植物细胞工程导学案完整.doc

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植物细胞工程的基本技术导学案

一、三维目标：

（一）知识与技能：

1、掌握植物细胞工程的理论基础

2、简述并设计植物组织培养过程

（二）过程与方法:

自主学习与合作交流相结合，培养学生的合作精神及发散性思维。

（三）情感态度与价值观：

1、体验生命的奥妙并增强热爱生命的情感

2、认同植物细胞工程离不开理论研究和技术创新

二、教学重点：

植物组织培养理论基础及过程

三、教学难点:

植物组织培养的实验设计

自主学习

（一）、细胞工程

1．概念：

应用和的原理和方法，通过或上的操作，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、。

（二）、植物细胞的全能性

1、植物细胞的基本结构包括、、、。

2、植物细胞主要的增殖方式是，细胞分化是指，_____________________________________________________________________________

原因是_____________________。

3、细胞全能性

的细胞具有发育成为一个新的生物个体的。

因为每个细胞内都含有该物种的，具有发育成完整个体所必需的。

全能性的表现条件：

①②适宜的

全能性大小：

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

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

5．特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会有地表达出各种，分化形成不同的细胞，从而构成生物体的不同。

（三）、植物组织培养技术

1．原理：

植物细胞具有，具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成的潜能。

2．过程

离体植物的_组织幼根和芽或胚状体完整植株。

3．细胞脱分化：

已的细胞经过诱导后，失去其特有的而转变成未分化细胞的过程。

4．植物组织培养：

在和的条件下，将的植物器官、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、丛芽，最终形成完整植株。

（四）、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，在一定的营养和激素条件下，可以脱分化形成。

将愈伤组织转接到含有不同激素成分的培养基上，就可以诱导其再分化生成胚状体或丛芽，进而发育成。

2、实验步骤

①．将用自来水充分洗净，削去外皮，并切成段。

用酒精棉球擦手。

②．在超净工作台（或接种箱）上将胡萝卜段用酒精溶液消毒30s后，立即用清洗2～3次，再用处理30min后，立即用无菌水清洗2～3次。

③．用的滤纸吸去胡萝卜段表面的水分。

然后，在瓷砖上，用无菌的解剖刀将胡萝卜段切成1cm厚的横切片，再选取有的部位，切取1cm3左右的小块。

④．将接种到培养基上，用锡箔纸封盖瓶口，并用橡皮筋扎紧。

然后，在培养瓶上贴上标签，写明材料名称、接种日期和小组号。

⑤．将接种后的胡萝卜组织块，放在恒温避光条件下培养。

4d后，检查培养材料的污染情况；14d后，观察愈伤组织的生长状况。

然后，在恒温箱中继续避光培养。

在培养过程中，注意定期观察和记录愈伤组织的生长情况。

⑥．培养一段时间后，将生长良好的转接到分化培养基上，培养一段时间后，胡萝卜的愈伤组织就可以诱导出。

然后将试管苗移栽到大田，培养成。

3、注意事项

⑴．外植体的选择与制备

①选择外植体时，由于外植体的脱分化难易因植物种类、器官来源及生理状况的不同而有很大差异，因此，选择哪些作为外植体应该注意。

一般来讲，烟草、胡萝卜，植物的花和幼嫩的组织脱分化相对较易，而植物的茎、叶和成熟的老组织则较难。

②制备外植体首先要消毒，其次要选取有形成层的部分，因形成层细胞易脱分化。

⑵．植物组织培养注意的要点

①培养基包括所有操作工具都应进行消毒和灭菌，谨防杂菌污染。

②需在无菌条件下操作。

③接种，继代培养的转移都应在接种箱内进行。

⑶．对于植物组织培养来说，光照条件非常重要，包括光照强度、时间和波长。

但在由高度分化的组织形成愈伤组织的诱导阶段往往要暗培养，而在分化形成试管苗的再生的过程中一定要有光照。

诱导形成愈伤组织阶段的暗培养有利于细胞的脱分化产生愈伤组织，如果在光照条件下容易分化产生维管等组织，不利于产生大量的愈伤组织。

由愈伤组织经细胞有丝分裂和分化形成试管苗的过程中需要光照，原因是叶中叶绿素的合成需要光照条件。

（五）、植物体细胞杂交技术

1．概念：

不同种植物的，在一定条件下融合成，并把杂种细胞培育成新的的技术。

2．过程

离体的细胞不同细胞原生质体原生质体融合→杂种细胞→杂种植株。

3．植物体细胞杂交步骤：

（1）去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体，目前最常用的去细胞壁的方法是，也就是在温和条件下用去除植物细胞的细胞壁。

（2）不同植物体细胞原生质体融合，必须通过物理法和化学法来诱导融合。

物理方法有：

离心、振动、电激等促使原生质体融合。

化学法是用（PEG）作为诱导剂来诱导融合。

融合后再生出细胞壁。

（3）用植物组织培养方法进行培育，可得到杂种植株。

如图

在此过程中需要注意的问题有：

①植物体细胞杂交过程中，植物细胞融合所依据的生物学原理是细胞膜的；植物组织培养的理论基础是细胞的。

②体细胞融合成功以后，既有AB型杂种细胞，还能形成AA型和BB型两种融合细胞，但只有AB型细胞是植物体细胞杂交所形成的杂种细胞，因此在杂种细胞形成后还应有一个筛选过程。

③目前常用的去除细胞壁的方法是酶解法，保证了原生质体活性。

植物体细胞杂交完成的标志是新的形成。

④植物体细胞杂交过程仍以植物组织培养为前提，通过植物组织培养完成杂种植株的培育过程。

⑤植物体细胞杂交的最大突破是克服远缘杂交的障碍，但是目前仍有许多理论和技术问题没有解决，离推广应用仍有一定距离。

走进文本

第一课时

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？

1、细胞全能性是指（）

A、生物体内的细胞具有的形成完整个体的特性。

B、生物体的细胞具有细胞膜、细胞质、和细胞核。

C、生物体的细胞能完成各种生理活动的特性。

D、生物体的细胞具有发育成完整个体的潜能。

2、用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，错误的是（）

A、该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的。

B、该愈伤组织的细胞没有全能性。

C、该愈伤组织是由薄壁细胞组成的。

D、该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构。

3、下列细胞的全能性最高的是（）

A、植物的卵细胞B、植物的精子C、被子植物的受精卵D、被子植物的叶肉细胞

4、植物组织培养依据的原理、培养过程的顺序及诱导的植物激素分别是（）

①体细胞全能性②离体植物器官、组织或细胞③产生胚状体、丛芽④生长素和细胞分裂素⑤生长素和乙烯⑥愈伤组织⑦再分化⑧脱分化⑨植物体

A、①，②⑧⑥⑦③⑨，④B、①，②⑦⑥⑧③⑨，⑤

C、①，⑥②⑨⑧③⑦，⑤D、①，②⑨⑧⑥⑦③，④

体验高考（每个四分）

1、（2010江苏卷）在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列不需要的条件是（）

A、消毒灭菌B、适宜的温度

C、充足的光照D、适宜的养料和激素

2、（09山东）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植物用种子进行繁殖③用烟草组织培养出可育的完整植株

A、①②B、①③C、②③D、①②③

2.1.1《植物细胞工程的基本技术》

走近文本

第二课时

同学们，你听说过番茄-马铃薯吗？

那么阅读一下课本36、37页内容吧！

再读36页第二段思考下面问题

1.为何用传统的有性杂交方法不可能得到二者的杂种后代？

再读36页第三段内容想一想

2.如何得到番茄-马铃薯杂种植株？

3.植物体细胞杂交有哪些障碍吗？

4.怎样诱导原生质体间融合？

请同学们再读37页第一段考虑下面问题

5.总结一下植物体细胞杂交内容

6.番茄-马铃薯杂种植株这种超级作物达到人们的预期目标了吗？

可能是什么原因造成的？

下面思考一个很有意思的问题！

7.把牛的体细胞和绿色植物体细胞杂交，得到绿色奶牛，晒晒太阳就可以挤出奶啦！

你觉得理论上是否可行？

那又如何设计方案啊？

展示训练

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.植物体细胞杂交是利用不同种植物的两个体细胞融合成一个杂种细胞的过程。

该过程是指（）

A.不同植物精子和卵细胞的融合B.不同植物原生质体的融合

C.完整的两个体细胞的融合D.植物花粉细胞的两两融合

2.科学家把天竺葵和香茅草进行体细胞杂交，培育出的驱蚊草含有香茅醛，能散发出一种特殊的气味，达到驱蚊且对人体无害的效果。

下列关于驱蚊草培育的叙述中，错误的是（）

A.驱蚊草的培育属于细胞工程育种，其优点是能克服远源杂交不亲和的障碍。

B.驱蚊草培育过程要用纤维素酶、果胶酶、PEG等试剂。

C.培育过程中形成的愈伤组织，其代谢方式是自养需氧。

D.在由杂种细胞形成杂种植株的过程中，包含了有丝分裂和细胞分化。

3.植物体杂交的过程是（）

A.用酶解法去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体

B.以人工诱导法使两个不同植物的原生质体融合

C.用植物组织培养法培养融合的原生质体得到杂种植株

D.通过以上三者完成

4植物体细胞杂交尚未解决的问题有（）

A.去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体B.将杂种细胞培育成植株

C.让杂种植物按照人们的需要表现亲代的优良性状D.尚未培育出属间杂种植物

5.当植物体脱离了原来所在植物体的器官或组织而处于离体状态时，下列有可能使其表现全能性，并发育成完整植株的是（）

A.细胞分裂素B.生长素C.一定的营养物质D.以上三者均是