高中生物： 211 植物细胞工程的基本技术(教案)人教版选修3

植物细胞工程的基本技术
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
1、课前预习，
布置预习作
业
2、创设情境
引入新课
3、学习新课
植物细胞工
程的基本技
术
（1）细胞
的全
能性
a定义
b原因
c植物细胞
表现出全能
性的必要条
件
教学内容
生：1．请分别理出细胞全
能性和植物组织培养的知
识结构和层次。

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。

在章引言中通过列举细
胞工程的应用，把学生带进
细胞工程的科技领域。

引导
学生总结细胞工程的概念。

师：细胞工程是指应用细胞
生物学和分子生物学的原
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
就可以培育出完整的植株
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
师：投影显示质疑问题。

1、什么是细胞的全能性？
表现全能性的条件？
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？
教学手段和方法
[来源:学科网]
学生复习旧的知
识
显示三幅图，教师
按图讲解，以引入
新课，课件显示本
节课的标题2.1．1
植物细胞工程的
基
本技术。

提出问题，引出细
胞的全能性的复
习
课件显示问题，学
生思考
启发学生回答问
题
预期目标
复习旧知识，为学习新的
知识奠定基础。

使直白的教学内容变得有
思维力度。

复习旧知识，为学习新的
知识奠定基础。

教学过程
（2）植物细胞工程的基本技术
细胞脱分化a概念
b实质
c结果3、克隆羊“多莉”的诞生
说明了什么？
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？
对于问题4：教师启发学生
将题目读懂
弄透，对新旧知识进行必要
的加工和整合，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？
生：已分化的细胞仍然具有
发育成完整个体的潜能。

师：为什么已分化的细胞仍
然具有发育
教学内容
成完整个体的潜能
生：原因：生物体的每一个
细胞都含有本物种的全套
遗传物质，都有发育成完整
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？
生：植物细胞表现出全能性
的必要条件：离体、提供营
养物质、激素及其他适宜条
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）
4、生物体内的细胞为什么
学生一一回答问
题
教学手段和方法
这个内容学生回
答不全，教师补充
这个内容学生回
答不全，教师补充
学生观看植物细
胞工程的基本技
术的录象片胡萝
卜的组织培养，教
师引导
预期目标
细胞的全能性的相应知识
回忆
分清植物细胞全能性与动
物全能性的不同
使学生体验到科学是一个
探究过程，从而解决难点
学生掌握概念
把本节课的难点植物细胞
教学过程
植物细胞工
程的基本技
术的流程图
脱分化处理
的必要
（3）植物体
细胞杂交技
术
植物体细胞
没有表现出全能性，而是分
化成不同的组织器官？
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
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的
细胞的过实程。

实质：是恢
复细胞的全能性的过程（脱
去细胞分化）
师：脱分化的结果是什么？
生：形成愈伤组织
师：下面学生根据植物细胞
工程的基本技术的过程讨
论书本上的讨论
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
学生概括其过程，
教师给以引导
新的概念，教师阐
明
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
工程的基本技术的过程分
解成问题讨论解决
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
归纳重点概念
杂交技术概念
教学过程过程1
去除细胞壁
过程2诱导原生质体融合
a是关键环节
b人工诱导方法:物理：离心.振动. 电激。

化学:聚乙二醇(PFG)作诱导剂
c植物体细胞杂交技术的流程图茎、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
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
师：20世纪60年代，有的
进一步提出问题
学生讨论
学生回答
第二个问题教师
点拔
师生一起归纳植
物细胞培养的概
念
设置情境引出新
的知识
师生一起学习重
点概念
教学手段和方法
学生阅读书本回
答问题
教师补充
自然过度到植物体细胞杂
交技术的内容
利于后面知识的理解
预期目标
培养学生的阅读能力及解
决问题的能力
解决技术的第一个关键步
骤
自然转入第二个过程的学
习
学生体验科学技术是不断
发展的过程
体现知识的准确运用
培养思维的广阔性
植物体细胞
杂交技术的
意义
4、总结新学
知识
5、布置作业
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：1．你认为两个来自不
同植物的体细胞完成融合，
遇到的第一个障碍是什
教学内容
么？
生：去除细胞壁
师：2.有没有一种温和的去
细胞壁的方法？
生：有,用酶，纤维素酶和
果胶酶去细胞壁
师：补充：酶有专一性，而
细胞壁的主要成分是纤维
素和果胶，所以用纤维素酶
和果胶酶去壁将不会对其
内的原生质体造成损伤。

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，下一步该对
此细胞做何种处理？
生：植物组织培养，培育成
新的植物体
师：以上就是植物体细胞杂
交技术的第一个关键步骤，
过程二关键步骤如何？
师：细胞壁去除之后，另一
个关键关键环节就是原生
质体融合，而把原生质体的
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？
生：人工诱导的方法物理
法：离心.振动.电激。

化学:
聚乙二醇(PFG)作诱导剂
师生：
多媒体展示电激
法将野生马铃薯
与栽培马铃薯进
行细胞融合
师生共同总结植
物体细胞杂交技
术的流程图
植物体细胞杂交
技术流程图进行
总结说明
师生共同找出成
果
学生明确这节知识结构，
掌握重难点
师：①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。

②由于不同种的细胞其细胞膜的特点不一样，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的，所以原生质体间的融合必须要人工诱导。

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，培育出自然界中没有的、具有优良品质的新品种师生：成果：白菜-甘蓝等
书后思考与探究学生为主，教师引导
学生完成，下节课由学生回答。