植物细胞工程学案 (含答案)

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)。

[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。

第二节 植物细胞工程体的概念。

一、植物组织培养1．细胞全能性（1）概念：细胞都具有发育成为完整新个体的____。

（2）原因：虽然生物体的细胞在形态、结构和功能上存在很大的差别，但是几乎每一个细胞内都含有该物种的____________，具有发育成完整个体所必需的________。

2．植物组织培养（1）概念：指依据__________原理，在无菌条件下，分离植物的____、____、____或________，并在培养基上培养，在适宜的条件下使其长成部分或完整____的技术。

（2）材料：最常用的培养材料是植株的____、____、____或____等。

（3）过程：分离______→______诱导形成________→再分化形成____、____→继续培育形成完整的______。

（4）条件：保证____条件，并将其放到适宜的______上。

（5）培养基成分：通常包括水、无机营养、有机营养、天然附加物和生长物质等。

①无机营养：包括________、________。

②有机营养：主要有____、______和______；糖可以给植物组织提供____，并有调节______的作用。

③天然附加物：椰子乳、____________、__________和__________或番茄汁等。

④生长物质：常用的有______和__________。

3．人工种子（1）概念：指植物组织培养中得到的体细胞______，包埋在含有营养和保护物质的包被中，在适宜条件下能够发芽出苗的颗粒体。

（2）组成：一般由人工种皮、人工胚乳和胚状体组成。

①人工种皮：保持胚状体的____和__________，所用材料应有____、____、对胚状体无毒害作用等特性。

一般用________制作人工种皮。

②人工胚乳：主要成分有________、____________和______，一般是将这些物质包裹在______中。

③优点：制造不受________的制约；繁殖速度快，可在短时间内提供大量____；胚状体是经____________产生的，故其有利于保存该种系的优良性状。

第二章 细胞工程什么是细胞工程：应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过某种工程学手段，在 细胞整体水平或 细胞器水平上，按照人们的意愿改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科技术。

第一节1． 细胞全能性(1)概念：生物体细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能。

(2)基础：生物体的每一个细胞都含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必需的全部基因。

(3)表现全能性的条件：离休状态、提供营养物质、激素及其他适宜条件。

(4)细胞分化为不同的组织、器官的原因： 。

(5)细胞全能性的大小排序：受精卵 > 生殖细胞>植物细胞 > 动物细胞（核）。

⊙分化程度与分化能力的比较：分化程度与细胞的发育程度正相关，分化能力与全能性的大小呈正相关；一般而言，分化程度越高，分化能力越小，发育成完整个体的潜能越小，但生殖细胞，尤其是卵细胞，分化程度很高，但仍具有较高的潜在全能性。

如雄蜂、雄蚁是由未受精的卵细胞发育成的，人工条件下，花药离体培养可以培育成单倍体； 2 植物组织培养(1)理论基础： 细胞全能性(2)过程离休的器官、组织、细胞 (高度分化)(3)应用：①快速繁殖，培育无病毒植株。

②通过大规模的植物细胞培养来生产药物，食品添加剂、香料、色素和杀虫剂。

加营养、激素等 愈伤组织 (疏松、液泡化、薄壁) 根、芽③将植物组织培养方法形成的胚状结构，包上人工种皮，制成人工种子。

⊙小提示：培育无病毒植物时，要取新生的组织，如茎尖等；植物组织培养不一定都是为了得到个体，如生产药物等；细胞工程与基因工程相结合，如转基因植物的培育。

3 植物体细胞杂交(1)概念：用两个来自于不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，并且把杂种细胞培育成新的植物体的方法。

(2)(3)过程(3)意义：克服有性生殖远缘杂交不亲和(生殖隔离)的障碍，培育作物新品种。

⊙小提示：植物体细胞杂交的结果是得到新的个体，而不是得到杂种细胞；植物体细胞杂交之前要用酶解法除去细胞壁，融合之后要再生细胞壁；植物体细胞杂交的细胞是体细胞。

植物细胞工程学案【一】、要点点击一、细胞全能性（1）细胞全能性的概念：生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能，细胞的这种特性叫做细胞的全能性。

（2）细胞具有全能性的原因：生物的每个细胞都含有该物种所特有的全套遗传信息，都有发育成为完整个体所必需的全部基因。

（3）、生物体内细胞没有表现出全能性而是分化为不同细胞的原因：基因在不同时空的选择性表达。

（4）不同细胞的全能性大小的比较：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（配子、精子、卵细胞）﹥体细胞；③体细胞：分化程度低的﹥分化程度高的④幼嫩的细胞﹥衰老的细胞⑤分裂能力强的细胞﹥分裂能力弱的细胞二、植物组织培养1、基本过程：2、培养条件：①在无菌条件下进行人工操作。

②保证水、无机盐、碳源（常用蔗糖）、氮源（含氮有机物）、生长因子（维生素）等营养物质的供应。

③需要添加一些植物生长调节物质，主要是生长素和细胞分裂素。

④愈伤组织再分化到一定阶段，形成叶绿体，能进行光合作用，故需光照。

3、主要用途：①植物体快速繁殖。

②培养无病毒植株（植株脱病毒）。

③花药离体培养(单倍体育种)。

④制作“人工种子”。

⑤利用愈伤组织生产植物细胞产品（生产药物、食品添加剂、香料、色素和杀虫剂）。

⑥转基因植物的培养三、植物体细胞杂交定义：将两种植物的体细胞融合成一个杂种细胞，通过组织培养技术将杂种细胞培育成新植物体1、原理：细胞膜的流动性，植物细胞的全能性2、基本步骤：⑴选择种子根、子叶、下胚轴、胚细胞、花粉母细胞、幼叶等并消毒处理；⑵在温和条件下用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，分离和获得原生质体；⑶用物理方法（离心、振荡、电击）或化学诱导剂（如聚乙二醇PEG）促使两种体细胞的原生质体融合；⑷利用植物组织培养技术将杂种细胞培育成杂种植株。

3、植物体细胞杂交的意义：克服远缘杂交不亲和的障碍，扩大可用于杂交的亲本范围【二】、疑点透析1、植物组织培养是无性生殖吗？答：虽然植物组织培养过程中，培养的细胞只进行有丝分裂，而不涉及减数分裂，但是植物组织培养的生殖类型应根据其所用培养材料而定。

《植物细胞工程学案》张建尚/江苏【学习目标】站得高——明确学习目标。

1.简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。

2.列举植物细胞工程的实际应用。

3.尝试植物组织培养技术。

【重点和难点】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.植物细胞工程应用的实例。

难点：植物组织培养的实验。

【学法提示】1.学习植物组织培养技术时，首先理清组织培养的脱分化和再分化过程，细胞全能性的概念，然后进行胡萝卜组织培养的实际操作，该过程的关键是无菌操作，注意哪些需要灭菌，哪些需要消毒。

最后总结植物组织培养的概念。

2.植物体细胞杂交技术重在理解和记忆去壁、原生质体融合的方法、意义及概念。

植物细胞工程的实际应用中，重点关注作物脱毒、人工种子和细胞产物的工厂化生产的原因。

【课前预习】起步稳——知识源于生活。

1.细胞脱分化就是让已经①的细胞，经过诱导后，失去其特有的②而转变为③的过程。

愈伤组织是经过④后形成的具有⑤能力的无定形状态的___⑥____细胞，它可以再分化出⑦，形成完整的小植株。

2．具有某种生物①的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的②，即每个生物细胞都具有全能性的特点。

在理论上，生物的任何一个细胞都具有③，但在生物的生长发育过程中，细胞并不表现④，-而是分化成各种⑤。

这是因为在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会有⑥地表达出各种⑦，从而构成生物体的不同⑧。

3.植物组织培养是在①和②条件下，将③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④、丛芽，最终形成完整植株。

在进行胡萝卜组织培养实验中，制备外植体首先要⑤，其次要选取有⑥的部分，因形成层细胞易脱分化。

培养基包括所有操作工具都应进行⑦，谨防杂菌污染，接种要在⑧内进行，整个过程都需在⑨条件下操作。

4.植物体细胞杂交就是将不同种的植物①细胞，在一定条件下融合成②细胞，并把这种细胞培育成新的③的技术。

进行植物体细胞杂交时首先要用④去掉细胞壁，然后进行⑤间的融合。

专题二细胞工程2．1植物细胞工程【学习目标】1、描述植物组织培养的原理和过程。

2、简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。

3、尝试进行植物组织培养。

【重难点】1、描述植物组织培养的原理和过程。

2、简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。

学以致用一、细胞工程1．概念：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．分类：根据操作对象不同，可分为植物细胞工程、动物细胞工程。

二、植物细胞的全能性1．概念：高度分化的细胞，仍然具有发育成完整生物体的潜能。

2．细胞具有全能性的原因：细胞内含有本物种的全部__ 遗传信息___。

3．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能，但在生物的生长发育过程中，细胞并不表现出全能性性，而是分化成各种组织和器官。

这是因为在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会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。

4．细胞全能性大小比较：(填﹥或﹤)受精卵____﹥___生殖细胞___﹥____体细胞植物细胞的体细胞___﹥_____动物细胞的体细胞胚胎干细胞﹥其它干细胞﹥体细胞三、植物组织培养技术1．原理：植物细胞具有全能性。

2．过程离体植物的器官、组织或细胞−−→−脱分化_ 愈伤组织−−→−再分化幼根和芽或胚状体−−→−发育完整植株。

3．细胞脱分化：已分化的细胞经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。

4．植物组织培养：在无菌和人工控制的条件下，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，最终形成完整植株。

思考：合作探究1.离体的器官、组织或细胞如果不进行脱分化处理，能否培养成完整的植物体？为什么？不能，当已分化的植物器官、组织或细胞脱离母体后，在一定的营养物质、激素等外界条件作用下分化形成愈伤组织（一种相对没有分化的细胞团），继而在植物激素等诱导下发生再分化，才能表达出全能性。

专题二细胞工程一、植物细胞工程1．细胞工程(1)操作水平：______________________。

(2)目的：按照人的意愿来改变细胞内的__________或获得_________。

2．植物细胞的全能性(1)概念：具有某种生物全部__________的任何一个细胞，都具有发育成__________的潜能。

(2)原理：细胞内含有本物种的__________。

(3)全能性表达条件：具有完整的细胞结构，处于__________状态，提供一定的__________和其他适宜外界条件。

3．植物组织培养技术(1)概念理解①培养对象：_____________________。

②培养条件：无菌、人工配制的培养基、相关激素等人工控制条件。

③培养结果：产生愈伤组织、丛芽，最终形成__________。

(2)操作流程4．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_____________，并把杂种细胞培育成__________的技术。

(2)操作流程(3)流程分析①过程a为去除__________获得具有活力的原生质体，用到的酶是__________________。

②过程b是原生质体的融合，其原理是_______________________。

③诱导b融合的两种方法：物理法包括_______________等；化学法一般用_____________作为诱导剂。

④过程c是原生质体融合后再生出__________。

⑤过程d是__________技术，其原理是__________。

(4)意义：________________________________。

5．植物细胞工程的应用(1)植物繁殖的新途径(2)作物新品种的培育：单倍体育种、____________的利用。

(3)细胞产物的__________：培养到__________阶段。

二、动物细胞工程1．动物细胞培养——动物细胞工程技术的基础(1)动物细胞的培养过程(2)培养条件①无菌、无毒的环境：对__________和所有培养用具进行无菌处理，添加__________，定期更换培养液以清除__________。

2.1植物细胞工程学案课前预习一、预习目标：1.通读课文，了解课文主要内容；2.及时记录自己在预习过程中的疑问，以提高合作探究的针对性和实效性。

二、预习内容：植物组织培养、植物体细胞杂交课内探究教学目标（1）.简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。

（2）.列举举植物细胞工程的实际应用。

（3）．尝试进行植物组织培养。

教学重点和难点教学重点（1）植物组织培养的原理和过程。

（2）植物体细胞杂交的原理（3）植物细胞工程应用的实例。

教学难点植物组织培养的实验基础达标测试植物组织培养是指( )A.将离体细胞培养成完整植株B.将植物的愈伤组织培养成植株C.愈伤组织形成高度液泡化的组织D.将离体细胞或组织培养成愈伤组织2.下列实例中能体现细胞全能性的是( )①用悬浮液培养的胡萝卜单个细胞培养成了可育的植株②植物用种子进行后代繁殖③用烟草组织培养的单个组织培育出可育的完整植株A.①②B.①③C.②③D.①②③3.根据胡萝卜的组织培养实验完成有关问题：（1）该实验的实验原理是：植物体的根、茎、叶细胞一般都具有______________，在一定的______________条件下，可以______________形成______________，将______________转接到含有不同______________成分的培养基上，就可以诱导其______________生成______________，进而发育成完整的小植株。

（2）在组织培养实验中，为什么要强调所用器械的灭菌和实验人员的无菌操作？（3）在本实验中，切取胡萝卜块时强调要切取含有形成层的部分，原因是____________________________，胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花）是否也能培育成小植株？。

理由是__________________________________________ 。

（4）胡萝卜组织块接种到诱导培养基上培养过程中，必须控制的环境条件是____________________________ 。

第二节植物细胞工程●课标要求简述植物的组织培养。

●课标解读1．举例说明植物组织培养的原理、过程及应用。

2．对比植物组织培养，简述植物细胞培养的过程及应用。

3．举例说出植物体细胞杂交过程及应用。

●教学地位植物组织培养技术解决了人类生存的关键问题(粮食问题)，为人类创造了巨大的财富。

植物克隆的技术基础“植物的细胞和组织培养”及理论基础“植物细胞的全能性”为近年高考的重点，常以模式图、流程图或选择题的形式考查。

●教法指导1．细胞的全能性是植物组织培养的理论基础。

可采取先由学生去阅读教材P45有关内容，课件展示几个层层深入的问题，如“什么是细胞的全能性”、“为什么细胞具有全能性”、“全能性的体现”、“植物全能性实现的条件”等。

由学生分组进行讨论，通过小组互评方式总结问题的答案。

2．组织培养是植物细胞工程的技术基础，可先由课件展示胡萝卜的形成层细胞离体进行组织培养的流程，学生归纳基本程序，同时给予校正，并对两个关键环节“脱分化、再分化”进行重点剖析。

3．通过与植物组织培养比较的方法学习植物细胞培养，并让学生总结两项技术的相同点和不同点。

4．先通过课件演示植物体细胞杂交的过程，思考各个过程的原理和方法。

●新课导入建议上节课展示了花卉和苗木快速繁殖的工厂化生产，花卉和苗木快速繁殖需要怎样操作？经过怎样的过程？●教学流程设计课前自主探究：阅读教材P45～52，有关内容，填写【课前自主导学】空白，完成思考交流1、2。

⇒步骤1：情景导课：以【新课导入建议】导入新课。

⇒步骤2：尝试作答【课前自主导学】部分的【正误判断】，检查自学效果。

⇒步骤3：学生讨论回答细胞全能性的概念、原因、细胞表现全能性的条件，通过【课堂互动探究】探究1归纳总结，通过例1强化。

⇓步骤6：诵读【结论语句】，尝试构建最优知识网络图解，互评后参看【本课知识小结】的网络构建。

完成【当堂双基达标】。

⇐步骤5：展示植物体细胞杂交过程后，学生回答植物细胞杂交过程，每一步的的原理、方法，通过【课堂互动探究】探究3归纳总结，通过例3加深理解。