2019-2020年高中生物《植物細胞工程的基本技術》教案5 新人教版選修3.doc

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2019-2020年高中生物《植物細胞工程的基本技術》教案5 新人教版選修3 教學目標 1. 簡述植物組織培養(yǎng)和植物體細胞雜交技術。 2. 列舉植物細胞工程的實際應用。 3. 嘗試進行植物組織培養(yǎng)。 教學重點和難點 1.教學重點 （1） 植物組織培養(yǎng)的原理和過程。 （2） 植物體細胞雜交的原理。 （3） 植物細胞工程應用的實例。 2.教學難點 植物組織培養(yǎng)的實驗。 教學過程 引入：現(xiàn)在正是春天，前幾天剛剛過了植樹節(jié)，如果我們說用棵小樹苗種樹，或者用某一植物的種子播種，希望得到完整的植物個體，那大家都會覺的很正常，但是如果我說我種下一朵花的花瓣，希望能得到一棵完整的該種植株，這可能嗎？ 可能。有人就這么做了。請看書本33頁的圖2-1（微型繁殖的菊花） 新課：剛才我舉的這個例子就是今天的新課內容： 一：植物組織培養(yǎng)技術。 那為什么植物的一瓣花瓣可以培育出完整的植株呢？從遺傳信息的角度分析：這花瓣里有該生物的全部遺傳信息嗎？從結果上分析肯定有，從理論上分析我們知道任何個體的體細胞都是通過個體的有絲分裂而來的，應該和受精卵一樣具有全部的遺傳信息。具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細胞，都具有發(fā)育成完整生物體的潛能，也就是說，每個生物的體細胞都具有全能性的特點。 1．原理：細胞的全能性 既然每個生物細胞以剛才的花瓣為例，都具有發(fā)育成完整生物體的潛能，那為什么它們在生長過程中只是長了花瓣呢？在生物體內,細胞并沒有表現(xiàn)出全能性,而是分化成為不同的組織 、器官,這是什么原因呢? 這是基因在特定的時間和空間條件下選擇性表達的結果.在個體發(fā)育的不同時期,生物體的不同部位的細胞表達的基因是不相同的,合成的蛋白質也不一樣，在生物的生長發(fā)育過程中，細胞并不會表現(xiàn)出全能性，而是分化成各種組織和器官。 注：補充介紹細胞全能性的表達難易程度： ①．受精卵細胞易于生殖細胞易于體細胞 ②．植物細胞易于動物細胞，嚴格的說，高度分化的動物細胞的細胞核才具有全能性 ③．細胞分化程度越高的細胞全能性表達越難 問：剛才我們知道了細胞的全能性并不是一定能表達，那我們該怎么做才能讓細胞表達出全能性呢？ 答：一定要離體，在生物體無法表達。 問：那離體的細胞或組織能自養(yǎng)嗎？不能怎么辦？ 離體的細胞是異養(yǎng)型，所以我們要給它足夠的營養(yǎng)物質和激素，適宜的溫度。 我們上面所說的這個培養(yǎng)離體的細胞或者組織使他們表達出細胞的全能性這個過程就是脫分化過程，脫分化后，已經(jīng)分化的細胞，會失去其特有的結構和功能而轉變成未分化的細胞，且具有分生細胞——薄壁細胞，進而形成植物的愈傷組織。 接下來我們大家一起看到書本34的實驗：胡蘿卜的組織培養(yǎng)。請大家3分鐘內看完，之后我來提出有關問題請大家回答。 板書： 問題1：這個實驗過程中，為什么要強調所有器械的滅菌和實驗人員的無菌操作？ 問題2：該實驗中為什么要用植物的形成層部分？請思考用胡蘿卜的其他部分如葉，是否也可行呢？ 最后我們來總結下植物組織培養(yǎng)的概念：就是在無菌和人工控制的條件下，將離體的植物器官，組織，細胞，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導其產(chǎn)生愈傷組織，叢芽，最終形成完整的植株。 從以上的學習中，我們發(fā)現(xiàn)利用植物組織培養(yǎng)技術可以將某一植物的一部分在特定情況下培養(yǎng)成完整植株，科學家們很早前也在想能不能培育出一些擁有兩種不同物種的優(yōu)良性狀的植物，傳統(tǒng)的有性雜交方法只能將同一物種的植株雜交，培育出具備優(yōu)良性狀的個體，不能得到有生殖隔離的兩個物種的雜種后代，所以科學家們經(jīng)過長期的實驗，用體細胞雜交的方法得到雜種植株。（源于異想天開） 二：植物體細胞雜交技術 板書： 植物細胞外面的細胞壁阻礙著細胞間的雜交，因此第一步是利用纖維素酶和果膠酶去除這層細胞壁，獲得具有活力的原生質體。 另外的一個關鍵是兩個不同細胞的原生質體的融合，這時必須要進行人工誘導。如上圖所示：分為物理法和化學法。 提問：基因型為Aa的植株的花粉和基因型為Bb的植株的花粉，除去細胞壁后，進行原生質體的融合，可以得到基因型不同的細胞有幾種？ 答案：10種。AA,Aa,aa,BB,Bb,bb,AB,Ab,aB,ab。 這里就有個關鍵問題，不同植株個體的遺傳物質在各自的染色體上，那為什么這兩種植株的基因為什么有可能共同編碼蛋白質呢？怎么能保證它們都能如A和B基因。（所有生物都有相同的遺傳密碼子） 我們發(fā)現(xiàn)體細胞雜交技術后面過程，也就是從雜種細胞的培養(yǎng)到形成雜種植物的過程，就是大家剛剛學習的植物組織培養(yǎng)過程。 說到這里，我們可以把植物體細胞雜交的概念總結出：就是將不同種的植物體細胞，在一定條件下融合成雜種細胞，并把細胞培育成新的植物體的技術。 科學家們經(jīng)過很多次的實驗，終于克服不同生物遠緣雜交的障礙，培育出了很多如白菜—甘藍這樣的雜種植物。它與普通白菜相比具有生長期短，耐熱性強和易于儲藏等優(yōu)點。 問：為什么“番茄—馬鈴薯”超級雜種植株沒有如科學家所想像的那樣，地上長番茄，地下結馬鈴薯？ 答：具體原因還不清楚，可能和真核細胞內的基因表達的調控機制有關?，F(xiàn)在對真核細胞內的基因表達的調控機制還不是很清楚。