新教材同步備課2024春高中生物第2章細(xì)胞工程第1節(jié)植物細(xì)胞工程1.1植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)教案新人教版選擇性必修3

2.1植物細(xì)胞工程一植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)一、教學(xué)目標(biāo)1.概述細(xì)胞的全能性，闡明植物細(xì)胞工程的主要技術(shù)——植物組織培育和植物體細(xì)胞雜交。2.通過介紹植物組織培育技術(shù)、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)，激發(fā)學(xué)生探究生命科學(xué)奇異的愛好，通過學(xué)習(xí)使學(xué)生達(dá)到用發(fā)展的眼光看問題、分析問題，勇于開拓、推陳出新。3.在植物細(xì)胞工程兩種技術(shù)的學(xué)習(xí)中，滲透科學(xué)看法、科學(xué)方法和科學(xué)精神的養(yǎng)成教化，培育學(xué)生形成正確的唯物主義世界觀和人生觀。4.通過聯(lián)系生產(chǎn)生活實(shí)際，培育學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的實(shí)力。二、教學(xué)重難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)（1）植物組織培育的原理和過程。（2）植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的原理。2.教學(xué)難點(diǎn)（1）植物組織培育的試驗(yàn)。三、教學(xué)過程【新課導(dǎo)入】老師利用課件展示一些蘭花的圖片，并讓學(xué)生自我閱讀教材第34頁“從社會(huì)中來”，思索教材中最終提出的問題，然后老師通過介紹植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)，讓學(xué)生明確解決這一問題的思路，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)對(duì)應(yīng)的學(xué)問內(nèi)容。“其芽葺葺，其葉青青，猶綠衣郎，挺節(jié)獨(dú)立，可敬可慕。迨夫花開,凝晴瀼露,萬態(tài)千妍,薰風(fēng)自來,四坐芬郁，豈非入蘭室乎!豈非有國(guó)香乎!”這是我國(guó)歷史上第一部蘭譜——《金漳蘭譜》（宋·趙時(shí)庚）中對(duì)蘭花的一段描述。從古至今，我國(guó)人民都把蘭花看作高潔、高雅的象征，許多人寵愛蘭花。但是蘭花種子通常發(fā)育不全，在自然條件下萌發(fā)率極低；傳統(tǒng)分株繁殖的方法又存在繁殖周期長(zhǎng)，繁殖率低等問題，假如靠自然繁殖，蘭花的價(jià)格可想而知了。如何能讓珍貴的蘭花大量、快速地繁殖，從而走入尋常百姓家呢？探討：如何能讓珍貴的蘭花大量、快速地繁殖，從而走入尋常百姓家呢？提示：利用植物組織培育技術(shù)可以大量、快速地培育蘭花。蘭花是欣賞植物中最常見的一類依靠植物組織培育繁育種苗的植物，其組培苗的數(shù)量約占欣賞植物組培苗總量的40%植物細(xì)胞工程的理論基礎(chǔ)是什么?（全能性）【新課講授】（一）植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)老師組織學(xué)生閱讀教材第34頁“植物細(xì)胞的工程的基本技術(shù)”的相關(guān)內(nèi)容，結(jié)合“從社會(huì)中來”思索探討，提問：1.植物組織培育的基本原理是什么？2.什么是細(xì)胞的全能性？3.體細(xì)胞具有全能性的根本緣由是什么？學(xué)生帶著問題去閱讀教材，并小組成員之間相互探討，得出答案。通過分析探討，使學(xué)生對(duì)本節(jié)的內(nèi)容學(xué)習(xí)由淺入深，加深學(xué)生對(duì)植物組織培育基本原理的理解。學(xué)問梳理：1.細(xì)胞的全能性（1）概念：細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后，照舊具有產(chǎn)生完整生物體或分化成其他各種細(xì)胞的潛能。（2）緣由：一般來說，生物體的每個(gè)細(xì)胞中都含有發(fā)育成為完整個(gè)體所需的全部遺傳信息。（3）細(xì)胞全能性的比較：①受精卵＞生殖細(xì)胞（卵細(xì)胞＞精子）＞體細(xì)胞；②植物細(xì)胞＞動(dòng)物細(xì)胞；③幼嫩的細(xì)胞＞蒼老的細(xì)胞；④分化程度低的細(xì)胞＞分化程度高的細(xì)胞；⑤分裂實(shí)力強(qiáng)的細(xì)胞＞分裂實(shí)力弱的細(xì)胞。（二）植物組織培育技術(shù)老師利用課件介紹植物組織培育的概念和流程，并展示流程圖，讓學(xué)生加深植物組織培育的過程，并通過自己動(dòng)手操作“菊花的組織培育”讓學(xué)生對(duì)植物組織培育的流程形成直觀的相識(shí)，并促進(jìn)他們理解和駕馭相關(guān)概念。學(xué)問梳理：（1）概念：植物組織培育是指將離體的植物器官、組織或細(xì)胞（稱為外植體）等，培育在人工配制的培育基上，賜予相宜的培育條件，誘導(dǎo)其形成完整植株的技術(shù)。（2）原理：植物細(xì)胞的全能性。（3）過程：外植體是指離體的植物器官、組織、細(xì)胞或原生質(zhì)體。植物的莖尖、幼嫩的葉片、花藥是常用的外植體。①愈傷組織：不定形的薄壁組織團(tuán)塊。細(xì)胞排列疏松且無規(guī)則、高度液泡化、呈無定形態(tài)態(tài)的薄壁細(xì)胞團(tuán)。留意：無葉綠體，可進(jìn)行有絲分裂②脫分化：在確定的激素和養(yǎng)分等條件的誘導(dǎo)下，已經(jīng)分化的細(xì)胞失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能，轉(zhuǎn)變?yōu)槲捶只募?xì)胞，進(jìn)而形成愈傷組織的過程。③再分化：脫分化產(chǎn)生的愈傷組織接著進(jìn)行培育,又可以重新分化成胚狀體、根、芽等，這個(gè)過程叫做再分化。④相宜的培育條件：離體、無菌條件、種類和比例相宜的養(yǎng)分物質(zhì)、植物激素（主要是生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素）的誘導(dǎo)和調(diào)整、相宜的外界條件（溫度、pH、光照等）。脫分化過程一般不須要光照、再分化過程須要光照。生長(zhǎng)素/細(xì)胞分裂素＞1，有利于根的分化；＜1，有利于芽的分化；=1，促進(jìn)愈傷組織的形成。老師拿出提前打算好的試驗(yàn)材料，并以小組為單位，分發(fā)不同時(shí)期的試驗(yàn)材料，讓學(xué)生進(jìn)行視察，通過視察植物組織培育試驗(yàn)中不同時(shí)期的試驗(yàn)材料，讓學(xué)生寫出植物組織培育的基本流程，并讓學(xué)生閱讀教材中的試驗(yàn)過程，通過閱讀試驗(yàn)內(nèi)容和視察試驗(yàn)不同時(shí)期的生長(zhǎng)狀況，讓學(xué)生更直觀的對(duì)植物組織培育的認(rèn)知，并促進(jìn)他們理解和駕馭相關(guān)概念。探究?實(shí)踐：菊花的組織培育觀看視頻《菊花的組織培育》，通過視頻初步了解菊花組織培育過程，提出問題，學(xué)問點(diǎn)歸納梳理。1.原理：2.目的要求：（1）了解植物組織培育的基本原理（2）了解生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的濃度、用量比例對(duì)菊花愈傷組織形成和分化的影響（3）嘗試進(jìn)行植物組織培育3.方法步驟：（1）制備外植體（2）接種到誘導(dǎo)愈傷組織培育基（3）接種到誘導(dǎo)生芽培育基（4）接種到誘導(dǎo)生根培育基脫分化：將接種了外植體的錐形瓶或植物組織培育瓶置于18-22℃的培育箱中培育。在培育過程中，定期視察和記錄愈傷組織的生長(zhǎng)狀況。再分化：培育15~2d后，將生長(zhǎng)良好的愈傷組織轉(zhuǎn)接到誘導(dǎo)生芽的培育基上，將其轉(zhuǎn)接到誘導(dǎo)生根的培育基上，進(jìn)一步誘導(dǎo)形成試管苗。4.結(jié)果分析與評(píng)價(jià)（1）接種3～4d后，檢查外植體的生長(zhǎng)狀況，統(tǒng)計(jì)有多少外植體被污染，有多少能正常生長(zhǎng)，試分析它們被污染的緣由。用于植物組織培育的培育基同樣適合某些微生物的生長(zhǎng)，如一些細(xì)菌、真菌等的生長(zhǎng)。培育物一旦受到微生物的污染，就會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)前功盡棄，因此要進(jìn)行嚴(yán)格的無菌操作。導(dǎo)致外植體被污染的緣由可能有：培育基、接種工具滅菌不徹底；外植體消毒不徹底；操作過程不符合無菌操作要求等。（2）你培育出愈傷組織了嗎？假如培育出來了，從剛接種的外植體到長(zhǎng)出愈傷組織閱歷了多少天？這些愈傷組織進(jìn)一步分化出芽和根了嗎？視察試驗(yàn)結(jié)果，看看是否培育出了愈傷組織，記錄多長(zhǎng)時(shí)間長(zhǎng)出了愈傷組織。從剛接種的外植體到長(zhǎng)出愈傷組織一般須要2周左右的時(shí)間。統(tǒng)計(jì)更換培育基后愈傷組織進(jìn)一步分化成芽和根的比例和時(shí)間。（3）視察外植體的分化狀況，填好結(jié)果記錄表，并剛好分析結(jié)果。做好統(tǒng)計(jì)和比照，填好結(jié)果記錄表，培育嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)看法。從試驗(yàn)的第一步起先就要做好試驗(yàn)記錄，可以分組配制不同的培育基，如誘導(dǎo)愈傷組織的培育基、誘導(dǎo)生芽的培育基等，還可以進(jìn)行不同配方的比較。（4）你培育的幼苗移栽到露地后，能夠正常生長(zhǎng)嗎？生根苗移栽技術(shù)的關(guān)鍵是既要充分清洗根系表面的培育基，又不能傷及根系。一般運(yùn)用無土栽培的方法。培育基質(zhì)要提前消毒，可以向培育基質(zhì)噴灑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的高錳酸鉀，并用塑料薄膜覆蓋12h。掀開塑料薄膜24h后才能移栽。新移栽的組培苗要在溫室過渡幾天，待其長(zhǎng)壯后再移植到大田或盆中?？梢栽谡n后統(tǒng)計(jì)移栽的成活率，看看移栽是否合格。5.進(jìn)一步探究（5）若想探究生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素的運(yùn)用比例對(duì)植物組織培育的影響，則應(yīng)如何設(shè)計(jì)比照試驗(yàn)？①空白比照：不加任何激素；②試驗(yàn)組1：生長(zhǎng)素用量與細(xì)胞分裂素用量的比值等于1；③試驗(yàn)組2：生長(zhǎng)素用量與細(xì)胞分裂素用量的比值大于1；④試驗(yàn)組3：生長(zhǎng)素用量與細(xì)胞分裂素用量的比值小于1。特別的植物組織培育——花藥離體培育：該過程涉及的生殖方式是有性生殖，經(jīng)秋水仙素加倍之后，獲得的植株一般為純合子。（三）植物體細(xì)胞雜交技術(shù)老師利用課件展示“番茄—馬鈴薯”的想象圖，并介紹科學(xué)家以此進(jìn)行的試驗(yàn)探究，通過這個(gè)實(shí)例，引出植物體細(xì)胞雜交的概念?？偨Y(jié)植物體細(xì)胞雜交的概念：植物體細(xì)胞雜交是指將不同來源的植物體細(xì)胞，在確定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新植物體的技術(shù)。展示植物體細(xì)胞雜交過程示意圖，讓小組之間相互探討以下問題，并得出答案：1.在進(jìn)行植物體細(xì)胞雜交時(shí)，為什么要去除細(xì)胞壁？去除細(xì)胞壁的方法是什么？細(xì)胞壁阻礙著細(xì)胞間的雜交（阻礙了原生質(zhì)體間的融合）酶解法2.誘導(dǎo)融合的方法有哪些？物理法（電融合法、離心法）和化學(xué)法（聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH融合法）3.若只考慮兩兩融合，融合后的原生質(zhì)體有哪些類型？所需的類型是什么？用什么方法可以得到所需類型？4.植物體細(xì)胞雜交完成的標(biāo)記是什么？再生出新的細(xì)胞壁5.得到雜種細(xì)胞后再如何操作才能得到雜種植株？學(xué)生通過閱讀教材第36-38頁的內(nèi)容，小組之間相互溝通，并得出答案。老師依據(jù)學(xué)生的回答，進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充，糾錯(cuò)。通過探討、溝通，培育學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神，熬煉學(xué)生的思維。學(xué)問梳理：1.概念：植物體細(xì)胞雜交是指將不同來源的植物體細(xì)胞，在確定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新植物體的技術(shù)。2.過程：植物細(xì)胞融合、植物組織培育。3.去除細(xì)胞壁的方法：酶解法。（1）所用酶：纖維素酶和果膠酶。（2）去壁的緣由：細(xì)胞壁阻礙了原生質(zhì)體間的融合（阻礙著細(xì)胞間的雜交）。4.原生質(zhì)體間的融合（關(guān)鍵環(huán)節(jié)）（1）原理：細(xì)胞膜具有確定的流淌性。（2）誘導(dǎo)融合的方法：物理法（電融合法、離心法）和化