《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(lái)的。二、教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能：（1）、簡(jiǎn)述植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交技術(shù)。（2）、嘗試進(jìn)行植物組織培養(yǎng)。2、過(guò)程與方法：嘗試植物組織培養(yǎng)技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ约坝掠趯?shí)踐的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度。3、情感、態(tài)度和價(jià)值觀：體驗(yàn)植物組織培養(yǎng)技術(shù)，通過(guò)聯(lián)系知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐

2、的關(guān)系，激發(fā)學(xué)生對(duì)生物學(xué)科的興趣與熱愛(ài)生物學(xué)的情感。三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)1、教學(xué)重點(diǎn)：（1）、植物組織培養(yǎng)的原理和過(guò)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(shí)安排：1課時(shí)六、教學(xué)過(guò)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(guò) 水平或 水平上的操作，按照人的意愿來(lái)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(duì)象的不同，可分為植物細(xì)胞工程和動(dòng)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(gè)細(xì)胞都具有 的

3、潛能，但在生物的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，細(xì)胞并不表現(xiàn)出 性，而是分化成各種 。這是因?yàn)樵谔囟ǖ?和 條件下，細(xì)胞中的基因會(huì) 地表達(dá)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(dòng)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(diǎn)（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(yàn)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(guò)程中，為什么要進(jìn)行一系列的消毒，滅菌，并且要求無(wú)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(guò)程中應(yīng)避光培養(yǎng)？5、請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)上述過(guò)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(wú)菌無(wú)毒外植體：生長(zhǎng)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(zhǎng)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(gè)來(lái)自不同植物的體細(xì)胞完 成融合，遇到的第一個(gè)障礙是什么？2有沒(méi)有一種溫和的去壁方法呢？3為什么兩個(gè)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(diǎn)，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(diǎn)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(wèn)題雜種植株并未按照人們的期望表現(xiàn)性狀，還有待于進(jìn)一步研究。（2）雜種植株白菜甘藍(lán)的優(yōu)點(diǎn)同普通白菜相比，具有生長(zhǎng)期短、耐熱性強(qiáng)和易于貯藏等優(yōu)點(diǎn)。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(lái)的蔬菜新品種，它具有生長(zhǎng)期短、耐熱性強(qiáng)和耐儲(chǔ)藏等優(yōu)點(diǎn)。如圖是“白菜甘藍(lán)”的雜交過(guò)程示意圖。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)在上述過(guò)程中，過(guò)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_(kāi)，通常情況下，白菜和甘藍(lán)雜交是不能成功的，原因是_。(3)過(guò)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(guò)程中可獲得哪幾種類型的融合細(xì)胞？_(寫出基因型)。(4) 該項(xiàng)技術(shù)的意義是_。【知識(shí)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(guò)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(dá)，形成胚狀體特點(diǎn)：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(guò)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(shū)設(shè)計(jì)（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(shí)驗(yàn)過(guò)

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(guò)程：（3）原理（4）意義八、教學(xué)反思本課的設(shè)計(jì)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(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)、考點(diǎn)、探究點(diǎn)以及學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中易忘、易混點(diǎn)等，最后進(jìn)行當(dāng)堂檢測(cè)，課后進(jìn)行延伸拓展，以達(dá)到提高課堂效率的目的。 課時(shí)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(jìn)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(dá)到驅(qū)蚊且對(duì)人體無(wú)害的效果。下列關(guān)于驅(qū)蚊草培育的敘述中，錯(cuò)誤的是 （ ）A驅(qū)蚊草的培育屬于細(xì)胞工程育種，其優(yōu)點(diǎn)是能克服遠(yuǎn)源雜交不親和的障礙B驅(qū)蚊草培育過(guò)程要用到纖維素酶、果膠酶、PEG等試劑或離心、振動(dòng)、電刺激等方法C驅(qū)蚊草培育過(guò)程是植物體細(xì)胞雜

10、交，不同于植物組織培養(yǎng)，無(wú)愈傷組織和試管苗形成D驅(qū)蚊草不能通過(guò)天竺葵和香茅草雜交而獲得是因?yàn)椴煌锓N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(shí)，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(yíng)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(cuò)誤的是 （ ）A.把兩個(gè)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(shí)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(guò) 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(gè)動(dòng)物細(xì)胞就是一團(tuán)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(dòng) 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(yíng)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(yíng)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(gè)體的潛能B.生物體的每一個(gè)細(xì)胞都具有全能性C.生物體的每一個(gè)細(xì)胞都含有個(gè)體發(fā)育的全部基因D.生物體的每一個(gè)細(xì)胞都是由受精卵發(fā)育來(lái)的13植物組織培養(yǎng)過(guò)程中的脫分化是指 （ ）A.植物體的分生組織通過(guò)細(xì)胞分裂產(chǎn)生新細(xì)胞B未成熟的種子經(jīng)過(guò)處理培育出幼苗的過(guò)程C植物的器官、組織或細(xì)胞，通過(guò)離體培養(yǎng)產(chǎn)生愈傷組織的過(guò)程D.取植物的枝芽培育成一株新植物的過(guò)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(guò)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(shí)，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(yíng)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(gè)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(guò)以上三者來(lái)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(gè)動(dòng)物細(xì)胞就是一團(tuán)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(guò)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(guò)程是指植物的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)階段C將經(jīng)脫分化培養(yǎng)成時(shí)，再植上人造種皮即可獲得人工種子D 的再分化過(guò)程中，誘導(dǎo)生根的激素為細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素二、非選擇題1下圖是植物組織培養(yǎng)的簡(jiǎn)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(hào)）。（4）若是花藥，則是，繼續(xù)對(duì)其使用處理可獲得正常植株，該過(guò)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(shuō)明根尖細(xì)胞。（

16、6）若利用此項(xiàng)技術(shù)制造治療燙傷、割傷的藥物紫草素，培養(yǎng)將進(jìn)行到（填編號(hào)）。 2右圖為植物體細(xì)胞雜交過(guò)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(guò)程中，運(yùn)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(yùn)用傳統(tǒng)有性雜交方法能否實(shí)現(xiàn)？，原因是。因此，這項(xiàng)研究對(duì)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(guò)程中，遺傳物質(zhì)的傳遞是否遵循孟德?tīng)柕倪z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(guò)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(shí)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(guò)_而獲得的。這項(xiàng)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(zhǎng)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(guò)程中，要不斷通入無(wú)菌空氣并進(jìn)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