人教新课标选修互动课堂(2.1.2 植物细胞工程的实际应用)
2020-2021人教版选修三 2.1.2 植物细胞工程的实际应用 教案
《植物细胞工程的实际应用》教学设计一、教材分析《植物细胞工程的实际应用》是人教版高中生物选修3《现代生物科技专题》专题2第一节《植物细胞工程》第2课时的教学内容。
本节课在上一节学习的植物细胞工程的基本技术的基础上，以必修2学习的突变和单倍体育种等相关内容为基础，是一节综合性较强的理论联系实际的应用课。
在STS教育方面，教材以“资料分析”的形式介绍了我国红豆杉惨遭浩劫的例子，引导学生讨论植物细胞工程技术在资源节约、环境保护方面的重要意义。
因此，本节课的教学设计应重视渗透STS教育。
二、学情分析对学生来说，第1课时已经学习了植物细胞工程的基本技术的知识，必修2已经学习突变和单倍体育种等相关知识，同时，高二的学生已经具备一定的理解、分析、讨论、合作、交流、分享、利用生物学知识解决实际问题等能力，这些均为本节课的学习奠定了知识和能力基础。
三、教学目标1.知识目标：（1）理解微型繁殖和植物组织培养的联系；（2）理解、掌握作物脱毒和人工种子的制备过程和意义；（3）了解作物新品种的培育和细胞产物的工厂化生产。
2.能力目标：搜集有关细胞工程研究进展和应用方面的资料，进行整理、分析和交流，增强团队合作意识，培养学生科学探究的能力。
3.情感态度价值观：关注细胞工程研究的发展和应用前景，体验分享的快乐，养成科学思维的习惯，增强社会责任感。
四、教学重、难点重点：植物细胞工程应用的实例。
难点：掌握作物脱毒、人工种子的制备过程。
五、教法分析1.学案导学法：教师明确本课时学习目标,指导学生通过阅读教材完成导学案中的了解感知部分内容，并记录预习产生的问题。
2.讨论法：组织学生通过自主学习、合作探究解决预习产生的问题；组织学生讨论重点难点探究知识,掌握脱毒苗的培养、人工种子的原理及制作、细胞产物的工厂化生产；引导学生利用所学知识解决实际问题，达到学以致用的目的。
六、课前准备1.通过搜集资料,展示植物组织培养在生产中的应用的影像资料（包括微课）,让学生进一步理解植物细胞工程的原理；2.引导学生搜集相关资料并制作课件用于课堂展示；3.设计导学案，引导学生课前进行预习。
2.1.2《植物细胞工程的实际应用》课件(新人教版-选修3)
《高中生物》
选修3 选修3
专题２《细胞工程 》
2.1《植物细胞工程》
2.1.２《植物细胞工程 的实际应用 》
教学目标
能力要求 • 1、理解微型繁殖技术的应用 • 2、了解单倍体育种过程和优点 • 3、了解细胞产物的的生产和意义 3 知识要求 • 1、掌握微型繁殖和植物组织培养的联系 • 2、掌握作物脱毒、人工种子的制备过程和意义 • 3、了解单倍体育种和突变体的利用 • 4、了解细胞产物的例子
• 为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难？ 为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难？ • 花瓣松动后，微生物就可能侵入到花药，给 花瓣松动后，微生物就可能侵入到花药， 材料的消毒带来困难。 材料的消毒带来困难。 • 植物组织培养技术与花药培养技术的异同： 植物组织培养技术与花药培养技术的异同： • 相同之处是：培养基配制方法、无菌技术及 相同之处是：培养基配制方法、 接种操作等基本相同。 接种操作等基本相同。 • 不同之处在于：花药培养的选材非常重要， 不同之处在于：花药培养的选材非常重要， 需事先摸索时期适宜的花蕾； 需事先摸索时期适宜的花蕾；花药裂开后释 放出的愈伤组织或胚状体也要及时更换培养 基；花药培养对培养基配方的要求更为严格。 花药培养对培养基配方的要求更为严格。 这些都使花药培养的难度大为增加。 这些都使花药培养的难度大为增加。
2.突变体的利用 2.突变体的利用 (1)产生:植物组织培养过程中， (1)产生:植物组织培养过程中，由于培 产生 养细胞一直处于不断的分生状态， 养细胞一直处于不断的分生状态，易受到培养 条件和外界压力的影响而产生突变。 条件和外界压力的影响而产生突变。 (2)利用:筛选对人们有利突变体, (2)利用:筛选对人们有利突变体,进而 利用 培育新品种 （3）成就：20世纪70年代以来，民办各 成就：20世纪70年代以来， 世纪70年代以来 国的科学家用这种方法已经筛选到抗病、抗盐、 国的科学家用这种方法已经筛选到抗病、抗盐、 含高蛋白，以及高产的突变体， 含高蛋白，以及高产的突变体，有的已用于生 产。
选修3-2-1.2植物细胞工程的实际应用
一、植物繁殖的新途径 1.微型繁殖
概念：应用组织培养技术，快速繁殖植物（也叫 快速繁殖技术）
1.微型繁殖
优点： （高保真-无性繁殖）
①实际上是无性繁殖，能保持亲本的优良性状 ②取材少，培养周期短，繁殖率高，便于自动 化管理，进行工厂化培养。 作物栽培
产业化育苗
生菜 兰花
无籽西瓜
生产生活中，病毒容易沿植物体的维 管组织传播，而分生组织区中缺乏维管系 统，因此不含病毒。用做组织培养的植物 材料可以是植物体任何类型的组织细胞。 怎样利用植物组织培养技术解决？
ddtt
P： F1 F2
第 年 第 年 1
高杆抗病 DDTT
× 矮杆感病
P
高杆抗病 高杆抗病 F1 DdTt DdTt ↓× D_T_ D_tt ddT_ ddtt 配子： DT Dt dT dt 矮抗
×
↓
高杆抗病 DDTT
× 矮杆感病
ddtt
第 年
1
F3
第 年
第 年
2 3 4
花药离体培养
第 年
2
ddTT
生长
单倍体 DT 幼苗：
Dt
秋水 仙素
dT
dt
纯合体: DDTT DDtt ddTT ddtt
矮抗
选育出需要 的矮抗纯种
选择矮秆抗病 即为新品种
2.突变体及利用
体细胞诱变育种
(1)产生:在植物组织培养过程中,由于培养细胞 分生状态 而易受培养条件和 一直处于不断的_________ 突变 外界压力的影响而产生______. (2)利用:从产生突变的个体中筛选对人类有用 突变体 进而培育成新品种. 的_______, (3)实例:抗花叶病毒的 甘蔗\抗盐碱的野生烟 草\抗除草剂的白三叶 草等.
高中生物选修三专题二2.1.2《植物细胞工程的实际应用》教案
专题二细胞工程2.1.2植物细胞工程的实际应用一、教材分析《植物细胞工程的实际应用》是人教版高中生物选修三《现代生物科技专题》专题2第一节《植物细胞工程》第2课时的教学内容。
第1节课已经学习了细胞的全能性、植物组织培养技术、植物体细胞杂交技术等三方面内容。
在此基础上，本节主要学习植物细胞工程的三方面应用，即植物繁殖的新途径、作物新品种的培育，以及细胞产物的工厂化生产等内容。
二、教学目标1．知识目标：（1）、掌握微型繁殖和植物组织培养的联系（2）、掌握作物脱毒、人工种子的制备过程和意义（3）、了解单倍体育种和突变体的利用2．能力目标：搜集有关细胞工程研究进展和应用方面的资料，进行整理、分析和交流3．情感、态度和价值观目标：1认同细胞学基础理论研究与技术开发之间的关系；2、关注细胞工程研究的发展和应用前景。
三、教学重点难点1.教学重点植物细胞工程应用的实例2、教学难点掌握作物脱毒、人工种子的制备过程四、学情分析本节教材内容对学生来说，第一课时已经学习了植物细胞工程的基本技术的知识，这节课学习起来有一定的基础。
教师可采用学案导学、让学生理解记忆为主结合讨论的方法。
五、教学方法：1．学案导学：见后面的学案。
2．理解记忆为主结合讨论的方法六、课前预习1、通过预习课本、查阅资料，列举植物组织培养技术在我们生活中的应用。
2、说出人工种子制备技术的过程。
3、说出人参皂甙的工厂化生产过程。
七、课时安排：1课时八、教学过程(一)预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）合作探究、精讲点拨【问题探究】1、植物微型繁殖技术高效快速的实例有哪些？2、什么是人工种子？制备人工种子技术是什么？3、工厂化生产人参皂甙的基本过程是什么？【精讲点拨】在植物微型繁殖新途径的教学中，首先可由植物组织培养技术引入，让学生回忆植物组织培养技术的基本原理和过程，思考利用这项技术能做哪些工作？再逐一讲解微型繁殖技术、作物脱毒及人工种子。
课件1：2.1.2 植物细胞工程的实际应用
1、下图为一人工种子。下列与人工种子培育过程的有关叙述中不
正确的是
（ D）
A．人工种子一般是用离体的植物细胞通过组织培养技术获得
B．胚状体是由愈伤组织分化而成，离体细胞只有形成愈伤组织才 能表现出全能性
C．同一批次人工种子可以保证具有相同的基因型
D．胚状体是由未分化的，具有分裂能力细胞构成
人工种子的结构
3、教材40页，【讨论】人工种子与天然种子相比有何优点？ ①培植周期短 ②后代无性状分离 ③不受气候,季节和地域限制 ④可以很方便地贮藏和运输 4、教材40页，【讨论】人工种子由什么构成？人工种皮 中应该具有的有效成分是什么？为了促进胚状体的生长 发育还可以向人工种皮中加入些什么？ 人工种子：胚状体（或不定芽、顶芽和腋芽）+人工种皮 还可加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、
（一） 思考与探究
1.通过查阅资料，请你再列举出植物组织培养技术在 我们生活中的另外一些应用。
提示：a. 拯救濒危植物； b. 提供食品制作的原料； c. 利用愈伤组织进行转基因操作。
甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目
前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱
毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过
分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的
（c ）
A.有丝分裂
B.分化
C.减数分裂
D.全能性
（三）神奇的人工种子
• 1、天然种子的局限性？
1）培育周期长 2）优良杂种的后代会发生性状分离而丧失其优良特性 3）生产会受到季节、气候和地域的限制，并且需要占 用大量的土地实现制种 • 2、什么是人工种子？ 通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋 芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。
高二生物人教版选修3课件：2-1-2《植物细胞工程的实际应用》
首 页
J 基础知识 Z 重点难点
ICHU ZHISHI
HONGDIAN NANDIAN
S 随堂练习
UITANG LIANXI
一
二
三
三、细胞产物的工厂化生产
1.细胞产物包括蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。 2.技术:植物组织培养技术。 3.实例:我国利用植物组织培养技术实现了大量生产人参皂甙干粉;另 外三七、紫草和银杏的细胞产物也都已实现了工厂化生产。 自主思考借助植物组织培养技术进行细胞产物的工厂化 生产时,是否将外植体培育成植株?如若不是,那培育到哪一阶段即可? 提示:否;把外植体培养成愈伤组织即可。
首 页
J 基础知识 Z 重点难点
ICHU ZHISHI
HONGDIAN NANDIAN
S 随堂练习
UITANG LIANXI
一
二
三
二、作物新品种的培育
1.单倍体育种 (1)方法:花药离体培养→单倍体植株→秋水仙素处理→纯合子植株。 (2)优点:①后代是纯合子(填“纯合子”或“杂合子”),能稳定遗传。 ②明显缩短了育种年限。 2.突变体的利用 (1)产生原因:在植物组织培养过程中,易受到培养条件和外界压力(如 射线、化学物质等)的影响而产生突变。 (2)利用:筛选出对人们有用的突变体,进而培育成新品种。
首 页
J 基础知识 Z 重点难点
ICHU ZHISHI
HONGDIAN NANDIAN
S 随堂练习
UITANG LIANXI
探究一
探究二
易错点排查
(3)人工种皮的要求。 ①能保持胚状体的活力,即要能透气、透水,含有胚状体发芽所需要的 各种营养成分等。 ②有利于贮藏、运输和萌发,选取的材料要有韧性、耐压、对胚状体无 毒害。 ③还应含有农药和杀菌剂,以防播种后害虫及微生物的侵害。 ④还要加入能促进胚状体生长和发育的一些植物生长调节剂、有益菌 等。 (4)制作人工种皮的材料:海藻酸钠、明胶、树脂、琼脂糖、淀粉等。
人教版高中生物专题2细胞工程2.1.2植物细胞工程的实际应用教案选修3
教学目标
列举植物细胞工程的实际应用
重点
列举植物细胞工程的实际应用
难点
列举植物细胞工程的实际应用
教学过程
时间
设计意图
个人备课
检查预习
检查世纪金榜自主预习【27】完成情况。
二、导入新课Байду номын сангаас
直接导入
三、推进新课
1、植物繁殖的新途径
（1）微型繁殖（2）作物脱毒（3）人工种子
2、作物新品种的培育
A.利用植物体细胞杂交技术,可获得满足要求的四倍体杂种目的植株
B.将乙种植株耐盐基因导入甲种植株的受精卵中,可培育出目的植株
C.两种植株杂交后,得到的F1再利用单倍体育种技术可较快获得纯种的目的植株
D.诱导两种植株的花粉融合并培育成幼苗,幼苗用秋水仙素处理,可培育出目的植株
【答案】C
五、课堂小结
六、作业和预习
1、完成世纪金榜课时检测区P30
2、预习动物细胞培养和核移植技术
3
1
30
6
4
1
检查预习情况，为讲解新课铺垫。
导入新课，口述学习目标
讲授分析，列举植物细胞工程的实际应用
当堂训练，检测知识运用
总结本课学习内容，学生记忆相关知识点。
布置下节课的预习任务
教学反思
（1）单倍体育种（2）突变体的利用
3、细胞产物的工厂化生产
四、课堂训练
【例】现有甲、乙两种植株(均为二倍体纯种),其中甲种植株的光合作用能力高于乙种植株,但乙种植株很适宜在盐碱地种植。要利用甲、乙两种植株各自优势,培育出高产、耐盐的植株,有多种生物技术手段可以利用。下列所采用的技术手段中不可行的是()
生物：2.1.2《植物细胞工程的实际应用》课件(1)(新人教版选修3)
2.1.2植物细胞工程的实际应用
• 回忆植物组织培养技术的基本原理和过程？
• 思考利用这项技术能做哪些工作？
一、植物繁殖新途径 （人，快，脱毒）
• １微型繁殖技术（快速繁殖技术）
概念
是快速繁植培育优良品种的植物组织 培养技术。
特点
1） 繁殖速度快； 2） 可保持亲本优良性状（因为是无性繁殖）； 3） 不受自然生长季节等的限制（因为在具有一定人
二、作物的新品种培育
• 传统方法——(杂 交)
• 杂交育种依据的原理是: 基因的自由组合定律 • 缺点:要不断进行(多年)纯化和选择，才得到一 种符合理想要求的新品种
1、单倍体育种
• 单倍体的概念:是指由配子发育成的个体
• 单倍体的例子: • 蜜蜂中的雄蜂是由未受精的卵发育来的单倍 体. • 多数植物都可通过花药或花粉来获得单倍体
不少植物需要生长数年才能结出种子
优良杂种的后代因发生性状分离而丧失 其优良特性 种子的生产受季节、气候和地域的限制 制种需要占用大量土地
2）人工种子的概念：
• 是指通过植物组织培养得到的胚状 体、不定芽、顶芽和腋芽等作为材 料，经过人工薄膜包装得到的种子。
3）人工种子的结构
胚状体产生途径： (1）由已脱分化的外植体直接产生； （2）由愈伤组织产生；（3）悬浮细胞培养
(花药离体培养) 过程:
过程
选择 亲本
有性 杂交
F1代
花粉离
体培养
单倍体 植 株 诱 变
选择所 需类型
优点
可育纯 合子植 染色体加倍 株
•（所得植株）后代都是纯合子，能稳定遗传
•明显缩短育种年限，加速育种进程
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
互动课堂
疏导引导
1.微型繁殖与无性繁殖
微型繁殖就是用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，也叫快速繁殖技术。
它实际是一种无性繁殖。
繁殖过程的分裂方式是有丝分裂，亲、子代细胞内DNA.不变，所以能够保证亲、子代遗传特性不变。
这种技术可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。
2.微型繁殖与作物脱毒
微型繁殖的条件是培养基中加入细胞生命活动所需的水、矿质养料和小分子有机物，还有植物激素，更重要的是所有加入物质必须是无菌的，操作过程必须是在无菌条件下操作，这样繁殖的幼苗才是无毒的。
作物脱毒就是把已被病毒感染的植株进行脱毒，采用的技术还是微型繁殖技术，但是取材一定是无毒的，如茎尖、根尖。
3.单倍体育种与微型繁殖
单倍体育种的优点是后代无性状分离，能够稳定遗传，即后代都是纯合子；明显缩短育种年限，只需一年就可获得纯种。
单倍体育种的方法是花药的离体培养，采用的技术是微型繁殖技术，获得单倍体，然后用秋水仙素处理，获得纯合子。
4.人工种子的优势
（1）可使在自然条件下不结实或种子昂贵的植物得以繁殖。
（2）固定杂种优势。
天然种子由于在遗传上具有因减数分裂引起的重组现象，因而会造成某些遗传性状的改变，而人工种子则可以完全保持优良品种的遗传特性。
（3）快捷高效的繁殖方式。
天然种子在生产上受季节的限制，一般每年只能繁殖1～2次，有些甚至十几年才繁殖一次，而人工种子在生产上不受季节限制，而且快捷高效。
研究表明，用一个体积为12 L的发酵罐在二十几天内生产的胡萝卜体细胞胚可制造1 000万粒人工种子，可供种植几百平方米，这样可以节约大量留种地。
（4）可控制植物的生长发育与抗逆性。
针对植物种类和土壤条件，在人工种子的包裹剂中还可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等。
为了促进胚状体的生长发育，还可以向人工种皮中加入一些植物生长调节剂。
（5）方便储藏和运输。
试管苗的大量储藏和运输也是相当困难的。
人工种子则克服了这些缺点，人工种子外层是起保护作用的薄膜，类似天然种子的种皮，因此可以很方便地储藏和运输。
活学巧用
【例1】利用植物的茎尖或叶片、茎段、花药、花粉等，在无菌条件下，培养在玻璃器皿中人工配置的培养基上，使它发育成完整的植株。
这种技术可以用来培育植物新品种，也可以在较短时间内大量繁殖植物，还可以防止植物病毒的危害。
下列关于这种技术的叙述，正确的是 （）
①这种技术利用了植物的全能性②这种技术叫做组织培养，可以克隆生物体③这种技术属于细胞工程的应用领域之一④这种技术是一种无性繁殖的方式
A.①
B.①②
C.①②③
D.①②③④
解题提示：植物体细胞都含有该物种的全套遗传信息，所以每个细胞理论上都具有全能性，都有发育成完整生物体的潜能。
植物组织培养就是在体外通过人工方法，让植物细胞表现出全能性，是植物细胞工程的一个基础技术手段。
因为没有生殖细胞的结合，所以属于无性生
殖方式。
答案：D
【例2】马铃薯利用它的块茎进行无性繁殖，种植的世代多了以后往往会感染病毒而减产，为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。
获得无病毒幼苗的最佳方法是（）
A.选择优良品种进行杂交
B.进行远源植物体细胞杂交
C.利用芽体进行组织培养
D.人工诱导基因突变
解题提示：无性繁殖的作物感染病毒后很容易传播给后代，病毒在生物体内积累就会导致作物产量降低，品质变差。
科学研究发现，植物分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，因此，切取一定大小的茎尖或芽体进行组织培养，再生植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。
答案：C
【例3】对人工种子正确的解释是（）
A.通过科学手段人工合成的种子
B.利用植物组织培养技术获得的种子
C.种皮能够自我生成的种子
D.人工种子发芽率低
解题提示：本题考查了人工种子获得的方法及其过程。
人工种子是经植物组织培养获得胚状体、不定芽等，然后经人工薄膜包装得到的种子。
答案：B。