【課件】植物細(xì)胞工程基本技術(shù)課件2022-2023學(xué)年高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

第二章

細(xì)胞工程第1課時(shí)：植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)第1節(jié)植物細(xì)胞工程人教版（2019）生物選擇性必修3學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.簡(jiǎn)述植物組織培養(yǎng)技術(shù)的原理和過程。2.結(jié)合具體實(shí)驗(yàn)，嘗試設(shè)計(jì)植物組織培養(yǎng)技術(shù)的流程簡(jiǎn)圖。3.了解植物組織培養(yǎng)技術(shù)已取得的進(jìn)展和尚未解決的問題，認(rèn)同科學(xué)是一個(gè)不斷發(fā)展的過程。詠懷蘭為王者香，芬馥清風(fēng)里。從來巖穴姿，不競(jìng)繁華美。植物組織培養(yǎng)技術(shù)

思考：高潔、典雅的蘭花頗受人喜歡。但其繁殖率低，價(jià)格不菲，如何讓它大量、快速地繁殖呢？一、新課導(dǎo)入

細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)等多學(xué)科的原理和方法，通過細(xì)胞器、細(xì)胞或組織水平上的操作，有目的地獲得細(xì)胞、組織、器官、個(gè)體或其產(chǎn)品的一門綜合性的生物工程。動(dòng)物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程植物組織培養(yǎng)植物體細(xì)胞雜交二、細(xì)胞工程原理操作水平目的植物組織培養(yǎng)技術(shù)植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)PARTONE三、植物組織培養(yǎng)技術(shù)

是指將離體的植物器官、組織或細(xì)胞等，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其形成完整植株的技術(shù)。植物細(xì)胞的全能性原理:生殖方式:無性生殖分裂方式:有絲分裂地位:植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)1.概念2.細(xì)胞的全能性每一個(gè)細(xì)胞含有控制該生物發(fā)育的全部基因(全套遺傳信息)（1）生殖細(xì)胞＞體細(xì)胞（如：受精卵/早期胚胎/分生組織）（2）植物細(xì)胞＞動(dòng)物細(xì)胞（3）分化程度越高，全能性越低（如：B細(xì)胞/記憶細(xì)胞/漿細(xì)胞）比較：生物體內(nèi)細(xì)胞并不都表現(xiàn)全能性原因：原因：在特定的時(shí)間和空間條件下，細(xì)胞中的基因會(huì)選擇性表達(dá)。

細(xì)胞經(jīng)過分裂和分化后，仍然具有產(chǎn)生完整生物體或分化成其他各種細(xì)胞的潛能。如何才能讓細(xì)胞表現(xiàn)出全能性？未分化的細(xì)胞也具有全能性自主閱讀教材35頁(yè)—36頁(yè)，小組思考并討論以下問題：1.概述植物組織培養(yǎng)的基本過程？2.決定植物脫分化、再分化的關(guān)鍵因素是什么？3.在組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，為什么要強(qiáng)調(diào)所用器械的滅菌和實(shí)驗(yàn)人員的無菌操作？四、植物組織培養(yǎng)技術(shù)（1）基本流程探究·實(shí)踐菊花的組織培養(yǎng)3.植物組織培養(yǎng)的流程接種外植體愈傷組織誘導(dǎo)生芽誘導(dǎo)生根移栽成活脫分化再分化（2）方法步驟①制備外植體消毒：切割：無菌操作酒精30s無菌水2-3次次氯酸鈉溶液30min材料：幼嫩的菊花莖段2-3次無菌水洗目的：防止雜菌生長(zhǎng)。一方面與培養(yǎng)物競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)；另一方面產(chǎn)生有害物質(zhì)危害培養(yǎng)物。探究·實(shí)踐菊花的組織培養(yǎng)3.植物組織培養(yǎng)的流程思考：在組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，為什么要強(qiáng)調(diào)所用器械的滅菌和實(shí)驗(yàn)人員的無菌操作？②接種到誘導(dǎo)愈傷組織培養(yǎng)基脫分化（避光）產(chǎn)生愈傷組織思考：該過程是否涉及細(xì)胞分裂、細(xì)胞分化？愈傷組織的代謝類型是什么？為什么誘導(dǎo)愈傷組織的過程中應(yīng)避光培養(yǎng)？超凈工作臺(tái)無菌操作脫分化：已分化細(xì)胞，失去其特有結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化的細(xì)胞的過程。

注意：過程中涉及的生命活動(dòng)只有細(xì)胞增殖（有絲分裂），沒有細(xì)胞分化。該培養(yǎng)過程一般不需要光照

代謝類型:異養(yǎng)需氧型

有光時(shí)，往往容易形成維管組織，而不易形成愈傷組織。愈傷組織：細(xì)胞排列疏松且無規(guī)則、高度液泡化、不定形的薄壁組織團(tuán)塊。誘導(dǎo)生根誘導(dǎo)生芽④接種到誘導(dǎo)生根培養(yǎng)基③接種到誘導(dǎo)生芽培養(yǎng)基再分化：愈傷組織在培養(yǎng)過程中重新分化根或芽等器官的過程。

注意：過程中涉及的生命活動(dòng)：既有細(xì)胞增殖（有絲分裂），又有細(xì)胞分化。需要給予適當(dāng)光照，誘導(dǎo)葉綠素的合成，使試管苗能夠進(jìn)行光合作用。再分化（需光）思考：該過程是否涉及細(xì)胞分裂、細(xì)胞分化？光照的作用是什么？⑤移栽培養(yǎng)室

移栽前先打開封口膜或瓶蓋，讓試管苗在培養(yǎng)箱內(nèi)生長(zhǎng)幾日。用流水清洗掉根部的培養(yǎng)基后，將幼苗移植到消過毒的蛭石或珍珠巖等環(huán)境中，待其長(zhǎng)壯后再移栽入土。每天觀察并記錄幼苗的生長(zhǎng)情況，適時(shí)澆水、施肥，直至開花。植物激素的作用是什么？決定植物脫分化、再分化的關(guān)鍵因素？

生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素是啟動(dòng)細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵激素。它們的濃度、比例都會(huì)影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向。巧記：高根低芽中愈傷

取決于植物激素的種類及配比。主要是生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素。愈傷組織愈傷組織胚狀體生芽生根對(duì)照細(xì)胞分裂素多生長(zhǎng)素少細(xì)胞分裂素少生長(zhǎng)素多細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素比例適中細(xì)胞分裂素中等量，生長(zhǎng)素少思考與討論：①接種3-4d后，檢查外植體的生長(zhǎng)情況，統(tǒng)計(jì)有多少外植體被污染，試分析它們被污染的可能原因。

培養(yǎng)基、接種工具滅菌不徹底；

外植體消毒不徹底；

操作過程不符合無菌操作要求等。

被污染的培養(yǎng)基②為什么要進(jìn)行一系列的消毒，滅菌，并且要求無菌操作？

原因是避免雜菌在上面迅速生長(zhǎng)消耗營(yíng)養(yǎng)，且有些雜菌會(huì)危害培養(yǎng)物生長(zhǎng)。③雜菌和植物細(xì)胞之間有哪些關(guān)系？競(jìng)爭(zhēng)或寄生。（3）結(jié)果分析與評(píng)價(jià)探究·實(shí)踐菊花的組織培養(yǎng)3.植物組織培養(yǎng)的流程1958年Steward利用胡蘿卜韌皮部誘導(dǎo)分化產(chǎn)生了胚狀體，這是人類第一次獲得了人工胚狀體，并獲得個(gè)體植株（必修一

P118-121）。根據(jù)菊花的組織培養(yǎng)的過程，嘗試總結(jié)植物細(xì)胞表現(xiàn)出所需要的條件。植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的條件：（1）離體（2）一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、植物激素（3）適宜的溫度、pH、光照等外界條件（4）無菌環(huán)境三、植物組織培養(yǎng)技術(shù)思考：種子萌發(fā)成幼苗，能否體現(xiàn)細(xì)胞的全能性？探究·實(shí)踐菊花的組織培養(yǎng)拓展：植物組織培養(yǎng)的兩種途徑胚狀體：離體培養(yǎng)條件下，沒有經(jīng)過受精過程，但經(jīng)過胚胎發(fā)育過程形成的胚狀類似物，因而統(tǒng)稱為體細(xì)胞胚或胚狀體。胚狀體途徑器官發(fā)生途徑外植體脫分化愈傷組織再分化叢芽或胚狀體生長(zhǎng)發(fā)育試管苗（移栽到大田）脫分化再分化接種外植體愈傷組織誘導(dǎo)生芽誘導(dǎo)生根移栽成活拓展：特殊植物組織培養(yǎng)易錯(cuò)警示培養(yǎng)過程中只涉及有絲分裂生殖方式為特殊的有性生殖單倍體植株矮小、高度不育花藥離體培養(yǎng)花藥試管苗脫分化再分化愈傷組織五、課堂小結(jié)課堂練習(xí)：1.鐵皮石斛是一種名貴中藥，野生資源十分稀少，其繁殖主要通過植物組織培養(yǎng)實(shí)現(xiàn)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）A．用植物組織培養(yǎng)的方法繁殖藥材表明在一定條件下，細(xì)胞分化是可以逆轉(zhuǎn)的B．植物細(xì)胞的全能性得以表達(dá)需要離開母體C．新植株的形成是細(xì)胞分裂和分化的結(jié)果D．高度分化的植物細(xì)胞不具有全能性D課堂練習(xí)：2.下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)的敘述中，錯(cuò)誤的是（）A．培養(yǎng)基中添加蔗糖的目的是提供營(yíng)養(yǎng)和調(diào)節(jié)滲透壓B．培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素影響愈傷組織的生長(zhǎng)和分化C．離體器官或組織的細(xì)胞都必須通過脫分化才能形成愈傷組織D．同一株綠色開花植物不同部位的細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)獲得的愈傷組織基因相同D3.下圖為用取自基因型為AaBb的胡蘿卜韌皮部細(xì)胞培育出胡蘿卜小苗的過程，下列敘述中不正確的是（）A.a→b過程是通過細(xì)胞有絲分裂完成的B.b→c→d過程發(fā)生了細(xì)胞分化C.a→b過程中使用的培養(yǎng)基中應(yīng)含有機(jī)碳源和氮源D.雜合植株經(jīng)上述過程獲得的幼苗會(huì)出現(xiàn)性狀分離課堂練習(xí)：D4.玉米是一種主要的農(nóng)作物，為了提高玉米的產(chǎn)量，科學(xué)家在玉米育種和栽培中作了大量的研究。如圖是關(guān)于玉米培養(yǎng)的過程，據(jù)圖判斷下列說法中錯(cuò)誤的是（）從繁殖原理上分析，A→D屬于無性生殖植株D和G中的染色體組數(shù)不同E→G不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性E→F過程中獲得的植株一般不用于大田生產(chǎn)課堂練習(xí)：C課堂練習(xí)：5.下圖是植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育新品種的部分過程圖。（1）該技術(shù)的核心操作是__________和__________。（2）愈傷組織是一類高度液泡化、呈無定形狀態(tài)的具有_____能力的薄壁細(xì)胞。（3）培育F植株的過程中，除需