第1課時(shí)：植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)第二章第1節(jié)植物細(xì)胞工程其芽葺葺，其葉青青，猶綠衣郎，挺節(jié)獨(dú)立，可敬可慕。迨夫花開(kāi)，凝晴瀼露，萬(wàn)態(tài)千妍，薰風(fēng)自來(lái)，四坐芬郁，豈非入蘭室乎！豈非有國(guó)香乎！高潔、典雅的蘭花頗受人喜歡。但其繁殖率低，價(jià)格不菲，如何讓它大量、快速地繁殖呢？從社會(huì)中來(lái)過(guò)渡是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)等多學(xué)科的原理和方法，通過(guò)細(xì)胞器、細(xì)胞或組織水平上的操作，有目的地獲得細(xì)胞、組織、器官、個(gè)體或其產(chǎn)品的一門綜合性的生物工程。2.分類動(dòng)物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程植物組織培養(yǎng)技術(shù)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)細(xì)胞工程1.概念：什么是植物組織培養(yǎng)技術(shù)和植物體細(xì)胞雜交技術(shù)？過(guò)渡植物組織培養(yǎng)技術(shù)一青蒿素是被譽(yù)為“世界上唯一有效的瘧疾治療藥物”，幾乎不溶于水，且對(duì)熱不穩(wěn)定，所以提取工藝一直難以突破。中國(guó)科學(xué)家屠呦呦因在抗瘧疾藥物青蒿素的提取方面做出了突出貢獻(xiàn)而獲2015年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。下圖為植物組織培養(yǎng)獲得含青蒿素較高的黃花蒿的基本流程。情境一【任務(wù)1】植物組織培養(yǎng)的基本原理是什么?什么是細(xì)胞的全能性?體細(xì)胞具有全能性的根本原因是什么?在生物的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，為什么不是所有的細(xì)胞都表現(xiàn)出全能性?閱讀教材P34，結(jié)合所學(xué)內(nèi)容思考以下問(wèn)題：韌皮部細(xì)胞細(xì)胞團(tuán)根或芽幼苗胡蘿卜植株脫分化再分化是指細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后，仍具有產(chǎn)生完整有機(jī)體或分化成其他各種細(xì)胞的潛能和特性。(2)全能性定義：(3)具有全能性的原因：生物體的每一個(gè)細(xì)胞都包含有該物種所特有的全套遺傳信息。(1)基本原理：植物細(xì)胞具有全能性1.植物組織培養(yǎng)理論基礎(chǔ)(4)不體現(xiàn)全能性的實(shí)例：芽原基只能發(fā)育為芽，葉原基只能發(fā)育為葉(5)不體現(xiàn)全能性的原因：基因在特定時(shí)間、空間條件下選擇性表達(dá)葉原基芽原基1.植物組織培養(yǎng)理論基礎(chǔ)情境二在上述植物組織培養(yǎng)中，切成小塊的青蒿葉片叫做外植體。形成愈傷組織的過(guò)程叫做脫分化，該過(guò)程中加入抗生素的目的是為了殺菌?！救蝿?wù)2】閱讀教材P35，回答以下問(wèn)題：參考教材“圖2-1植物組織培養(yǎng)流程圖”寫出植物組織培養(yǎng)的基本流程?；谥参锝M織培養(yǎng)的流程，歸納概括出植物組織培養(yǎng)的概念?參考教材“圖2-1植物組織培養(yǎng)流程圖”寫出植物組織培養(yǎng)的基本流程。外植體脫分化愈傷組織再分化根、芽等試管苗馴化移栽完整植株2.植物組織培養(yǎng)的流程及概念(1)脫分化:已經(jīng)分化的細(xì)胞，經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)，失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化細(xì)胞的過(guò)程(2)愈傷組織:細(xì)胞排列疏松且無(wú)規(guī)則、高度液泡化、不定形的薄壁組織團(tuán)塊(3)再分化:愈傷組織重新分化為芽、根等器官的過(guò)程基于植物組織培養(yǎng)的流程，歸納概括出植物組織培養(yǎng)的概念?指將離體的植物器官、組織或細(xì)胞等，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其形成完整植株的技術(shù)。學(xué)習(xí)了植物組培技術(shù)后，同學(xué)們嘗試進(jìn)行了以菊花枝條為外植體的組織培養(yǎng)，結(jié)果有同學(xué)在首次對(duì)菊花繼代培養(yǎng)配制MS生根培養(yǎng)基時(shí)，忘記添加NAA（NAA：萘乙酸，為生長(zhǎng)素類似物），結(jié)果與添加NAA的生根培養(yǎng)基中的菊花幼苗相比，無(wú)添加NAA培養(yǎng)基中的菊花幼苗也有生根，其原因可能是_______________________________。不過(guò)其生根數(shù)量較少且根長(zhǎng)較短，可能的原因是______________________________________。情境三【任務(wù)3】閱讀教材P35-P36，了解菊花的組織培養(yǎng)的詳細(xì)流程植物體內(nèi)可以產(chǎn)生內(nèi)源生長(zhǎng)素植物體內(nèi)可以產(chǎn)生的內(nèi)源生長(zhǎng)素較少菊花的組織培養(yǎng)——方法步驟探究?實(shí)踐外植體消毒外植體分割接種外植體培養(yǎng)外植體轉(zhuǎn)移培養(yǎng)移栽試管苗用酒精擦拭雙手和超凈工作臺(tái)面。①流水沖洗外植體(幼嫩的莖段)→②酒精消毒30s→③無(wú)菌水清洗2-3次→④次氯酸鈉溶液處理30min→⑤無(wú)菌水清洗2-3次將消毒過(guò)的外植體置于無(wú)菌培養(yǎng)皿，用無(wú)菌濾紙吸去表面水分，用解剖刀將外植體切成0.5-1cm長(zhǎng)的小段外植體消毒外植體分割接種外植體培養(yǎng)外植體轉(zhuǎn)移培養(yǎng)移栽試管苗在

旁，將外植體的1/3～1/2插人誘導(dǎo)

的培養(yǎng)基中。用封口膜或瓶蓋封蓋瓶口，并在培養(yǎng)瓶上作好標(biāo)記。將接種了外植體的錐形瓶或植物組織培養(yǎng)瓶置于

中培養(yǎng),在培養(yǎng)過(guò)程中,定期觀察和記錄

的生長(zhǎng)情況。探究?實(shí)踐菊花的組織培養(yǎng)——方法步驟酒精燈火焰愈傷組織18～22℃的培養(yǎng)箱愈傷組織黑暗有光時(shí)，往往容易形成維管組織，而不易形成愈傷組織。外植體消毒外植體分割接種外植體培養(yǎng)外植體轉(zhuǎn)移培養(yǎng)移栽試管苗培養(yǎng)15～20d后，將生長(zhǎng)良好的愈傷組織轉(zhuǎn)接到

的培養(yǎng)基上。長(zhǎng)出芽后，再將其轉(zhuǎn)接到

的培養(yǎng)基上，進(jìn)一步誘導(dǎo)形成試管苗。探究?實(shí)踐菊花的組織培養(yǎng)——方法步驟誘導(dǎo)生芽誘導(dǎo)生根光照每日需要給予適當(dāng)時(shí)間和強(qiáng)度的光照，因?yàn)檠堪l(fā)育成葉，葉肉細(xì)胞中葉綠素的合成需要光照。外植體消毒外植體分割接種外植體培養(yǎng)外植體轉(zhuǎn)移培養(yǎng)移栽試管苗移栽前先打開(kāi)封口膜或瓶蓋，讓試管苗在培養(yǎng)箱內(nèi)生長(zhǎng)幾日。用流水清洗掉根部的培養(yǎng)基后，將幼苗移植到消過(guò)毒的

或

等環(huán)境中，待其長(zhǎng)壯后再移栽入土。每天觀察并記錄幼苗的生長(zhǎng)情況，適時(shí)澆水、施肥，直至開(kāi)花。探究?實(shí)踐菊花的組織培養(yǎng)——方法步驟蛭石珍珠巖珍珠巖蛭石探究?實(shí)踐1.實(shí)驗(yàn)中使用的培養(yǎng)基和所有的器械都要滅菌。接種操作必須在酒精燈火焰旁進(jìn)行,并且每次使用后的器械都要滅菌。2.接種時(shí)注意外植體的方向,不要倒插。3.誘導(dǎo)愈傷組織期間一般不需要光照，在后續(xù)的培養(yǎng)過(guò)程中，每日需要給予適當(dāng)時(shí)間和強(qiáng)度的光照。根據(jù)植物組織培養(yǎng)的流程，你能說(shuō)出哪些實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)？菊花的組織培養(yǎng)——注意事項(xiàng)生長(zhǎng)素/細(xì)胞分裂素結(jié)果比值高

比值低

比值適中

生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素比例對(duì)植物組織培養(yǎng)的影響？菊花的組織培養(yǎng)——進(jìn)一步探究探究?實(shí)踐植物激素中

和

是啟動(dòng)細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵激素。它們的

、

等都會(huì)影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向；生長(zhǎng)素細(xì)胞分裂素濃度比例有利于芽的分化，抑制根的形成促進(jìn)愈傷組織的形成有利于根的分化，抑制芽的形成1.(2023·江蘇南通高二期中)下列關(guān)于菊花組織培養(yǎng)的敘述，正確的是()A.用自然生長(zhǎng)的莖進(jìn)行組織培養(yǎng)需要用適宜濃度的乙醇和次氯酸鈉的混

合液消毒B.培養(yǎng)瓶用專用封口膜封口可防止外界雜菌侵入并阻止瓶?jī)?nèi)外的氣體交換C.再生植株需要去除根部殘留的培養(yǎng)基進(jìn)行鍛煉后才能移種大田D.試管苗鍛煉時(shí)采用蛭石作為栽培基質(zhì)的原因是蛭石帶菌量低且營(yíng)養(yǎng)豐富課堂檢測(cè)C2.如圖是植物組織培養(yǎng)過(guò)程示意圖，下列相關(guān)說(shuō)法正確的是()A.上述植物組織培養(yǎng)過(guò)程依據(jù)的生物學(xué)原理是植物細(xì)胞具有全能性B.需要對(duì)外植體進(jìn)行嚴(yán)格的滅菌處理，以防止雜菌污染C.外植體若是月季的花藥，則圖中的①過(guò)程需要光照D.外植體若是菊花的根尖組織，因細(xì)胞中沒(méi)有葉綠體，故培養(yǎng)成的新植

株葉片無(wú)色課堂檢測(cè)A植物體細(xì)胞雜交技術(shù)二番茄—馬鈴薯雜種植株1978年，梅爾徹斯（G.Melchers）等人首次獲得了馬鈴薯與番茄的體細(xì)胞雜種植株。雖然成功地培育出植株，但這種植株并不像科學(xué)家預(yù)料的那樣，地上結(jié)番茄，地下結(jié)馬鈴薯，可仍具有劃時(shí)代的意義，為植物體細(xì)胞雜交在生活生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用拉開(kāi)了帷幕。情境四【任務(wù)4】閱讀教材P37-38結(jié)合圖2-4，利用以下問(wèn)題分析“植物體細(xì)胞雜交技術(shù)”科學(xué)家將番茄（2N）和馬鈴薯（4N）利用如圖技術(shù)得到“番茄一馬鈴薯”植株，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)a、b為

，①所選用的酶為

。植物體細(xì)胞雜交依據(jù)的生物學(xué)原理主要有

。(2)誘導(dǎo)f中植株生根的過(guò)程中，培養(yǎng)基中生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素的比值較4過(guò)程

（填“高”或“低”）；纖維素酶和果膠酶溶液原生質(zhì)體細(xì)胞膜的流動(dòng)性、植物細(xì)胞的全能性高科學(xué)家將番茄（2N）和馬鈴薯（4N）利用如圖技術(shù)得到“番茄一馬鈴薯”植株，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(3)過(guò)程②為原生質(zhì)體融合，所用的化學(xué)誘導(dǎo)劑一般是

。馬鈴薯原生質(zhì)體物理法：化學(xué)法：電融合法、離心法聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+_高pH融合法等人工誘融物理方法：化學(xué)方法：電融合法、離心法聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH融合法(4)過(guò)程成功的標(biāo)志是

。聚乙二醇（PEG）雜種細(xì)胞再生出細(xì)胞壁科學(xué)家將番茄（2N）和馬鈴薯（4N）利用如圖技術(shù)得到“番茄一馬鈴薯”植株，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：若只考慮兩兩融合(5)獲得的所有細(xì)胞一定是需要的雜交細(xì)胞嗎？不一定，有三類：①未融合的細(xì)胞②兩兩融合的細(xì)胞③多細(xì)胞融合體AAABBB篩選AB(6)番茄細(xì)胞有2N條染色體,2個(gè)染色體組,基因型為Aabb,馬鈴薯細(xì)胞有4N條染色體,4個(gè)染色體組,基因型為ccccDDdd,雜種細(xì)胞染色體數(shù)為

,“番茄一馬鈴薯”屬于

植株,雜種細(xì)胞基因型為

,從雜種植株的染色體組成上看屬于何種變異

。染色體數(shù)目變異2N＋4NAabbccccDDdd6(異源六倍體)科學(xué)家將番茄（2N）和馬鈴薯（4N）利用如圖技術(shù)得到“番茄一馬鈴薯”植株，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：去壁去壁融合再生新壁脫分化再分化移栽植物細(xì)胞融合技術(shù)植物組織培養(yǎng)技術(shù)A細(xì)胞A原生質(zhì)體B細(xì)胞B原生質(zhì)體正在融合的原生質(zhì)體再生出細(xì)胞壁愈傷組織雜種植株細(xì)胞膜的流動(dòng)性植物細(xì)胞的全能性1.植物體細(xì)胞的雜交技術(shù)流程(1)概念：(2)意義:打破生殖隔離，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種，培育植物新品種。將不同來(lái)源的植物細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新植物體的技術(shù)。2.植物體細(xì)胞的雜交技術(shù)概述+白菜甘藍(lán)=白菜-甘藍(lán)(3)實(shí)例：白菜—甘藍(lán)、普通小麥—長(zhǎng)穗偃麥草等。1.如圖表示利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)獲得雜種植株白菜—甘藍(lán)的過(guò)程，下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()課堂檢測(cè)DA.①過(guò)程表示利用酶解法去除細(xì)胞壁獲得原生質(zhì)體的過(guò)程B.②過(guò)程可用聚乙二醇誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合C.③過(guò)程中高爾基體活動(dòng)旺盛D.最終獲得的雜種植株體細(xì)胞內(nèi)含19條染色體2.如圖為植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的流程圖，其中甲和乙分別表示兩種二倍體植物細(xì)胞，所含有的染色體組分別是AA和BB。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是()A.經(jīng)過(guò)程①獲得的a、b稱為原生質(zhì)體，過(guò)程②利用了細(xì)胞膜的選擇透過(guò)性B.c細(xì)胞只有AABB這一種