高中生物选修三2.1植物细胞工程
高中生物(选择性必修第三册 人教版)教案讲义：植物细胞工程的应用含答案
第2课时植物细胞工程的应用[学习目标] 1.通过对植物细胞工程应用实例的分析，了解这些应用涉及的技术流程和应用的优势。
2.认同植物细胞工程在生产实践中具有重要的应用价值。
一、植物繁殖的新途径1．快速繁殖2．作物脱毒判断正误(1)作物脱毒后不再感染病毒()(2)脱毒草莓能明显提高产量，但品质没有发生变化()(3)作物脱毒所培养的材料常选自顶端分生组织()(4)快速繁殖本质上是一种无性繁殖()答案(1)×(2)×(3)√(4)√解析(1)作物脱毒后病毒很少甚至不含病毒，而不是不再感染病毒。
(2)脱毒草莓能明显提高产量，品质也优于普通草莓。
任务一：快速繁殖和作物脱毒1．植物组织培养之所以可以进行快速繁殖，是因为植物组织培养到愈伤组织阶段，细胞进行有丝分裂，细胞分裂速度较快，从而获得大量的组织细胞，然后不断地分割、移瓶、诱导再分化形成新植株。
并且，植物组织培养在实验室进行，受季节、气候等条件限制较小。
2．快速繁殖中能否用花粉作为外植体？为什么？提示不能；因为用花粉作外植体会出现性状分离。
3．经植物组织培养技术培育出的脱毒苗抗病毒吗？为什么？提示脱毒苗不抗病毒；“脱毒”与“抗毒”不同，前者指的是本身病毒少，甚至无病毒，受病毒感染的机会少，而后者指的是能抵抗病毒的感染。
1．某株名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。
为了防止性状分离并快速繁殖，可利用该植株的一部分器官或组织进行离体培养，培育出完整的植株。
进行离体培养时不应采用该植株的() A．茎尖B．子房壁C．叶片D．花粉粒答案 D解析花粉粒是经减数分裂形成的，在此过程中发生了基因重组，因而不一定能保持亲本的优良性状，D符合题意。
2．为给工厂繁殖脱毒甘薯苗提供技术上的支持，科研人员利用植物组织培养技术研究甘薯茎尖(外植体)大小对诱导分化苗和脱毒苗的影响，结果如表所示。
下列相关叙述正确的是() 茎尖大小外植体数/个分化苗数/株脱毒苗数/株小于0.3 mm 20 1 10.3～0.5 mm 20 10 7大于0.6 mm 20 13 4A.在不同的培养阶段，培养基中的激素种类和比例不同B．脱分化过程中应给予充足光照使其进行光合作用C．培育脱毒苗时依据的原理有基因突变和细胞的全能性D．0.3～0.5 mm大小的茎尖最有利于获得抗病毒的特性答案 A解析在不同的培养阶段，培养基中的植物激素种类和比例不同，生长素和细胞分裂素的比值高，有利于根的分化，比值低有利于芽的分化，A正确；脱分化过程中不需要光照，不能进行光合作用，B错误；培育脱毒苗时依据的原理是植物细胞的全能性，C错误；0.3～0.5 mm 大小的茎尖最有利于获得无病毒的特性，不是抗病毒的特性，D错误。
高中生物学选择性必修3植物细胞工程的应用
(1)提示：作物感染的病毒可以传播给后代，并在作物体内逐年积累， 影响产量和品质。
(2)提示：植物分生区一般不会感染病毒，用分生区作为外植体进行组 织培养，能得到大量的脱毒苗。
归纳提升
新教材·生物（RJ） 选择性必修3
1．快速繁殖 (1)实质：植物组织培养。 (2)原理：植物细胞的全能性。 (3)优点 ①能保持亲本的优良遗传特性，子代个体的遗传物质与亲本相同。 ②选材少，培养周期短，繁殖率高。 ③不受自然生长季节的限制，便于自动化管理，有利于进行工厂化生产。
3．突变体的利用
新教材·生物（RJ） 选择性必修3
(1)原理：基因突变和植物细胞的全能性。在植物的组织培养过程中，由
于培养细胞一直处于不断增殖的状态，因此容易受到培养条件和诱变因素的
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
影响而产生突变，从产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体，进
而培育成新品种。
(2)过程
新教材·生物（RJ） 选择性必修3
2．次生代谢物 (1)概念：植物代谢产生的一些一般认为__不__是____植物基本的生命活动所 必需的产物，是一类___小__分__子__有__机__化__合__物_____(如酚类、萜类和含氮化合物等)。 (2)作用：在植物_抗__病__、__抗__虫___等方面发挥作用，也是很多___药__物___、 __香__料____和___色__素___等的重要来源。
组织培养，可以使新长成的植株不带病毒，从而获得脱毒苗。用脱毒苗进行
繁殖，种植的作物就不会或极少感染病毒。
针对训练
新教材·生物（RJ） 选择性必修3
1．(2021 哈尔滨六中高二月考)利用快速繁殖技术快速培育名贵花卉，不
选取的培养材料是( A )
2019新人教版高中生物选择性必修三第二章重点知识点归纳总结(细胞工程)
第二章细胞工程第一节植物细胞工程细胞工程：细胞工程是指应用细胞生物学、分子生和生物学等多学科的原理和方法，通过细胞器、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性生物工程。
1.原理和方法：细胞生物学和分子生物学。
2.操作水平：细水平或细胞器水平。
3.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一、植物细胞工程的基本技术1.细胞的全能性：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，即细胞具有全能性。
2.细胞具有全能性的原因(物质基础)生物体的细胞中都含有该物种的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所需的全部遗传信息1.生物体生长发育过程中细胞不表现全能性的原因(不离体的细胞无法表现出全能性的原因) 在特定的时间时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达2.全能性大小比较(1)受精卵、体细胞、生殖细胞受精卵〉生殖细胞＞体细胞(2)分化程度高的细胞、分化程度低的细胞分化程度低的细胞＞分化程度高的细胞(3)分裂能力强的细胞、分裂能力弱的细胞分裂能力强的细胞〉分裂能力弱的细胞(4)植物细胞、动物细胞植物细胞＞动物细胞(5)幼嫩的细胞、衰老的细胞幼嫩的细胞〉衰老的细胞(一)植物组织培养技术1.概念：植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞(称为外植体)等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成整植株的技术。
2,原理：植物细胞的全能性3.生殖方式：无性生殖4.分裂方式：有丝分裂5.过程：|外植体|―—化|愈伤组织|—2|胚状体或丛芽|—育-［植株脱分化：在一定的—激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞的过程。
再分化：愈彳^组织能重新分化成芽、根等器官的过程。
探究.实践：菊花的组织培养(1)原理口植物细胞一般具有全能性；口在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过脱分化和再分化,形成胚状体长出—芽和根_,进而发育成_完整的植株_；口植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素，它们的浓度_、比等都会影响植物细胞的发育方向。
高中生物 植物细胞工程三单设计学案 新人教版选修3
2．1植物细胞工程2．1．1植物细胞工程的基本技术第一课时学习目标1.细胞全能性概念2.植物组织培养过程学习重点1.植物组织培养的原理和过程2.植物组织培养的实验学习方法阅读课本内容思考对比问题导读——评价单一、知识回顾1.蛋白质工程是新崛起的一项生物工程，又称第二代基因工程。
下图示意蛋白质工程流程，图中A、B 在遗传学上依次表示（C）A．转录和翻译 B．翻译和转录C．复制和转录 D．传递和表达2.作为基因的运输工具—运载体，必须具备的条件之一及理由是（D ）A.能够在宿主细胞中稳定的保存下来并大量复制，以便提供大量的目的的基因B.具有多个限制酶切点，以便于目的基因的表达C.具有某些标记基因，以便目的基因能够与让结合D.它的参与能够使目的基因在宿主细胞中复制并稳定保存二、走进文本同学们，你相信吗一瓣花瓣竟然可以培养成一棵植株想知道怎么回事吗？那就赶快阅读课本33、34、35页内容吧。
怎么样？是不是学到许多新知识。
试着思考以下几个问题，相信你一定可以回答上来！再读33页第一、二段内容对付下面问题1.现在你相信植物的花瓣可以培育成一个植株个体了吧？那你知道它是如何进行的吗？离开植物体的花瓣→2.你了解脱分化吗，是怎样一种过程？3.愈伤组织是什么组织，怎么得到呀？再读33页第三段材料，考虑！4.为什么植物的一瓣花瓣就可以培育出完整的植株呢？5.那为什么在生物的生长发育过程中却并没有表现出全能性呢，这又如何解释？再读34页有关胡萝卜的组织培养的实验内容，相信聪明的你可以回答下面问题！6.你能根据胡萝卜的组织培养实验概括植物组织培养技术的流程简图吗？7.同学们，你发现没有在植物组织培养实验过程中，所用器械要灭菌，操作要无菌。
有菌会如何？三、构建知识网络（本课时知识网络结构图）四、学习反思（还有哪些问题不太清楚）自我评价同伴评价学科长评价展示训练——评价单一、基础自测（通过前面的学习，你已经对基础知识有一定的掌握，做几道题试试看）1．高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，下列叙述错误的是（）。
高中生物选修3细胞工程
– 单倍体育种 – 诱导突变体
• 细胞产物的工厂化生产
一 植物繁殖的新途径
（一）微型繁殖技术（也称快速繁殖技术） 1.概念: 快速繁殖优良品种的植物组织培养技术
2.优点: 1）保持优良品种的遗传特性 2）高效快速地实现种苗的大量繁殖
3.成就:
一 植物繁殖的新途径
（一பைடு நூலகம்微型繁殖技术（也称快速繁殖技术）
的形成
再分化 试管苗的形成
扩大培养
请根据上面的实验过程，概括出植物 组织培养技术的流程简图。
植物材料 （消毒）
脱分化
愈伤组织
无菌接种、诱导
再分化 诱导
试管苗
移栽到大田 培养成正常植株
合作学习
(1)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？
防止杂菌污染，因为杂菌生长快， 会和培养物争夺营养。杂菌生长过程 中会产生有害的物质，导致培养物迅 速死亡。
植物细胞的脱分化：由高度分化的植物器 官、组织或细胞产生愈伤组织的过程，又 称去分化。
脱分化的实质和结果分别是什么？
实质是恢复细胞的全能性过程。 结果是形成愈伤组织。
植物细胞的再分化：脱分化产生的愈伤组织在 培养过程中重新分化成根或芽等器官的过程 。
获取 外植体
移栽
无菌接种 脱分化 诱导愈伤组织
5、条件： （1）离体状态，
（2）完全营养物质、激素
探究：
1、表现全能性的条件有哪些？
离体、提供营养物质、激素及其它适宜条件。
2、生物体内的细胞为什么没有表现出全能性，而是分 化成不同的组织器官？ 在特定的时间和空间条件下，基因选择性的表达 的结果。
3、为何已分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能？ 生物体的每一个细胞都含本物种的全套遗传物质， 都有发育成完整个体的全套基因。
人教版高中生物选择性必修3生物技术与工程课后习题 第2章 第1节 植物细胞工程
第2章细胞工程第1节植物细胞工程基础巩固1.下图表示四倍体兰花叶片植物组织培养的过程。
下列相关叙述错误的是( )四倍体兰花叶片愈伤组织芽、根等兰花植株A.通过消毒和无菌操作可避免①②过程发生杂菌污染B.此兰花的花药经离体培养所得的植株为二倍体C.细胞全能性表达的前提是①过程,体现在②③过程D.需生长调节物质调控①②过程细胞的分裂和分化答案:B解析:由配子直接发育成的个体是单倍体。
2.植物组织培养可以形成愈伤组织。
下列有关愈伤组织的叙述,错误的是( )A.愈伤组织是离体细胞经过脱分化形成的B.形成愈伤组织的培养基不含有机物C.愈伤组织可以形成具有生根能力的胚状结构D.愈伤组织细胞的线粒体和核糖体中可能发生碱基互补配对答案:B解析:形成愈伤组织的培养基中既含无机物,也含有机物。
3.下图为胡萝卜的离体组织在一定条件下培育形成试管苗的过程示意图。
下列有关叙述正确的是( )A.①②过程中均发生细胞的增殖和分化B.愈伤组织细胞失去了全能性C.①②过程所用培养基的激素种类与浓度相同D.此过程获得的试管苗可能是杂合子答案:D解析:题图中①为脱分化过程,在该过程中,细胞通过有丝分裂增殖,但不会发生分化;②为再分化过程,在该过程中,细胞也通过有丝分裂增殖,且不断分化。
愈伤组织细胞含有该物种全部的遗传物质,仍具有全能性。
①(脱分化过程)所用培养基是诱导脱分化的培养基,②(再分化过程)所用培养基为诱导再分化的培养基,这两个过程所用培养基的激素种类相同,但浓度不同。
经植物组织培养获得的试管苗的基因型与母体相同,若母体为杂合子,则试管苗也为杂合子,因此此过程获得的试管苗可能是杂合子。
4.关于影响植物组织培养的因素,下列说法正确的是( )A.不同植物组织培养的难易程度不同,同一种植物材料培养的难易程度相同B.在植物组织培养中,应选择成熟的组织C.植物激素中生长素和细胞分裂素的作用是相互独立的D.pH、温度、光照条件等对植物组织培养特别重要答案:D解析:不同植物组织培养的难易程度不同,同一种植物材料培养的难易程度也会因年龄、保存时间等的不同而不同。
高中生物同步课件：2.1.2 植物细胞工程的实际应用(新人教版选修3)
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专题2
细胞工程
胚状体在一定的条件下，可以生长发育形成 植株。胚状体可从悬浮培养的单细胞中得到, 也可以通过试管培养的茎尖、芽尖、子房、 花粉等获得。将胚状体包埋在能提供营养的 胶质中，便成了所谓的“人工种子”。培育
过程如图所示：
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专题2
细胞工程
(1)人工种子的制备是依据什么原理进行的？ ________________________________。
专题2
细胞工程
2．1.2 植物细胞工程的实际应用
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专题2
细胞工程
学习导航
1.举例说出植物组织培养技术在农业上的应 用。 [重、难点] 2.举例说出植物组织培养技术在细胞产物的 工厂化生产领域的应用。 [重点]
栏目 导引
专题2
细胞工程
新知初探思维启动
一、植物繁殖的新途径
1.微型繁殖
(1) 概 念 ： 用 于 快 速 繁 殖 优 良 品 种 的 植物组织培养 _______________技术。 (2)属于无性繁殖，能够保持优良品种的遗传 性状。
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专题2
细胞工程
想一想 2．单倍体育种过程中，秋水仙素的作用机 理是什么？ 【提示】 在细胞分裂过程中，抑制纺锤体
的形成，使细胞不能正常分裂，从而使染色 体加倍。
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专题2
细胞工程
三、细胞产物的工厂化生产
1.细胞产物种类:蛋白质、脂肪、糖类、药物、 香料、生物碱等。
组织培养 2.技术：植物_____________技术。
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专题2
细胞工程
【解析】
人工种子培育的原理是细胞的全
能性，即生物的体细胞具有发育为完整个体
第2章 细胞工程 期末复习知识点总结【新教材】人教版高中生物选择性必修三
第2章细胞工程植物细胞工程1、植物细胞工程的理论基础（原理）：细胞的全能性，即，具有某种生命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。
这也是为什么植物的一瓣花瓣就可培育出完整的植株的原因。
理论上，生物的任何一个细胞都具有发育成完整植株的潜力。
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。
全能性表达的难易程度：受精卵＞生殖细胞＞干细胞＞体细胞；植物细胞＞动物细胞2、植物细胞工程的基本技术：植物组织培养技术3、植物组织培养技术（1）概念：植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下，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，最终形成完整的植株。
（2）过程：离体的植物器官、组织或细胞―――→愈伤组织―――→试管苗――→植物体（3）用途：微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产。
A、植物繁殖的新途径：◆微型繁殖：可以高效快速地实现种苗的大量繁殖◆作物脱毒：采用茎尖组织培养来除去病毒（因为植物分生区附近的病毒极少或没有）◆人工种子：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经人工薄膜包装得到的种子。
优点：完全保持优良品种的遗传特性，不受季节的限制；方便储藏和运输B、作物新品种培育◆单倍体育种：●a过程：植株（AaBb）通过减数分裂得到花粉（AB、Ab、aB、ab四种类型）；对花粉进行花药离体培养（技术是植物组织培养）；得到单倍体植株；对其幼苗时期进行秋水仙素处理；得到了正常的纯合二倍体植株（AABB、AAbb、aaBB、aabb四种类型）。
●b优点：明显缩短育种年限◆突变体利用：在组织培养中会出现突变体，通过从有用的突变体中选育出新品种（如筛选抗病、抗盐、含高蛋白的突变体）◆细胞产物的生产：通过能够产生对人们有利的产物的细胞进行组织培养，从而让它们能够产生大量的细胞产物。
人教版高中生物选择性必修3第2章第1节植物细胞工程 课后练习题含答案解析
第1节植物细胞工程1植物细胞工程的基本技术 (1)2植物细胞工程的应用 (7)1植物细胞工程的基本技术[基础达标]题组一细胞的全能性1．下列最容易表达出细胞的全能性的是( )A．人的口腔上皮细胞B．葡萄枝韧皮部细胞C．兔的肝脏细胞D．鼠的神经细胞【答案】B【解析】由于人的口腔上皮细胞、兔的肝脏细胞和鼠的神经细胞都是动物细胞，而葡萄枝韧皮部细胞为植物细胞。
植物细胞的全能性比动物细胞的全能性高，容易表达出全能性。
综上所述，B正确，A、C、D错误。
2．下列实例中，能够体现细胞全能性的是( )A．小鼠腺细胞的自我复制B．克隆羊多莉的获得C．壁虎断尾后重新长出尾部D．胡萝卜韧皮部细胞经植物组织培养产生完整植株【答案】D【解析】小鼠腺细胞的自我复制的结果是细胞数量的增多，不是完整生物体(或分化成其他各种细胞)，不能体现出细胞的全能性，A错误；克隆羊多莉的诞生说明已分化的动物体细胞的细胞核是具有全能性的，B错误；壁虎断尾后重新长出尾部属于器官的再生，是细胞的分裂和分化能力，并没有体现细胞的全能性，C错误；胡萝卜韧皮部细胞培育出植株属于植物组织培养过程，体现了植物细胞的全能性，D正确。
3．下列有关细胞全能性的叙述，正确的是( )A．植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因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D．紫色糯性玉米种子培育成植株，这反映植物种子具有全能性【答案】B【解析】植物体中，体细胞和生殖细胞都具有发育成完整个体所必需的全套基因，A错误；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，B正确；植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是基因的选择性表达，而不是所含基因不同，C错误；紫色糯性玉米种子培育成植株，这属于自然生长过程，不能反映全能性，D错误。
题组二植物组织培养4．影响植物组织培养的因素包括( )①培养基的配制②外植体的选取③激素的运用④消毒⑤温度、pH、光照A．①②③④⑤B．①②③C．①②③④D．①②③⑤【答案】A【解析】离体的植物组织和细胞，对营养、环境条件要求相对特殊，需要配制适宜的培养基，①正确；不同植物组织培养的难易程度差别很大，即使是同一种植物材料，因器官来源及其生理状况、材料的年龄、保存时间的长短等不同也会影响实验结果，②正确；植物激素中，生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素，③正确；植物组织培养需要在无菌条件下进行，因此要对外植体进行消毒，④正确；植物组织培养需要适宜的温度、pH，还需要适时的光照(脱分化避光，再分化需要光)，⑤正确，故A正确。
2019-2020学年高中生物专题2细胞工程2.1植物细胞工程2.1.2植物细胞工程的实际应用课件新人教版选修3
(3)优点：明显缩短 育种年限 。
2．突变体的利用 (1)原理 ① 基因突变 (用射线或诱变剂处理分生细胞，主要是指愈伤组织细胞)。 ②植物细胞的 全能性(由突变细胞培育到突变体植株)。 (2)利用：筛选出有用的 突变体 ，培育新品种。如培育抗病、抗盐、含高蛋 白、高产的新品种植物。 (3)实例：抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的野生烟草、抗除草剂的白三叶草等。
1．微型繁殖 (1)概念：用于 快速繁殖 优良品种的植物组织培养技术。 (2)优点 ①保持优良品种的 遗传特性 。 ② 高效快速 地实现种苗的大量繁殖。
2．作物脱毒 (1)选材部位：植物 分生区 附近。 (2)操作过程：切取一定大小的组织块进行
组织培养 ，再生植株。
(3)优点：作物不会或极少感染病毒。
1．通过植物组织培养技术繁育农作物的优点不包括( )
A．加快繁育速度
B．保持亲本优良性状
C．培育出无病毒植株 D．改变植物的基因型
解析：植物组织培养技术不仅可以高效快速地实现种苗的大量繁殖，还可以
保持优良品种的遗传特性，并通过作物脱毒提高作物产量，改善作物品质。
答案：D
2．下面为番茄植物组织培养过程的流程图解。以下相关叙述不正确的是( )
三、细胞产物的工厂化生产
1．细胞产物种类：包括蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。 2．生产的技术手段： 植物组织培养 技术。 3．优点： 生产速度快 。 4．实例：人参、三七、紫草和银杏的细胞产物都已实现了工厂化生产。
[预习小测] 1．想一想 为什么选取分生区的细胞病毒极少甚至无病毒？ 提示：分生区细胞分裂快，病毒来不及入侵，因此病毒极少。
细
胞
悬
液
发酵―、 ―→提取____________。