生物：21《植物细胞工程》教案（新人教版选修3）.doc

2.1 植物细胞工程 一、教学内容： 植物细胞工程 二、良好开端 本节重点：1）植物组织培养的原理和过程 2）植物体细胞杂交的原理 3）植物细胞工程的应用 本节难点：植物组织培养 三、成功之旅 【知识点1】植物组织培养技术 组织培养的原理：植物细胞的全能性，即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。因此，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力。但是，在生物的生长发育过程中，细胞不会表现出全能性，而是分化成各种组织器官。这是因为在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因选择性表达的结果。 组织培养的过程 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。具体过程如下： 离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织根、芽植物体 （外植体） 1、脱分化：就是让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转化成未分化细胞的过程。 2、愈伤组织：排列疏松而无规则。是一种高度液泡化的呈无定型状态的薄壁细胞。 3、再分化：就是由愈伤组织重新分化成根、芽等器官的过程。 4、脱分化和再分化的比较 比较内容 脱分化 再分化 过程 细胞→愈伤组织 愈伤组织→幼苗 形成体特点 排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞 有根、芽 需要条件 a. 离体 b. 适宜的营养 c. 生长素和细胞分裂素 a. 离体 b. 适宜的营养 c. 生长素和细胞分裂素 d. 光照 5、影响脱分化、再分化的因素 影响脱分化、再分化的重要因素为植物激素。当细胞分裂素与生长素共同使用时，能强烈的促进愈伤组织的形成，两者不同浓度的配比在再分化过程中，分别对诱导根或芽的产生起关键作用。当细胞分裂素与生长素的浓度比高时，有利于芽的产生；浓度比低时，有利于根的产生。 例题1、甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的 A. 有丝分裂 B. 分化 C. 减数分裂 D. 全能性 ［解析］考查植物组织培养的原理、过程。植物组织培养的原理是植物细胞的全能性。过程是：离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织根、芽植物体。此过程是一个无性繁殖的过程，细胞数目增多的方式是有丝分裂，并且涉及细胞的分化。 ［答案］C 【知识点2】植物体细胞杂交 由上图可知：植物体细胞杂交就是将不同的植物体细胞，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。 虽然科学家们历尽艰辛，实现了马铃薯和番茄两个物种间的杂交，可惜这株同时具有两个物种遗传物质的超级植物，并没有如科学家所想像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯。尽管如此，这项研究还是在克服不同生物远缘杂交的障碍上，取得了巨大的突破。 例题2、不能用于人工诱导原生质体融合的方法是 （ ） A. 振动 B. 电刺激 C. PEG D. 重压 ［解析］原生质体是除去细胞壁的植物细胞，它实际上就是植物细胞的原生质部分。当进行植物体细胞杂交时，先用纤维素酶、果胶酶除去细胞壁，分离出具有活力的原生质体，获得原生质体后就可以进行植物体细胞杂交了。植物体细胞杂交的过程实质是不同植物体细胞的原生质体融合的过程。将不同植物体细胞放在一起培养，必须通过一定的技术手段进行人工诱导。诱导方法有物理法和化学法两大类。物理法就是利用离心、振动、电刺激等促使原生质体融合；化学法是用聚乙二醇等试剂作为诱导剂诱导细胞的原生质体融合，聚乙二醇简称为PEG。重压不能促使原生质体的融合。 ［答案］D 【知识点3】植物细胞工程的应用 （一）快速繁殖（微型繁殖）：通过组织培养的方式，可以快速大量的繁殖种苗。 （二）作物脱毒：采用茎尖（几乎无病毒）组织培养的方式来脱除植物的病毒 （三）制备人工种子：组织培养形成植物幼体，外面包上人工种皮。 （四）培育作物新品种： 1、单倍体育种：用植物的花药进行离体培养形成单倍体，人工诱导染色体加倍后筛选出需要的新品种； 2、突变体的利用：利用组织培养过程中出现的突变体，培育新的品种。 （五）细胞产物的工厂化生产：用人工培养的愈伤组织提取细胞中的某种成分，这些产物包括蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱（如紫草素、人参皂甙、紫杉醇）等。 四、考点分析 从近几年的高考来看，本专题的内容——植物细胞工程是热点内容，特别是其中的植物组织培养更是高考命题的热点话题，同时该知识点又是考纲中的B层次（即理解层次）的要求，相对来说要求较高。考查的形式多以非选择题为主。学习时要重点注意植物组织培养的基本原理和过程以及植物体