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1、第第2章章 细胞工程2.1 植物细胞工程植物细胞工程的基本技术010204050306CONTENTS教学设计思路点击此处添加正文教学目标点击此处添加正文教学重难点点击此处添加正文教学过程点击此处添加正文教学反思点击此处添加正文目目 录教材分析点击此处添加正文本章教材分析说教材说学情说目标说重难点说过程 2.1.1 植物细胞工程的基本技术说教与学 与本节内容对应的课程标准的“内容要求”是:阐明植物组织培养是在一定条件下，将离体植物器官、组织和细胞在适宜的培养条件下诱导形成愈伤组织，并重新分化，最终形成完整植株的过程;概述植物体细胞杂交是将不同植物体细胞在一定条件下融合成杂合细胞，继而培育成新植
2、物体的技术。“教学提示”有:利用植物组织培养技支术培育菊花或其他植物幼苗，并进行栽培。结合教材内容，确定本节的教学目标如下。说教材说学情说目标说重难点说过程说教与学教学目标1.说出植物细胞工程的基本原理是植物细胞具有全能性。2.通过对菊花组织培养不同时期的材料进行观察和排序，建构植物组织培养的基本流程，进而概括出植物组织培养的概念。3.通过分析植物体细胞杂交技术的要点，阐明植物体细胞杂交技术的流程和概念，认同植物体细胞杂交技术具有重要的应用价值。4.通过菊花组织培养的实验操作，进一步掌握植物物组织培养技术。重点难点说教材说学情说目标说重难点说过程说教与学(1)植物组织培养的原理和过程。(2)植
3、物体细胞杂交技术的原理。植物组织培养的实验。说教材说学情说目标说重难点说过程说教与学课前准备组织学生参观学校的植物组织培养实验室；准备菊花组织培养不同时期的观察材料。新课引入创设如何快速繁育兰花的问题情境，让学生根据课前参观的经历，形成解决问题的基本思路。明确原理设置具有递进关系的问题串，引导学生运用已有知识，由浅入深，层层剖析，最终理解植物组织培养的基本原理。学习技术充分利用观察材料和教材，采取观察、比较、讨论等多种方式帮助学生掌握植物组织培养的流程和概念。再次提出快速繁育兰花的问题，让学生应用所学知识，设计解决问题的方案。有序讲授植物体细胞杂交技术的流程、概念和应用，帮助学生形成对该技术的
4、整体认识。引导学生进一步关注植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术的应用。动手实践以菊花为实验材料，组织学生开展植物组织培养实验。教学设计思路一复习旧知，引入新知创设情境说教材说学情说目标说重难点说过程说教与学一.植物细胞工程的基本技术植物细胞工程植物组织培养 植物体细胞杂交植物细胞工程的理论基础是什么?细胞的全能性1概念：概念：细胞经分裂和分化后，仍然具有 或的潜能。细胞全能性的原因：2生生长发育育过程中程中细胞没有表胞没有表现全能性的原因全能性的原因在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会 。植物植物细胞的全能性胞的全能性分化成其他各种细胞选择性地表达产生完整生物体一般来说，生物体的每个细胞
5、中都含有发育成为完整个体所需的全部遗传信息。3、体现全能性的标志：细胞细胞完整个体或其他各种细胞完整个体或其他各种细胞 实例：胡萝卜韧皮部细胞发育成完整植株实例：胡萝卜韧皮部细胞发育成完整植株 受精卵发育成个体（动植物）受精卵发育成个体（动植物）蜜蜂受精卵发育成工蜂，卵细胞发育成雄峰蜜蜂受精卵发育成工蜂，卵细胞发育成雄峰不体现全能性的实例：芽原基只能发育为芽，叶原基只能发育为叶。1.概念：概念：指将指将离体的植物器官、组织或细胞离体的植物器官、组织或细胞（称为（称为外植体外植体）等，培养在等，培养在人工配制的培养基人工配制的培养基上，给予上，给予适宜的培养条件适宜的培养条件，诱导其，诱导其形成
6、完形成完整植株整植株的技术。的技术。2.原理：原理：植物细胞的全能性植物细胞的全能性。3.过程：程：外植体脱分化愈伤组织再分化根、芽等试管苗驯化移栽完整植株移栽成活1.植物组织培养一般过程：1.植物组织培养一.植物细胞工程的基本技术(2)植物组织培养外植体 愈伤组织 根、芽等 试管苗 完整植株脱分化脱分化再分化再分化驯化驯化移栽移栽A.外植体离体的植物器官、组织、细胞或原生质体。植物的茎尖、幼嫩的叶片、花药是常用的外植体。植物的茎尖、幼嫩的叶片、花药是常用的外植体。B.脱分化：已经分化的细胞，经过诱导，失去其特有的结构和功 能而转变成未分化细胞的过程。注意：要进行遮光注意：要进行遮光思考：若培
7、养物取自植物的幼茎、叶片等含有叶绿体的部位，愈伤组织中是否会含有叶绿体？为什么？愈伤组织中不含有叶绿体；培养物经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞，因此，愈伤组织中不含有叶绿体一般过程：1.植物组织培养一.植物细胞工程的基本技术(2)植物组织培养外植体 愈伤组织 根、芽等 试管苗 完整植株脱分化脱分化再分化再分化驯化驯化移栽移栽C.愈伤组织：细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、呈无定形状 态的薄壁细胞团。注意：无叶绿体，可进行有注意：无叶绿体，可进行有丝分裂丝分裂见光后愈伤组织变为绿色见光后愈伤组织变为绿色一般过程：1.植物组织培养一.植物细胞工程的基本技术(2)植物组织培养外植
8、体 愈伤组织 根、芽等 试管苗 完整植株脱分化脱分化再分化再分化驯化驯化移栽移栽D.再分化：脱分化产生的愈伤组织继续进行培养,又可以重新分化 成胚状体、根、芽等,这个过程叫做再分化。注意：需要光照，因为芽发育注意：需要光照，因为芽发育成叶成叶，叶肉细胞叶肉细胞中叶绿素的合成需中叶绿素的合成需 要要光照光照生长素用量与细胞分裂素用量的比值结果比值高比值低比值适中有利于根的分化，抑制芽的形成有利于芽的分化，抑制根的形成促进愈伤组织的形成影响植物组织再分化的因素有：植物组织培养的条件：离体 无菌 培养基 适宜的外界条件1.植物组织培养一.植物细胞工程的基本技术(2)植物组织培养生长素和细胞分裂素的比
9、值 微生物 培养基的离子平衡 pH值 温度蔗糖：蔗糖：提供能量、调节渗透压提供能量、调节渗透压20世纪60年代，科学家尝试将番茄和马铃薯杂交，希望培育出一种地上结番茄、地下长马铃薯的超级作物。讨论：用传统的有性杂交方法能得到杂种后代吗？为什么？不能；因为两种生物之间存在着生殖隔离；有没有一种方法可以打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，获得“番茄-马铃薯杂种植株”呢？2.植物体细胞杂交技术一.植物细胞工程的基本技术A细胞B细胞纤维素酶纤维素酶果胶酶果胶酶1.去壁：去壁：酶解法酶解法正在融合的原生质体再生出细胞壁2.诱融诱融物理法：物理法：化学法：化学法：电融合法、离心法聚乙二醇（PEG）融合法、高C
10、a2+高PH融合法等脱分化脱分化再分化再分化移栽植物细胞融合植物组织培养杂种植株愈伤组织A原生质体B原生质体移栽后的植株2.植物体细胞杂交技术（1）过程2.植物体植物体细胞胞杂交的概念：交的概念：植物体细胞杂交是指将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。3.原理：原理：细胞膜具有一定的流动性植物细胞膜的全能性4.两个两个标志志（1）植物细胞融合完成的标志：再生出新的细胞壁（2）植物体细胞杂交完成的标志：培育成新植物体5.实例：例：白菜甘蓝、普通小麦长穗偃麦草等。6.意意义：打破生殖隔离，实现远缘杂交育种植物体细胞杂交和有性杂交的辨析2.植物体细胞杂
11、交技术一.植物细胞工程的基本技术巩固巩固练习练习03说教材说学情说目标说重难点说过程说教与学四巩固练习【检测检测】图为植物体细胞杂交过程示意图。据图回答：图为植物体细胞杂交过程示意图。据图回答：（1 1）步骤）步骤是是 ，最常用的，最常用的方法是方法是 。（2 2）步骤）步骤一般常用的化学试剂是一般常用的化学试剂是 ，目，目的是的是 。(3)(3)在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，此技在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，此技术运用的原理是术运用的原理是 ，其中步骤，其中步骤相当于相当于 ，步骤，步骤相当于相当于 。（4 4）植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株，）植物体细胞杂交的目
12、的是获得新的杂种植株，使使 能够在新的植物体上有能够在新的植物体上有所表现，其根本原因是所表现，其根本原因是 。（5 5）若远缘杂交亲本）若远缘杂交亲本A A的基因型为的基因型为AaBbAaBb，B B的基因型为的基因型为YYEeYYEe，则融合后形成的杂种植株基因型是，则融合后形成的杂种植株基因型是 。去除细胞壁，分离原生质体去除细胞壁，分离原生质体酶解法酶解法聚乙二醇聚乙二醇（PEGPEG）诱导植物原生质体融合诱导植物原生质体融合脱分化脱分化再分化再分化远缘杂交亲本的遗传特征远缘杂交亲本的遗传特征杂种植株获得双亲的遗传物质杂种植株获得双亲的遗传物质细胞的全能性细胞的全能性AaBbYYEeA
13、aBbYYEe1 1.将抽象的知识直观化，促进学生理解技术的流程将抽象的知识直观化，促进学生理解技术的流程教师让学生将菊花组织培养不同时期的实物材料按照植物组织培养的流程教师让学生将菊花组织培养不同时期的实物材料按照植物组织培养的流程进行排序，其实就是将抽象的培养过程通过实物直观形象地呈现出来，然进行排序，其实就是将抽象的培养过程通过实物直观形象地呈现出来，然后让学生通过观察、抽象，自主建构技术流程，进而概括出植物组织培养后让学生通过观察、抽象，自主建构技术流程，进而概括出植物组织培养的概念。对于技术环节涉及的一些专业名词，如外植体、愈伤组织等的教的概念。对于技术环节涉及的一些专业名词，如外植
14、体、愈伤组织等的教学，教师同样结合实物材料，引导学生通过观察、比较形成概念，这不仅学，教师同样结合实物材料，引导学生通过观察、比较形成概念，这不仅降低了学生学习的难度，也有利于他们理解和内化知识。降低了学生学习的难度，也有利于他们理解和内化知识。2 2.落实实验教学，充分发挥实验教学的育人功能落实实验教学，充分发挥实验教学的育人功能实验教学是生物学教学的核心之一，也是生物学教学的有力抓手。教学时，实验教学是生物学教学的核心之一，也是生物学教学的有力抓手。教学时，教师应该尽可能地为学生创造动手实践的机会。在本节课例中，教师采用教师应该尽可能地为学生创造动手实践的机会。在本节课例中，教师采用了课上
15、与课下相结合的方式，确保了实验的有序开展。在指导学生实验的了课上与课下相结合的方式，确保了实验的有序开展。在指导学生实验的过程中，教师注重发挥实验教学的育人功能。例如，适时开展的实验安全过程中，教师注重发挥实验教学的育人功能。例如，适时开展的实验安全教育可以让学生树立安全意识，加强自我防范教育可以让学生树立安全意识，加强自我防范;教师示范操作，既强化了实教师示范操作，既强化了实验操作的规范性，还能够培养学生规范开展实验的习惯验操作的规范性，还能够培养学生规范开展实验的习惯;引导学生做好实验引导学生做好实验观察和记录，能培养学生严谨的科学态度和持之以恒的品质。观察和记录，能培养学生严谨的科学态度和持之以恒的品质。反思