2022-2023 学年 苏教版 选择性必修三 植物细胞工程 教案

第二章细胞工程第一节　植物细胞工程课程内容 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 核心素养对接(1)概述植物组织培养的原理和过程。(2)概述植物体细胞杂交的原理和过程。(1)生命观念——理解植物组织培养的理论基础和过程。(2)科学思维——尝试构建植物体细胞杂交的流程简图。(3)科学探究——根据实验的原理和步骤，完成天竺葵的组织培养。 知识点 高中化学知识点免费下载体育概论知识点下载名人传知识点免费下载线性代数知识点汇总下载高中化学知识点免费下载 1　植物组织培养技术(3)天竺葵的组织培养知识点2　植物体细胞杂交技术(1)植物组织培养技术的理论基础是植物细胞的全能性。(√)(2)愈伤组织是外植体经脱分化和再分化后形成的。(×)(3)培养基中生长素和细胞分裂素的浓度和比例会影响脱分化和再分化。(√)(4)通过植物组织培养获得的幼苗即可移植于大田种植。(×)(5)植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种细胞。(×)(6)配置好MS培养基应先灭菌再调节pH值。(×)eq\x(教材P48“图2－1－3”拓展)1.下图为某种植物茎尖组织培养过程示意图，回答下列问题：(1)在图中“________”上填写缺失的内容。提示　接种　愈伤组织　生芽　　生根(2)图中所示茎尖组织培养过程，用到了哪几种类型的培养基？提示　脱分化培养基、生芽培养基和生根培养基。(3)图示茎尖组织培养获得的植株能否保持母株的优良性状？并 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 原因。提示　能够保持母株的优良性状。茎尖细胞是体细胞，利用茎尖作为外植体经组织培养获得的植株的遗传物质与母株相同，故能够保持母株的优良性状。eq\x(教材P53“问题与讨论”)2.从植物细胞壁的结构和组成成分特点出发，尝试说明制备原生质体所用的酶和使用这些酶的原因。提示　酶解法制备植物细胞原生质体是一种常用技术，因为植物细胞壁主要由纤维素和果胶组成，所以使用的酶主要是纤维素酶和果胶酶，这些酶能降解细胞壁成分，除去细胞壁，而又不会破坏细胞的其他结构，从而得到原生质体。探究点一　植物组织培养技术1.观察下列利用胡萝卜的根进行组织培养的流程图，回答下列问题：(1)在利用胡萝卜的根进行组织培养时，为什么常选取含有形成层的部分作为外植体，其他部分不能培养成小植株吗？提示　胡萝卜根形成层细胞分化程度低，细胞全能性高，更容易诱导形成愈伤组织，其他部分如叶、花也能培养成小植株，只是稍微困难些。(2)图示①②是植物组织培养的两个核心过程，分别 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示什么过程？诱导形成愈伤组织的过程中往往需要避光培养，为什么？提示　脱分化、再分化　在有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。(3)胡萝卜根部不含叶绿体，植物组织培养长出的植物叶片含有叶绿体吗？提示　含有。因为根部的细胞含有全套遗传物质，可以指导叶绿体的形成。(4)若选取胡萝卜的叶肉细胞作为外植体，通过脱分化获得的愈伤组织细胞含有叶绿体吗？提示　不含有。通过脱分化，叶肉细胞改变了发育的途径，逐步失去了原有的特定的结构和功能。(5)外植体为什么要进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作？提示　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。2.观察教材P48“图2－1－3”可知，在植物组织培养过程中，需要两次“转接”，一是将愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上，二是长出芽后再转接到诱导生根的培养基上，请问“转接”的原因是什么？提示　诱导形成愈伤组织、诱导生芽和诱导生根的培养基不同，它们之间最大的差别是生长素和细胞分裂素的相对浓度的不同。3.根据来源不同，胚状体分为体细胞胚和生殖细胞胚两种。体细胞胚(假如基因型为AaBb)一般来源于植物二倍体的体细胞，如根、茎、叶的组织，这些可以发育为正常的二倍体植株。推理一下，生殖细胞来源的胚状体怎样才能发育成正常可育的植株？基因型和原植株是否相同？提示　生殖细胞胚发育的幼苗为单倍体，可以在幼苗期用秋水仙素处理，恢复为二倍体植株。基因型可能会发生改变，用秋水仙素处理后的基因型可能为AABB、AAbb、aaBB或aabb。4.植物的种子发育成完整植株，是否体现了细胞的全能性？为什么？提示　种子的发育不能体现细胞全能性。因为种子中的胚已经完成了早期发育，相当于新植物体的幼体，没有体现出细胞具有发育成完整植株的潜能。1.细胞全能性大小的比较(1)植物细胞＞动物细胞(2)受精卵＞生殖细胞(精子、卵细胞)＞体细胞(3)体细胞分化程度低的＞体细胞分化程度高的(4)幼嫩的组织细胞＞衰老的组织细胞(5)细胞分裂能力强的＞细胞分裂能力弱的　　　2.体现细胞全能性的条件材料离体的植物器官、组织、细胞或原生质体培养基种类齐全、比例合适的营养物质及一定比例的植物激素外界条件①无菌操作；②光照：诱导愈伤组织时一般不需要光照，再分化时需要光照3.生长素和细胞分裂素用量的比例对植物细胞发育方向的影响生长素用量与细胞分裂素用量的比值结果比值高有利于根的分化，抑制芽的形成比值低有利于芽的分化，抑制根的形成比值适中促进愈伤组织的形成[例1]下列关于影响植物组织培养的因素的叙述，错误的是(　　)A.幼嫩组织较成熟组织易培养成功B.给离体幼茎消毒需要用到氯化汞溶液C.植物组织培养需要适宜的温度环境D.生长素与细胞分裂素的含量比值较高时，有利于芽的形成答案　D解析　幼嫩组织细胞的分化程度较成熟组织细胞的低，因此幼嫩组织较成熟组织易培养成功，A正确；植物组织培养时需要用体积分数为70%的酒精和质量分数为0.1%的氯化汞溶液对离体幼茎进行消毒，B正确；生长素与细胞分裂素的含量比值较高时，有利于根的形成，D错误。[例2](多选)关于天竺葵组织培养的操作，下列说法正确的是(　　)A.培养基连同其他器械一起进行高压蒸汽灭菌B.幼苗要先移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中生活一段时间，再移栽到大田土壤中C.嫩叶消毒后要用自来水多次冲洗D.用于植物组织培养的培养基同样适合于某些微生物的生长，一旦感染杂菌则前功尽弃答案　ABD解析　嫩叶消毒后要用无菌水多次冲洗。探究点二　植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术流程图如下：(1)图中过程：①为去除细胞壁，②为再生出新的细胞壁，③为脱分化，④为再分化。(2)获得原生质体时，应在等渗(填“低渗”或“等渗”)溶液中进行，理由是低渗溶液中原生质体易吸水涨破。(3)若只考虑细胞两两融合，经过程②后可得到3种细胞，其中符合要求的细胞中含有4个染色体组。(4)通过体细胞杂交获得的植株是否可育？说出你的理由。提示　可育，因为通过体细胞杂交获得的植株为异源四倍体，含有同源染色体，可以正常联会。(5)从新品种培育的角度分析，植物体细胞杂交技术最大的优点是什么？提示　打破生殖隔离，使不同种植物杂交成为可能。有关植物体细胞杂交的几个关注点(1)植物体细胞融合的障碍：细胞壁。可以用纤维素酶和果胶酶去除。(2)植物体细胞融合成功的标志：产生新的细胞壁。在此过程中高尔基体与细胞壁的形成有关，同时该过程还需要线粒体提供能量。(3)植物体细胞杂交的结果：产生新的植株。(4)融合后的杂种细胞筛选假设用于杂交的两种植物细胞分别为A、B，则诱导融合后的产物有三类：未融合的细胞(A和B)；两两融合的细胞(AA、BB和AB)；多细胞融合体。两两融合的细胞中，只有AB型细胞是我们需要的杂种细胞，所以要进行筛选。(5)植物体细胞杂交的生殖方式：无性生殖。(6)杂种植株遗传物质的变化①细胞融合属于染色体变异，杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数之和。②染色体组数通常也是两亲本细胞染色体组数之和，形成异源多倍体。(7)植物体细胞杂交育种的优点和局限性①优点：克服远缘杂交不亲和的障碍。②局限性：目前仍有许多理论和技术问题未解决，还不能让杂种植物按照人们的需求表现出双亲的优良性状。　　　[例3](多选)甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物。下列叙述错误的是(　　)A.为了培育该新型药用植物，取甲和乙的叶片，先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁B.可用PEG或电融合等化学融合法诱导二者融合C.形成的融合细胞进一步培养形成愈伤组织，之后形成整个植株，这一过程中进行了植物组织培养D.上述杂种植株属于二倍体答案　BD解析　植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性原理，利用纤维素酶和果胶酶可以除去植物细胞壁，获得具有活力的原生质体，A正确；电融合法属于物理融合法，B错误；形成的融合细胞经植物组织培养，脱分化形成愈伤组织，之后形成植株，C正确；甲、乙都是二倍体，体细胞杂交得到的是异源四倍体，D错误。[例4]玉米(2N＝20)和水稻(2M＝24)均为二倍体植物，某实验小组拟用体细胞杂交技术培育富含β－胡萝卜素的“黄金大米”植株，过程 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 如图所示。请回答下列问题：(1)制备原生质体的过程不能在清水中进行，以防止_________________________________________________________________。(2)原生质体融合过程体现了细胞质膜____________的结构特点。(3)图中融合的杂种细胞中含有________个染色体组，该杂种细胞培育形成的植株的精原细胞在减数分裂过程中能产生________个四分体。(4)③过程________(填“需要”或“不需要”)在光下进行，⑤过程中愈伤组织分化的方向与培养基中____________有关。答案　(1)原生质体吸水涨破　(2)具有流动性　(3)4　22　(4)不需要　植物激素的种类和比例解析　(1)由于细胞壁对细胞有支持和保护作用，所以制备原生质体的过程不能在清水中进行，以防止原生质体吸水涨破。(2)原生质体融合过程体现了细胞质膜具有一定流动性的结构特点。(3)由于玉米(2N＝20)和水稻(2M＝24)均为二倍体植物，所以图中融合的杂种细胞中含有4个染色体组，该杂种细胞含有44条染色体，所以培育形成的植株的精原细胞在减数分裂过程中能产生22个四分体。(4)③过程为杂种细胞再生出细胞壁，不需要在光下进行，⑤过程中愈伤组织分化的方向与培养基中植物激素的种类和比例有关。思维导图晨读必背1.植物组织培养的核心步骤是脱分化和再分化。2.脱分化形成的愈伤组织是一团没有特定形态、结构和功能的薄壁细胞，一般处于旺盛分裂状态。3.培养基中的生长素和细胞分裂素的相对浓度会影响脱分化和再分化为根和芽。4.植物体细胞杂交技术主要包括原生质体的制备、原生质体融合的诱导、杂种细胞筛选和培养、杂种细胞脱分化和再分化以及杂种植株的再生和鉴定等环节。随堂检测1.下列有关植物细胞的全能性的说法错误的是(　　)A.体细胞具有发育成完整个体所必需的全部基因B.高度分化的细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性C.植物细胞的全能性是植物组织培养的理论基础之一D.从一粒玉米种子长成一棵植株体现出细胞具有全能性答案　D解析　从一粒玉米种子长成一棵植株实质是从幼体长成成熟植株的过程，不能体现植物细胞的全能性，D错误。2.(多选)某科研小组拟培育天竺葵，其技术路线为“选材→消毒→接种→诱导脱分化→诱导再分化→炼苗移植”。相关叙述正确的是(　　)A.幼嫩叶片细胞全能性较高，相对容易诱导脱分化，宜作为外植体B.消毒后的外植体需要用无菌水充分冲洗C.外植体接种→培养→移栽的过程中不需要更换培养基D.与生芽相比，生根时应调整培养基中植物激素的含量和比例答案　ABD解析　诱导形成愈伤组织、诱导生芽和诱导生根的培养基不同，尤其是生长素和细胞分裂素的相对浓度不同，所以外植体接种→培养→移栽的过程中需要更换培养基。3.在天竺葵的组织培养操作完成了3～4d后，观察同一温室中的外植体，发现有的外植体正常生长，有的外植体死亡，你认为外植体死亡的原因不可能是(　　)A.外植体来自衰老的植物组织，其中细胞活性低或结构不完整B.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C.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、激素的比例D.愈伤组织形成初期没有给予充足的光照答案　D解析　愈伤组织形成过程中，细胞还没有开始再分化，也不可能进行光合作用，所以愈伤组织形成初期不需要充足的光照。4.通过植物体细胞杂交，科学家培育出了白菜—甘蓝植株，下列相关叙述错误的是(　　)A.在进行植物体细胞杂交之前，需要先获得原生质体B.人工诱导原生质体融合，可以采取物理融合法和化学融合法C.植物体细胞杂交只适用于染色体数目一致的两个物种D.植物体细胞杂交技术能打破生殖隔离，培育出新品种答案　C解析　在进行植物体细胞杂交之前，先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得原生质体，A正确；人工诱导原生质体融合，可以采取物理融合法(电融合法)和化学融合法(聚乙二醇法)，B正确；植物体细胞杂交后的染色体数目是亲本的染色体数目之和，且植物体细胞杂交可克服远缘杂交不亲和的障碍，故其也适用于染色体数目不一致的两个物种，C错误；植物体细胞杂交技术能打破生殖隔离，克服远缘杂交不亲和的障碍，培育出新品种，D正确。5.白菜、甘蓝均为二倍体，体细胞染色体数目分别为20、18。白菜—甘蓝是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长期短、耐热性强、易储存等优点，如图为“白菜—甘蓝”的培育过程，请回答问题：(1)为了得到原生质体，需先用____________处理白菜和甘蓝的细胞。(2)诱导原生质体融合的方法有多种，常用的化学融合法是____________(填写中文名称)，融合完成的标志是____________。由杂种细胞得到白菜—甘蓝植株还需经过植物组织培养，其中不需要光照的培养过程为________。(3)经花粉直接培育的白菜—甘蓝植株，体细胞的染色体数为________。这种植株通常不育，为使其可育，需进行人工诱导，通过对幼苗使用________进行处理。(4)植物体细胞杂交技术和传统杂交技术相比的优点是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。答案　(1)纤维素酶、果胶酶　(2)聚乙二醇法　形成的杂种细胞再生出新的细胞壁　脱分化　(3)19　秋水仙素　(4)能打破生殖隔离、克服远缘杂交不亲和的障碍，培育作物新品种