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1、植物细胞工程 2 0 0 7-1 2-3 0【学习要求】简述植物的组织培养说出细胞全能性的含义及其在植物组织培养中的应用尝试进行植物组织培养,体验植物组织培养技术简述植物体细胞杂交技术列举植物细胞工程的实际应用【自主学习】一、细胞的全能性与细胞分化1、细胞的全能性是指 O2、细胞全能性的原因（物质基础）生物体的每个细胞都含有 遗传信息，都有发育成为 所必需的。从理论上说，一个染色体组中含有发育为该物种的个体所必需的全部基因。3、细胞全能性大小比较（1）植物细胞 动物细胞（动物细胞只有细胞核具有全能性）（2）受精卵 生殖 细 胞（配子、精子、卵细胞）体细胞（3）体细胞：分化程度低的 分化程度高的
2、细胞分裂能力强的 细胞分裂能力弱的幼嫩的细胞 衰老的细胞4、细胞在生物体内没有表现全能性的原因在生物体内细胞不表现全能性，而是 为不同的组织、器官，其原因在于5、实现细胞全能性的条件（必要条件）、一定的（水、无机盐、维生素、氨基酸等）、激素（、）、适宜的条件（适宜的、）o6、细胞全能性的应用植物的组织培养，动物的核移植（即克隆）。二、植物组织培养植物组织培养的过程可以归纳为：外 植 体股分化 .会伤 组 织国分优 般、芽生长发育准 物体思考：能否利用植物组织培养技术设计出一种植物花药组织培养和染色体加倍的实验流程？【例题分析】美国科学家将分离得到的成熟的胡萝卜根的切皮部细胞进行培养，山单个细胞
3、发育成了完整的新植株。过程图解如5,回答与之有关的问题：（1）科学家所用的这种生物技术叫做0依据的理论基础是植物细胞胡萝卜的植物体 根 的 韧 皮 部 细 胞 愈 伤 组 织具有 性。B过程称为,（:过程称为（2）通 过B过程产生的愈伤组织的细胞与根的切皮部细胞在染色体的数目上是否相同？;染色体上所含的遗传物质是否相同？:细胞的形态结构是否相同？三.植物体细胞杂交:1 .概 念：用两个来自不同植物的体细胞 成一个杂种细胞，并把杂种细胞培育成 的方法。2 .杂交的时间：植物细胞杂交是从细胞 开始，到培育成 结束。3.过程:逢生质体制备:原生质体融合:方法:物 理 方 法：化 学 方 法：过 程
4、杂种细胞的筛选和培养：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _禀 种 植 株 的 再 生 与 鉴 定：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _思 考：能否用简单图解表示？4.优 点：,扩大杂交亲本范围，培养新品种。四、植物细胞工程的实际应用1、开辟植物繁殖的新途径：（1）植物微型繁殖；植物的微型繁殖技术指.举 例 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
5、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _（2）培养无毒植株；获得脱病毒的植株的方法_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 0（3）制作人工种 子。神奇的人工种子指-2、改良作物：（1）单倍体育种：（2）突变体的利用。3、细胞产物的工厂化生产：生产人参
6、皂或干粉、生产紫杉醇等。工厂化生产人参皂成的基本过程：第一步，选择人参根作为外植体进行培养，产生愈伤组织，经过培养选择找到增殖速度快而且细胞内人参皂忒含量高的细胞株作为种质，其中一部分作为保存用，以备下一次生产用，一部分进行发酵生产.第二步，将第一步选择到的细胞株在发酵罐中的适合培养液中进行液体培养，增加细胞数量.第三步，将发酵罐中培养的细胞进行破碎，从中提取人参皂武.4.优点：克服远缘杂交不亲和的障碍，扩大杂交亲本范围，培养新品种。【巩固练习】1.植物细胞表现出全能性的必要条件是A、给予适当的营养和外界条件 B、导入其他细胞的基因C、脱离母体后，给予适当的营养和外界条件 D、将成熟筛管的细胞
7、移植到去核的卵细胞内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，下列叙述错误的是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.该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成D.该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构3.卜.列过程中，没有发生膜融合的是A、植物体细胞杂交 B、受精过程 C、氧进入细胞中的线粒体D、单克隆抗体的产生4.生物体内细胞没有表现出全能性，原因是A、细胞丧失了全能性B、基因表达有选择性C、基 因 发 生 了 变 化D、不同细胞基因不同5.植物组织培养是指A、离体的植物器官或细胞培育成愈伤组织 B、愈伤组织培育成植株C、离体的
8、植物器官、组织或培养成完整的植物体 D、愈伤组织形成高度液泡化组织6.（06.北 京）以下不能说明细胞全能性的实验是A.菊花花瓣细胞培育出菊花新植株 B.紫色糯性玉米种子培育出植株C.转入抗虫基因的棉花细胞培育出植株 D.番茄与马铃薯体细胞杂交后培育出植株7.（0 6.江苏）细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象，下列不正确的是A.分化发生在生物体的整个生命进程中B.分化是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果C.未离体的体细胞不会表现出全能性 D.分化过程中遗传物质发生了改变8.经诱导融合得到的杂种细胞还需经过下列哪项措施才能得到杂种植株A、分离杂种细胞，直接接种便可获得B、筛选鉴定杂
9、种细胞后，再经植物组织培养才能获得植株C、让杂种细胞自交获纯系植株 D、杂种细胞经传代培养成植9.英国生物学家首次用羊的体细胞成功地克隆出小羊 多利。克隆羊的生殖方式属于A.分裂生殖 B.抱子生殖 C.无性生殖 D.有性生殖10.将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时，下列条件中不需要的是A.具有完整细胞核的细胞 B.一定的营养物质和植物激素C.离体状态D.导入特定基因11.在下列选项中，没有采用植物组织培养技术的是A.利用秋水仙素处理:萌发的种子或幼苗，得到多倍体植株B.利用花药离体培养得到单倍体植株 C.利用基因工程培育抗寒的番茄植株D.利用细胞工程培育 番茄一马铃薯 杂种植株12.在进行植物组织
10、培养时，培养基中的某种化合物被3 H标记。一段时间后，发 现3H只集中在愈伤组织细胞的细胞核、线粒体和叶绿体。则培养基中被标记的化合物最可能是A.氨基酸 B.核甘酸 C.葡萄糖13.下 列人体细胞中分化程度最低的是A.胚胎干细胞 B.造血干细胞C.胰腺细胞 D.肌肉细胞14.右图表示AaBb的水稻单倍体育种过程，下列说法正确的是：A.图中所得二倍体水稻的基因型可能为aaBB B.单倍体育种通常比杂交育种年限长C.对基因型是AaBb的水稻进行单倍体育种，可育出4种基因型的二倍体水稻D.试管苗高度不育15.下列有关细胞结构和功能的叙述，正确的是A.水稻主动吸收S i需要根细胞膜上的载体提供能量B.
11、甲状腺细胞能够接受促甲状腺激素的调节与其细胞膜土的糖蛋白有关C.与甲状腺激素的合成和分泌有关的细胞器有核糖体、内质网、高尔基体、线粒体D.核孔是核膜与内质网相连的部位16.（多选）细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象，下列不正确的是（多选）A.老年动物体内没有细胞的分化B.分化是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果C.愈伤组织的形成是离体的植物细胞分化的结果D.分化后的不同细胞中信使RNA的种类和数量仍然相同17.（多选）下列有关植物体细胞杂交的叙述，正确的是A.用酶解法去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体B.诱导两种植物的原生质体融合，进而形成杂种细胞C.植物体细胞杂交的最终目的是获
12、得细胞代谢产物D.植物体细胞杂交技术可以克服不同种间远缘杂交不亲和的障碍1 8.（多选）下列有关植物细胞全能性的叙述，正确的是A.植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全部基因B.高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性C.植物细胞的全能性是植物体细胞杂交的理论基础D.植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因不同19.“白菜甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长期短和耐储藏等优点。下图是“白菜甘蓝”的培育过程示意图，他们的基因型分别为AaBB、ccD d,请回答下列问题:甘蓝细胞在上述过程中,实现过程常用的物质为如果将已去除细胞壁的植物细胞放
13、入等渗溶液中，细胞呈现什么形？，过程叫做 技术，该过程的诱导方法有物理法和化学法两大类过程。若用化学法，所用化学试剂名称,该过程中获得的融合细胞的基因型 o过程是细胞壁的再生过程，与 此 过 程 密 切 相 关 的 细 胞 器 是。已知白菜细胞中含2M条染色体，甘蓝细胞中含有2N条染色体，则杂种植株体细胞染色体数为 o若对白菜和甘蓝采用杂交育种方法能成功的话，得到的后代应含_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _条染色体o通常情况下，白菜和甘蓝有性杂交是不能成功的，原因是 o若使有性杂交的后代可育，请写出培育的大致过程？其基因型分别是,属于 倍体。过程中进行的细胞分裂方式
14、是,该过程先诱导细胞分裂形成，再由它分化形成杂种植物幼苗。植物体细胞杂交方法的优点是。植物细胞工程参考答案 2 0 0 7-1 2-3 01-5CBCBC 6-10BDBCD 11-15ABACB 16ACD 17ABD 18BC例 题(1 )植物组织培养 全能性 脱分化 再 分 化(2 )相同 相同 不同1 9.答案：纤维素酶和果胶酶 呈圆球形 失去细胞壁的保护，在等渗液中由于其细胞表面张力的作用形成 原生质体融合 聚乙二醇(P E G)A A a a B B B B、A a B B ccD d、ccccD D dd高尔基体 2 M+2 N M+N 存在生殖隔离 取白菜和甘蓝杂交所得的R种子
15、播种，待幼苗长出后，用 定浓度的秋水仙素处理使之染色体加倍A A B B ccD D、A A B B ccdd、a a B B ccD D、a a B B ccdd多(异 源 四 倍 体)有 丝 分 裂 愈 伤 组 织 克服远缘杂交不亲合的障碍，在培育作物新品种方面有重大突破植物细胞工程参考答案 2 0 0 7-1 2-3 01-5CBCBC 6-10BDBCD 11-15ABACB 16ACD 17ABD 18BC例 题(1 )植物组织培养 全能性 脱分化 再 分 化(2 )相同 相同 不同1 9.答案：纤维素酶和果胶酶 呈圆球形 失去细胞壁的保护，在等渗液中由于其细胞表面张力的作用形成 原
16、生质体融合 聚乙二醇(P E G)A A a a B B B B、A a B B ccD d、ccccD D dd高尔基体 2 M+2 N M+N 存在生殖隔离 取白菜和甘蓝杂交所得的R种子播种，待幼苗长出后，用 定浓度的秋水仙素处理使之染色体加倍A A B B ccD D、A A B B ccdd、a a B B ccD D、a a B B ccdd多(异 源 四 倍 体)有 丝 分 裂 愈 伤 组 织 克服远缘杂交不亲合的障碍，在培育作物新品种方面有重大突破12.21.（04 广东）下面关于植物细胞工程的叙述，正确的是A.叶肉细胞脱分化后可形成无定形状态的薄壁细胞 B.叶肉细胞经再分化过程
17、可形成愈伤组织C.融合植物叶肉细胞时，应先去掉细胞膜 D.叶肉细胞离体培养时，可以表现出全能性22.甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程涉及细胞的：A.有丝分裂 B.分化 C.减数分裂 D.全能性23.愈伤组织进行分化并产生出植物的各种组织和器官，进而发育成完整的植株，通常需要适合的A.光照 B.温度 C.营养物质 D.激素25.26.在植物体细胞杂交实验中，如果要获得性状优良的作物新品种，必须考虑A.两种高等植物间的生殖隔离 B.选择具有期望的某些优良性状的亲本
18、C.亲本细胞的融合技术 D.愈伤组织形成和再分化28.3.细胞工程中的一些技术手段的比较1、植物组织培养和动物细胞培养的比较项目主要原理培养其结果培养目的植物组织培养细胞全能性固体：营养物质、激素培育成植株快速繁殖培育无病毒植株动物细胞培养细胞增殖液体：营养物质、动物血清培育成细胞株或细胞系获得细胞或细胞产品等2、植物体细胞杂交和动物细胞融合项目原理融合方法诱导手段用途植物体细胞杂交细胞膜的流动性去细胞壁后诱导原生质体融合离心、振动、电刺激、聚乙二醇诱导获得杂种植株动物细胞融合细胞膜的流动性使细胞分散后诱导细胞融合（同上）再加上灭活的病毒诱导制备单克隆抗体3、植物体细胞杂交（番茄马铃薯植株）和
19、动物细胞融合植物细胞杂交（番茄马铃薯植株）动物细胞融合（单克隆抗体制备）过 程第1步原生质体的制备（酶解法）正常小鼠的处理（注射灭活抗原）第2步原生质体的融合（物化法）动物细胞融合（物化生法）第3步杂种细胞的筛选和培养杂交瘤细胞的筛选和培养第4步杂种植株鉴定提纯单克隆抗体（特异性强、灵敏度高）原理/理论基础细胞膜的流动性、植物细胞的全能性细胞膜的流动性、细胞增殖融合前处理酶解法除去细胞壁：纤维素酶、果胶酶注射特定抗原法免疫处理正常小鼠促融因子物理法：电刺激、离心、振动化学法：聚乙二醇物化法：与植物相同生物法：灭活的仙台病毒意义和用途克服有性远缘杂交不亲和性障碍培育作物新品种有助于疾病的诊断、治
20、疗、预防4、受精作用、原生质体融合、动物细跑融合受精作用原生质体融合动物细跑融合5、植物体细胞杂交和多倍体育种不细胞类型不同精子与卵细胞体细胞体细胞同细胞来源不同来自同一生物个般来自不同种的生物个般来自不同种的生物个点染色体数目变化不八2N+2N 不一定是 2NX22N+2N 不一定是 2NX2融合条件不同不需人工诱导需人工诱导需人工诱导同都有两个细胞融合成个细胞，并且融合成这个细胞的遗传物质都是由原来的两个细胞决定的习题:植物体细胞杂交多倍体育种不基本原理不同原生质体融合和组织培养染色体数目的变异同方法不同原生质体融合秋水仙素处理萌发的种子和幼苗点染色体来源和数目不同一般来自不同种的生物，染
21、色体不一定是倍数关系(2 N+2 N)来自同种生物，加倍的是同源染色体同都是通过改变细胞的染色体数目来改变遗传物质，从而改变生物的性状。1、右图为细胞融合的简略过程，请据图回答：(1)若 A、B 是植物细胞，在细胞融合之前已用 处理，除去了;由 A、B 到 细 胞 C 的过程中，常用的物理方法是。融合完成的标志是。(2)若 A、B 是植物细胞，则形成的D细胞还要应用技术把D培养成植株。(3)若 A、B 是动物细胞，一般取自,然后用 使其分散开来；由A、B 到 C 的过程中，常 用 的 不 同 于 植 物 细 胞 融 合 的 手 段 是 ,所形成的D称为,A、B 融合为C 的 过 程 说 明 了
22、 细 胞 膜 具 有。(4)若该过程是制备单克隆抗体，A 为小鼠效应B 细胞，那么，在获得此细胞之前，小鼠已经被注射了 o注射后小鼠身体发生了相应的免疫反应，生成了_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _,图中B 为 o(5)若该过程仍是制备单克隆抗体，在 A、B 到 C 的过程中，所形成的C 有 一 种，用来培养 的 D细胞应该是。从中选择出它的方法是 培养,获得D后，常用的培养方法是培养液中培养和。答案：纤维素附和果胶酶 细胞壁 产生新的细胞壁植物组织培养 幼龄动物的组
23、织或器官或胚胎胰蛋白酶 灭活的病毒诱导 杂种细胞 流动性 抗 原 效 应B细胞、记忆细胞、抗 体 骨 髓 瘤细胞 3 杂 交 瘤 细 胞 用 特 定 选 择 培 养 基 小鼠腹腔内增殖2.1.1植物细胞工程的基本技术教学过程教 学 内 容教学手段和方法预期目标1、克 隆 羊“多莉”的 诞 生导 入 专题2:细胞工程师：1996年7月，世界上第一只克隆羊多 莉(Dolly)在英国诞生。这样的生物技术应属于何种生物工程？生：细胞工程。投影：专 题2,细胞工程开门见山，直接进入专题2的学习2、工具容类胞的内加细程体及师：什么是细胞工程？包括哪两大领域？生：细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理
24、和方法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产生的一门综合科学技术。根据操作对象不同，可分为植物细胞工程或动物细胞工程两大领域。投影相关内容投影，抓住关键词语进行解释让学生初步了解细胞工程所涵盖的原理、方法、操作、目的及相关领域3、实 例入 标物 细工 程楚 本引题植胞的技师：植物的繁殖，大多都是通过种子播种，大家也听说过“无心插柳柳成荫”，柳树的嫩枝插入土中就能成话，并能逐渐长成株枝繁叶茂的大树，那么，植物的一片叶、一段根、一瓣花瓣，甚至一粒花粉，是否也能长成一个完整的植株呢？生：完全可以。投影：微型繁殖的菊花投影标题：2.1植物细胞工程，2.1.1
25、植物细胞工程的基本技术激发学生学习兴趣4、细 胞 全能性师：那么，植物的花瓣是怎样长成一株完整植株的呢？请同学们带着3个问题仔细阅读课本P33第二、三小节。生：首先要通过细胞的脱分化过程，培养成愈伤组织，然后再从愈伤组织分化形成小植株。师：这里所说的脱分化就是让已经分化的细胞经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。投影问题：1、什么是细胞的全能性？2、克隆羊“多莉”的诞生说明了什么？3、菊花体内的细胞为什么没有表现出全能性，而是分化成不同的组织器官？学生带着问题看书、思考。以提问方式引入本节第一个内容一一细胞的全能 性 及 分化，培养学生的阅读能力。教学过程教 学 内 容教
26、学手段和方法预期目标师：在植物中，一些分化的细胞，经过激素的诱导，可以脱分化为具有分生能力的薄壁细胞，进而形成植物的愈伤组织。而愈伤组织在一定的培养条件下，又可以再分化出幼根和芽，形成完整的投影某植物的愈伤组织投影愈伤组织分化板书：外植体脱分化一俞你如夕 口 由A 版图文结合，使学生对抽象知识有直观的认识思1 刀汨t八 Pr 7T小植株。师：为什么植物的一瓣花瓣就可以培育出完整的植株呢？请回忆必修1 中细胞全能性的相关知识回答。幼 不 艮、牙 儿整小植株复 习 旧 知识，为学习新知识奠定基础生：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，每个生物细胞都具有全
27、能性的特点。师：菊花体内的细胞为什么没有表现出全能性？生：因为在特定的时间、空间条件下，细胞中的基因含有选择性地表达出各种蛋白质，从而构成生物体的不同组织和器官。提醒学生思考自我评价4、植物组织培 养 技 术、实验：胡萝卜的组织培养学生进行课堂练习，教师适当点拨，并讲析。师：为什么运用植物组织培养技术能把植物离体器官组织，或细胞培养成完整植物体？生：植物体细胞具有全能性，在一定的营养和激素条件下，可以脱分化形成愈伤组织。将愈伤组织转接到培养基上可以诱导其再分化成胚状体或丛芽，再发育为完整的小植株。师：那么植物细胞表现出全能性的必要条件是什么？生：细胞离体，一定的营养物质，激素和其他外界条件。投
28、影问、答要求学生在看实验教材的基础上回答。教师讲解和学生讨论的方法相结合，以突出本节课的重点。学生观看实验录像片通过自我评价，反馈学生学习新知识的效果培养学生的思维和观察能力师：由于实验室条件的制约，只能播放实验录像，请大家仔细观看。教学过程教 学 内 容教学手段和方法预期目标师：在观看录像的基础上，我们来讨论书本上的几个问题。（讨论题，题目略）学生讨论：1、避免杂菌在培养基上生长，因为各种杂菌不但会和培养物争夺营养，而且这些杂菌生长的过程会生成大量对培养物有害的物质，导致培养物死亡。师：回答得很好，所以在组培实验中用到的植物材料和各种器械都要进行彻底地灭菌，操作要规范，避免带入杂菌。生：讨
29、论2,因为形成层部分容易诱导形成愈伤组织，胡萝卜的其他部分（如茎，叶，花）也能培养再生形成小植株。师：非常好。（强调）胡萝卜根的含形成层部分，属于分生组织，所以容易诱导形成愈伤组织，而胡萝卜的茎、叶、花也能培养出小植株，只是诱导愈伤组织比较困难。实验过程可以参考利用胡萝卜的根进行组织培养的实验，那么我们一起来小结实验过程。师：通过观看实验录像，结合课本中的实验原理、实验目的、材料用具、方法步骤，我们来总结一下究竟什么是植物组织培养技术？生（齐）：植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下，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、从芽，最终形成完整
30、植株。师：那么请大家思考离体的器官、组织、细胞，如果不进行脱分化处理，能否培养成完整的植物体？生：不能。必须要经历脱分化过程，才能培养成完整的植物体。师：那么决定植物脱分化、再分化的关键因素是什么？生：影响植物细胞脱分化、再分化的关键因素可能是植物激素。教师在学生讨论的基础上进行适当点拨和讲解在学生讨论基础上，投影植物组织培养技术的流程简图投影激发学生的思维教学过程教 学 内 容教学手段和方法预期目标6.植物体细师：回答得不错。这位同学已经注意到P36“小知识”中培养基的组成。确实，根据科学家的实际操作发现，当细胞分裂素与生长索共同使用时，能刺激愈伤组织的形成。植物激素还会影响到再分化中芽和根
31、的发生。早在20世纪50年代初，我国植物生理学家崔徵等人就发现细胞分裂素与生长素之间的浓度比，可以调控植物细胞培养过程中芽和根的形成。师：大家都知道，马铃薯块茎生长在地下，番茄在地上生长，那我们是否想象补充相关知识，拓宽学生知识面，培养学生的民族自豪感复 习 旧 知胞杂交技术过 培 育 出 种 地 上 长番茄、地下结马铃识，引入新(1)植物体细胞杂交过程薯 的“超级作物”？生：当然想，可是用传统的有性杂交的方法不可能。师：为什么？生：因为不同的两种生物之间，存在着生殖隔离。师：你们的生物学知识掌握得不错。那科学家采用何种美妙的方法最终得到了 “番茄马铃薯”杂种植株呢？生：植物体细胞杂交技术。师
32、：大家预习得不错。下面请大家带着以下问题认真阅读P36P37教材，来了解植物体细胞杂交技术。1、你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合，遇到的和一个障碍是什么？2、有没有一种温和的去壁方法呢？3、为什么两个原生质体能发生融合，这与细胞膜的什么特性有关？融合的具体操作方法如何？4、如果两个来源不同的原生质体发生要求学生跳出框架，认真动脑思考，得出答案投影标题培养学生的拓展思维的能力培养学生的阅读及识图能力，使学了融合，F 一步该做何处理？5、何将杂种细胞培育成杂种植株？投影思考题生体验到科学是一个探生：(埋头认真阅读教材图文)逐一回答问题：1、植物细胞壁阻碍细胞间的杂交。因此，第一步必须去除细胞
33、壁。2、为了不损坏细胞的原生质体，可利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体。师：为什么用这两种酶呢？生：因为细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。究过程，科研需要想象和创新。教学过程教 学 内 容教学手段和方法预期目标（2）植物体细杂交概念师：非常好！以前的知识掌握得很扎实。3、原生质体发生融合与细胞膜的流动性有关。进行原生质体间的融合可借助一定的技术手段进行人工诱导。人工诱导的方法可分为物理法和化学法。物理法包括离心、振动、电激等；化学法一般用聚乙二 醇（PEG）作为诱导剂来诱导细胞前 出 言*0师：能否预测一下细胞融合后会出现哪些组合类型？生：番茄马铃薯杂种细胞师：只有一种可能吗
34、？生：还有番茄番茄细胞、马铃薯一一马铃薯细胞师：对！然后再从中可筛选出所需的番茄马铃薯杂种细胞。继续回答下面的题目。生：4、原生质体融合后，应让杂种细胞再生出细胞壁。生：5、最后利用前面学过的植物组织培养技术，将杂种细胞培养成杂种的植株。师;刚才同学们的回答非常到位。说明大家课前进行了充分的预习，课堂上也积极思考，因此取得了良好的学习效果。下面我们一起来归纳一下植物体细胞杂交技术的过程。师：那么，我们能总结出植物体细胞杂交技术的概念吗？生：植物体细胞杂交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，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。师：你们能否“异想天开”，想出其他有利于人类的各种杂
35、交方法？生：七嘴八舌地说出各种细胞的杂交，及其美妙的结果。师：要是把我们的毛发细胞与植物细胞杂交，那我们岂不是只要晒晒太阳就可以自己制造有机物啦？生：（大笑）师：虽然科学家历尽艰辛，终于实现了两个物种间的杂交，那么这株同时具有两个物种遗传物质的超级植物真的就所人们所愿，地上长番茄，地下结马铃薯呢？新问题，可能稍难些投影：植物体细胞杂交技术流程图，教师在重点知识处做适当的强调和补充。活跃想像的思维教学过程教 学 内 容教学手段和方法预期目标生：没有。师：那么，这项技术没有意义吗？根据学生的回答可作适当的提示生：这项研究克服了不同生物远缘杂交上的障碍。师：科学家们利用植物体细胞杂交技术，培育出了哪
36、些杂交新品种？有什么优点？生：白菜甘蓝，烟草海南烟草，投影各种图片胡萝卜 羊角芹，日米 甘蓝向普通 拓宽视野的菜相比，具有生长期短，耐热性强和易于贮藏的优点。(3)植物体细胞杂交技术的意义和不足自我评价师：这些有性杂交不亲和的种间或属间杂种，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。目前，植物体细胞杂交还有许多理论和技术问题没有解决，这项技术仍然处在研究阶段，距离推广应用还有一定差距。但是我们相信经过科学家的不懈努力，让“番茄马铃薯”在地上结番茄，地下长马铃薯的愿意一定会实现。学生集体回答。投影习题，点评学生作答情况。使学生认同科学是一个不断发展的过程，激发学生探索生命科学奥秘的兴趣及勇于质疑的精神
37、。7、小结师：同学们：本堂课我们学习了细胞全能性，植物组织培养技术和植物体细胞杂交的内容，通过本节课的学习，大家应不仅能说出植物组织培养的过程，体细胞杂交的主要步骤，而且应能体验科学家是一个过程及科学、技术、社会三者之间的关系。课堂总结，提出本节课最终的学习目标。8、布置作业师：课后作业为“思考与探究”的两道题。课后完成，下节课由学生回答。2.1.1植物细胞工程的基本技术西亭中学一、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。情感态度和价值观体验植物组织培养技术能力方面尝试植物组织培养技术二、教学重点和难点1.教学重点(1)植物组
38、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三、教学策略本节教材内容对学生来说，虽说在必修模块中学了一些细胞的知识，但仍然是一个新的领域，学习起来有一定的困难。教师可采用讲授为主结合讨论的方法。四、教学手段录像、软件。五、教学过程教学过程教学内容教学手段和方法预期目标1、课前预习，生：1.请分别理出细胞全能性和植物复习旧知识，为布置预习作组织培养的知识结构和层次。学生复习1 日的知识学习新的知识业2 .对高一必修课中与上述两知识点有关的内容进行全面、充分地复习。3 .找出新旧知识之间的联系与区别。师：引导学生观看专题的首页的三幅奠
39、定基础。2、创设情境引入新课图，题图的愚意是表明细胞工程是在细胞水平的操作，它包含植物细胞工程和动物细胞工程等方面。在章引言中通过显示三幅图，教师按图讲解，以引入使直白的教学内容变得有思维力度。列举细胞工程的应用，把学生带进细胞新课，课件显示本工程的科技领域。引导学生总结细胞工节课的标题2.1.1程的概念。师：细胞工程是指应用细胞生物学和分植物细胞工程的基子生物学的原理和方法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，在细胞整体水平或细胞器水平，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。根据操作对象的不同，可分为植物细胞工程和动物细胞工程两大领域。师：为什么植物的一个花瓣就
40、可以培育本技术。3、学习新课植物细胞工出完整的植株呢？生：细胞的全能性师：对，是细胞的全能性，我们一起把细胞的全能性知识复习起来提出问题，引出细胞的全能性的复习复习旧知识，为学习新的知识程的基本技师：投影显示质疑问题。奠定基础。术(1)细胞1,什么是细胞的全能性？表现全能性的条件？课件显示问题，学的全2、为什么运用植物组织培养技术能把生思考能性植物离体器官、组织或细胞培养成完整a定义植物体？3、克隆羊“多莉”的诞生说明了什么？b原因4、生物体内的细胞为什么没有表现出全能性，而是分化成不同的组织器官？c 植物细胞表对于问题4：教师启发学生将题目读懂现出全能性的必要条件弄透,对新旧知识进行必要的加
41、工和整合，再得出结论2、为什么运用植物组织培养技术能把植物离体器官、组织或细胞培养成完整植物体？生：细胞的全能性：师：何为细胞的全能性？启发学生回答问题生：一分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。师：为什么己分化的细胞仍然具有发育学生一一回答问题教学内容成完整个体的潜能生：原因：生物体的每一个细胞都含有教学过程本物种的全套遗传物质，都有发育成完教学手段和方法整个体的全套基因。师：回答得很好师：植物细胞表现出全能性的必要条件是什么？预期目标生：植物细胞表现出全能性的必要条细胞的全能性件：离住、提供营养物质、激素及其他的相应知识回适宜条件。3、克隆羊“多莉”的诞生说明了什么？师：动物细胞随着细胞
42、分化程度的提高而逐渐受到限制，分化潜能变窄，这是指整体细胞而言。（细胞核，它含有保持物种遗传性所需的全套基因，而且并没有因细胞分化而丢失基因，因此高度分化细胞的细胞核仍具有全能性）这个内容学生回答忆4、生物体内的细胞为什么没有表现出不全，教师补充分清植物细胞全能性，而是分化成不同的组织器官？全能性与动物师：在生物体内，由于基因的选择性表达，细胞不能表现出全能性，而是分化成为不同的组织器官。师：如何把植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株呢？生：植物细胞工程的基本技术这个内容学生回答全能性的不同（2）植物细生：概括其过程：离体的植物器官，组织或细胞脱分化形成愈伤组织，再分化不全，教师补充胞工程的基
43、本技术细胞脱分化根、芽，最终形成植物师：脱分化的概念是什么？师：脱分化的概念：分化的细胞经诱导后，失去特有的结构功能转变成末分化学生观看植物细胞的细胞的过实程。实质：是恢复细胞的工程的基本技术的a概念全能性的过程（脱去细胞分化）录象片胡萝卜的组b实质师：脱分化的结果是什么？织培养，教师引导使学生体验到C结果生：形成愈伤组织学生概括其过程，科学是一个探师：下面学生根据植物细胞工程的基本教师给以引导究过程，从而解技术的过程讨论书本上的讨论新的概念，教师阐决难点生：回答书本讨论1,2,3生：讨论题1植物组织培养中用到的培养基含有丰富的营养成分，有利于培养明学生掌握概念教学过程植物细胞工程的基本技术的
44、流程图脱分化处理的必要(3)植物体细胞杂交技术物的生长，然而各种杂菌同样也可以在上 面迅速生长，所以植物组织培养过程中污染现象经常发生。培养基一旦被污染，迅速生长的各种杂菌不但会和培养物争夺营养，而且这些杂菌生长的过程中会生成大量对培养物有害的物质，导教学内容致培养物迅速死亡。师：回答很好生：胡萝卜的其他部分(如茎、叶、花)也能培养再生形成小植株，只是诱导愈伤组织比较困难。师生一起：完成完成植物细胞工程的基本技术的流程图学生讨论书本上的讨论题学生归纳教学手段和方法师生一起完成植物细胞工程的基本技术的流程图解进一步提出问题学生讨论学牛加1答把本节课的难点植物细胞工程的基木技术的过程分解成问题讨论
45、解决预期目标培养学生的总结能力，使学生体验到科学是一个探究过程，使学生把握关键知识植物材料消遇1接种到诱导培养基1身导出愈伤组织/可以不城代培养/去 接 诱 导 分 化愈伤组织转接到继代培养基上 1 得到大量的 救伤组织接种到愈伤组织*分化培养基上分化金幼苗幼苗接种到生 港活导出幼苗根 培 养 基 上/黑咋数/略生才上 养山完整植株1移栽到大田师：1、离体的器官、组织或细胞如果不进行脱分化处理，能否培养成完整的植物体？2、决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是什么？生：1、不能，因为细胞已经分化，失去了分裂能力。师：植物激素的种类和比例。特别是生长素和细胞分裂素的协同调控作用在组 培 中 非常
46、重要，被 称 为“激素杠杆”。师生一起归纳：植物细胞培养的概念：无菌和在人工控制的条件下将体的植物器官组织.细胞，培养在人工配制的培养基上，给予一定的培养，诱导产生愈伤组织，芽丛，最终形成完整的植株.它植物是细胞工程的主要技术植物体细胞杂交技术概师：2 0 世纪6 0 年代，有的科学家提出这样一个设想：让番茄和马铃薯杂交，培育出一种地上结番茄果实，地下结马第二个问题教师点拔念教学过程过 程 1铃薯块茎的植物。这就要用到植物体细胞杂交技术。师生：植物体细胞杂交技术的概念师生一起归纳植物师：1.你认为两个来自不同植物的体细胞培养的概念去除细胞壁细胞完成融合，遇到的第一个障碍是什教学内容么？生：去除
47、细胞壁师：2.有没有一种温和的去细胞壁的方设置情境引出新的归纳重点概念法？生：有,用髓，纤维素酶和果胶酶去细胞壁知识自然过度到植师：补充：酶有专一性，而细胞壁的主物体细胞杂交要成分是纤维素和果胶，所以用纤维素酶和果胶前去壁将不会对其内的原生师生一起学习重点技术的内容质体造成损伤。概念师：(3)如果两个来源不同的原生质体发生融合形成了杂种细胞，下一步该教学手段和方法过 程 2诱导对此细胞做何种处理？学生阅读书本回答利于后面知识原生质体融生：植物组织培养，培育成新的植物体问题的理解合师：以上就是植物体细胞杂交技术的第预期目标一个关键步骤，过程二关键步骤如何？培养学生的阅a 是关键环节师：细胞壁去除
48、之后，另一个关键关键读能力及解决b 人工诱导方环节就是原生质体融合，而把原生质体问题的能力法：物 理：离心.振动.的放在一起会自然融合吗？生：必须要一定的技术进行人工诱导。师：人工诱导方法有哪些？教师补充电激。化学：生：人工诱导的方法物理法：离心.振聚 乙 二 醇动.电激。化学:聚乙二醇(P F G)作诱导解决技术的第(P F G)作诱导剂一个关键步骤剂师生：c 植物体细胞杂交技术的流程图师：流程图中为了简化，仅画了一个马铃薯的原生质体与一个番茄的原生质体之间的融合，可真正在实际操作过程中，是把许多马铃薯的原生质体和许多番茄的原生质体放在一起，让它们自由融合，再从中筛选出所需的杂种细胞。由于不
49、同种的细胞其细胞膜的自然转入第二特点不一样，如不作任何处理，把它们放在一起，让它们自然融合是不可能多媒体展示电激法个过程的学习的，所以原生质体间的融合必须要人工将野生马铃薯与栽诱导。培马铃薯进行细胞师：植物体细胞杂交技术的意义如何？生：克服远源杂交不亲和的障碍,培育融合植物体细胞出自然界中没有的、具有优良品质的新师生共同总结植物杂交技术的品种体细胞杂交技术的学生体验科学师生：成果：白菜-甘蓝等流程图技术是不断发展的过程体现知识的准确运用意义4、总结新学书后思考与探究植物体细胞杂交技知识术流程图进行总结5、布置作业说明培养思维的广阔性师生共同找出成果学生为主，教师引导学生完成，下节课山学生回答学
50、生明确这节知识结构，掌握重难点1.细胞工程是指应用 和 的原理和方法，通过某种工程学手段，在 或 水平 上，按照 来改变细胞内的或获得 的一门综合性科学技术。2.植物细胞工程通常采用的技术手段有 和 等,这些技术的理论基础是 o3.细胞的全能性是指 o细胞全能性的物质基础是。4.生物体内细胞的全能性大小不完全相同，以 下 细 胞 全 能 性 的 大 小 依 次 是：A.受精卵 B.生殖细胞 C.体细胞 D.结构不完整的细胞（如哺乳动物成熟的红细胞、导管的细胞、皮肤角质层细胞）5.生物体内细胞没有表现出全能性的原因是,细胞表现出全能性必需具备的条件是。6.脱分化是指 的过程。再分化是 的过程。7