苏教版选修三 植物细胞工程 学案

课题：第二节植物细胞工程（第一课时）
一、学习目标
1、说出细胞全能性的含义及其在植物组织培养中的应用（B）
2、尝试进行植物组织培养，体验植物组织培养技术（B）
3、简述植物体细胞杂交技术（B）
4、例举植物细胞工程的实际应用（B）
二、学习重点难点
1、植物组织培养的原理和过程
2、植物体细胞杂交的原则
三、使用说明及方法指导
1.完成教学案填空内容，习题。

2.可以合作探究与同学讨论。

四、自主复习内容：
1．什么是细胞工程？它和基因工程有什么区别？
2．什么是植物细胞的全能性？植物细胞具有全能性的原因是什么？
思考与讨论：
1.什么是细胞的分化？细胞分化的过程中，会发生遗传物质的改变
2．在正常条件下，细胞的全能性都会表现出来吗？
3．分析图2—5，概述植物组织培养技术的基本过程。

4．什么是脱分化？什么是再分化？什么是愈伤组织？愈伤组
织的特点？
5．什么是植物体细胞杂交技术？它具有什么优点？
6．在进行植物体细胞杂交之前，为什么要去除细胞壁？通常用什么方法去除细胞壁？去除细胞壁以后的植物细胞叫什么？
【分析】（1）由于植物细胞壁阻碍了植物细胞的融合，所以在进行植物体细胞杂交之前，必须要先去除细胞壁。

（2）去除细胞壁一般是采用酶解法，即用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞以得到具有活力的原生质体。

这里是利用了酶的专一
性原理
7．怎样诱导两个不同原生质体的融合？原生质体融合完成的标
志是什么？这与细胞中哪种细胞器有关
8．分析图2—9，概述植物体细胞杂交的基本过程。

（1）说出①～⑤步骤表示的含义。

（2）将植物细胞A和植物细胞B的得到的原生质体诱导融合，
在培养基上至少存在几种类型的细胞（只考虑两个细胞的融
合）？
五、教学流程
（一）、知识回顾，导入新课
一、植物组织培养（必修1内容）
1、植物细胞的全能性
（1）生物细胞的全能性
生物体细胞一般都是受精卵经有丝分裂形成，因而都含有
生物一整套遗传物质，都具有发育
成完整个体的潜能。

但在生物体上有时不能表现出其全能性，
只能通过分化形成不同的组织、
器官，这是在特定的环境、激素等的影响下基因选择性表达
的结果。

（2）植物细胞具有全能性的原因
植物体的全部体细胞都是从受精卵经过有丝分裂产生的，
具有发育成完整个体所必需的全套
遗传物质。

（3）细胞表现其全能性的条件
离体、无菌、一定的营养条件、植物激素诱导、环境条件
（脱分化避光，再分化需光）。

（4）全能性的大小
受精卵全能性最大；高度分化的植物细胞具有全能性；高度
特化的动物体细胞的全能性受到限制，它的细胞核仍保持着全能
性。

全能性表达的难易程度：受精卵＞生殖细胞＞体细胞；植物
细胞＞动物细胞。

（二）、合作、探究、展示
一、植物组织培养
（1）理论基础（原理）：细胞全能性
（2）核心：脱分化形成愈伤组织和愈伤组织再分化。

（3）过程：
（4）培养基的成分
水分、无机盐、碳源、维生素、生长调节剂（细胞分裂素和生
长素）、有机添加物等。

（5）进行植物组织培养时需要注意的问题
①所以实验用具严格灭菌。

②接种过程严格的无菌操作。

③愈伤组织培养：最初避光培养，后期见光培养。

④试管苗培养：先要进行生芽培养，再进行生根培养，试管苗
培养要在光照条件下进行。

3、植物组织培养的应用
二、植物细胞培养（1）概念：在实验室工厂化生产的条件下，将组织培养过程中
浮培养，得到分散游离的悬浮细胞，通过继代培养使细胞增殖，从而获得大量的细胞群体的一种技术。

（2）与植物组织培养的关系
①植物组织培养是基础。

②目的不同：植物组织培养的目的是得到更多的植物体，植物细胞培养的目的是获得人类所需的细胞
（3）实例：成功地培养红豆杉的细胞，从中提取出重要的抗肿瘤药物——紫杉醇。

三、植物体细胞杂交技术
1、概念：是将不同种植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培养成新的植物体的技术。

2、理论基础（原理）：细胞全能性和细胞膜具有一定的流动性。

3、过程：
（三）、教师点拨
注意：
（1）去除细胞壁的方法为酶解法：利用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁。

（2）诱导融合的方法：①物理法包括离心、振动、电刺激等。

②化学法一般是用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂。

（3）原生质体融合后的细胞是杂种细胞，利用植物组织培养技术把杂种细胞培养成杂种植株。

（4）融合完成的标志：杂种细胞再生出细胞壁；
5、意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍
1、下列细胞的全能性最高的是( )
A、植物的卵细胞
B、植物的花粉
C、被子植物的受精卵
D、被子植物的叶肉细胞
2．下列属于组织培养的是（）
A．花粉培育成单倍体植株B．芽发育成枝条
C．根尖分生区发育成成熟区D．未受精的卵细胞发育成个体
1、下图为植物体细胞杂交过程示意图，据图回答：
（1）步骤①是去掉，使植物细胞成为，最常
用的方法是。

（2）步骤②一般常用的化学试剂是，目的
是。

（3）在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，运用的技
术手段是，其中步骤④相当于，步骤⑤
相当于。

（4）植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株，使两株植
物的性状能够在新的植物体上有所表现，其根本原因
是。

（5）从理论上讲，杂种植株的育性为。

若运用传统
有性杂交方法能否实现？
理
由。

因此，这项研究对于培养作物新品种方面的重大意义
在于
六、课后反思：
1、本节课的成功之处：
2、本节课的不足之处：
3、补救措施：
学生出勤情况：
复备区
复备人：
复备内容：
板书设计：
四、自主复习内容答案：(不打印)
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，按照人们的意愿来改
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。

根据操作对象的不同，可分为植物细胞工程和动物细胞工程两大领域。

【分析】从操作环境来看，二者都是在体外进行相关操作；从操作对象来看，基因工程的操作对象是基因，而细胞工程的操作对象是细胞；从操作水平来看，前者是在分子水平上进行操作，而后者是在细胞水平或细胞器水平上进行操作。

2、生物体的细胞在形态、结构和功能上存在很大的差异，这是细胞分化的结果，但是几乎每一个细胞内都含有该物种的全套遗传物质，具有发育成为完整个体所必需的全部基因，因此，这些细胞都具有发育成为一个新个体的潜能。

细胞的这种特性称为细胞的全能性。

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。

但是，在生物的生长发育过程中，细胞并不会表现出全能性，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。

思考：
1、分析】（1）脱分化是指由已经高度分化的植物细胞在离体的条件下，诱导其形成愈伤组织的过程，也称为去分化。

（2）再分化是指愈伤组织在培养基上继续培养，重新诱导分化形成根、芽等器官的过程。

（3）愈伤组织是一团没有特定结构和功能并处于旺盛分裂状态的薄壁细胞。

愈伤组织在一定的培养条件下也可诱导形成类似胚的结构称为胚状体。

它具有胚芽和胚根，在合适的条件下可发育称为新的植株。

3、A表示脱分化；B表示再分化。

4、略
5、分析】植物体细胞杂交就是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。

该技术是一种非常有用的遗传育种手段，可以克服不同种植物之间杂交的不亲和障碍，实现远源物种之间的核质组合，从而获得新品种植株。

6、【分析】（1）由于植物细胞壁阻碍了植物细胞的融合，所以在进行植物体细胞杂交之前，必须要先去除细胞壁。

（2）去除细胞壁一般是采用酶解法，即用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞以得到具有活力的原生质体。

这里是利用了酶的专一性原理。

7、】人工诱导原生质体融合的方法可以分为两大类——物理法和化学法。

物理法包括离心、振动和电刺激等；化学法一般是用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂来诱导细胞融合。

原生质体融合完成的标志是形成新的细胞壁，与之形成有关的细胞器是高尔基体。

8、步骤①和②表示用纤维素酶与果胶酶去除细胞壁；③表示诱导原生质体的融合；步骤④和⑤相当于植物组织培养，其中④相当于脱分化，⑤相当于再分化。

练习：
1、C
2、A
3细胞壁原生质体酶解法聚乙二醇诱导原生质体融合组织培养脱分化再分化杂种细胞具有两个亲本的遗传物质可育不能因为不同生物之间存在生殖隔离克服远缘杂交不亲和的障碍不遵循，因为生物在进行有性生殖过程中才遵循孟德尔的遗传定律，而植物体细胞杂交不属于有性生殖。