細(xì)胞與細(xì)胞工程

1、第四章細(xì)胞與細(xì)胞工程教材分析：細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。細(xì)胞生物學(xué)是在顯微水平、亞顯微水平和分子水平三個(gè)層次上探討細(xì)胞生命活動(dòng)及其機(jī)制與規(guī)律的科學(xué)。最近幾十年來(lái)，細(xì)胞生物學(xué)進(jìn)展十分迅速，使細(xì)胞生物學(xué)成為不僅是說(shuō)明細(xì)胞的科學(xué)，而且也是改造細(xì)胞的科學(xué)，形成了新的技術(shù)細(xì)胞工程。本章教材所包含的兩節(jié)內(nèi)容“細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)”和“細(xì)胞工程簡(jiǎn)介”即體現(xiàn)了細(xì)胞生物學(xué)的研究與發(fā)展方向?！凹?xì)胞的生物膜系統(tǒng)”這部分內(nèi)容是在高中生物必修課本中“生命的基本單位細(xì)胞”基礎(chǔ)上的擴(kuò)展和深化，在細(xì)胞水平上揭示了生物膜系統(tǒng)的整體性和動(dòng)態(tài)性。以生物膜系統(tǒng)這一概念加以歸納和總結(jié)，使學(xué)生更加明確細(xì)胞這臺(tái)復(fù)雜而精巧的生命機(jī)器是由

2、一些功能相關(guān)的“部件”即細(xì)胞器構(gòu)成的?！凹?xì)胞工程簡(jiǎn)介”以細(xì)胞融合和細(xì)胞培養(yǎng)為主要技術(shù)手段，分別介紹了植物細(xì)胞工程和動(dòng)物細(xì)胞工程的基本內(nèi)容。本章內(nèi)容中安排了細(xì)胞的骨架系統(tǒng)、影響植物細(xì)胞脫分化和再分化的重要因素、動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)的發(fā)展簡(jiǎn)史、哺乳動(dòng)物的胚胎移植、核移植技術(shù)漫談等閱讀資料，大大豐富了教材內(nèi)容，開闊了學(xué)生的眼界。本章內(nèi)容中還安排了一個(gè)實(shí)習(xí)，以加深學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解和應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，體現(xiàn)了現(xiàn)代生物科學(xué)的重要特點(diǎn)。教學(xué)目標(biāo)：1知識(shí)方面（1）明確生物膜的化學(xué)組成和基本結(jié)構(gòu)。（2）理解細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)的概念和作用。（3）理解細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)是一個(gè)在結(jié)構(gòu)和功能上都是緊密聯(lián)系的統(tǒng)一整體。

3、（4）了解生物膜的研究成果及研究意義。2態(tài)度觀念方面（1）通過(guò)細(xì)胞內(nèi)各種生物膜在結(jié)構(gòu)和功能上聯(lián)系的學(xué)習(xí)，進(jìn)一步明確結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的觀點(diǎn)以及事物之間存在普遍聯(lián)系的觀點(diǎn)。（2）通過(guò)生物膜的研究成果的介紹，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)知識(shí)的興趣，激勵(lì)他們對(duì)生命科學(xué)知識(shí)要有不斷探索的精神，同時(shí)滲透思想。3能力方面（1）利用課本插圖、教學(xué)掛圖和課件，培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的讀圖能力。（2）通過(guò)資料的閱讀和設(shè)計(jì)的問(wèn)題的引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生分析和理解問(wèn)題的能力，進(jìn)而發(fā)展綜合的能力。（3）通過(guò)顯微放射自顯影方法的介紹，滲透科研方法，培養(yǎng)學(xué)生的科研意識(shí)。重點(diǎn)、難點(diǎn)分析重點(diǎn)1各種生物膜在結(jié)構(gòu)和功能上的聯(lián)系；2細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)的重要

4、作用。細(xì)胞內(nèi)的各種生物膜在結(jié)構(gòu)上有一定的聯(lián)系，同時(shí)，結(jié)構(gòu)又決定功能，各種生物膜在功能上分工、協(xié)作，才能保證細(xì)胞的生命活動(dòng)高效、有序地進(jìn)行。因此必須明確各種生物膜在結(jié)構(gòu)上有哪些聯(lián)系，在功能上又是如何分工協(xié)作的，才能深入理解細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。以細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)的重要作用作為重點(diǎn)內(nèi)容，主要是以此為切入點(diǎn)，復(fù)習(xí)鞏固已學(xué)過(guò)的知識(shí)，使學(xué)生進(jìn)一步理解生物膜系統(tǒng)的概念，形成一定的知識(shí)體系。難點(diǎn)：名種生物膜在功能上的聯(lián)系。本專題涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，而且是一個(gè)微觀動(dòng)態(tài)過(guò)程，較抽象，學(xué)生較難理解，因此作為本節(jié)的難點(diǎn)。教學(xué)模式引導(dǎo)發(fā)展式。教學(xué)手段細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)掛圖、實(shí)物投影儀、課件。課時(shí)安排二課時(shí)。設(shè)計(jì)

5、思路本節(jié)內(nèi)容是對(duì)高中生物必修課本中“生命的基本單位細(xì)胞”一章內(nèi)容的擴(kuò)展和補(bǔ)充，學(xué)生有一定的知識(shí)基礎(chǔ)，因此教學(xué)過(guò)程中采用以舊帶新的方法；讓學(xué)生積極主動(dòng)參與到學(xué)習(xí)中來(lái)，發(fā)揮他們的主體作用，可以收到事半功借的效果。教師通過(guò)設(shè)計(jì)的問(wèn)題控制教學(xué)進(jìn)程，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)新的知識(shí)。關(guān)于豚鼠胰臟腺泡細(xì)胞中分泌物的形成過(guò)程，可以制作成課件，動(dòng)態(tài)演示分泌物的運(yùn)輸過(guò)程，適當(dāng)補(bǔ)充一些資料并配以一定的問(wèn)題，這樣，可以幫助學(xué)生理解教材內(nèi)容，使文字內(nèi)容形象地保留在記憶中，從而降低了本知識(shí)點(diǎn)的難度。教學(xué)過(guò)程第一課時(shí)一、創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課1大屏幕顯示：變形蟲的去核實(shí)驗(yàn)。提問(wèn)：每一步實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如何？該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么？學(xué)生分析討論，得出結(jié)

6、論：細(xì)胞只有保持完整性，才能夠正常地完成各項(xiàng)生命活動(dòng)。教師總結(jié)：細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，人們對(duì)許多生命現(xiàn)象的探索都要深入到細(xì)胞中尋求答案，使細(xì)胞生物學(xué)得到了迅猛的發(fā)展。教師可利用大屏幕顯示細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史和細(xì)胞生物學(xué)總圖的資料，進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。2引入新課。細(xì)胞生物學(xué)作為生命科學(xué)的重要支柱之一，已廣泛地滲透到生命科學(xué)的各個(gè)分支領(lǐng)域中。本章選擇生物膜系統(tǒng)和細(xì)胞工程作為代表，簡(jiǎn)要介紹細(xì)胞生物學(xué)在理論研究和應(yīng)用方面的重要進(jìn)展。二、師生互動(dòng)，完成新知識(shí)的學(xué)習(xí)1掛圖復(fù)習(xí)細(xì)胞的亞顯微結(jié)構(gòu)。（可設(shè)計(jì)如下問(wèn)題）具有單層膜的細(xì)胞結(jié)構(gòu)有哪些？具有雙層膜的細(xì)胞結(jié)構(gòu)有哪些？細(xì)胞膜的化學(xué)成分是怎樣的？結(jié)構(gòu)如何？

7、教師引導(dǎo)：是不是所有膜的成分和結(jié)構(gòu)都與細(xì)胞膜一樣呢？（學(xué)生看課本68頁(yè)表）教師說(shuō)明：細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)的膜化學(xué)組成相似，基本結(jié)構(gòu)大致相同，統(tǒng)稱為生物膜。教師需指出的是：（1）除了掛圖中所標(biāo)注的一些結(jié)構(gòu)以外，溶酶體、圓球體、微體、胞飲泡、收縮泡、吞噬泡等均為具單層膜的結(jié)構(gòu)。（2）生物膜的化學(xué)組成是蛋白質(zhì)、脂類和糖類。由于必修課已給學(xué)生留下了細(xì)胞膜是由磷脂、蛋白質(zhì)和糖類組成的印象，學(xué)生往往誤認(rèn)為生物膜的化學(xué)成分中的脂類專指磷脂，這樣就忽略了另外一種成分膽固醇（有的還含糖脂），實(shí)際上組成脂雙層的脂類成分隨不同生物而不同。細(xì)菌、藍(lán)藻等原核細(xì)胞和植物細(xì)胞中一般沒(méi)有膽固醇，在動(dòng)物細(xì)胞中，膽固醇在脂雙層中所占的

8、比例較大，特別是在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中，它可和磷脂分子一樣多。2各種生物膜在結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系。教師引導(dǎo)：生物膜的厚度一般為，真核細(xì)胞的生物膜約占細(xì)胞干重的00，最多的是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜，因此內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在各種膜結(jié)構(gòu)的聯(lián)系中處于中心地位。學(xué)生觀察教學(xué)掛圖和課本插圖，分析出各種生物膜在結(jié)構(gòu)上有哪些聯(lián)系。需給學(xué)生指出的是：液泡、葉綠體的膜與其他有膜結(jié)構(gòu)也有一定的聯(lián)系。教師提問(wèn)：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)既可以與核膜、線粒體、細(xì)胞膜直接相連，還可以借助于小泡與高爾基體間接相連，其物質(zhì)基礎(chǔ)是什么？（學(xué)生思考并回答）教師引導(dǎo)：既然它們之間有著直接或間接的聯(lián)系，它們之間能否相互轉(zhuǎn)化呢？大屏幕顯示資料曾觀察到：饑餓的原生動(dòng)物逐漸停止形成高爾基體，同時(shí)粗

9、面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)也減少或幾乎完全消失，由于這些細(xì)胞于實(shí)驗(yàn)期間還繼續(xù)形成分泌小泡，所以每一個(gè)高爾基體的囊的數(shù)目減少了，但當(dāng)給動(dòng)物重新喂食后，形成了新的粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，同時(shí)產(chǎn)生新的高爾基體，囊的功能也恢復(fù)了。教師提問(wèn)：該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么問(wèn)題？（學(xué)生思考并回答）結(jié)論：細(xì)胞內(nèi)的生物膜在結(jié)構(gòu)上具有一定的連續(xù)性。教學(xué)過(guò)程第二課時(shí)一、復(fù)習(xí)提問(wèn)大屏幕顯示：1.什么叫做生物膜？2生.物膜的結(jié)構(gòu)特性和功能特性是什么？3如.何證明細(xì)胞內(nèi)的生物膜在結(jié)構(gòu)上具有一定的連續(xù)性？導(dǎo)入新課：各種生物膜不僅在結(jié)構(gòu)上有一定的聯(lián)系，而且在功能上也有一定的聯(lián)系。二、新課學(xué)習(xí)1知識(shí)的鋪墊：（1）蛋白質(zhì)的合成場(chǎng)所是什么？（2）核糖體有哪幾種存在形式？教

10、師引導(dǎo)：這兩種類型的核糖體所合成的蛋白質(zhì)有何不同呢？大屏幕顯示資料：蠶的絲腺細(xì)胞在5齡的初期主要是細(xì)胞本身增大，這時(shí)細(xì)胞質(zhì)中的核糖體多為游離型的，而內(nèi)質(zhì)網(wǎng)很貧乏。但到5齡的后半期，腺細(xì)胞開始大量合成和分泌絲心蛋白時(shí)，則核糖體都與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合，形成發(fā)達(dá)的粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。提問(wèn)：通過(guò)上述事實(shí)你可得出什么結(jié)論？（學(xué)生思考并回答）教師總結(jié)：絲心蛋白是在附著于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體上合成的，它是一種分泌蛋白。大屏幕顯示：科學(xué)家在研究分泌蛋白的合成和分泌時(shí)，發(fā)現(xiàn)了各種生物膜在功能上有一定的聯(lián)系。2證明各種生物膜在功能上有一定的聯(lián)系的實(shí)驗(yàn)介紹。（1）大屏幕顯示資料：簡(jiǎn)介顯微放射自顯影法。利用所研究物體中的放射性物質(zhì)（示蹤

11、物質(zhì)）放出的射線對(duì)照相底片或乳膠的作用，從而得知在所研究物體中預(yù)測(cè)成分的分布。這種方法稱放射性自顯影法。應(yīng)用于細(xì)胞學(xué)或組織學(xué)則稱顯微放射自顯影法。這種方法的基本過(guò)程是，先使細(xì)胞吸收含有示蹤原子的化合物，然后把這種組織細(xì)胞制成切片，是液體乳膠涂于其上，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的曝光（即放射性物質(zhì)放出的射線落在乳膠上使其溴化銀還原而析出金屬銀，這個(gè)過(guò)程成為自顯過(guò)程，亦稱曝光），再進(jìn)行顯影和定影手續(xù)。根據(jù)乳膠上出現(xiàn)的銀粒在細(xì)胞中的位置，便可判斷放射性物質(zhì)（或由這種放射性以及其他物質(zhì)合成的化合物）在細(xì)胞內(nèi)的分布。（2）教師說(shuō)明：豚鼠胰臟腺泡細(xì)胞分泌物形成過(guò)程的研究即采用了此方法。首先給動(dòng)物注射氚標(biāo)記的亮氨酸，進(jìn)行

12、min的脈沖標(biāo)記，然后制作電鏡的顯微放射自顯影標(biāo)本。課件顯示觀察結(jié)果是：被標(biāo)記的氨基酸出現(xiàn)在附著有核糖體的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中。教師提問(wèn)：被標(biāo)記的氨基酸出現(xiàn)在附著有核糖體的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中說(shuō)明了什么？（學(xué)生思考并回答）。課件繼續(xù)顯示：脈沖標(biāo)記后17min和117min后的情況。學(xué)生仔細(xì)觀察并回答下列問(wèn)題。17min和117min后被標(biāo)記的氨基酸相繼出現(xiàn)在哪些部位？與此分泌物的合成和分泌有關(guān)的結(jié)構(gòu)有哪些？這些分泌物的運(yùn)輸方向是怎樣的？這些分泌物通過(guò)哪種方式被運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞外？課件連續(xù)顯示豚鼠胰臟腺泡細(xì)胞分泌物形成過(guò)程，教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)分泌蛋白的合成與分泌的過(guò)程。核糖體一f內(nèi)質(zhì)網(wǎng)-f高爾基體一f細(xì)胞膜一f細(xì)胞外設(shè)問(wèn)：在核

13、糖體上合成的分泌蛋白，為什么要經(jīng)過(guò)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體，而不是直接運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞膜呢？?jī)?nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體與蛋白質(zhì)的形成有何關(guān)系呢？教師引導(dǎo)學(xué)生思考并復(fù)習(xí)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體的功能。教師講解：在核糖體上翻譯出的蛋白質(zhì)，進(jìn)入內(nèi)質(zhì)網(wǎng)后，還要經(jīng)過(guò)一些加工，如折疊、組裝、加上一些糖基團(tuán)等，才能成為比較成熟的蛋白質(zhì)。然后，由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)腔膨大、出芽形成具膜的小泡，包裹著蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)移到高爾基體，把蛋白質(zhì)輸送到高爾基體腔內(nèi)，做進(jìn)一步的加工。接著，高爾基體邊緣突起形成小泡，把蛋白質(zhì)包裹在小泡里，運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞膜，小泡與細(xì)胞膜融合，把蛋白質(zhì)釋放到細(xì)胞外。在分泌蛋白的合成、加工和運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，需要大量的能量。小結(jié)：綜上所述，細(xì)胞內(nèi)的各種生物

14、膜不僅在結(jié)構(gòu)上有一定的聯(lián)系，在功能上也是既有明確的分工，又有緊密的聯(lián)系。各種生物膜相互配合，協(xié)同工作，才使得細(xì)胞這臺(tái)高度精密的生命機(jī)器能夠繼續(xù)、高效地運(yùn)轉(zhuǎn)，它們所形成的結(jié)構(gòu)體系，叫做細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)。（引出下一個(gè)專題）3生物膜系統(tǒng)的重要作用。（1）學(xué)生根據(jù)已有的各種生物膜的基礎(chǔ)知識(shí)，加以討論、分析，試述生物膜的重要作用。（2）學(xué)生閱讀課本，總結(jié)生物膜系統(tǒng)的重要作用。（3）教師設(shè)計(jì)問(wèn)題，溫故知新，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。細(xì)胞膜使細(xì)胞所具有的內(nèi)環(huán)境與人體的內(nèi)環(huán)境有何區(qū)別？細(xì)胞膜在控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞時(shí)是如何發(fā)揮作用的？列舉實(shí)例說(shuō)明在生物膜上發(fā)生的重要的化學(xué)反應(yīng)。教師介紹：20世紀(jì)70年代以來(lái)，由于各種新

15、的物理、化學(xué)的技術(shù)和方法的使用，使得生物膜的研究已深入到分子水平，并且取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，成為分子細(xì)胞生物學(xué)研究中的前沿領(lǐng)域之一。（引出下一個(gè)專題）4研究生物膜的重要意義。（1）大屏幕顯示資料：生物膜與膜生物工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的介紹。生物膜與膜生物工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室是由中國(guó)科學(xué)院與我國(guó)著名的北京大學(xué)、清華大學(xué)有關(guān)實(shí)驗(yàn)室組成的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室之一，它是在中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所、北京大學(xué)生物系、清華大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)系有關(guān)從事生物膜及工程的實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)上于198年8創(chuàng)建的，199年0建成，向國(guó)內(nèi)外開放。中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所膜生物化學(xué)分實(shí)驗(yàn)室清華大學(xué)膜生物物理分實(shí)驗(yàn)室北京大學(xué)興奮膜電生理分實(shí)驗(yàn)室主要研究方向

16、：在近代生物學(xué)與近代物理學(xué)及有關(guān)工程學(xué)科相互結(jié)合的基礎(chǔ)上，探討生物膜的能量轉(zhuǎn)換、信息識(shí)別與傳遞和物質(zhì)轉(zhuǎn)移等基本生命現(xiàn)象的分子機(jī)理及其結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)；揭示這些與生物膜密切相關(guān)的基本生命過(guò)程的內(nèi)在聯(lián)系。一方面，為發(fā)展膜分子生物學(xué)和解決生物學(xué)、醫(yī)學(xué)及農(nóng)學(xué)中的重大理論問(wèn)題服務(wù)，如腫瘤和其他主要疾病的防治，神經(jīng)和免疫功能的調(diào)節(jié)，發(fā)育和遺傳的控制等；另一方面，通過(guò)生物膜的人工模擬研究，當(dāng)前著重運(yùn)用人工膜生物技術(shù)作為藥物和遺傳物質(zhì)的定向?qū)н\(yùn)系統(tǒng)，為解決醫(yī)學(xué)臨床和動(dòng)、植物和微生物遺傳工程等方面的重大實(shí)際問(wèn)題服務(wù)。從較長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展方向上看，膜生物工程將包括在闡明生物膜的換能機(jī)理、選擇透性、信息感受、識(shí)別和傳遞等工作原理

17、的基礎(chǔ)上結(jié)合其他工程技術(shù)發(fā)展“生物換能器”、“生物分離濃縮器”、“生物傳感器”、“生物電子計(jì)算機(jī)”及“生物光計(jì)算機(jī)”等新興技術(shù)領(lǐng)域，更廣泛地為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)服務(wù)。主要研究成果：研究了線粒體氧自由基的生成、轉(zhuǎn)移和靶向的作用機(jī)制，提出活性氧理論。研究了細(xì)胞膜上離子通道活動(dòng)的變化與一激活過(guò)程的關(guān)系以及與細(xì)胞對(duì)同種和異種抗原的識(shí)別作用。研制出對(duì)癌細(xì)胞惡性增殖有較強(qiáng)抑制活性的藥物和有明顯降糖效果的口服脂質(zhì)體新劑型。蛋白質(zhì)構(gòu)象變化及基因?qū)氲难芯?。用表面園二色譜法以及一（全內(nèi)反射傅利葉紅外譜）和固體熒光譜法測(cè)定了蛋白質(zhì)與生物醫(yī)用材料表面作用后蛋白質(zhì)構(gòu)象的變化；在國(guó)內(nèi)率先建立了磁園二色譜（）技術(shù)，在蛋白

18、質(zhì)二維晶體組裝的基礎(chǔ)研究和突觸形成過(guò)程中突觸前后膜相互作用的研究中，都取得了許多重要的成果。研制并開展了一系列導(dǎo)入外源基因的新方法，用超聲波法在植物完整細(xì)胞及組織塊中實(shí)現(xiàn)外源基因的轉(zhuǎn)移。細(xì)胞膜離子通道特性的研究。人工合成的肽在肌細(xì)胞膜上組裝成具有離子選擇性的通道，分離純化了具有生物活性的抗嗎啡肽和芋螺毒素，在離子通道水平上研究其作用機(jī)理；闡明心肌細(xì)胞早后去極化的發(fā)生機(jī)制、電生理學(xué)特性及各種抑制因素。（2）介紹科學(xué)技術(shù)在攻克人類疾病、提高糧食產(chǎn)量、改善作物品質(zhì)等方面的例子。（課前可以給學(xué)生布置作業(yè)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、報(bào)紙、雜志等渠道收集相關(guān)資料，經(jīng)篩選后，課上交流）（3）歸納研究生物膜的重要意義。結(jié)束語(yǔ)

19、：生物膜與膜生物工程是現(xiàn)代生物科學(xué)的重大方向之一，它將近代生物學(xué)與近代物理學(xué)及有關(guān)工程學(xué)科互相結(jié)合起來(lái)，對(duì)闡明生物能量轉(zhuǎn)換、信息識(shí)別、傳遞和物質(zhì)轉(zhuǎn)移等諸多生命現(xiàn)象具有重大意義，同時(shí)在生物學(xué)、醫(yī)學(xué)及農(nóng)學(xué)中具有實(shí)際應(yīng)用的前景。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，可以更廣泛地為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)服務(wù)。重點(diǎn)提示1在教學(xué)過(guò)程中注意與高中必修教材相關(guān)內(nèi)容的銜接，使學(xué)生明確知識(shí)的整體性。教師可以通過(guò)設(shè)計(jì)的問(wèn)題，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生思考，在激活學(xué)生原有知識(shí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)新的知識(shí)。注意區(qū)別生物膜和生物膜系統(tǒng)這兩個(gè)概念。適當(dāng)補(bǔ)充一些資料，使學(xué)生知道相關(guān)知識(shí)發(fā)展的新動(dòng)向，了解一些科研的方法，并且有利于培養(yǎng)學(xué)生的閱讀和分

20、析能力。板書設(shè)計(jì)生物膜的概念：細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)中的膜的化學(xué)成分相似，基本結(jié)構(gòu)大致相同，統(tǒng)稱為生物膜一、各種生物膜在結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系結(jié)論：各種生物膜在功能上既有明確的分工，又有緊密的聯(lián)系。三、生物膜系統(tǒng)的概念1概念：細(xì)胞膜、核膜以及由膜圍繞而成的細(xì)胞器，在結(jié)構(gòu)和功能上是緊密聯(lián)系的統(tǒng)一整體，它們所形成的結(jié)構(gòu)體系，叫做生物膜系統(tǒng)。2作用：（略）四、研究生物膜的重要意義1有助于從理論上闡明細(xì)胞的生命活動(dòng)規(guī)律。2在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、核醫(yī)學(xué)實(shí)踐中有重要用途。背景資料植物的抗凍性植物機(jī)體細(xì)胞內(nèi)的生物膜體系與植物抗凍性有密切關(guān)系。當(dāng)植物遇到低溫時(shí)，生物膜便會(huì)發(fā)生相變，即從液晶相變成凝膠狀態(tài)，并使膜的結(jié)構(gòu)破壞，結(jié)果在原生質(zhì)

21、膜上形成透性較大的非脂類的“洞穴”，成為許多電解質(zhì)自由出入的通道，細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的溶膠因而大量排出，最終引起植物死亡。因此，抗凍的植物必須具備以下幾個(gè)特性。第一，在溫度降低時(shí)，必須能夠維持機(jī)體內(nèi)生物膜正常的液晶相；第二，具備膜結(jié)構(gòu)上的穩(wěn)定性，這種穩(wěn)定性與植物品種的抗寒性成正相關(guān)；第三，能夠避免細(xì)胞內(nèi)結(jié)冰，以防止冰晶對(duì)膜的破壞；第四，細(xì)胞內(nèi)的水流到細(xì)胞外結(jié)冰也會(huì)造成一定的傷害，這是因?yàn)楸鶅雒撍畷?huì)引起細(xì)胞干旱，使蛋白質(zhì)變性，同時(shí)也會(huì)使細(xì)胞發(fā)生收縮塌陷，使細(xì)胞質(zhì)膜遭到破壞所致。因此，還必須具備抗凍脫水的性能。但是，各種植物對(duì)上述要求的抗凍性并不相同，有些只具備其中的一種或兩種，有的甚至完全不具備，因而便出

22、現(xiàn)了有些品種怕寒，有些品種抗凍的現(xiàn)象。如西紅柿、黃瓜、香蕉、菠蘿等，在10以下就常常發(fā)生寒害；而松、柏、竹、云杉等，卻能夠在白雪皚皚、冰天雪地的環(huán)境中正常存活。和冷害作斗爭(zhēng)，預(yù)防低溫對(duì)作物造成的危害，主要應(yīng)從提高作物抗凍性和防止不利氣候因素對(duì)作影響兩個(gè)方面入手。經(jīng)過(guò)抗寒鍛煉，可以人為地促進(jìn)植物體內(nèi)一系列生理上的轉(zhuǎn)變，從而增加其抗凍能力。在大田條件下，抗寒鍛煉要經(jīng)過(guò)兩個(gè)階段：一是讓植物在入冬前的好天氣進(jìn)行旺盛的光合作用，積累更多的有機(jī)物，即越冬所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（糖和氨基酸等），增加膜脂中不飽和脂肪酸的含量，這對(duì)防止生物膜的相變、穩(wěn)定膜結(jié)構(gòu)是很重要的。二是在晚秋穩(wěn)定的低溫條件下，控制田間灌水，使植物

23、能夠進(jìn)行細(xì)胞間隙的正常脫水過(guò)程和原生質(zhì)膠體狀態(tài)的正常改變，并使植物組織中自由水含量減少，因而也減少了組織結(jié)冰的可能性。經(jīng)過(guò)上述兩個(gè)方面的鍛煉，細(xì)胞原生質(zhì)對(duì)不良條件的反應(yīng)便會(huì)變得遲鈍，抗凍能力自然就會(huì)顯著增加。第二節(jié)細(xì)胞工程簡(jiǎn)介一植物細(xì)胞工程教學(xué)目標(biāo)1知識(shí)方面（1）細(xì)胞的全能性（理解）。（2）植物細(xì)胞工程的主要技術(shù)植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交（知道）。2態(tài)度觀念方面（1）通過(guò)介紹植物組織培養(yǎng)技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史。植物體細(xì)胞雜交技術(shù)取得的進(jìn)展和尚未解決的問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生探索生命科學(xué)奧秘的興趣。同時(shí)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到隨著人們視野的不斷拓寬，認(rèn)知的不斷加深，科學(xué)技術(shù)呈現(xiàn)日新月異、日臻完善的發(fā)展趨勢(shì)。從而在學(xué)習(xí)過(guò)程中

24、用發(fā)展的眼光看待問(wèn)題，分析問(wèn)題，不墨守陳規(guī)，不拘泥于原有知識(shí)的限制而勇于開拓，推陳出新。（2）在植物細(xì)胞工程兩大技術(shù)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，滲透科學(xué)態(tài)度、科學(xué)方法和科學(xué)精神的養(yǎng)成教育。3能力方面（1）在教學(xué)過(guò)程中，合理利用錄像、軟件等相關(guān)資料，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力以及整合、運(yùn)用科學(xué)信息的能力。（2）創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，在質(zhì)疑、探究的學(xué)習(xí)過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考，推理判斷和創(chuàng)造性思維能力。（3）通過(guò)聯(lián)系農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生活學(xué)活用，理論聯(lián)系實(shí)際的能力。重點(diǎn)、難點(diǎn)分析1植物組織培養(yǎng)是本節(jié)的重點(diǎn)。分析：植物組織培養(yǎng)重點(diǎn)講述植物組織培養(yǎng)技術(shù)和基本原理，即離體培養(yǎng)的植物細(xì)胞脫分化和再分化的過(guò)程。其不僅在知識(shí)上

25、對(duì)高二必修課中有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了深化和擴(kuò)展，而且還為培育無(wú)病毒植株、制備人工種子、培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因植物以及植物體細(xì)胞雜交等提供技術(shù)支持。同時(shí)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，植物組織培養(yǎng)這門嶄新的技術(shù)將日益普及和深入，成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的技術(shù)手段。2植物體細(xì)胞雜交是本課的難點(diǎn)。分析：植物體細(xì)胞雜交是在植物組培技術(shù)的基礎(chǔ)上，借助動(dòng)物細(xì)胞融合的方法發(fā)展起來(lái)的一門新型生物技術(shù)。這部分知識(shí)對(duì)于學(xué)生是全新的，加之與其有關(guān)的感性材料不多，因而給教學(xué)帶來(lái)一定難度。教學(xué)模式自學(xué)指導(dǎo)啟發(fā)探究。教學(xué)手段實(shí)物材料。錄像。軟件。課時(shí)安排一課時(shí)。設(shè)計(jì)思路1布置課前預(yù)習(xí)：要求學(xué)生充分復(fù)習(xí)與本課有關(guān)的舊知識(shí)，預(yù)習(xí)新課，并對(duì)新知識(shí)的框架及

26、層次結(jié)構(gòu)有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)。2從新舊知識(shí)聯(lián)系入手，進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)細(xì)胞全能性理論，并在學(xué)習(xí)過(guò)程中，滲透對(duì)學(xué)生能力和方法的培養(yǎng)。3充分利用學(xué)生已有的知識(shí)積累，借助于多種直觀教學(xué)手段，采用綜合分散深化的教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)植物組培知識(shí)進(jìn)行比較廣泛、深入的學(xué)習(xí)。4在學(xué)習(xí)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)時(shí)，教師有意識(shí)地創(chuàng)設(shè)情境，提出漸進(jìn)式問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思維探索，并借助于計(jì)算機(jī)課件，對(duì)該技術(shù)進(jìn)行由點(diǎn)及面的學(xué)習(xí)。5智能訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的正向遷移。重點(diǎn)提示1在本段教學(xué)中，應(yīng)注意發(fā)揮教材的多功能性，深刻發(fā)掘教材的內(nèi)涵，以知識(shí)學(xué)習(xí)為載體，強(qiáng)化學(xué)生多方面良好素質(zhì)和能力的培養(yǎng)。2在教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)善于從教材內(nèi)容和學(xué)生心理狀態(tài)出發(fā)

27、，精心設(shè)計(jì)有關(guān)問(wèn)題，啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生積極思考，認(rèn)真分析、追究問(wèn)題的原因，尋求解決的方案。對(duì)存在的疑難問(wèn)題，教師要及時(shí)點(diǎn)撥、疏導(dǎo)和指導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生積極地思維，大膽發(fā)表自己的見(jiàn)解，充分體現(xiàn)其主體作用，使學(xué)生掌握知識(shí)，鍛煉能力，真正成為學(xué)習(xí)的主人。3注意恰當(dāng)運(yùn)用多媒體手段輔助教學(xué)，為學(xué)生提供豐富、生動(dòng)的素材，加大課容量，提高教學(xué)質(zhì)量。教學(xué)過(guò)程一、課前預(yù)習(xí)，布置預(yù)習(xí)作業(yè)1請(qǐng)分別理出細(xì)胞全能性和植物組織培養(yǎng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)和層次。2對(duì)高二必修課中與上述兩知識(shí)點(diǎn)有關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行全面、充分地復(fù)習(xí)。3找出新舊知識(shí)之間的聯(lián)系與區(qū)別。問(wèn)題導(dǎo)入：1結(jié)合基因工程成果與展望的有關(guān)知識(shí)，簡(jiǎn)述“超級(jí)細(xì)菌”的培育過(guò)程。2如果將三種假單孢

28、桿菌與第四種假單孢桿菌融合或?qū)⑵鋬?nèi)的細(xì)胞器移入第四種假單孢桿菌體內(nèi)，使之具有分解四種烴類化合物的功能。這樣的生物技術(shù)應(yīng)屬于何種生物工程？教師啟發(fā)：從上述兩種生物工程技術(shù)的異同點(diǎn)出發(fā)，總結(jié)出何謂細(xì)胞工程。學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，對(duì)知識(shí)信息進(jìn)行分析、比較、概括等思維加工，得出相應(yīng)的思維成果。教師予以適當(dāng)點(diǎn)撥，師生共同總結(jié)：細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通過(guò)某種工程學(xué)手段，在細(xì)胞整體水平或細(xì)胞器水平，按照人們的意愿來(lái)改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一門綜合科學(xué)技術(shù)。采用問(wèn)題法導(dǎo)入新課較以往的平鋪直敘更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，撥動(dòng)其思維之弦，讓他們以最佳的精神狀態(tài)投入到學(xué)習(xí)活動(dòng)中去

29、。通過(guò)談話法導(dǎo)出植物組織培養(yǎng)的理論依據(jù)是細(xì)胞的全能性。二、進(jìn)行新課（一）細(xì)胞的全能性。問(wèn)題情境：預(yù)習(xí)中涉及的相關(guān)問(wèn)題。教師置疑：投影顯示質(zhì)疑問(wèn)題。1高二必修課中關(guān)于細(xì)胞全能性有哪些方面的闡述？2什么是細(xì)胞的全能性？3克隆羊“多莉”的誕生說(shuō)明了什么？4生物體內(nèi)的細(xì)胞為什么沒(méi)有表現(xiàn)出全能性，而是分化成不同的組織器官？5為什么運(yùn)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)能把植物離體器官、組織或細(xì)胞培養(yǎng)成完整植物體？6與必修課中有關(guān)內(nèi)容相比，選修課在知識(shí)上有了進(jìn)一步的深入和發(fā)展，具體體現(xiàn)在哪些方面？多向釋疑：對(duì)于問(wèn)題1、2，3、4：通過(guò)認(rèn)真的預(yù)習(xí)，借助已有的知識(shí)積累，學(xué)生不難做出正確的解釋。對(duì)于問(wèn)題5：教師啟發(fā)學(xué)生將題目讀懂

30、弄透，對(duì)新舊知識(shí)進(jìn)行必要的加工和整合，再得出結(jié)論。師主釋疑：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。當(dāng)已分化的植物器官、組織或細(xì)胞脫離母體后，在一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素等外界條件作用下分化形成愈傷組織（一種相對(duì)沒(méi)有分化的細(xì)胞團(tuán)），繼而在植物激素等誘導(dǎo)下發(fā)生再分化，才能表達(dá)出全能性。發(fā)育成完整植株。對(duì)于問(wèn)題6：側(cè)重于學(xué)法指導(dǎo)和學(xué)生能力的培養(yǎng)，屬較開放議題，只要有理有據(jù)，不強(qiáng)求答案的整齊劃一。小結(jié)：教師帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)以上知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行概括和梳理，使知識(shí)條理化，便于復(fù)習(xí)和記憶。細(xì)胞全能性的典型范例便是植物組織培養(yǎng)，由此自然過(guò)渡到植物組織培養(yǎng)。（二）植物組織培養(yǎng)。問(wèn)題情

31、境：放映植物組培的錄像（發(fā)展史、技術(shù)過(guò)程、應(yīng)用等）。2傳看脫毒馬鈴薯組培苗實(shí)驗(yàn)材料。3用投影儀打出植物組培過(guò)程簡(jiǎn)圖。豐富、鮮活的感性材料為學(xué)生架起了新舊知識(shí)聯(lián)系的橋梁。在學(xué)生充分復(fù)習(xí)、認(rèn)真預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出植物組培的過(guò)程。（見(jiàn)“板書設(shè)計(jì)”）如果到此為止，學(xué)生雖抓住了知識(shí)的主干，但卻錯(cuò)過(guò)了深化知識(shí)，發(fā)展智力等重要環(huán)節(jié)。所以教師應(yīng)適時(shí)提出啟發(fā)性問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思維探索。例如：1植.物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是什么？2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)成完整植物體？3決.定植物細(xì)胞脫分化、再分化的關(guān)鍵因素是什么？4在.植物組培過(guò)程中，為什么要進(jìn)行一系列的消毒，

32、滅菌，并且要求無(wú)菌操作？在教師的啟發(fā)下，學(xué)生對(duì)問(wèn)題展開分析、討論，并給予科學(xué)正確的解釋。教師做適度的知識(shí)擴(kuò)展，使學(xué)生的思維空間得到自然延伸。例如：1影響脫分化的一個(gè)重要因素是植物激素。當(dāng)細(xì)胞分裂素與生長(zhǎng)素共同使用時(shí)，能強(qiáng)烈促進(jìn)愈傷組織的形成，而兩者不同的濃度配比在再分過(guò)程中，分別對(duì)誘導(dǎo)根或芽的產(chǎn)生起關(guān)鍵作用。當(dāng)細(xì)胞分裂素與生長(zhǎng)素濃度比高時(shí)，有利于芽的發(fā)生；濃度比低時(shí)，有利于根的發(fā)生。2愈傷組織再分化過(guò)程應(yīng)先誘導(dǎo)生芽，再誘導(dǎo)生根。3愈傷組織的形態(tài)發(fā)生主要有不定芽方式和胚狀體方式兩種。教材和錄像中介紹的均為不定芽方式，而后者需要在愈傷組織形成后，對(duì)其進(jìn)行處理，形成分散的單個(gè)細(xì)胞，再誘導(dǎo)其分化出具有

33、胚芽、胚軸、胚根的胚狀體，進(jìn)而發(fā)育成完整植株。關(guān)于植物組培技術(shù)的應(yīng)用，在錄像及必修課教材中均有介紹，教師只要對(duì)學(xué)生容易忽略的問(wèn)題予以點(diǎn)撥。例如：生產(chǎn)藥物、食品添加劑、香料、色素和殺蟲劑時(shí)進(jìn)行的是大規(guī)模的細(xì)胞培養(yǎng)而非組織培養(yǎng)，前者只需培養(yǎng)至愈傷組織即可，后者則需誘導(dǎo)產(chǎn)生完整的植物體。另外，還可以鼓勵(lì)學(xué)生就制造人工種子時(shí)，在胚狀體和人工種皮之間添加何種胚乳成分展開設(shè)計(jì)，為學(xué)生創(chuàng)造廣泛、自由的思維空間，培養(yǎng)學(xué)生多方向、多角度、多層次的發(fā)散思維能力。（三）植物體細(xì)胞雜交。問(wèn)題情境：2世0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。提出問(wèn)

34、題：如果要實(shí)現(xiàn)這一設(shè)想，你認(rèn)為可以采用哪些方法？教師鼓勵(lì)學(xué)生自由聯(lián)想，大膽遷移，使學(xué)生在最佳思維狀態(tài)下進(jìn)入下一學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。教師明確：植物體細(xì)胞雜交是用兩個(gè)來(lái)自不同植物的體細(xì)胞融合成一個(gè)雜種細(xì)胞，并且把雜種細(xì)胞培育成新植牧體的方法（強(qiáng)調(diào)起止點(diǎn)）。提出漸進(jìn)式問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思維探究，使學(xué)生在獲取知識(shí)的同時(shí)，受到科學(xué)方法的訓(xùn)練和培養(yǎng)。1你認(rèn)為兩個(gè)來(lái)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？學(xué)生一般會(huì)想到應(yīng)該是位于細(xì)胞外側(cè)不具生命力的細(xì)胞壁。2有沒(méi)有一種溫和的去壁方法呢？據(jù)已有的知識(shí)積累，學(xué)生可聯(lián)想到酶有專一性，而細(xì)胞壁的主要成分是纖維索和果膠，所以用纖維素酶和果膠酶去壁將不會(huì)對(duì)其內(nèi)的原生質(zhì)

35、體造成損傷。3如果兩個(gè)來(lái)源不同的原生質(zhì)體發(fā)生了融合，下一部該做何處理？應(yīng)該誘導(dǎo)其再生壁，才能成為完善的雜種細(xì)胞。4如何將雜種細(xì)胞培育成雜種植株？學(xué)生可將植物組墻技術(shù)遷移運(yùn)用于此問(wèn)題的解決。播放課件：用植物體細(xì)胞雜交過(guò)程，把以上零散的知識(shí)串接起來(lái)，使知識(shí)條理化、系統(tǒng)化，便于學(xué)生的理解和掌握。師生共同歸納植物體細(xì)胞雜交的過(guò)程。（見(jiàn)“板書設(shè)計(jì)”）教師點(diǎn)撥：1人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合有物理法和化學(xué)法兩大類，物理法是利用離心、振動(dòng)、電刺激促使原生質(zhì)體的融合；化學(xué)法是用聚乙二醇（）等試劑作為誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)融合。2在細(xì)胞雜交過(guò)程中，除了形成型融合細(xì)胞外，還能形成型和型兩種融合細(xì)胞，但只有型細(xì)胞是植物體細(xì)胞雜交所需的

36、雜種細(xì)胞。因此，在雜種細(xì)胞形成后還應(yīng)有一個(gè)篩選過(guò)程。3指出植物體細(xì)胞雜交過(guò)程中已取得的進(jìn)展和尚未解決的問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生熱愛(ài)生物科學(xué)的情感和探索生命科學(xué)奧秘的興趣。總結(jié)：在學(xué)完三個(gè)知識(shí)點(diǎn)后，需引導(dǎo)學(xué)生清理知識(shí)問(wèn)的脈絡(luò)（例如：細(xì)胞全能性是植物組培的理論基礎(chǔ)，而植物組培又是植物體細(xì)胞雜交的技術(shù)環(huán)節(jié)之一），抓住主線，把零散的知識(shí)系統(tǒng)化，做到融會(huì)貫通。智能訓(xùn)練：出示“白菜甘藍(lán)”的投影照片。設(shè)計(jì)方案：白菜和甘藍(lán)兩種植物之間存在著生殖隔離，不能進(jìn)行傳統(tǒng)的有性雜交。那么，如何才能獲得如圖這樣的“白菜甘藍(lán)”植株呢？抓住學(xué)生思維的興奮點(diǎn)，促其聯(lián)系實(shí)際解決問(wèn)題，不僅鞏固強(qiáng)化了所學(xué)知識(shí)，而且培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)

37、題、解決問(wèn)題的能力，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的正向遷移。板書設(shè)計(jì)一植物細(xì)胞工程（一）細(xì)胞的全能性（二）植物組織培養(yǎng)1過(guò).程黑股蔚2.過(guò)用：范圍廣1.逆程植物細(xì)胞A南心振動(dòng)電剌激（一）細(xì)胞的全能性（二）植物組織培養(yǎng)1過(guò).程黑股蔚2.過(guò)用：范圍廣1.逆程植物細(xì)胞A南心振動(dòng)電剌激背景資料離體的棺啕器官.組織或細(xì)胞D楂物體班跑雜交化學(xué)法聚乙一建PKO).植物細(xì)胞全能性的揭示植物細(xì)胞的培養(yǎng)過(guò)程，一般先是從消毒的植物的根，莖或葉片上切取一些小塊組織，然后將它們放在含有適當(dāng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)（激素）的滅菌試管培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)。組織塊切口處的細(xì)胞像在整體植株上一樣，因創(chuàng)傷而發(fā)生脫分化，成為分裂的細(xì)胞，并且可以繼續(xù)不斷地進(jìn)

38、行分裂增殖，形成愈傷組織（一種相對(duì)沒(méi)有分化的細(xì)胞團(tuán)）。通過(guò)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生物調(diào)節(jié)物質(zhì)的適當(dāng)配比，可以從這種愈傷組織誘導(dǎo)出芽和根的頂端分生組織，并可由此再生出新的植株。這種愈傷組織培養(yǎng)物可以放在搖床上，通過(guò)試管液體懸浮培養(yǎng)分散成單細(xì)胞。這種單細(xì)胞具有豐富的細(xì)胞質(zhì)、小型的液泡和大的細(xì)胞核，具有胚性細(xì)胞的特征。這種細(xì)胞在適宜的培養(yǎng)基中可發(fā)育成胚狀體，然后再繼續(xù)發(fā)育成植株。這種從單個(gè)體細(xì)胞分裂、分化、發(fā)育成胚狀體的過(guò)程，與受精卵分裂、分化和發(fā)育成胚的過(guò)程很相似。通過(guò)細(xì)胞壁的水解酶纖維素酶和果膠酶除去細(xì)胞壁，獲得分離的原生質(zhì)體，然后通過(guò)原生質(zhì)體培養(yǎng)也可產(chǎn)生再生植株。廣泛的研究結(jié)果表明，幾乎植物體上所有各部分

39、的組織細(xì)胞，包括根、莖、葉，花藥、子房及幼胚等，均可通過(guò)誘導(dǎo)出來(lái)的培養(yǎng)細(xì)胞再生新植株。這些結(jié)果說(shuō)明，植物體的每個(gè)生活細(xì)胞都具有遺傳上的全能性（）t從這方面說(shuō)，植物細(xì)胞的培養(yǎng)優(yōu)于動(dòng)物細(xì)胞。然而，培養(yǎng)的植物細(xì)胞全能性的表達(dá)，在不同植物種類之間，甚至在同種植物的不同基因型之間都有很大的差別。大量的試驗(yàn)結(jié)果表明，有些植物種類，如煙草、胡蘿卜、番茄、矮牽牛，擬南芥、油菜、馬鈴薯、甘蔗等，它們的培養(yǎng)細(xì)胞很容易再生出新植株，并在繼代培養(yǎng)中，能夠長(zhǎng)時(shí)期地保持其全能性的表達(dá)。許多重要的農(nóng)作物，諸如小麥、玉米、水稻、大豆、棉花等，它們中的一些品種或品系的培養(yǎng)細(xì)胞也能誘導(dǎo)出再生植株；但是。它們?cè)S多品種的培養(yǎng)細(xì)胞卻難

40、以進(jìn)行再分化；即使能表達(dá)的品系，在多次繼代培養(yǎng)后，也會(huì)喪失其全能性的表達(dá)能力。當(dāng)然，這可能與我們?nèi)祟惉F(xiàn)時(shí)的認(rèn)識(shí)水平不夠有關(guān)。因此，除繼續(xù)深入探討全能性的表達(dá)條件外，在我們現(xiàn)時(shí)的試驗(yàn)研究中，選擇一個(gè)好的，能獲得全能性表達(dá)的基因型，對(duì)于達(dá)到預(yù)期成功的目標(biāo)具有極為重要的意義。2.細(xì)胞培養(yǎng)是研究植物發(fā)育的有效途徑我們知道，一團(tuán)未分化的愈傷組織細(xì)胞可以在適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)條件下誘導(dǎo)分化出芽和根的分生組織，然后再繼續(xù)發(fā)育成完整的植株。單個(gè)的植物細(xì)胞在液體培養(yǎng)條件下，可以發(fā)生類似受精卵發(fā)育成胚的過(guò)程，從單細(xì)胞f細(xì)胞團(tuán)f球形胚一心形胚f胚狀體，然后再生出完整的小植株。還有少數(shù)植物，如風(fēng)信子，可以在愈傷組織的基礎(chǔ)上直接

41、發(fā)育出花器官。這種器官發(fā)生和形態(tài)建成的過(guò)程是在試管培養(yǎng)中，主要是通過(guò)植物激素（生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)）的配比平衡的調(diào)控來(lái)實(shí)現(xiàn)的。如在培養(yǎng)基中加入適量的激動(dòng)素（）和細(xì)胞分裂素（一），可以誘導(dǎo)芽的分化；減少或去掉其他激素，加入適量的吲哚乙酸（）A則可誘導(dǎo)根的發(fā)生。因此，可以通過(guò)細(xì)胞培養(yǎng)的途徑來(lái)研究植物器官發(fā)生和形態(tài)建成的調(diào)控因素及其發(fā)育機(jī)制。此外，研究者們還進(jìn)行了植物雌性花器官的培養(yǎng)，子房的培養(yǎng)已經(jīng)成功，胚囊的培養(yǎng)已取得進(jìn)展。這樣，可以在試管中研究受精過(guò)程和受精卵的胚胎發(fā)育過(guò)程及其調(diào)控因素和機(jī)理，并且可以進(jìn)行遺傳工程的操作。3植物原生質(zhì)體的培養(yǎng)與基因工程植物細(xì)胞壁在植物的生活和生存中起著十分重要的作用，但是

42、也給研究工作帶來(lái)不少障礙和困難。因此很早以來(lái)，人們就想除去細(xì)胞壁，獲得無(wú)壁的原生質(zhì)體。這一愿望終于在20世紀(jì)60年代未和70年代初得到了實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)今，可以采用纖維素酶和果膠酶的混合液，在較高滲透壓的條件下處理根尖、葉片組織。培養(yǎng)的愈傷組織或懸浮培養(yǎng)細(xì)胞，使細(xì)胞壁被酶所消化，從而可獲得大量的無(wú)壁球形原生質(zhì)體，并可通過(guò)原生質(zhì)體培養(yǎng)再生新的植株。迄今，已經(jīng)從不少植物種類的原生質(zhì)體培養(yǎng)中，成功地獲得了再生的植株，如胡蘿卜、煙草、矮牽牛、擬南芥、油菜、玉米、水稻、豌豆、甘蔗、柑桔及猻猴桃等。在原生質(zhì)體培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，可以進(jìn)行原生質(zhì)體融合的體細(xì)胞雜交及基因工程的研究。植物細(xì)胞工程是指通過(guò)特定的載體，如質(zhì)粒、病

43、毒，噬菌體或脂質(zhì)體等，將外源遺傳物質(zhì)（）引入受體原生質(zhì)體或細(xì)胞中，再通過(guò)細(xì)胞和原生質(zhì)體培養(yǎng)，獲得轉(zhuǎn)基因植株，研究者們正試圖利用此種途徑和技術(shù)培育抗病蟲害、抗干旱、鹽堿、低溫優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的作物新品種，此外，分離的原生質(zhì)體及其培養(yǎng)，也為許多細(xì)胞生物學(xué)問(wèn)題的研究提供了良好的實(shí)驗(yàn)體系。4植物細(xì)胞培養(yǎng)與應(yīng)用研究通過(guò)將外源遺傳物質(zhì)（）導(dǎo)入培養(yǎng)細(xì)胞或原生質(zhì)體，可以獲得抗逆、高產(chǎn)及優(yōu)質(zhì)的轉(zhuǎn)基因植株，這是植物細(xì)胞培養(yǎng)用于應(yīng)用研究的一個(gè)方面。此外，植物細(xì)胞培養(yǎng)還可用于其他一些應(yīng)用研究。例如：對(duì)那些能產(chǎn)生重要次生代謝產(chǎn)物（如某些中醫(yī)藥）的細(xì)胞系進(jìn)行大量（罐）培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)這種產(chǎn)物的工業(yè)化生產(chǎn)。在常規(guī)雜交育種的基礎(chǔ)上，通過(guò)花

44、藥（花粉）培養(yǎng)，進(jìn)行單倍體育種。從培養(yǎng)的植物細(xì)胞再生出來(lái)的新植株表現(xiàn)出高度的遺傳變異，這種現(xiàn)象稱為“體細(xì)胞的無(wú)性系變異”?？梢詮倪@些變異系中選擇有益農(nóng)藝性狀的作物新類型。細(xì)胞突變體的誘變與篩選：例如在培養(yǎng)基中加入不同濃度的，通過(guò)脅迫誘變和篩選抗鹽突變體。還可以向培養(yǎng)基中加入病原體的毒蛋白，以誘變和篩選抗病突變體。為了改善作物品質(zhì)，可以進(jìn)行抗賴氨酸類似物的誘變與篩選，即在培養(yǎng)基中加入不同濃度的賴氨酸類似物，可以獲得抗賴氨酸類似物突變體。這種突變體中的賴氨酸、蛋氨酸、亮氨酸和異亮氨酸的水平升高?？傊?，借助植物的細(xì)胞培養(yǎng)，可以從多途徑上用于作物的改良研究。二動(dòng)物細(xì)胞工程教學(xué)目標(biāo)1知識(shí)方面（1）動(dòng)物細(xì)

45、胞培養(yǎng)（知道）。（2）動(dòng)物細(xì)胞融合（知道）。（3）單克隆抗體的制備及應(yīng)用（知道）。2態(tài)度觀念方面（1）初步培養(yǎng)學(xué)生勇于探索，不斷創(chuàng)新的精神和合作精神。（2）通過(guò)向?qū)W生介紹幾大動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)及一些新的研究成果，使學(xué)生明確人們對(duì)生命奧秘的揭示愈加廣泛和深入，知識(shí)不斷更新并向前發(fā)展。認(rèn)識(shí)到學(xué)無(wú)止境，形成終生學(xué)習(xí)的意識(shí)。3能力方面（1）在學(xué)習(xí)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)閱讀、自學(xué)、質(zhì)疑、討論、訓(xùn)練、總結(jié)等環(huán)節(jié)，逐步提高獨(dú)立獲取知識(shí)的能力、邏輯思維能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。（2）由植物體細(xì)胞雜交技術(shù)導(dǎo)出動(dòng)物細(xì)胞融合過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移能力、思維能力。（3）讓學(xué)生嘗試設(shè)計(jì)革克隆抗體的

46、制備過(guò)程，指導(dǎo)學(xué)生掌握獲取知識(shí)和探索生物科學(xué)的基本方法，使學(xué)生了解生物科學(xué)認(rèn)識(shí)模式以發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性能力。重點(diǎn)、難點(diǎn)分析單克隆抗體既是本小節(jié)的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)內(nèi)容。分析：動(dòng)物細(xì)胞工程常用的技術(shù)手段有動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)、動(dòng)物細(xì)胞融合、單克隆抗體、胚胎移植、核移植等。其中前三大技術(shù)為本節(jié)教材的主體內(nèi)容，而胚胎移植、核移植技術(shù)以小字科普讀物的形式出現(xiàn)，意在使學(xué)生在有所側(cè)重的前提下對(duì)動(dòng)物細(xì)胞工程發(fā)展概況有一個(gè)較全面的了解。在教材重點(diǎn)介紹的三大動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)中，動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)是其他技術(shù)（如單克隆抗體、胚胎移植、核移植等）的基礎(chǔ)，其價(jià)值更多的是通過(guò)其他技術(shù)成果來(lái)體現(xiàn)的。而動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)目前較為成熟的最重要的用途

47、便是制備單克隆抗體。由此可見(jiàn)，單抗技術(shù)應(yīng)屬較高層次的動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)。對(duì)它的學(xué)習(xí)有助于學(xué)生較深刻地領(lǐng)悟動(dòng)物細(xì)胞工程的真諦，并從兩位諾貝爾獎(jiǎng)獲得者對(duì)單抗獨(dú)具匠心的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，深刻體會(huì)科學(xué)態(tài)度、科學(xué)方法，尤其是創(chuàng)造性的思維品質(zhì)在科學(xué)研究、發(fā)明創(chuàng)造中的決定性作用?；谝陨险J(rèn)識(shí)，單克隆抗體應(yīng)列為本節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容，同時(shí)單克隆抗體技術(shù)本身環(huán)節(jié)多、技術(shù)復(fù)雜，加之學(xué)生對(duì)此缺乏必要的感性認(rèn)識(shí)，所以也是本課的難點(diǎn)所在。教學(xué)模式自學(xué)指導(dǎo)。啟發(fā)、探究。教學(xué)手段1動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的自制掛圖。2動(dòng)物細(xì)胞融合、單克隆抗體制備過(guò)程的教學(xué)課件。3有關(guān)克隆羊“多莉”的錄像資料。4實(shí)物投影儀。課時(shí)安排二課時(shí)。設(shè)計(jì)思路1采用自學(xué)、指導(dǎo)模式對(duì)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行較深刻、透徹地學(xué)習(xí)，為學(xué)習(xí)其他動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)打好基礎(chǔ)。2教師啟發(fā)學(xué)生回憶植物體細(xì)胞雜交過(guò)程；通過(guò)新舊知識(shí)對(duì)比，引導(dǎo)學(xué)生大膽推測(cè)動(dòng)物細(xì)胞融合過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)遷移能力，并通過(guò)課件演示全過(guò)程，加強(qiáng)直觀性，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、思維能力。3教師給出資料，引出探究點(diǎn)。學(xué)生通過(guò)討論、辯論，設(shè)計(jì)多種制備革