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2019-2020年高中生物《植物的克隆》教案1 浙科版選修3 【教學(xué)目標(biāo)】 知識(shí)與能力方面： 1.簡述植物細(xì)胞全能性的含義 2.簡述植物組織培養(yǎng)的程序 3.說出植物克隆成功所需的條件 4.簡述植物細(xì)胞培養(yǎng)和器官培養(yǎng)的方法和意義 5.簡述植物細(xì)胞工程的概念、操作過程和應(yīng)用 過程與方法方面： 通過小組合作或者自學(xué)的方法，總結(jié)植物克隆技術(shù)流程，發(fā)展合作學(xué)習(xí)和自學(xué)能力。 情感態(tài)度、價(jià)值觀方面： 認(rèn)同細(xì)胞生物學(xué)基礎(chǔ)理論研究與技術(shù)開發(fā)之間的關(guān)系，體會(huì)S（科學(xué)）、T（技術(shù)）、S（社會(huì)）三者之間的相互關(guān)系。 【教學(xué)重點(diǎn)】 植物組織培養(yǎng)的理論與過程。 【教學(xué)難點(diǎn)】 脫分化的概念，植物體細(xì)胞雜交。 【教學(xué)方法】 講授與自學(xué)相結(jié)合。 【教學(xué)課時(shí)】 2課時(shí)。 【教學(xué)過程】 （導(dǎo)入新課）師：引導(dǎo)學(xué)生觀看課件首頁的三幅圖，這都是通過植物組織培養(yǎng)獲得的試管苗。 師：為什么植物的一團(tuán)組織或以個(gè)細(xì)胞就可以培育出完整的植株呢？ 生：因?yàn)橹参锛?xì)胞具有全能性。 小組討論以下問題，并派代表回答： 1、什么是細(xì)胞的全能性？表現(xiàn)全能性的條件？ 細(xì)胞的全能性是指已分化的細(xì)胞仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能，原因是生物體的每一個(gè)細(xì)胞都含有本物種的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成完整個(gè)體的全套基因。 植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的必要條件：離體、提供營養(yǎng)物質(zhì)、激素及其他適宜條件。 2、生物體內(nèi)的細(xì)胞為什么沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化成不同的組織器官？ 在生物體內(nèi)，由于基因的選擇性表達(dá)，細(xì)胞不能表現(xiàn)出全能性，而是分化成為不同的組織器官。 （提出問題）如何把植物的一個(gè)細(xì)胞培育出完整的植株呢？ （學(xué)生活動(dòng)）閱讀課文，師生共同繪出植物組織培養(yǎng)的流程圖。 （總結(jié)歸納） 1．植物組織培養(yǎng)的過程，概括來說就是：離體的植物器官，組織或細(xì)胞脫分化形成愈傷組織，再分化根、芽，最終形成植株的過程。 這個(gè)過程中有一個(gè)關(guān)鍵的概念，脫分化。脫分化的是怎么發(fā)生的？ 脫分化的概念：分化的細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)后，失去特有的結(jié)構(gòu)功能轉(zhuǎn)變成末分化的細(xì)胞的過實(shí)程。實(shí)質(zhì)：是恢復(fù)細(xì)胞的全能性的過程（脫去細(xì)胞分化）。 脫分化的結(jié)果是什么？形成愈傷組織。 2.植物組織培養(yǎng)中用到的培養(yǎng)基含有豐富的營養(yǎng)成分，有利于培養(yǎng)物的生長，然而各種雜菌同樣也可以在上面迅速生長，所以植物組織培養(yǎng)過程中污染現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。培養(yǎng)基一旦被污染，迅速生長的各種雜菌不但會(huì)和培養(yǎng)物爭奪營養(yǎng)，而且這些雜菌生長的過程中會(huì)生成大量對(duì)培養(yǎng)物有害的物質(zhì)，導(dǎo)致培養(yǎng)物迅速死亡。 植物組織培養(yǎng)流程圖 3.離體的器官、組織或細(xì)胞如果不進(jìn)行脫分化處理，能否培養(yǎng)成完整的植物體？ 不能，因?yàn)榧?xì)胞已經(jīng)分化，失去了分裂能力。 4.決定植物細(xì)胞脫分化、再分化的關(guān)鍵因素是什么？ 植物激素的種類和比例。特別是生長素和細(xì)胞分裂素的協(xié)同調(diào)控作用在組培中非常重要，被稱為“激素杠桿”。 植物組織培養(yǎng)一般用于植物的快速繁育，還可以用來培育脫毒植株，有時(shí)如果培育到愈傷組織就一直傳代下去的話，還可以用來生產(chǎn)紫草素等藥物。 （提出問題） 20世紀(jì)60年代，有的科學(xué)家提出這樣一個(gè)設(shè)想：讓番茄和馬鈴薯雜交，培育出一種地上結(jié)番茄果實(shí)，地下結(jié)馬鈴薯塊莖的植物。這就要用到植物體細(xì)胞雜交技術(shù)。植物體細(xì)胞雜交技術(shù)是如何操作的？ （學(xué)生活動(dòng)）閱讀課文，小組合作繪出流程圖并說明每一步驟的目的。 (總結(jié)歸納) 1．兩個(gè)來自不同植物的體細(xì)胞完成融合，遇到的第一個(gè)障礙是什么？ 去除細(xì)胞壁。 有沒有一種溫和的去細(xì)胞壁的方法？ 用纖維素酶和果膠酶專一性的去掉細(xì)胞壁，而不損傷原生質(zhì)體。 2.以上就是植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的第一個(gè)關(guān)鍵步驟，過程二關(guān)鍵步驟如何？ 細(xì)胞壁去除之后，另一個(gè)關(guān)鍵關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是原生質(zhì)體融合，而把原生質(zhì)體的放在一起是不會(huì)自然融合的，必須用到一定的技術(shù)進(jìn)行人工誘導(dǎo)。 人工誘導(dǎo)的方法： 物理法：離心.振動(dòng).電激。 化學(xué)法:聚乙二醇(PFG)作誘導(dǎo)劑 說明：① 流程圖中為了簡化，僅畫了一個(gè)馬鈴薯的原生質(zhì)體與一個(gè)番茄的原生質(zhì)體之間的融合，可真正在實(shí)際操作過程中，是把許多馬鈴薯的原生質(zhì)體和許多番茄的原生質(zhì)體放在一起，讓它們自由融合，再從中篩選出所需的雜種細(xì)胞。② 由于不同種的細(xì)胞其細(xì)胞膜的特點(diǎn)不一樣，如不作任何處理，把它們放在一起，讓它們自然融合是不可能的，所以原生質(zhì)體間的融合必須要人工誘導(dǎo)。 3.如果兩個(gè)來源不同的原生質(zhì)體發(fā)生融合形成了雜種細(xì)胞，下一步該對(duì)此細(xì)胞做何種處理？ 利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，培育成新的植物體（所以說植物組織培養(yǎng)技術(shù)是植物細(xì)胞工程的基礎(chǔ)）。 4.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的意義如何？ 克服遠(yuǎn)源雜交不親和的障礙，培育出自然界中沒有的、具有優(yōu)良品質(zhì)的新品種?，F(xiàn)已有的成果：白菜-甘藍(lán)、番茄-馬鈴薯等。但目前遇到的普遍問題是雜種植株的基因表達(dá)并不是完全成功的，獲得的番茄-馬鈴薯植株并不能地上結(jié)番茄，地下結(jié)馬鈴薯，這說明來自異種的基因在表達(dá)時(shí)還是互相影響的，所以我們要加強(qiáng)基礎(chǔ)理論的研究，弄清楚基因表達(dá)的調(diào)控機(jī)理，將來一定等得到地上結(jié)番茄，地下結(jié)馬鈴薯的番茄-馬鈴薯植株。 【板書設(shè)計(jì)】 原理：植物細(xì)胞的全能性 過程：離體→脫分化形成愈傷組織→再分裂→再分化 植物組織培養(yǎng) →胚狀體→植株 培養(yǎng)基：水、無機(jī)鹽、蔗糖、植物激素（生長素和細(xì)胞 分裂素）、瓊脂 應(yīng)用：快速繁育、脫毒植株、生產(chǎn)植物性產(chǎn)品 植物的克隆 過程：異種植物細(xì)胞→去壁→融合→再生壁→雜種細(xì)胞 植物體細(xì)胞雜交 →植物組織培養(yǎng)→雜種植株 應(yīng)用：打破遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，獲得雜種植株 【隨堂練習(xí)】 1.下列有關(guān)細(xì)胞全能性的含義，正確的是： A.每個(gè)生物體內(nèi)的所有細(xì)胞都具有相同的功能 B.生物體內(nèi)的任何一個(gè)細(xì)胞可以完成該個(gè)體的全部功能 C.生物體的每一個(gè)活細(xì)胞都具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能 D.生物體的每個(gè)細(xì)胞都經(jīng)過產(chǎn)生、分裂、生長、衰老、死亡的全過程 2.在生物體內(nèi)，細(xì)胞沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化為不同的組織、器官，是因?yàn)椋? A.細(xì)胞喪失了全能性 B.基因的表達(dá)有選擇性 C.不同的細(xì)胞內(nèi)基因不完全相同 D.在個(gè)體發(fā)育的不同時(shí)期，細(xì)胞內(nèi)的基因發(fā)生了變化 3.在離體的植物器官、組織或細(xì)胞分化形成愈傷組織的過程中，下列哪一項(xiàng)條件是不需要的（ ） A．消毒滅菌 B．適宜的溫度 C．充足的光照 D．適宜的養(yǎng)料和激素 4．植物體細(xì)胞雜交尚未解決的問題有（ ） A．去掉細(xì)胞壁，分離出有活力的原生質(zhì)體 B．將雜種細(xì)胞培育成植株 C．讓雜種植物按照人們的需要表現(xiàn)出親代的優(yōu)良性狀 D．尚未培育出屬間雜種植物 【布置作業(yè)】完成學(xué)案和作業(yè)本上內(nèi)容。 【教學(xué)反思】 植物組織培養(yǎng)在必修一時(shí)就已經(jīng)簡單介紹過，所以學(xué)生都比較熟悉，但我們?cè)诮虒W(xué)中一定要注意不能僅停留在必修一的層次，對(duì)技術(shù)流程可以由學(xué)生總結(jié)，鍛煉他們的自學(xué)能力，而關(guān)于分化和脫分化的原因，要從基因?qū)哟蝸硖接?，這樣就可以上升到比必修一的要求高的層次。 w.w.w.g.k.x.x.c.o.m