7/92.1.1植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過(guò)查閱資料、小組討論，能夠簡(jiǎn)述植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交技術(shù)。2.通過(guò)資料分析，能夠列舉植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用。3.嘗試進(jìn)行植物組織培養(yǎng)。二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)（1）植物組織培養(yǎng)的原理和過(guò)程。（2）植物體細(xì)胞雜交的原理。（3）植物細(xì)胞工程應(yīng)用的實(shí)例。2.教學(xué)難點(diǎn)植物組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)三、教學(xué)策略本節(jié)教材內(nèi)容對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，雖說(shuō)在必修模塊中學(xué)了一些細(xì)胞的知識(shí)，但仍然是一個(gè)新的領(lǐng)域，學(xué)習(xí)起來(lái)有一定的困難。教師可采用講授為主結(jié)合討論的方法。四、教學(xué)過(guò)程教學(xué)過(guò)程1、課前預(yù)習(xí)，布置預(yù)習(xí)作業(yè)2、創(chuàng)設(shè)情境引入新課3、學(xué)習(xí)新課——植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)細(xì)胞的全能性a定義b原因c植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的必要條件教學(xué)過(guò)程（2）植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)細(xì)胞脫分化a概念b實(shí)質(zhì)c結(jié)果植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)的流程圖脫分化處理的必要（3）植物體細(xì)胞雜交技術(shù)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)概念過(guò)程1去除細(xì)胞壁過(guò)程2：誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合a是關(guān)鍵環(huán)節(jié)b.人工誘導(dǎo)方法c.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的流程圖植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的意義教學(xué)內(nèi)容生：1．請(qǐng)分別理出細(xì)胞全能性和植物組織培養(yǎng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)和層次。2．對(duì)高一必修課中與上述兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)有關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行全面、充分地復(fù)習(xí)。3．找出新舊知識(shí)之間的聯(lián)系與區(qū)別。師：引導(dǎo)學(xué)生觀看專題的首頁(yè)的三幅圖，題圖的愚意是表明細(xì)胞工程是在細(xì)胞水平的操作，它包含植物細(xì)胞工程和動(dòng)物細(xì)胞工程等方面。在章引言中通過(guò)列舉細(xì)胞工程的應(yīng)用，把學(xué)生帶進(jìn)細(xì)胞工程的科技領(lǐng)域。引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)細(xì)胞工程的概念。師：細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通過(guò)細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平上的操作，在細(xì)胞整體水平或細(xì)胞器水平，按照人們的意愿來(lái)改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一門綜合科學(xué)技術(shù)。根據(jù)操作對(duì)象的不同，可分為植物細(xì)胞工程和動(dòng)物細(xì)胞工程兩大領(lǐng)域。師：為什么植物的一個(gè)花瓣就可以培育出完整的植株呢？生：細(xì)胞的全能性師：對(duì)，是細(xì)胞的全能性，我們一起把細(xì)胞的全能性知識(shí)復(fù)習(xí)起來(lái)師：投影顯示質(zhì)疑問(wèn)題。1、什么是細(xì)胞的全能性？表現(xiàn)全能性的條件？2、為什么運(yùn)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)能把植物離體器官、組織或細(xì)胞培養(yǎng)成完整植物體？3、克隆羊“多利”的誕生說(shuō)明了什么？4、生物體內(nèi)的細(xì)胞為什么沒(méi)有表現(xiàn)出全能性，而是分化成不同的組織器官？對(duì)于問(wèn)題4：教師啟發(fā)學(xué)生將題目讀懂弄透，對(duì)新舊知識(shí)進(jìn)行必要的加工和整合，再得出結(jié)論2、為什么運(yùn)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)能把植物離體器官、組織或細(xì)胞培養(yǎng)成完整植物體？生：細(xì)胞的全能性：師：何為細(xì)胞的全能性？生：已分化的細(xì)胞仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。師：為什么已分化的細(xì)胞仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能生：原因：生物體的每一個(gè)細(xì)胞都含有本物種的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成完整個(gè)體的全套基因。師：回答得很好師：植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是什么？生：植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的必要條件：離體、提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素及其他適宜條件。3、克隆羊“多莉”的誕生說(shuō)明了什么？師：動(dòng)物細(xì)胞隨著細(xì)胞分化程度的提高而逐漸受到限制，分化潛能變窄，這是指整體細(xì)胞而言。（細(xì)胞核，它含有保持物種遺傳性所需的全套基因，而且并沒(méi)有因細(xì)胞分化而丟失基因，因此高度分化細(xì)胞的細(xì)胞核仍具有全能性）4、生物體內(nèi)的細(xì)胞為什么沒(méi)有表現(xiàn)出全能性，而是分化成不同的組織器官？師：在生物體內(nèi)，由于基因的選擇性表達(dá)，細(xì)胞不能表現(xiàn)出全能性，而是分化成為不同的組織器官。師：如何用植物的一個(gè)花瓣就可以培育出完整的植株呢？生：植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)生：概括其過(guò)程：離體的植物器官，組織或細(xì)胞脫分化形成愈傷組織，再分化根、芽，最終形成植物師：脫分化的概念是什么？師：脫分化的概念：分化的細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)后，失去特有的結(jié)構(gòu)功能轉(zhuǎn)變成末分化的細(xì)胞的過(guò)實(shí)程。實(shí)質(zhì)：是恢復(fù)細(xì)胞的全能性的過(guò)程（脫去細(xì)胞分化）師：脫分化的結(jié)果是什么？生：形成愈傷組織師：下面學(xué)生根據(jù)植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)的過(guò)程討論書本上的討論生：回答書本討論1，2，3生：討論題1植物組織培養(yǎng)中用到的培養(yǎng)基含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分，有利于培養(yǎng)物的生長(zhǎng)，然而各種雜菌同樣也可以在上面迅速生長(zhǎng)，所以植物組織培養(yǎng)過(guò)程中污染現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。培養(yǎng)基一旦被污染，迅速生長(zhǎng)的各種雜菌不但會(huì)和培養(yǎng)物爭(zhēng)奪營(yíng)養(yǎng)，而且這些雜菌生長(zhǎng)的過(guò)程中會(huì)生成大量對(duì)培養(yǎng)物有害的物質(zhì)，導(dǎo)致培養(yǎng)物迅速死亡。師：回答很好生：胡蘿卜的其他部分（如莖、葉、花）也能培養(yǎng)再生形成小植株，只是誘導(dǎo)愈傷組織比較困難。師生一起：完成植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)的流程圖師：1、離體的器官、組織或細(xì)胞如果不進(jìn)行脫分化處理，能否培養(yǎng)成完整的植物體？2、決定植物細(xì)胞脫分化、再分化的關(guān)鍵因素是什么？生：1、不能，因?yàn)榧?xì)胞已經(jīng)分化，失去了分裂能力。師：植物激素的種類和比例。特別是生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的協(xié)同調(diào)控作用在組培中非常重要，被稱為“激素杠桿”。師生一起歸納：植物細(xì)胞培養(yǎng)的概念：無(wú)菌和在人工控制的條件下將體的植物器官組織、細(xì)胞，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予一定的培養(yǎng)，誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織，芽叢，最終形成完整的植株。它植物是細(xì)胞工程的主要技術(shù)師：20世紀(jì)60年代，有的科學(xué)家提出這樣一個(gè)設(shè)想：讓番茄和馬鈴薯雜交，培育出一種地上結(jié)番茄果實(shí)，地下結(jié)馬鈴薯塊莖的植物。這就要用到植物體細(xì)胞雜交技術(shù)。師生：植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的概念師：1．你認(rèn)為兩個(gè)來(lái)自不同植物的體細(xì)胞完成融合，遇到的第一個(gè)障礙是什么？生：去除細(xì)胞壁師：2.有沒(méi)有一種溫和的去細(xì)胞壁的方法？生：有，用酶，纖維素酶和果膠酶去細(xì)胞壁師：補(bǔ)充：酶有專一性，而細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，所以用纖維素酶和果膠酶去壁將不會(huì)對(duì)其內(nèi)的原生質(zhì)體造成損傷。師：（3）如果兩個(gè)來(lái)源不同的原生質(zhì)體發(fā)生融合形成了雜種細(xì)胞，下一步該對(duì)此細(xì)胞做何種處理？生：植物組織培養(yǎng)，培育成新的植物體師：以上就是植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的第一個(gè)關(guān)鍵步驟，過(guò)程二關(guān)鍵步驟如何？師：細(xì)胞壁去除之后，另一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是原生質(zhì)體融合，而把原生質(zhì)體的放在一起會(huì)自然融合嗎？生：必須要一定的技術(shù)進(jìn)行人工誘導(dǎo)。師：人工誘導(dǎo)方法有哪些？生：人工誘導(dǎo)的方法物理法：離心、振動(dòng)、電激?；瘜W(xué)：聚乙二醇（PEG）作誘導(dǎo)劑師生：師：①流程圖中為了簡(jiǎn)化，僅畫了一個(gè)馬鈴薯的原生質(zhì)體與一個(gè)番茄的原生質(zhì)體之間的融合，可真正在實(shí)際操作過(guò)程中，是把許多馬鈴薯的原生質(zhì)體和許多番茄的原生質(zhì)體放在一起，讓它們自由融合，再?gòu)闹泻Y選出所需的雜種細(xì)胞。②由于不同種的細(xì)胞其細(xì)胞膜的特點(diǎn)不一樣，如不作任何處理，把它們放在一起，讓它們自然融合是不可能的，所以原生質(zhì)體間的融合必須要人工誘導(dǎo)。師：植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的意義如何？生：克服遠(yuǎn)源雜交不親和的障礙，培育出自然界中沒(méi)有的、具有優(yōu)良品質(zhì)的新品種師生：成果：白菜_甘藍(lán)等教學(xué)手段和方法學(xué)生復(fù)習(xí)舊的知識(shí)顯示三幅圖，教師按圖講解，以引入新課，課件顯示本節(jié)課的標(biāo)題2.1．1植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)。提出問(wèn)題，引出細(xì)胞的全能性的復(fù)習(xí)課件顯示問(wèn)題，學(xué)生思考啟發(fā)學(xué)生回答問(wèn)題學(xué)生一一回答問(wèn)題這個(gè)內(nèi)容學(xué)生回答不全，教師補(bǔ)充這個(gè)內(nèi)容學(xué)生回答不全，教師補(bǔ)充學(xué)生觀看植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)的錄像片胡蘿卜的組織培養(yǎng)，教師引導(dǎo)學(xué)生概括其過(guò)程，教師給以引導(dǎo)新的概念，教師闡明學(xué)生討論書本上的討論題學(xué)生歸納師生一起完成植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)的流程圖解進(jìn)一步提出問(wèn)題學(xué)生討論學(xué)生回答第二個(gè)問(wèn)題教師點(diǎn)撥師生一起歸納植物細(xì)胞培養(yǎng)的概念設(shè)置情境引出新的知識(shí)師生一起學(xué)習(xí)重點(diǎn)概念學(xué)生閱讀書本回答問(wèn)題教師補(bǔ)充多媒體展示電激法將野生馬鈴薯與栽培馬鈴薯進(jìn)行細(xì)胞融合師生共同總結(jié)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的流程圖植物體細(xì)胞雜交技術(shù)流程圖進(jìn)行總結(jié)說(shuō)明學(xué)生為主，教師引導(dǎo)預(yù)期目標(biāo)復(fù)習(xí)舊知識(shí)，為學(xué)習(xí)新的知識(shí)奠定基礎(chǔ)。使直白的教學(xué)內(nèi)容變得有思維力度。復(fù)習(xí)舊知識(shí)，為學(xué)習(xí)新的知識(shí)奠定基礎(chǔ)。細(xì)胞的全能性的相應(yīng)知識(shí)回憶分清植物細(xì)胞全能性與動(dòng)物全能性的不同學(xué)生掌握概念把本節(jié)課的難點(diǎn)——植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)的過(guò)程分解成問(wèn)題討論解決培養(yǎng)學(xué)生的總結(jié)能力，使學(xué)生體驗(yàn)到科學(xué)是一個(gè)探究過(guò)程，使學(xué)生把握關(guān)鍵知識(shí)歸納重點(diǎn)概念自然過(guò)度到植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的內(nèi)容，利于后面知識(shí)的理解培養(yǎng)學(xué)生的閱讀能力及解決問(wèn)題的能力解決技術(shù)的第一個(gè)關(guān)鍵步驟自然轉(zhuǎn)入第二個(gè)過(guò)程的學(xué)習(xí)體現(xiàn)知識(shí)的準(zhǔn)確運(yùn)用培養(yǎng)思維的廣闊性學(xué)生明確這節(jié)知識(shí)結(jié)構(gòu)，掌握重難點(diǎn)五、經(jīng)典例題剖析1.下列屬于組織培養(yǎng)的是（）A.花粉培養(yǎng)成單倍體植株B.芽發(fā)育成枝條C.根尖分生區(qū)發(fā)育成成熟區(qū)D.未受精的卵發(fā)育成植株解析：解答此題需從以下幾個(gè)方面入手：首先，組織培養(yǎng)是指離體的植物器官、組織或細(xì)胞經(jīng)脫分化形成愈傷組織，再經(jīng)再分化形成具有根、芽結(jié)構(gòu)的胚狀體，然后由胚狀體發(fā)育成完整植物體的過(guò)程?；ǚ哿Ｄ芘囵B(yǎng)成單倍體，是在離體條件下培養(yǎng)形成的。第二，芽發(fā)育成枝條、根尖分生區(qū)發(fā)育成成熟區(qū)，是體內(nèi)分化的器官和組織形成了機(jī)體的一部分，未受精的卵發(fā)育成植物體，這就是自然情況下單倍體的形成過(guò)程，是在母體的調(diào)控下完成的。答案：A2.在細(xì)胞工程原生質(zhì)體融合育種技術(shù)中，其技術(shù)的重要一環(huán)是將營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞的細(xì)胞壁除去，通常是采用纖維素酶和果膠酶的酶解破壁法處理。如將去掉了細(xì)胞壁的成熟植物細(xì)胞置于清水中，細(xì)胞將（）A.皺縮B.脹破C.呈球形D.保持原狀解析：成熟植物去壁后，置于清水中，由于細(xì)胞內(nèi)外濃度差較大，又無(wú)細(xì)胞壁保護(hù)，細(xì)胞會(huì)大量吸水，直至細(xì)胞破裂。答案：B3.不能用于人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法是（）A.振動(dòng)B.電刺激C.PEGD.重壓解析：原生質(zhì)體是除去細(xì)胞壁的植物細(xì)胞，它實(shí)際上就是植物細(xì)胞的原生質(zhì)部分。當(dāng)進(jìn)行植物體細(xì)胞雜交時(shí)，先用纖維素酶、果膠酶除去細(xì)胞壁，分離出具有活力的原生質(zhì)體，獲得原生質(zhì)體后就可以進(jìn)行植物體細(xì)胞雜交了。植物體細(xì)胞雜交的過(guò)程實(shí)質(zhì)是不同植物體細(xì)胞的原生質(zhì)體融合的過(guò)程。將不同植物體細(xì)胞放在一起培養(yǎng)，必須通過(guò)一定的技術(shù)手段進(jìn)行人工誘導(dǎo)。誘導(dǎo)方法有物理法和化學(xué)法兩大類。物理法就是利用離心、振動(dòng)、電刺激等促使原生質(zhì)體融合；化學(xué)法是用聚乙二醇等試劑作為誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)細(xì)胞的原生質(zhì)體融合，聚乙二醇簡(jiǎn)稱為PEG。重壓不能促使原生質(zhì)體的融合。答案：D4.在離體的植物器官、組織或細(xì)胞脫分化形成愈傷組織的過(guò)程中，下列哪一項(xiàng)條件是不需要的（）A.消毒滅菌B.適宜的溫度C.充足的光照D.適宜的養(yǎng)料和激素解析：解答該題需從如下三個(gè)方面入手分析：①由離體的植物器官、組織或細(xì)胞形成愈傷組織的過(guò)程是植物組織培養(yǎng)過(guò)程中的一個(gè)階段。該階段要進(jìn)行細(xì)胞的增殖和細(xì)胞的脫分化，這就必須要有適宜的養(yǎng)料和激素，必須要有適宜的溫度，這樣，才能保證細(xì)胞進(jìn)行正常的新陳代謝。②由離體的植物器官、組織形成愈傷組織必須是在無(wú)菌條件下，只有在這樣的條件下，才能保證培養(yǎng)產(chǎn)