人教版2019学年高中生物专题2细胞工程2.1植物细胞工程2.1.1植物细胞工程的基本技术学案选修3

人教版2019学年高中生物专题2细胞工程2.1植物细胞工程2.1.1植物细胞工程的基本技术教案选修3

2． 植物细胞工程的基本技术

[ 学习目标 ] 1. 简述植物组织培育技术的原理和过程。 2. 描绘植物体细胞杂交技术的原

理和过程。

方式一 “君子”兰的迅速生殖

“春风欲擅秋风巧，催出幽兰继落梅”，素有“天下第一香”之称的兰花，以其优美文雅的叶片和芬芳明朗的花朵，成为自古以来文人墨客吟诗作赋的对象。可是，兰花在自然条件下播种生殖的难度很大，需要较长时间才能获得少量幼苗。怎样才能知足人们对兰花的需求呢？科学家在细胞全能性的理论基础上发现了兰花迅速生殖的技术——植物组织培育。植物组织培育是植物细胞工程的中心技术，植物细胞工程的基本技术还有哪些？这些基本技术的一般操作程序是怎样的？让我们经过本节来学习商议吧！

方式二 山东省金乡县是全国有名的大蒜之乡。该县农科所与中国农科院结合成功开发和培育出的质量好、产量高的新品种——脱毒大蒜，是植物细胞工程的又一成就。什么是细胞工程？细胞工程是怎样发展起来的？包括哪些基本技术？在哪些方面获得了应用？

一、细胞工程和细胞的全能性

1．细胞工程的含义 人教版2019学年高中生物专题2细胞工程2.1植物细胞工程2.1.1植物细胞工程的基本技术教案选修3

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 依照人的意向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：拥有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞， 都拥有发育成完满生物体的潜能。

(2) 植物细胞表现全能性的条件

①离体状态。

②营养物质：种类齐备、比率合适。

③植物激素：主若是生长素、细胞分裂素。

④外界条件：合适的温度、 pH 和光照等。

⑤无菌操作。

概括总结

1．明辨细胞全能性的几个易错点

(1) 细胞的全能性指的是细胞的一种潜藏能力，这种潜藏能力只有在特定的环境中才能表现出来，而不是指细胞在任何条件下都能发育成完满的生物体。

(2) 植物细胞的全能性较简单表现出来，高度分化的动物细胞的细胞核也拥有全能性，但动物细胞的全能性当前仍难以获得考证。

(3) 细胞拥有全能性是由于细胞中拥有发育成完满个体所必要的“全套基因”而不是“全部基因”，配子中有全套基因，所以仍旧拥有全能性。

(4) 细胞表达全能性的标志是发育成完满个体而不是形成某种组织或许器官。

(5) 植物的种子发育成完满植株，不能够表现细胞的全能性。由于种子中的胚已达成了早期发育，相当于新植物的幼体，而没有表现出细胞拥有发育成完满植物体的潜能。

2．细胞全能性大小的剖析

(1) 体细胞全能性与细胞分化程度：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：分裂能力强的＞分裂能力衰的。

(3) 不同样种类细胞的全能性：受精卵＞生殖细胞＞体细胞。

(4) 不同样生物细胞的全能性：植物细胞＞动物细胞。

例 1 植物细胞的全能性是指 ()

A．拥有核、膜、质，细胞构造完满，能进行各样生理活动

B．只拥有膜和质，同样能进行各样生理活动 人教版2019学年高中生物专题2细胞工程2.1植物细胞工程2.1.1植物细胞工程的基本技术教案选修3

C．植物体细胞所拥有的发育成完满个体的潜能

D．拥有本物种全套遗传物质的特定细胞

答案 C

剖析 拥有某栽种物全套遗传信息的任何一个细胞，都有发育成完满新植物体的潜能，

也就是说，每个植物活细胞都拥有全能性。

例 2 以下有关细胞全能性的表达，正确的选项是 ( )

A．植物体只有体细胞才拥有发育成完满个体所必要的全套基因

B．高度分化的植物细胞只有处于离体状态时，才有可能表现出全能性

C．植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因不同样

D．紫色糯性玉米种子培育成植株，这反应植物种子拥有全能性

答案 B

剖析 细胞拥有全能性的原因是细胞拥有发育成完满个体所必要的全套基因，而配子也拥有这样的全套基因，同样拥有全能性；植物体内细胞没有表现出全能性，这是细胞内基因在特准时间和空间条件下选择性表达的结果；种子是植物的器官，由种子发育成植株，是正常生命历程，不属于全能性；细胞全能性的表达前提是离体培育的细胞、组织或器官。

二、植物组织培育技术

1．植物组织培育的见解剖析

(1) 理论基础：植物细胞的全能性。

(2) 前提：离体的植物器官、组织、细胞。

(3) 条件：无菌和人工控制条件下、人工配制的培育基上、合适的培育条件。

(4) 结果：脱分化形成愈伤组织，再引诱其再分化生成胚状体或丛芽，最后形成完满的植株。

2．胡萝卜的组织培育过程

消毒后采用根的形成层部位，切取

—

该部位简单引诱形成愈伤组织

1 cm3左右的小块，由于

↓

将组织块接种到引诱培育

—

基上，引诱出愈伤组织

↓ 人教版2019学年高中生物专题2细胞工程2.1植物细胞工程2.1.1植物细胞工程的基本技术教案选修3

在 23～26 ℃恒温避光条件下培育一段时间，

— 再将愈伤组织转接到分化培育基上，培育引诱出试管苗

↓

— 将试管苗移栽到大田，培育成正常植株

概括总结

1．植物组织培育的一般过程

(1) 外植体：用于植物组织培育的离体的植物器官、组织或细胞。

(2) 脱分化：已经分化的细胞，经过引诱，失去其特有的构造和功能而转变成未分化细胞的过程。

(3) 愈伤组织：细胞排列松懈且无规则、高度液泡化、呈无定形状态的薄壁细胞团。

(4) 再分化：脱分化产生的愈伤组织连续进行培育，又能够从头分化出根或芽等器官的过程。

2．植物组织培育技术的注意事项

(1) 外植体的选择： 外植体脱分化的难易因植物种类、 器官根源及生理情况的不同样而不同样。一般来说，植物的花和幼嫩的组织脱分化对比较较简单，而植物的茎、叶和成熟的组织

较难。

(2) 无菌操作： 植物组织培育成功的重点是防范微生物的污染， 全部实验用具要严格灭菌，

接种过程要进行严格的无菌操作。

(3) 光照的控制：对于植物组织培育来说，光照条件特别重要。在愈伤组织的引诱阶段往

往要避光培育，有利于细胞脱分化产生愈伤组织( 若是是在光照条件下，简单分化产生维

管等组织，不利于产生大量的愈伤组织 ) 。当愈伤组织分化出芽和叶时，必然要有光照，有利于叶片内叶绿素的合成。

(4) 生长素和细胞分裂素的用量

生长素

/ 细胞分裂素的比值

比值高时

比值低时

作用收效

促使根的分化、控制芽的形成

促使芽的分化、控制根的形成 人教版2019学年高中生物专题2细胞工程2.1植物细胞工程2.1.1植物细胞工程的基本技术教案选修3

比值适中 促使愈伤组织的形成

例 3 植物组织培育依照的原理、方法步骤及引诱的植物激素分别是

①细胞的全能性 ②离体的植物器官、组织或细胞 ③根、芽

⑤生长素和乙烯 ⑥愈伤组织 ⑦再分化 ⑧脱分化 ⑨植物体

( )

④生长素和细胞分裂素

A．①、②⑦⑥⑧③⑨、④

B．①、②⑧⑥⑦③⑨、④

C．①、⑥②⑨⑧③⑦、⑤

D．①、②⑨⑧⑥⑦③、⑤

答案 B

剖析 植物组织培育的原理是细胞的全能性；方法步骤是：离体的植物器官、组织或细

胞脱分化形成愈伤组织，愈伤组织再分化获得根、芽，由根、芽发育成植物体；所用激

素是生长素和细胞分裂素。

例

4

(2017 ·山西榆社中学高二下期中

) 如图表示四倍体兰花叶片植物组织培育的过

程，以下有关表达正确的选项是

(

)

四倍体兰花叶片

①

――→ 愈伤组织

② ③

――→ 胚状体 ――→ 植株

A．此兰花的花药离体培育所得植株为二倍体

B．①阶段表现了细胞的全能性，②阶段需要细胞分裂素

C．①阶段有细胞增殖，但无细胞分化

D．②过程为脱分化，③过程为再分化

答案 C

剖析 花药离体培育获得的个体必然是单倍体植株， A 错误；①阶段是脱分化阶段，②阶

段是再分化阶段，③阶段是细胞分裂分化过程，①②③表现了细胞的全能性， B、D 错误；

①阶段是脱分化阶段，没有细胞的分化，只进行细胞增殖形成薄壁细胞团， C 正确。

三、植物体细胞杂交技术

1．见解：将不同样种的植物体细胞，在必然条件下交融成杂种细胞，并把杂种细胞培育成

新的植物体的技术。

2．过程