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2019-2020年高中生物 細胞的全能性 第2課時示范教案 蘇教版 導(dǎo)入新課 師 生物進行有絲分裂使得體細胞數(shù)量增加，新產(chǎn)生的細胞的染色體數(shù)目、DNA分子數(shù)和體細胞一樣，從而使得物種保持相對的穩(wěn)定性。大多數(shù)的生物都是從一個受精卵細胞通過有絲分裂來的，已分化的細胞都有一套和受精卵相同的染色體，攜帶具有本物種特征的DNA分子。早期胚胎通過細胞分化逐漸發(fā)育，形成各種組織和器官。如果給予一定的條件，這些組織和器官中高度分化的細胞，還能像早期胚胎細胞那樣，再分化成其他細胞嗎？你知道一些與之相關(guān)的事件嗎？了解這方面的相關(guān)知識嗎？ 推進新課 　板　書： 二、細胞的全能性 師 1902年，德國植物學(xué)家哈伯蘭特在細胞學(xué)說的基礎(chǔ)上，大膽預(yù)言離體的植物細胞具有發(fā)育的全能性，能夠發(fā)育成為完整的植物體。大家想一想，他的預(yù)言能得到證實嗎？ 學(xué)生活動：小組討論、交流。 教師演示多媒體課件：胡蘿卜肉質(zhì)根的組織培養(yǎng)過程。 師 課件中演示的是用胡蘿卜韌皮部的組織塊進行離體培養(yǎng)，得到完整的植株，并且這一植株能夠開花結(jié)果的過程。這一實驗是1958年，美國植物學(xué)家斯圖爾德等人做的。從而證實了哈伯蘭特50年前的預(yù)言。 課件展示： （1）如果取的不是胡蘿卜的根，而是它的莖或葉上的一部分，也會得到相同的結(jié)果嗎？ （2）這種離體培養(yǎng)需要一定的條件嗎?需要哪些條件?　 （3）這種實驗?zāi)茏C實植物細胞具有生長發(fā)育的全能性嗎?為什么? 小組討論,代表發(fā)言: （1）如果取胡蘿卜的莖或葉上的一部分,離體培養(yǎng)同樣能夠獲得完整的植物體。 （2）離體培養(yǎng)需要無菌條件,為保證培養(yǎng)物的“純潔”，防止微生物的混入和污染，必須在分離、轉(zhuǎn)接及培養(yǎng)純培養(yǎng)物時，對所用器材及工作場所進行消毒與滅菌處理。另外，植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基要含有植物激素、無機鹽和糖類等物質(zhì)。 （3）上述實驗?zāi)軌蜃C實植物細胞具有生長發(fā)育的全能性。因為植物體的每個細胞攜帶著一套完整的和受精卵一樣的遺傳物質(zhì)。 師 高度分化的植物細胞仍然具有發(fā)育成完整植株的能力，這就是細胞的全能性。細胞的全能性是指已經(jīng)分化的細胞，仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能。 師 利用離體的組織或細胞培育成正常的植株，已成為常用的科學(xué)技術(shù)，已得到了推廣。植物的組織培養(yǎng)過程是怎樣的呢？ 教師演示多媒體課件：植物組織培養(yǎng)過程。 師 （1）在組織培養(yǎng)的過程中，離體組織、器官或細胞可進行細胞分裂，產(chǎn)生愈傷組織。這種原已分化的細胞，失去原有的形態(tài)和功能，又回復(fù)到?jīng)]有分化的無定形的薄壁細胞，稱為愈傷組織。 （2）由分化的組織細胞形成愈傷組織，這個過程稱脫分化過程。 （3）愈傷組織經(jīng)過繼代培養(yǎng)后，又可產(chǎn)生分化現(xiàn)象。這些由脫分化狀態(tài)的細胞再度分化成另一種或幾種類型的細胞的過程，稱為再分化。 （4）再分化所形成的胚狀體，經(jīng)過細胞分裂、細胞分化，形成試管苗。 （5）試管苗定植形成植株。 （6）總體過程概述：離體組織、器官或細胞→愈傷組織→胚狀體→植物幼體→新植株。 師 植物組織培養(yǎng)常選用植物體的根尖或莖尖部位，為什么呢？ 生 由根尖或莖尖可得到無病毒植株。 師 組織培養(yǎng)有哪些優(yōu)點呢？ 生 組織培養(yǎng)可保留親本的遺傳性；取材少，培養(yǎng)材料經(jīng)濟；人為控制培養(yǎng)條件，不受自然條件影響；管理方便，利于自動化控制；可以快速繁殖花卉，特別是一些不易繁殖的名貴花卉；可以拯救珍稀瀕危物種。還可以和基因工程結(jié)合培育作物新類型。 師 植物組織培養(yǎng)在生產(chǎn)實踐上有廣泛的應(yīng)用，在研究植物生理方面有何作用呢？ 生 植物組織培養(yǎng)過程，由于利用的是離體的組織細胞，因而可以研究植物在不受干擾條件下的生長和分化規(guī)律，可以通過改變離體的組織或細胞的培養(yǎng)條件，如：培養(yǎng)基的配方、光照和培養(yǎng)溫度等來影響它們的生長和分化，對解決植物形態(tài)建成中的一些理論問題很有幫助。 植物組織培養(yǎng)基中有一些植物激素調(diào)節(jié)著植物體的生長、發(fā)育過程，如芽和根的分化過程取決于生長素和細胞分裂素濃度的比值。當(dāng)分裂素與生長素的比值低時，誘導(dǎo)根的分化，兩者比值處于中間水平時，不會有芽和根的分化，兩者比值較高時，則誘導(dǎo)芽的形成。在芽的分化中，細胞分裂素起著重要作用。改變溫度可通過影響酶的活性影響植物的生長和分化。 師 植物細胞具有全能性？動物細胞有全能性嗎？ 學(xué)生活動：學(xué)生小組討論，組內(nèi)陳述自己觀點，記錄員記錄。 師 同植物組織培養(yǎng)相比，在動物中做類似的實驗要復(fù)雜和困難得多。科學(xué)家曾用非洲爪蟾的蝌蚪做實驗，將它的腸上皮細胞的核移植到去核的卵細胞中，結(jié)果獲得了新個體。克隆羊多利的培育，是將乳腺細胞的核移植到去核的卵細胞中培育成的。 師 上述事件說明了什么？ 生 這說明已分化的動物體細胞的細胞核具有全能性。 師 但到目前為止，還沒有人能成功地將單個已分化的動物體細胞培養(yǎng)成新個體。這說明了什么？ 生 說明高度分化的動物細胞的全能性受到一定的限制。 師 那么，動物體細胞核為什么具有全能性？ 生 動物的每一個體細胞都具有和受精卵相同的一套遺傳物質(zhì)。 師 動物和人體內(nèi)保留著少數(shù)具有分裂和分化能力的細胞，這些細胞叫干細胞。如人的骨髓中有許多造血干細胞，它們能增殖和分化產(chǎn)生紅細胞、白細胞和血小板。如果能在體外保存和培養(yǎng)各種干細胞，使之形成組織或器官，不就可以對受到損傷的組織或器官進行修復(fù)或更換了嗎。所以對干細胞的研究已成為當(dāng)今科學(xué)家們研究的課題。 師 請同學(xué)們進行關(guān)于“干細胞的研究進展與人類健康”資料的搜集和分析。班級交流形式：分組討論、制作黑板報。 板書設(shè)計 二、細胞的全能性 1.植物細胞的全能性的概念 2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)： 離體器官、組織、細胞→愈傷組織→胚狀體→植物幼體→新植株