高中生物第二章克隆技术2.2植物的克隆教案浙科版选修3

第二节植物克隆
【教学目标】
知识与能力方面：
1.简述植物细胞全能性含义
2.简述植物组织培养程序
3.说出植物克隆成功所需条件
4.简述植物细胞培养和器官培养方法和意义
5.简述植物细胞工程概念、操作过程和应用
过程与方法方面：
通过小组合作或者自学方法，总结植物克隆技术流程，开展合作学习和自学能力。

情感态度、价值观方面：
认同细胞生物学根底理论研究与技术开发之间关系，体会S〔科学〕、T〔技术〕、S〔社会〕三者之间相互关系。

【教学重点】
植物组织培养理论与过程。

【教学难点】
脱分化概念，植物体细胞杂交。

【教学方法】
讲授与自学相结合。

【教学课时】
2课时。

【教学过程】
〔导入新课〕师：引导学生观看课件首页三幅图，这都是通过植物组织培养获得试管苗。

师：为什么植物一团组织或以个细胞就可以培育出完整植株呢？
生：因为植物细胞具有全能性。

小组讨论以下问题，并派代表答复：
1、什么是细胞全能性？表现全能性条件？
细胞全能性是指已分化细胞仍然具有发育成完整个体潜能，原因是生物体每一个细胞都含有本物种全套遗传物质，都有发育成完整个体全套基因。

植物细胞表现出全能性必要条件：离体、提供营养物质、激素及其他适宜条件。

2、生物体内细胞为什么没有表现出全能性，而是分化成不同组织器官？
在生物体内，由于基因选择性表达，细胞不能表现出全能性，而是分化成为不同组织器官。

〔提出问题〕如何把植物一个细胞培育出完整植株呢？
〔学生活动〕阅读课文，师生共同绘出植物组织培养流程图。

〔总结归纳〕
1．植物组织培养过程，概括来说就是：离体植物器官，组织或细胞脱分化形成愈伤组织，再分化根、芽，最终形成植株过程。

这个过程中有一个关键概念，脱分化。

脱分化是怎么发生？
脱分化概念：分化细胞经诱导后，失去特有构造功能转变成末分化细胞过实程。

实质：是恢复细胞全能性过程〔脱去细胞分化〕。

脱分化结果是什么？形成愈伤组织。

2.植物组织培养中用到培养基含有丰富营养成分，有利于培养物生长，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，迅速生长各种杂菌不但会和培养物争夺营养，而且这些杂菌生长过程中会生成大量对培养物有害物质，导致培养物迅速死亡。

植物组织培养流程图
3.离体器官、组织或细胞如果不进展脱分化处理，能否培养成完整植物体？
不能，因为细胞已经分化，失去了分裂能力。

4.决定植物细胞脱分化、再分化关键因素是什么？
植物激素种类和比例。

特别是生长素和细胞分裂素协同调控作用在组培中非常重要，被称为“激素杠杆〞。

植物组织培养一般用于植物快速繁育，还可以用来培育脱毒植株，有时如果培育到愈伤组织就一直传代下去话，还可以用来生产紫草素等药物。

〔提出问题〕
20世纪60年代，有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，地下结马铃薯块茎植物。

这就要用到植物体细胞杂交技术。

植物体细胞杂交技术是如何操作？
〔学生活动〕阅读课文，小组合作绘出流程图并说明每一步骤目。

(总结归纳)
1．两个来自不同植物体细胞完成融合，遇到第一个障碍是什么？
去除细胞壁。

有没有一种温和去细胞壁方法？
用纤维素酶和果胶酶专一性去掉细胞壁，而不损伤原生质体。

植物体细胞杂交技术第一个关键步骤，过程二关键步骤如何？
细胞壁去除之后，另一个关键关键环节就是原生质体融合，而把原生质体放在一起是不会自然融合，必须用到一定技术进展人工诱导。

人工诱导方法：
物理法：离心.振动.电激。

化学法:聚乙二醇(PFG)作诱导剂
说明：①流程图中为了简化，仅画了一个马铃薯原生质体与一个番茄原生质体之间融合，可真正在实际操作过程中，是把许多马铃薯原生质体和许多番茄原生质体放在一起，让它们自由融合，再从中筛选出所需杂种细胞。

②由于不同种细胞其细胞膜特点不一样，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，所以原生质体间融合必须要人工诱导。

3.如果两个来源不同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？
利用植物组织培养技术，培育成新植物体〔所以说植物组织培养技术是植物细胞工程根底〕。

4.植物体细胞杂交技术意义如何？
克制远源杂交不亲和障碍，培育出自然界中没有、具有优良品质新品种。

现已有成果：白菜-甘蓝、番茄-马铃薯等。

但目前遇到普遍问题是杂种植株基因表达并不是完全成功，获得番茄-马铃薯植株并不能地上结番茄，地下结马铃薯，这说明来自异种基因在表达时还是互相影响，所以我们要加强根底理论研究，弄清楚基因表达调控机理，将来一定等得到地上结番茄，地下结马铃薯番茄-马铃薯植株。

【板书设计】
原理：植物细胞全能性
过程：离体→脱分化形成愈伤组织→再分裂→再分化植物组织培养→胚状体→植株
培养基：水、无机盐、蔗糖、植物激素〔生长素和细胞
分裂素〕、琼脂
应用：快速繁育、脱毒植株、生产植物性产品
植物克隆
过程：异种植物细胞→去壁→融合→再生壁→杂种细胞植物体细胞杂交→植物组织培养→杂种植株
应用：打破远缘杂交不亲和障碍，获得杂种植株
【随堂练习】
1.以下有关细胞全能性含义，正确是：
C.生物体每一个活细胞都具有发育成完整个体潜能
D.生物体每个细胞都经过产生、分裂、生长、衰老、死亡全过程
2.在生物体内，细胞没有表现出全能性，而是分化为不同组织、器官，是因为：
D.在个体发育不同时期，细胞内基因发生了变化
3.在离体植物器官、组织或细胞分化形成愈伤组织过程中，以下哪一项条件是不需要〔〕 A．消毒灭菌 B．适宜温度C．充足光照 D．适宜养料和激素
4．植物体细胞杂交尚未解决问题有〔〕
A．去掉细胞壁，别离出有活力原生质体
B．将杂种细胞培育成植株
C．让杂种植物按照人们需要表现出亲代优良性状
D．尚未培育出属间杂种植物
【布置作业】完成学案和作业本上内容。

【教学反思】
植物组织培养在必修一时就已经简单介绍过，所以学生都比拟熟悉，但我们在教学中一定要注意不能仅停留在必修一层次，对技术流程可以由学生总结，锻炼他们自学能力，而关于分化和脱分化原因，要从基因层次来探讨，这样就可以上升到比必修一要求高层次。