2.1植物细胞工程

教学设计课程基本信息学科生物年级高二学期秋季课题植物细胞工程的基本技术教学目标1.说出植物细胞工程的基本原理是植物细胞具有全能性。

2.通过分析植物体细胞杂交技术的要点，阐明植物体细胞杂交技术的流程和概念。

3.通过植物体细胞科学史的研究，认同科学是不断发展的过程，关注细胞工程技术发展历程。

教学内容教学重点：1.植物组织培养的原理和过程。

2.植物体细胞杂交的过程。

教学难点：1.植物组织培养的原理和过程。

2.植物体细胞杂交的过程。

教学过程新课引入【创设情境】以2022年宁波植物研究专家在宁波四明山首次发现独花兰为情境，介绍独花兰的价值以繁殖困境引入课题。

【提出问题】如何让独兰花快速地繁殖，提高它的数量呢？【回顾植物细胞工程相关科学史】过渡：进入植物组织工程的基本技术任务一：【回顾旧知】1、植物组织培养的基本原理是什么？2、什么是细胞的全能性？3、细胞全能性大小的比较。

一、植物细胞的全能性1．概念：细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。

二、植物组织培养技术1．植物组织培养概念：植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。

2．全能性表达过程的相关概念(1)脱分化：让已经分化的细胞经过诱导后，失去其特有的结构和功能，转变成未分化细胞的过程。

(2)再分化：脱分化产生的愈伤组织，在一定的培养条件下，再分化出芽、根等器官，进而形成完整的小植株。

(3)愈伤组织:一团没有特定结构和功能,排列疏松而无规则,高度液泡化的呈无定形状态的薄壁组织团块。

3．植物组织培养过程【建构独兰花组织培养过程】【过渡】设想：只有有全套遗传物质就能表现出相应的性状吗？教师提问：欲培育地上长番茄，地下长马铃薯的超级作物，可以利用杂交方式实现吗？为什么？学生解决问题：不能，因为不同物种间存在生殖隔离。

教师过渡：能不能利用植物细胞工程技术打破生殖隔离呢？教师介绍：植物体细胞杂交技术。

2．1植物细胞工程2．1.1植物细胞工程的基本技术1．细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。

2．理论上每个活细胞都具有全能性。

3．细胞全能性的大小依次是：受精卵>生殖细胞>体细胞。

4．植物组织培养的理论基础是细胞的全能性。

5．植物体细胞杂交的理论基础是细胞膜的流动性和细胞的全能性。

6．人工诱导原生质体融合的方法有物理法(离心、振动、电激)和化学法(聚乙二醇处理)。

植物细胞的全能性[自读教材·夯基础]1．细胞工程的概念2．细胞的全能性(1)含义：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。

(2)影响全能性表达的原因：在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会有选择性地表达出各种蛋白质，从而构成生物体的不同组织和器官。

1．请比较基因工程和细胞工程的概念，总结二者的不同。

提示：(1)操作水平：基因工程是分子水平的操作，细胞工程是细胞水平或细胞器水平的操作。

(2)目的：基因工程的目的是创造出符合人们需要的新的生物类型和生物产品，细胞工程的目的是按照人的意愿改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。

2．理论上每种活细胞都具有全能性，请分析细胞具有全能性的原因。

提示：活细胞都具有发育成该物种个体所需的全套遗传物质。

[跟随名师·解疑难]1．细胞全能性的实质已经分化的体细胞(或细胞核)仍具有本物种个体发育所需要的全套遗传物质，即每个细胞都有发育成个体所需要的全部基因。

2．细胞全能性大小的比较(1)植物细胞>动物细胞(动物细胞只有细胞核具有全能性)。

(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>分化程度高的；细胞分裂能力强的>细胞分裂能力弱的；幼嫩的细胞>衰老的细胞。

(4)随着细胞分化程度的不断提高，细胞的全能性逐渐降低。

2．1植物细胞工程2．1.1植物细胞工程的基本技术一、细胞工程和细胞的全能性1．细胞工程的含义原理和方法细胞生物学和分子生物学操作水平细胞水平或细胞器水平目的按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品分类植物细胞工程和动物细胞工程2.细胞的全能性(1)定义：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。

(2)植物细胞表现全能性的条件①离体状态。

②营养物质：种类齐全、比例合适。

③植物激素：主要是生长素、细胞分裂素。

④外界条件：适宜的温度、pH和光照等。

⑤无菌操作。

(1)细胞工程是按照人的意愿来改变细胞的结构或获得细胞产品的一门综合科学技术()(2)植物种子发育成完整植株，体现了植物细胞的全能性()(3)细胞具有全能性是因为细胞中具有发育成完整个体所必需的全部基因()答案 (1)× (2)× (3)×1．为什么利用植物的体细胞(如花瓣细胞、根细胞)就能培养出完整植株？提示 正常的植物体细胞具有该生物生长发育和繁殖所需的全套遗传物质，具有全能性。

2．受精卵和体细胞相比，哪一个的全能性更容易体现？为什么？提示 受精卵。

受精卵可以在自然条件下直接发育成新个体。

3．全能性大小与细胞分化程度有什么关系？提示 一般情况下，细胞分化程度越高，细胞的全能性越低。

归纳总结 细胞全能性大小的分析(1)体细胞全能性与细胞分化程度的关系：分化程度低的＞分化程度高的。

(2)体细胞全能性与细胞分裂能力的关系：分裂能力强的＞分裂能力弱的。

(3)不同类型细胞的全能性：受精卵＞生殖细胞＞体细胞。

(4)不同生物细胞的全能性：植物细胞＞动物细胞。

二、植物组织培养技术1．原理：植物细胞的全能性。

2. 概念理解⎩⎪⎨⎪⎧ 培养对象：离体的植物器官、组织和细胞培养条件：无菌、人工配制的培养基、相关激素等培育结果：脱分化形成愈伤组织、再分化生成胚 状体或丛芽、最终形成完整植株 3．操作流程外植体―――→脱分化愈伤组织―――→再分化胚状体或丛芽―→试管苗(1)外植体：用于植物组织培养的离体的植物器官、组织或细胞。

高中生物 2.1 植物细胞工程学案新人教版选修32、1 植物细胞工程【学习目标】1、通过阅读教材和老师学案提示，理解细胞全能性的概念，弄清楚一个细胞具有的分裂和分化能力的关系。

2、通过教材上的图片、文字以及教师讲授，总结出植物组织培养技术的原理、条件、过程。

【学习重点】植物组织培养的原理和过程。

【自主学习】一、细胞工程1、概念：是指应用和的原理和方法，通过水平或水平上的操作，按照人的意愿来改变细胞内的或获得的一门综合科学技术。

2、分类：根据操作对象不同，可分为和。

二、植物细胞的全能性1、植物细胞的基本结构包括、、和。

细胞壁的主要成分是。

2、★★★弄清楚下列概念（细胞分裂、细胞分化、细胞脱分化、愈伤组织、再分化）（1）【补充资料】植物细胞主要的增殖方式是。

细胞分化是的结果。

处在分化状态的细胞，暂时没有细胞分裂能力，具有一定的形态、结构和功能。

（2）细胞脱分化：已经的植物细胞经过诱导后，失去其特有的 ,而转变成恢复了能力、未分化细胞的过程。

（3）愈伤组织：细胞脱分化的结果是成为具有能力的细胞，这些细胞进一步分裂变化，形成的一团组织叫愈伤组织。

（4）再分化：某种组织细胞脱分化后变为原始未分化状态，随后分化为另一种组织细胞的过程。

（注意：再分化时必须有光照）3、细胞的全能性：⑴概念：指。

细胞的全能性比较：阅读《优化方案》22页要点一的1内容。

⑵为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株呢？。

细胞具有全能性的原因是。

生物体的每一个细胞都有全能性吗？。

⑶在生物的生长发育过程中，生物体内的细胞并不表现出全能性，而是分化成各种组织和器官，为什么？三、植物组织培养技术原理：。

【胡萝卜的组织培养】1、实验原理生物体细胞一般都是由受精卵经过有丝分裂形成的，因而都含有该生物的全套的遗传信息，都具有发育成完整个体的潜能。

因此，植物体的根、茎、叶细胞都具有，在一定条件下，可以脱分化形成。

将转接到含有成分的培养基上，就可以诱导其生成，进而发育成。

植物细胞工程的基本技术一、细胞工程的概念二、细胞的全能性1．含义：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。

2．物质基础：细胞内含有本物种全部的遗传信息。

3．植物细胞全能性表达条件：具有完整的细胞结构；处于离体状态；提供一定的营养、激素和其他适宜外界条件。

三、植物组织培养技术1．理论基础 植物细胞的全能性。

2．基本过程 离体的器官、组织或细胞――→①A ――→②B ――→发育完整植株图中①过程为脱分化，②过程为再分化，A 表示愈伤组织，B 表示丛芽或胚状体。

3．胡萝卜的组织培养[填图]1.植物组织培养技术的理论基础是植物细胞的全能性。

2．植物组织培养的基本过程：外植体――→脱分化愈伤组织――→再分化丛芽或胚状体――→发育完整植株3．植物体细胞杂交的理论基础是细胞膜的流动性和细胞的全能性。

4．去除细胞壁制备原生质体用到的酶是纤维素酶和果胶酶。

5．人工诱导原生质体融合的方法有物理法(离心、振动、电激)和化学法(聚乙二醇处理)。

6．植物体细胞杂交技术克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍。

四、植物体细胞杂交技术1．概念：将不同种的植物体细胞，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。

2．过程[据图填空](1)过程①为去除细胞壁获得原生质体，用到的酶是纤维素酶和果胶酶。

(2)过程②为原生质体的融合，人工诱导的物理法包括离心、振动、电激等，化学法一般用聚乙二醇作诱导剂。

(3)过程③为融合的原生质体再生出细胞壁，这是原生质体融合成功的标志。

(4)过程④为脱分化，过程⑤为再分化。

3．意义：克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍。

1．下列生物技术不属于细胞工程领域的是( )A．植物组织培养技术B．转基因技术C．克隆技术 D．植物体细胞杂交技术解析：选B 细胞工程是在细胞水平或细胞器水平上进行的操作。

转基因技术的操作对象为基因，即DNA分子水平上的操作技术，属于基因工程。

2．植物组织培养的理论根据是( )A．培养基中营养物质全面 B．细胞的全能性C．细胞的分裂 D．细胞的分化解析：选B 植物细胞只有保持其全能性，才能发育成完整的植株，因此，植物组织培养的理论根据是细胞的全能性。