高中生物《植物细胞工程的基本技术》教案5 新人教版选修3

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1、2．1．1植物细胞工程的基本技术教学目标1.简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。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。教学重点和难点1.教学重点（1）植物组织培养的原理和过程。（2）植物体细胞杂交的原理。（3）植物细胞工程应用的实例。2.教学难点植物组织培养的实验。教学过程引入：现在正是春天，前几天刚刚过了植树节，如果我们说用棵小树苗种树，或者用某一植物的种子播种，希望得到完整的植物个体，那大家都会觉的很正常，但是如果我说我种下一朵花的花瓣，希望能得到一棵完整的该种植株，这可能吗？可

2、能。有人就这么做了。请看书本33页的图2-1（微型繁殖的菊花）新课：刚才我举的这个例子就是今天的新课内容：一：植物组织培养技术。那为什么植物的一瓣花瓣可以培育出完整的植株呢？从遗传信息的角度分析：这花瓣里有该生物的全部遗传信息吗？从结果上分析肯定有，从理论上分析我们知道任何个体的体细胞都是通过个体的有丝分裂而来的，应该和受精卵一样具有全部的遗传信息。具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能，也就是说，每个生物的体细胞都具有全能性的特点。1．原理：细胞的全能性既然每个生物细胞以刚

3、才的花瓣为例，都具有发育成完整生物体的潜能，那为什么它们在生长过程中只是长了花瓣呢？在生物体内,细胞并没有表现出全能性,而是分化成为不同的组织、器官,这是什么原因呢?这是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果.在个体发育的不同时期,生物体的不同部位的细胞表达的基因是不相同的,合成的蛋白质也不一样，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。注：补充介绍细胞全能性的表达难易程度：①．受精卵细胞易于生殖细胞易于体细胞②．植物细胞易于动物细胞，严格的说，高度分化的动物细胞的细

4、胞核才具有全能性③．细胞分化程度越高的细胞全能性表达越难问：刚才我们知道了细胞的全能性并不是一定能表达，那我们该怎么做才能让细胞表达出全能性呢？答：一定要离体，在生物体无法表达。问：那离体的细胞或组织能自养吗？不能怎么办？离体的细胞是异养型，所以我们要给它足够的营养物质和激素，适宜的温度。我们上面所说的这个培养离体的细胞或者组织使他们表达出细胞的全能性这个过程就是脱分化过程，脱分化后，已经分化的细胞，会失去其特有的结构和功能而转变成未分化的细胞，且具有分生细胞——薄壁细胞，进而形成植物的愈伤组织。接下来我

5、们大家一起看到书本34的实验：胡萝卜的组织培养。请大家3分钟内看完，之后我来提出有关问题请大家回答。板书：问题1：这个实验过程中，为什么要强调所有器械的灭菌和实验人员的无菌操作？问题2：该实验中为什么要用植物的形成层部分？请思考用胡萝卜的其他部分如叶，是否也可行呢？最后我们来总结下植物组织培养的概念：就是在无菌和人工控制的条件下，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。从以上的学习中，我们发现利用植物组织培养技术可以将某一植

6、物的一部分在特定情况下培养成完整植株，科学家们很早前也在想能不能培育出一些拥有两种不同物种的优良性状的植物，传统的有性杂交方法只能将同一物种的植株杂交，培育出具备优良性状的个体，不能得到有生殖隔离的两个物种的杂种后代，所以科学家们经过长期的实验，用体细胞杂交的方法得到杂种植株。（源于异想天开）二：植物体细胞杂交技术板书：植物细胞外面的细胞壁阻碍着细胞间的杂交，因此第一步是利用纤维素酶和果胶酶去除这层细胞壁，获得具有活力的原生质体。另外的一个关键是两个不同细胞的原生质体的融合，这时必须要进行人工诱导。如上图

7、所示：分为物理法和化学法。提问：基因型为Aa的植株的花粉和基因型为Bb的植株的花粉，除去细胞壁后，进行原生质体的融合，可以得到基因型不同的细胞有几种？答案：10种。AA,Aa,aa,BB,Bb,bb,AB,Ab,aB,ab。这里就有个关键问题，不同植株个体的遗传物质在各自的染色体上，那为什么这两种植株的基因为什么有可能共同编码蛋白质呢？怎么能保证它们都能如A和B基因。（所有生物都有相同的遗传密码子）我们发现体细胞杂交技术后面过程，也就是从杂种细胞的培养到形成杂种植物的过程，就是大家刚刚学习的植物组织培养过

8、程。说到这里，我们可以把植物体细胞杂交的概念总结出：就是将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把细胞培育成新的植物体的技术。科学家们经过很多次的实验，终于克服不同生物远缘杂交的障碍，培育出了很多如白菜—甘蓝这样的杂种植物。它与普通白菜相比具有生长期短，耐热性强和易于储藏等优点。问：为什么“番茄—马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想像的那样，地上长番茄，地下结马铃薯？答：具体原因还不清楚，可能和真核细胞内的基因表达