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》教案

【教学目标】

1、知识与技能

（1）掌握微型繁殖和植物组织培养的联系；

（2）掌握作物脱毒制备过程和意义；

（3）了解人工种子、单倍体育种和突变体的利用；

（3）了解细胞产物的工厂化生产。

2、过程与方法

（1）搜集有关植物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；

（2）培养和提高学生的语言表述能力和实验设计能力。

3、情感态度与价值观

（1）参与小组合作交流，体验合作学习的乐趣；

（2）认同细胞学基础理论研究与技术开发之间的关系。

【教学重点】

列举植物细胞工程的实际应用。

【教学难点】

列举植物细胞工程的实际应用。

【课时安排】

1课时

【教具准备】

教学课件

【教学过程】

一、新课导入

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？

资料 1 兰花因高雅美丽而深受人们喜爱，兰花常用分根法和种子进行繁殖。在兰花的常规繁殖中，遇到的难题是，用分根繁殖速度缓慢，不利于新品种的推广，用种子繁殖又很困难，因为兰花的种子十分微小，胚很纤弱，种子几乎没有储藏营养物质，在发芽过程中很容易夭折。

（以回忆植物组织培养技术为铺垫，提出兰花常规繁殖中遇到的难题，激发同学解决问题的兴趣，联系当前兰花市场供应充足的现状，引出植物繁殖的新途径。）

二、新课学习

【问题探讨】同学们阅读教材P38内容，思考讨论解决下列问题：

1.什么是微型繁殖？（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）

2.微型繁殖技术有哪些特点? （①繁殖速度快②保持优良品种的遗传特性，因为这是无性繁殖③不受自然生长季节的限制，因为在具有一定人工设施的室内生产）

3.通过微型繁殖技术已经产业化生产的实例有哪些？（兰花、生菜、杨树、无籽西瓜）

与同学们一起讨论后，总结出微型繁殖有关知识。

【总结】一、植物繁殖的新途径

1. 微型繁殖

（1）概念：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

（2）特点：①繁殖速度快②保持优良品种的遗传特性③不受自然生长季节的限制（3）实例：兰花、生菜、杨树、无籽西瓜

【资料分析】病毒引起的植物病害有500多种，受害的植物包括粮食作物、蔬菜、果树和花卉，如马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝、香蕉、大蒜等，而且没有有效的防治办法，只能拔除病株，造成很大的经济损失。病毒多集中在种子、老叶等器官中，在细嫩的器官和未成熟的组织中较少，在分生区几乎不含病毒。

分析资料，如果你是育种专家，如何培育出不带病毒的植株（脱毒苗）？阅读P38-39内容，根据以下问题提示解决问题。

（1）作物要进行脱毒的原因？（长期进行无性繁殖的作物，易积累感染的病毒，导致产量降低，品质变差。）（2）选择植株什么部位培育脱毒苗，说出原因？（植物的分生区(如茎尖)，此部位病毒极少，甚至无病毒）（3）如何培育出脱毒苗呢？说出你的方案（切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。）

（4）作物脱毒有何优点？成功案例的哪些？（用脱毒苗繁殖，种植的作物就不会或极少感染病毒。目前，采用组织培养技术来脱除病毒，在马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝和香蕉等主要经济作物上已获成功。脱毒马铃薯比未脱毒的增产约50%以上）

与同学们一起讨论后，总结出作物脱毒有关知识。

【总结】2.作物脱毒

（1）原因：长期进行无性繁殖的作物，易积累感染的病毒，导致产量降低，品质变差

（2）选材部位及原因：植物的分生区(如茎尖)，此部位病毒极少，甚至无病毒

（3）脱毒苗培育方案：切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株有可能不带病毒，从而获得脱毒苗

（4）优点和实例：用脱毒苗繁殖，种植的作物就不会或极少感染病毒，在马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝和香蕉等主要经济作物上已获成功。

【问题探讨】同学们阅读课本P39，分析以下问题：

（1）找出常规种子生产有何不足？（①树木需生长数年才能结出种子②优良杂交种后代会因发生性状分离而丧失优良特性③受季节、气候和地域的限制④制种时需要占用大量土地）

（2）是否能找出一种天然种子的替代品来克服这些缺陷？（能，人工种子）

（3）什么是人工种子？核心部位是什么（利用植物组织培养技术培养得到的胚状体、不定芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子，在适宜条件下能萌发长成幼苗。核心部位：胚状体等）（4）人工种皮（人工胚乳和外种皮）是保证包裹在其中的胚状体顺利生长成小植株的关键部分，请探讨：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哪些物质？（针对植物种类和土壤等条件，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，还可以向人工种皮加入一些植物生长调节剂。）

（3）人工种子与普通种子相比有何优点？前景如何？（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方便贮藏和运输。我国现在已成功把芹菜、花椰菜、桉树和水稻的胚状体制备成了人工种子。并得到了较高的发芽率。但由于成本较高，中国尚未应用于生产）

【总结】3.神奇的人工种子

（1）概念：利用植物组织培养技术培养得到的胚状体、不定芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子，在适宜条件下能萌发成长成幼苗

（2）结构：人工种皮+人工胚乳+胚状体(或不定芽或顶芽或腋芽)

（3）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方便贮藏和运输

（4）实例：我国现在已成功把芹菜、花椰菜、桉树和水稻的胚状体制备成了人工种子。并得到了较高的发芽率。但由于成本较高，中国尚未应用于生产。

【过渡】植物细胞工程不仅开创了植物繁殖的新途径，在作物新品种的培育中也有重要贡献。

学生阅读教材P40，思考讨论并解决以下问题：

（1）单倍体育种的方法是什么（花药→离体培养→单倍体幼苗→秋水仙素处理→纯合子）

（2）单倍体育种的优点有哪些？（明显缩短育种年限，后代都是纯合体）

（3）突变体形成有原因有哪些？（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。）

（4）如何看待这些突变体？（筛选对人们有利突变体,进而培育新品种）