进行繁殖，可以减少作物感染病毒。为了获得脱病毒苗，可以选取植物的行组织培养。（4）植物组织培养技术可与基因工程技术相结合获得转基因植株。将含有目的基因的细胞培养成一个完整植株的基本程序是含口的基因的细胞3愈伤组织里小植株_（用流程图表示）。【解析】（I）植物微型繁殖是指用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，与常规的种子繁殖方法相比，这种微型繁殖技术的特点有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)人工种子的体细胞胚在进行细胞呼吸时，需要从外界环境吸收02,并将产生的C02释放到外界环境中，因此人工种皮具备透气性可有利于体

14、细胞胚进行呼吸作用，以保持体细胞胚的活力。人工胚乳的作用是为体细胞胚的发育提供营养，因此应含有植物激素、矿质元素、糖等物质。(3)植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少，甚至无病毒，因此为了获得脱病毒苗，可以选取植物的茎尖进行组织培养。(4)将含有目的基因的植物细胞培养成一个完整的转基因植株，需借助植物组织培养技术才能实现，其基本程序是含目的基因的细胞4愈伤组织幽学小植株。即时巩固红豆杉因其次生代谢产物紫杉醇的显著治癌效果而备受关注。为了获得紫杉醇，可以先用植物外植体获得愈伤组织，然后在生物反应器中悬浮培养。请回答下列问题：(1)以该植物的幼茎、树皮、针叶作为外植体，在一定条件下进行组织培养，均能获得试管苗，其原理是一幼茎、树皮、针叶的细胞都具有全能性，在一定条件下能发育成完整的植株一研究发现用幼嫩茎段比成年老枝更易产生愈伤组织，且时间早，诱导率高，原因是幼嫩茎段细胞分化程度较一低.。(2)可采用(部位)进行植物组织培养获得脱除病毒的红豆杉。与从红豆杉树皮中直接提取相比，通过茎段组培获得的愈伤细胞悬浮培养生产紫杉醇的优点是_可以在生物反应器中大规模培养细胞，并且通过控制培养条件使培养细胞合成大量的紫杉醇一。(3)二倍体愈伤组织细胞经秋水仙素(或低温)一处理,会产生染色体数目加倍的细胞。(4)不同有机溶剂及其组合作为浸提