《植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)》教學(xué)案

1、專題2 細(xì)胞工程2.11植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)教案一、教材分析植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)是人教版高中生物選修三現(xiàn)代生物科技專題專題2第一節(jié)植物細(xì)胞工程第1節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容，主要學(xué)習(xí)細(xì)胞的全能性、植物組織培養(yǎng)技術(shù)、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)等三方面內(nèi)容，其中，植物細(xì)胞的全能性是植物組織培養(yǎng)的基礎(chǔ)，而植物體細(xì)胞雜交技術(shù)又是在植物組織培養(yǎng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。二、教學(xué)目標(biāo)1、知識與技能：（1）、簡述植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交技術(shù)。（2）、嘗試進行植物組織培養(yǎng)。2、過程與方法：嘗試植物組織培養(yǎng)技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生實驗?zāi)芰σ约坝掠趯嵺`的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度。3、情感、態(tài)度和價值觀：體驗植物組織培養(yǎng)技術(shù)，通過聯(lián)系知識與生產(chǎn)實踐

2、的關(guān)系，激發(fā)學(xué)生對生物學(xué)科的興趣與熱愛生物學(xué)的情感。三、教學(xué)重點難點1、教學(xué)重點：（1）、植物組織培養(yǎng)的原理和過程。（2）、植物體細(xì)胞雜交的原理。四、教學(xué)方法：1、學(xué)案導(dǎo)學(xué)法2、講授為主結(jié)合討論的方法五、課時安排：1課時六、教學(xué)過程一、細(xì)胞工程的概念細(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 水平或 水平上的操作，按照人的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的 或獲得 的一門綜合科學(xué)技術(shù)。根據(jù)操作對象的不同，可分為植物細(xì)胞工程和動物細(xì)胞工程兩大領(lǐng)域。二、細(xì)胞的全能性1概念：高度 的細(xì)胞，仍然具有發(fā)育成 的潛能。2細(xì)胞具有全能性的原因：細(xì)胞內(nèi)含有本物種的全部_。3在理論上，生物的任何一個細(xì)胞都具有 的

3、潛能，但在生物的生長發(fā)育過程中，細(xì)胞并不表現(xiàn)出 性，而是分化成各種 。這是因為在特定的 和 條件下，細(xì)胞中的基因會 地表達出各種 ，從而構(gòu)成生物體的不同組織和器官。4細(xì)胞全能性大小比較：(填或)受精卵_生殖細(xì)胞_體細(xì)胞植物細(xì)胞的體細(xì)胞_動物細(xì)胞的體細(xì)胞分化程度低的體細(xì)胞_分化程度高的體細(xì)胞思考探討1. （1）愈傷組織有什么特點（2）植物體內(nèi)的細(xì)胞為什么不能表現(xiàn)全能性（3）受精卵和體細(xì)胞相比，那種細(xì)胞的全能性更容易體現(xiàn)三、植物組織培養(yǎng)技術(shù)1原理：植物細(xì)胞的 性。閱讀胡蘿卜的組織培養(yǎng)試驗思考1. 植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的條件有哪些？2. 在植物組培過程中，為什么要進行一系列的消毒，滅菌，并且要求無菌

4、操作？3、為什么切取胡蘿卜根的形成層，其他部分也能培養(yǎng)成小植株嗎4、為什么誘導(dǎo)愈傷組織的過程中應(yīng)避光培養(yǎng)？5、請同學(xué)們根據(jù)上述過程概括出植物組織培養(yǎng)技術(shù)的流程圖，并與同學(xué)交流。3植物組織培養(yǎng)操作流程小結(jié)植物組織培養(yǎng)的1.概念植物組織培養(yǎng)就是在 和 控制條件下，將 的植物器官、組織、細(xì)胞，培養(yǎng)在人工配制的 上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其產(chǎn)生 、 ，最終形成完整的植株。2.植物組織培養(yǎng)的條件無菌無毒外植體：生長旺盛的幼嫩器官、組織和細(xì)胞。如莖尖、花藥、形成層等適宜的養(yǎng)料和激素：激素主要有生長素和細(xì)胞分裂素適宜的溫度、pH、光照等課堂鞏固、1.下列屬于組織培養(yǎng)的是（ ）A. 花藥離體培養(yǎng)成單倍體植株

5、B. 芽發(fā)育成枝條C. 根尖分生區(qū)發(fā)育成成熟區(qū)D. 利用桑枝條扦插大田并發(fā)育成完整植株四、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)1概念：將 的植物體細(xì)胞，在一定條件下融合成 細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成 的技術(shù)。2植物體細(xì)胞雜交技術(shù)流程圖：思考并回答1你認(rèn)為兩個來自不同植物的體細(xì)胞完 成融合，遇到的第一個障礙是什么？2有沒有一種溫和的去壁方法呢？3為什么兩個原生質(zhì)體能發(fā)生融合，這 與細(xì)胞膜的什么特性有關(guān)？4如何將雜種細(xì)胞培育成雜種植株？5細(xì)胞融合完成的標(biāo)志與植物體細(xì)胞雜交完成的標(biāo)志相同嗎？為什么6.從結(jié)果上看雜種植株在遺傳上有何特點，屬于何種變異？7.從新品種的角度分析，植物體細(xì)胞雜交技術(shù)最大的優(yōu)點是什么。小結(jié)（1）

6、植株體細(xì)胞雜交技術(shù)尚未解決的問題雜種植株并未按照人們的期望表現(xiàn)性狀，還有待于進一步研究。（2）雜種植株白菜甘藍(lán)的優(yōu)點同普通白菜相比，具有生長期短、耐熱性強和易于貯藏等優(yōu)點。鞏固練習(xí)2(7分)“白菜甘藍(lán)”是用細(xì)胞工程的方法培育出來的蔬菜新品種，它具有生長期短、耐熱性強和耐儲藏等優(yōu)點。如圖是“白菜甘藍(lán)”的雜交過程示意圖。 請回答下列問題：(1)在上述過程中，過程常用的方法是_。(2)已知白菜細(xì)胞中含2X條染色體，甘藍(lán)細(xì)胞中含有2Y條染色體，則雜種植株葉肉中染色體數(shù)為_，通常情況下，白菜和甘藍(lán)雜交是不能成功的，原因是_。(3)過程常用的化學(xué)試劑是_；若用于雜交的白菜和甘藍(lán)的基因型分別為AaBB、cc

7、Dd，在過程中可獲得哪幾種類型的融合細(xì)胞？_(寫出基因型)。(4) 該項技術(shù)的意義是_?！局R網(wǎng)絡(luò)體系】概念原理：生物學(xué)原理和分子生物學(xué)原理水平：細(xì)胞整體水平或細(xì)胞器水平目的：改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)，獲得細(xì)胞產(chǎn)品細(xì)胞的全能性：概念、原因、大小過程：外植體愈傷組織胚狀體植物體脫分化：形成愈傷組織再分化：植物細(xì)胞選擇性表達，形成胚狀體特點：子代與親代性狀高度遺傳植物細(xì)胞工程去細(xì)胞壁：纖維素酶、果膠酶誘導(dǎo)劑：PEG融合完成的標(biāo)志：新細(xì)胞壁的形成過程：原生質(zhì)體融合+組織培養(yǎng)植物體細(xì)胞雜交植物組織培養(yǎng)七、板書設(shè)計（一）、 細(xì)胞工程：1、 概念、2、 原理3、分類（二）、植物細(xì)胞工程1、植物組織培養(yǎng)：實驗過

8、程：脫分化 再分化 移栽離體的植物組織、器官、細(xì)胞愈傷組織胚狀體試管苗植株（消毒） （誘導(dǎo)培養(yǎng)基） （分化培養(yǎng)基） （大田）2、 植物體細(xì)胞雜交：（1）概念、（2）過程：（3）原理（4）意義八、教學(xué)反思本課的設(shè)計采用了課前下發(fā)預(yù)習(xí)學(xué)案，學(xué)生預(yù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容，找出自己迷惑的地方。課堂上師生主要解決重點、難點、疑點、考點、探究點以及學(xué)生學(xué)習(xí)過程中易忘、易混點等，最后進行當(dāng)堂檢測，課后進行延伸拓展，以達到提高課堂效率的目的。 課時作業(yè)一、選擇題1植物組織培養(yǎng)是指（ ）A離體的植物器官或細(xì)胞培育成愈傷組織B愈傷組織培育成植株C離體的植物器官、組織或細(xì)胞培養(yǎng)成完整植物體D愈傷組織形成高度液泡化組織2植物體細(xì)

9、胞雜交要先去除細(xì)胞壁的原因是（ ）A.植物體細(xì)胞的結(jié)構(gòu)組成中不包括細(xì)胞壁B.細(xì)胞壁使原生質(zhì)體失去活力C.細(xì)胞壁阻礙了原生質(zhì)體的融合D.細(xì)胞壁不是原生質(zhì)的組成部分3植物體細(xì)胞雜交的結(jié)果是（ ）A.產(chǎn)生雜種植株 B產(chǎn)生雜種細(xì)胞C原生質(zhì)體融合 D形成愈傷組織4科學(xué)家把天竺葵的原生質(zhì)體和香茅草的原生質(zhì)體進行誘導(dǎo)融合，培育出的驅(qū)蚊草含有香茅醛，能散發(fā)出一種特殊的達到驅(qū)蚊且對人體無害的效果。下列關(guān)于驅(qū)蚊草培育的敘述中，錯誤的是 （ ）A驅(qū)蚊草的培育屬于細(xì)胞工程育種，其優(yōu)點是能克服遠(yuǎn)源雜交不親和的障礙B驅(qū)蚊草培育過程要用到纖維素酶、果膠酶、PEG等試劑或離心、振動、電刺激等方法C驅(qū)蚊草培育過程是植物體細(xì)胞雜

10、交，不同于植物組織培養(yǎng)，無愈傷組織和試管苗形成D驅(qū)蚊草不能通過天竺葵和香茅草雜交而獲得是因為不同物種間存在生殖隔離5（2005，上海）將胡蘿卜韌皮部細(xì)胞培養(yǎng)成幼苗時，下列條件中不需要的是 （ ）A、具有完整細(xì)胞核的細(xì)胞 B、一定的營養(yǎng)物質(zhì)和植物激素C、離體狀態(tài) D、導(dǎo)入指定基因6植物體細(xì)胞雜交的目的中錯誤的是 （ ）A.把兩個植物體的優(yōu)良性狀集中在雜種植株上B.獲得雜種植株C.克服遠(yuǎn)源雜交不親和的障礙D.實現(xiàn)原生質(zhì)體的融合7植物組織培養(yǎng)的用途中不正確的是 （ ）A.快速繁殖 B.生產(chǎn)新品種 C生產(chǎn)生物堿 D生產(chǎn)白細(xì)胞介素28A種植物的細(xì)胞和B種植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)如右圖所示（僅 顯示細(xì)胞核），將A、

11、B兩種植物細(xì)胞去掉細(xì)胞壁后，誘導(dǎo)二者的原生質(zhì)體融合，形成單核的雜種細(xì)胞，若經(jīng)過 組織培養(yǎng)后得到了雜種植株，則該雜種植株是（ ） A二倍體；基因型是DdYyRr B三倍體；基因型是DdYyRrC四倍體；基因型是DdYyRr D四倍體；基因型是DDddYYyyRRrr9以下關(guān)于原生質(zhì)的敘述，正確的是（ ）A、原生質(zhì)泛指細(xì)胞內(nèi)的基質(zhì) B、原生質(zhì)就是細(xì)胞質(zhì)C、一個動物細(xì)胞就是一團原生質(zhì) D、細(xì)胞膜、細(xì)胞核和細(xì)胞壁是原生質(zhì)10不能人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法是 （ ）A.振動 B.電刺激 C.PEG試劑 D重壓11植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是 （ ）A.給予適宜的營養(yǎng)和外界條件B.導(dǎo)入其他植物細(xì)胞的基

12、因C.脫離母體后，給予適宜的營養(yǎng)和外界條件D.將成熟篩管的細(xì)胞核移植到去核的卵細(xì)胞內(nèi)12細(xì)胞具有全能性的原因是 （ ）A.生物體細(xì)胞具有使后代細(xì)胞形成完整個體的潛能B.生物體的每一個細(xì)胞都具有全能性C.生物體的每一個細(xì)胞都含有個體發(fā)育的全部基因D.生物體的每一個細(xì)胞都是由受精卵發(fā)育來的13植物組織培養(yǎng)過程中的脫分化是指 （ ）A.植物體的分生組織通過細(xì)胞分裂產(chǎn)生新細(xì)胞B未成熟的種子經(jīng)過處理培育出幼苗的過程C植物的器官、組織或細(xì)胞，通過離體培養(yǎng)產(chǎn)生愈傷組織的過程D.取植物的枝芽培育成一株新植物的過程14.下列植物細(xì)胞全能性最高的是 （ ）A.形成層細(xì)胞B.韌皮部細(xì)胞C.木質(zhì)部細(xì)胞D.葉肉細(xì)胞15

13、植物組織培養(yǎng)過程的順序是（ ）離體的植物器官、組織或細(xì)胞 根、芽 愈傷組織 脫分化再分化 植物體A BC D16（2005，上海）將胡蘿卜韌皮部細(xì)胞培養(yǎng)成幼苗時，下列條件中不需要的是 （ ）A具有完整細(xì)胞核的細(xì)胞 B一定的營養(yǎng)物質(zhì)和植物激素C離體狀態(tài) D導(dǎo)入指定基因17下列有關(guān)細(xì)胞工程的敘述不正確的是（ ）A. 在細(xì)胞整體水平上定向改變遺傳物質(zhì)B在細(xì)胞器水平上定向改變遺傳物質(zhì)C在細(xì)胞器水平上定向改變細(xì)胞核的遺傳物質(zhì)D在細(xì)胞整體水平上獲得細(xì)胞產(chǎn)品18下列細(xì)胞全能性最高的是 （ ）A植物的卵細(xì)胞B植物的精子細(xì)胞C被子植物的受精卵D被子植物的的葉肉細(xì)胞19植物體細(xì)胞融合完成的標(biāo)志是（ ）A、產(chǎn)生新的

14、細(xì)胞壁 B、細(xì)胞膜發(fā)生融合C、細(xì)胞膜發(fā)生融合 D、細(xì)胞膜發(fā)生融合20.植物體細(xì)胞雜交的目的是（ ）A.用酶解法去掉細(xì)胞壁分離出有活力的原生質(zhì)體B.以人工誘導(dǎo)法使兩個不同植物的原生質(zhì)體融合C.用植物組織培養(yǎng)法培養(yǎng)融合的原生質(zhì)體得到雜種植株D.通過以上三者來完成21.下列提法正確的是： （ ）A、原生質(zhì)專指細(xì)胞質(zhì) B、人體內(nèi)的水都屬于原生質(zhì)C、細(xì)胞核不是原生質(zhì) D、一個動物細(xì)胞就是一團原生質(zhì)22（多選）有關(guān)原生質(zhì)體的下列敘述中，正確的是 A組成原生質(zhì)體的主要生命物質(zhì)是蛋白質(zhì)和核酸B原生質(zhì)體包括細(xì)胞膜、液泡膜及兩者之間的原生質(zhì)C被脫掉細(xì)胞壁的植物裸露細(xì)胞是原生質(zhì)體D原生質(zhì)體只能用于植物細(xì)胞工程23(

15、2006，廣雅中學(xué)考題)（多選）下圖為植物組織培養(yǎng)過程示意圖，則下列敘述正確的是A植物組織培養(yǎng)依據(jù)的生物學(xué)原理是細(xì)胞的全能性B 過程是指植物的營養(yǎng)生長和生殖生長階段C將經(jīng)脫分化培養(yǎng)成時，再植上人造種皮即可獲得人工種子D 的再分化過程中，誘導(dǎo)生根的激素為細(xì)胞分裂素和生長素二、非選擇題1下圖是植物組織培養(yǎng)的簡略表示。據(jù)此回答： 脫分化 再分化 （1）表示，它能被培養(yǎng)成為的根本原因是。（2）表示，它與相比分化程度，全能性。（3）若想制作人工種子，應(yīng)該選用（填編號）。（4）若是花藥，則是，繼續(xù)對其使用處理可獲得正常植株，該過程稱為。（5）若是胡蘿卜根尖細(xì)胞，則培養(yǎng)成的的葉片的顏色是，這說明根尖細(xì)胞。（

16、6）若利用此項技術(shù)制造治療燙傷、割傷的藥物紫草素，培養(yǎng)將進行到（填編號）。 2右圖為植物體細(xì)胞雜交過程示意圖。據(jù)圖回答：（1）步驟是，最常用的方法是。（2）步驟一般常用的化學(xué)試劑是，目的是。 (3)在利用雜種細(xì)胞培育成為雜種植株的過程中，運用的技術(shù)手段是，其中步驟相當(dāng)于，步驟相當(dāng)于。（4）植物體細(xì)胞雜交的目的是獲得新的雜種植株。使能夠在新的植物體上有所表現(xiàn)，其根本原因。（5）若遠(yuǎn)源雜交親本A和B都是二倍體，則雜種植株為倍體。（6）從理論上講，雜種植株的育性為。若運用傳統(tǒng)有性雜交方法能否實現(xiàn)？，原因是。因此，這項研究對于培養(yǎng)作物新品種方面的重大意義在于。（7）利用植物體細(xì)胞雜交的方法培育作物新品

17、種過程中，遺傳物質(zhì)的傳遞是否遵循孟德爾的遺傳規(guī)律？為什么？。創(chuàng)新應(yīng)用訓(xùn)練1（2004，江蘇）紫草素是紫草細(xì)胞的代謝產(chǎn)物，可作為生產(chǎn)治療燙傷藥物的原料。用組織培養(yǎng)技術(shù)可以在生物反應(yīng)器中通過培養(yǎng)紫草細(xì)胞生產(chǎn)紫草素。下圖記錄了生物反應(yīng)器中紫草細(xì)胞產(chǎn)量、紫草素產(chǎn)量隨培養(yǎng)時間發(fā)生的變化。 （1）在生產(chǎn)前，需先加入紫草細(xì)胞作為反應(yīng)器中的“種子”。這些“種子”是應(yīng)用組織培養(yǎng)技術(shù)，將紫草葉肉細(xì)胞經(jīng)過_而獲得的。這項技術(shù)的理論基礎(chǔ)是_。 （2）從圖中可以看出：反應(yīng)器中紫草細(xì)胞的生長呈現(xiàn)_規(guī)律；影響紫草素產(chǎn)量的因素是_和_。 （3）在培養(yǎng)過程中，要不斷通入無菌空氣并進行攪拌的目的是_和_。參考答案：一、選擇題CCACDDDCCDCCCAADCCACD（AC）（ABD）二、非選擇題1、（1）離體的植物器官、組織或細(xì)胞 植物的全能性（2）愈傷組織 低 高（3）（4）單倍體植株 秋水仙素 純合 單倍體育種（5）綠色 含有與葉綠體形成相關(guān)的基因（6）2、（1）去掉細(xì)胞