天麻的产地植物细胞工程2.1.1导学案

2021年2月23日发(作者：广州长泰医院)
高二生物《
2
．
1
植物细胞工程》导学案

编写人：郭军

审稿人：常祝华

班级：

姓名：

教学目的要求

知识方面

1.
简述植物组织培养和体细胞杂交技术及其应用。

2.
列举植物细胞工程的实际应用。
3.
尝试进行植物组织培养。

情感态度与价值观方面

1.
体验植物组织培养技术。
2.
讨论细胞工程技术的社会意义。

3.
认同细胞学基础理论研究与技术开发之间的关系。
4.
关注细胞工程研究 的发展和应用前景。

能力方面

1.
尝试进行植物组织培养。2.
运用细胞的基础知识，分析细胞工程的理论基础。

3.
搜集有关细胞工程研究进展和应用方面的资料，进行整理、分析和交流。

2.1.1
《植物细胞工程的基本技术》

学习目标

1.
细胞全能性概念



2.
植物组织培养过程

3.
植物体细胞杂交的原理和思路




4.
植物体细胞杂交的过程

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
3.
植物体细胞杂交的原理和过程

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
、全能性是指






















































，表现为全能
性的原因是














































。

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
















?
脱分化
?
?
?
再分化

_






组织
?
?
?
?
幼根和芽或胚
状体

?
发育
?
?
?

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< br>













。

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
1 cm
厚的横切片，再选取有









的部位，切取
1 cm
3
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

?
纤维素酶
离体的 细胞
?
?
?
?
人工诱导
果胶酶
不同细胞原生质体< br>?
?
?
?
?
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< br>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？


构建知识网络
（本课时知识网络结构图）


学习反思
（还有哪些问题不太清楚）