2.1《植物细胞工程的基本技术》教案

专题2 细胞工程

2.1．1《植物细胞工程的基本技术》教案

一、教材分析

《植物细胞工程的基本技术》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1节课的教学内容，主要学习细胞的全能性、植物组织培养技术、植物体细胞杂交技术等三方面内容，其中，植物细胞的全能性是植物组织培养的基础，而植物体细胞杂交技术又是在植物组织培养的基础上发展起来的

。

二、教学目标

1、知识与技能：

（1）、简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。

（2）、尝试进行植物组织培养。

2、．过程与方法：

尝试植物组织培养技术，培养学生实验能力以及勇于实践的科学精神和科学态度。

3、情感、态度和价值观：

体验植物组织培养技术，通过联系知识与生产实践的关系，激发学生对生物学科的兴趣与热爱生物学的情感。

三、教学重点难点

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。

2、教学重点：植物组织培养的实验

四、教学方法：

1、学案导学法

2、讲授为主结合讨论的方法

五、课时安排：1课时

六、教学过程

(一)1、课前预习：

（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地复习。

（3）、找出新旧知识之间的联系与区别。

2、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）情景导入、展示目标。

显示三幅图，教师按图讲解，以引入新课。

教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。在本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及基本技术。

（三）合作探究、精讲点拨。

【问题探究】

1、什么是细胞工程？分类？

2 、什么是植物组织培养？其原理是什么？

3、为什么在生物正常发育过程中，每个细胞不会表现出全能性？

4、什么是脱分化？什么是再分化？提出问题，引出细胞的全能性的复习简述植物组织培养的大体过程

5、简述植物组织培养的大体过程？

6、在植物组织培养的整个过程中，为什么要强调无菌操作？

7、植物组织培养的全过程说明了植物细胞的什么特点？

8、什么是植物体细胞杂交技术？

9、用传统的杂交育种方法为什么不易得到两种亲缘关系较远的杂种植株？

10、如何去除植物细胞的细胞壁？

[精讲点拨]

要点 1 细胞工程

(1)概念：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，按照人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。

(2)分类：根据操作对象的不同，细胞工程分为植物细胞工程和动物细胞工程。

(3)植物细胞工程的基本技术有植物组织培养和植物体细胞杂交。

要点 2 植物组织培养

（1）过程

首先要通过细胞的脱分化过程，培养出愈伤组织，然后再从愈伤组织分化形成小植株。这里所说的细胞脱分化就是让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。在植物中，一些分化的细胞，经过激素的诱导，可以脱分化为具有分生能力的薄壁细胞，进而形成植物的愈伤组织。愈伤组织在一定的培养条件下，又可以再分化出幼根和芽，形成完整的小植株。

（2）图示过程

（3）原理

具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能，也就是说，每个生物细胞都具有全能性的特点。在理论上，生物的任何一个细胞都具有发育成完整植株的潜力。

（4）概念

植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽。最终形成完整的植株。

（5）生物体上的体细胞不表达全能性的原因

在生物的生长发育过程中，细胞并不会表现出全能性，而是分化成各种组织和器官。这是因为在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会有选择性地表达出各种蛋白质，从而构成生物体的不同组织和器官。

（6）胡萝卜组织培养的实验方法步骤

①将胡萝卜根用自来水充分洗净，削去外皮，并切成段(约10cm)。用酒精棉球擦手消毒。

②在超净工作台(或接种箱)上将胡萝卜段用酒精溶液消毒30 s后，立即用无菌水清洗2～3次，再用次氯酸钠溶液处理30 min后，立即用无菌水清洗2～3次。

③用无菌的滤纸吸去胡萝卜段表面的水分。然后，在消毒瓷砖上，用无菌的解剖刀将胡萝卜段切成1cm厚的横切片，再选取有形成层的部位，切取lcm3左右的小块。

④将胡萝卜组织块接种到培养基上，用锡箔纸封盖瓶口，并用橡皮筋扎紧。然后，在培养瓶上贴上标签，写

明材料名称、接种日期和小组号。

⑤将接种后的胡萝卜组织块，放在23～26℃恒温避光条件下培养。4d后，检查培养材料的污染情况；14d 后，观察愈伤组织的生长状况。然后，在恒温箱中继续避光培养。在培养过程中，注意定期观察和记录愈伤组织的生长情况。

⑥培养一段时间后，将生长良好的愈伤组织转接到分化培养基上，培养一段时间后，胡萝卜的愈伤组织就可以诱导出试管苗。然后将试管苗移栽到大田，培养成正常植株。

要点 3 植物体细胞杂交

（1）步骤

先利用纤维素酶和果胶酶去除这层细胞壁，获得具有活力的原生质体。接着进行原生质体间的融合，并培养融合的原生质体获得再生出细胞壁的杂种细胞。再将杂种细胞进行植物组织培养获得杂种植株。

（2）概念

植物体细胞杂交就是将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞。并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。

（3）诱导原生质体融合的方法

分为两类：物理法和化学法。物理法包括离心、振动、电激等；化学法一般是用聚乙二醇作为诱导剂来诱导细胞融合。

（4）图示过程

（5）育种上的优点

由于不同种植物存在生殖隔离，普通杂交方法无法获得杂种植株。植株体细胞杂交技术克服了远缘杂交不亲

和的障碍，获得杂种植株。

（6）植株体细胞杂交技术尚未解决的问题

杂种植株并未按照人们的期望表现性状，还有待于进一步研究。

（7）杂种植株——白菜甘蓝的优点

同普通白菜相比，具有生长期短、耐热性强和易于贮藏等优点。

（四）反思总结，当堂检测。

【知识网络体系】

概念

原理：生物学原理和分子生物学原理

水平：细胞整体水平或细胞器水平

目的：改变细胞内的遗传物质，获得细胞产品

细胞的全能性：概念、原因、大小

植物细