植物细胞工程的实际应用学案 - 教师

2.1植物细胞工程2.1.2 植物细胞工程的实际应用【学习目标】1、掌握微型繁殖和植物组织培养的联系。

2、掌握作物脱毒、人工种子的制备过程和意义。

3、了解单倍体育种和突变体的利用。

4、了解细胞产物的例子。

知识点一植物繁殖的新途径【自主学习】1．植物微型繁殖(快速繁殖)(1)概念：植物的快速繁殖技术就是利用组织培养的方法将植物体某一部分的组织小块进行培养并诱导分化成大量的小植株，从而达到快速无性繁殖的目的，也称为试管苗繁殖或微型繁殖。

（2）微型繁殖技术：快速优良品种的技术。

（3）特点，能保持亲本；能实现大量繁殖。

（4）优点：繁殖速度，周期，不受季节、气候、自然灾害等因素的影响，并可实现。

（5）实例：优良的观赏植物、经济林木、无性繁殖作物等，如荷兰的兰花。

【例1】、某名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。

为了防止性状分离并快速繁殖，可以利用该植物的一部分器官或组织进行离体培养，发育出完整植株。

进行离体培养时不应采用该植株（）A、茎尖B、子房壁C、叶片D、花粉粒2.作物脱毒（1）概念：把已被感染的植物进行的技术。

（2）材料：植物的（如茎尖）（3）常用方法：切取茎尖进行获得。

【例2】、组织培养技术不能直接用于（）A、快速繁殖B、培育无病毒植株C、植物产品的工厂化生产D、培养抗病菌植株3.人工种子（1）概念：是以植物组织培养得到的、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，用包装得到的种子。

（2）组成：人工种子主要由三部分组成：一是；二是提供营养物质的；三是具有保护作用的“”。

（3）特点：①后代无。

②不受和地域限制。

(4)人工种子的优越性①固定杂种优势：天然种子是有性繁殖，往往杂种优势只能体现在第1代，第2代便参差不齐了。

而人工种子在本质上属于无性繁殖，一旦获得优良品种，可以保持杂种优势。

②快捷高效的繁殖方式：有研究表明，用1个体积为12L的发酵罐在二十几天内生产的胡萝卜体细胞胚可制造1000万粒人工种子，可供种植几百平方千米土地，这样也就节约了大量留种地。

“植物细胞工程的实践应用”教案教学目标：1.了解植物细胞工程的实际应用。

2.理解植物细胞工程的基本原理和技术。

3.培养学生的思维能力和创新精神。

4.培养学生的生物科学素养和热爱自然、保护自然的意识。

教学内容：1.植物细胞工程的基本原理。

2.植物细胞工程的实际应用。

3.植物细胞工程的前景和发展趋势。

教学难点与重点：1.难点：植物细胞工程的实际应用。

2.重点：植物细胞工程的基本原理和技术。

教具和多媒体资源：1.黑板。

2.投影仪。

3.教学软件：植物细胞工程实践应用视频。

教学方法：1.激活学生的前知：通过提问和讨论，了解学生对植物细胞工程的基本认识情况。

2.教学策略：采用讲解、示范、小组讨论和案例分析相结合的方法。

3.学生活动：设计实验、分析案例、讨论问题。

教学过程：1.导入：介绍植物细胞工程的背景和应用，激发学生的学习兴趣。

2.讲授新课：讲解植物细胞工程的基本原理和技术，以及实际应用和前景。

3.巩固练习：学生分组讨论，设计实验方案，分析案例。

4.归纳小结：总结植物细胞工程的基本概念、原理和技术，以及实际应用和前景。

评价与反馈：1.设计评价策略：采用试卷测试、小组讨论和实验方案设计进行评价。

2.为学生提供反馈：根据评价结果，为学生提供反馈和建议，帮助学生进一步了解自己的学习状况。

3.修改教学策略：根据评价结果，对教学方法和策略进行调整和改进，以提高教学质量。

作业布置：1.阅读相关文献，了解植物细胞工程的前沿技术和应用。

2.设计一个植物细胞工程的实验方案，并进行可行性分析。

3.写一篇短文，谈谈你对植物细胞工程的看法和认识。

专题2.1.2植物细胞工程的实际应用【学习目标】1.理解植物细胞工程在植物繁殖、作物育种、细胞产物的工厂化生产中的应用。

2.说出植物细胞工程的实际应用。

【重点难点】植物细胞工程应用的实例【课时安排】一课时【自主预习及检测】阅读课本38—41页，完成练习册【自主预习】中的内容【合作探究】1.微型繁殖技术为什么能保持亲本的优良性状？2.人们利用植物的微型繁殖技术来进行工厂化育苗生产，这是利用了该技术的哪些特点？3.为什么培育植物的茎尖可得到脱毒苗？4.人工种子与天然种子相比，具有哪些优点？5.人工种皮中应该具有哪些有效成分？为了促进胚状体的生长发育，还可以向人工种皮中加入哪些物质？6. 单倍体育种的原理是什么？操作过程如何？7.体细胞诱变育种的过程是什么？原理是什么？【当堂检测】1．微型繁殖：（1）概念：快速＿＿＿＿＿优良品种的植物组织培养技术。

（2）特点：保持优良品种的＿＿＿＿＿。

（3）意义：高效快速地实现种苗的＿＿＿＿＿＿。

2．作物脱毒：（1）选材：无病毒的茎尖。

（2）结果：高产优质的＿＿＿＿＿。

3．人工种子：（1）特点：①后代无＿＿＿＿＿。

②不受气候、季节和地域限制。

（2）结构：人工薄膜＋＿＿＿＿＿＿＿或不定芽或顶芽或腋芽。

（3）获得方法：植物＿＿＿＿＿＿＿＿。

4．单倍体育种：（1）方法：＿＿＿＿＿的离体培养。

（2）优点：①后代稳定遗传，都是＿＿＿＿＿＿＿。

②明显＿＿＿＿＿育种年限。

5．突变体的利用：（1）产生：植物组织培养过程中。

（2）利用：筛选＿＿＿＿＿＿＿＿进而培育新品种。

6．细胞产物的工厂化生产：（1）产物种类：＿＿＿＿＿、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。

（2）生产技术：植物组织培养技术。

【课后训练】练习册24页【课后反思】。

《植物细胞工程的实际应用》学案学习目标：列举植物细胞工程的实际应用重点：植物细胞工程应用的实例难点：作物脱毒培养和人工种子的培育【问题引领】①微型繁殖技术为什么能保持亲本的优良性状？②微型繁殖技术为什么能高效快速的实现种苗的大量繁殖？③天然种子的局限性有哪些？④人工种子的组成是人工种子具有天然种子不可比拟的特点，它具有哪些优点？⑤为什么要进行作物脱毒？⑥为什么培育植物的分生组织（如茎尖、根尖等）可以得到脱毒苗？⑦单倍体育种的原理是什么单倍体育种有何缺点？【自主学习】（一）植物繁殖的新途径1微型繁殖（又叫技术）（1）微型繁殖技术：用于优良品种的技术。

（2）特点：①保持优良品种的。

②高效快速地实现种苗。

2人工种子（1）概念：以植物组织培养得到的、、顶芽和等为材料，经过人工包装得到的种子。

（2）组成：主要由三部分组成：一是；二是提供营养物质的；三是具有保护作用的。

（3）特点：①后代无。

②不受、和限制。

3作物脱毒（1）材料：植物的（如）。

分生区附近的病毒极少，甚至。

（2）脱毒苗：切取（例如茎尖）进行植物组织培养获得的。

（3）优点：使农作物。

（二）作物新品种的培育1单倍体育种染色（1）方法：离体培养植株纯合子植株。

（2）优点：①后代是纯合子，能。

②明显缩短了。

2突变体的利用（1）产生原因：在植物的组织培养过程中，易受和（如、__________等）的影响而。

（2）利用：筛选出对人们有用的，进而培育成。

（三）细胞产物的工厂化生产（1）原理：植物细胞在代谢过程中，能够产生一些有机化合物，如人参皂甙、奎宁、紫杉醇等，它们可以作为药物、杀虫剂、香料、色素等，可以通过大规模培养植物细胞，从中提取这些物质。

（2）细胞产物种类：、脂肪、糖类、、香料、生物碱等。

（3）技术：植物技术。

（4）过程：外植体脱分化愈伤组织分散开细胞悬液发酵、提取细胞产物【自我检测】1、下列属于植物的微型繁殖技术的是（）水稻种子萌发并长成新个体柳树芽发育成枝条2、甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。

专题2细胞工程2.1.2 植物细胞工程的实际应用寄语：世事洞明皆学问，人情练达即文章。

【学习目标】1、理解微型繁殖技术的应用。

2、了解单倍体育种过程和优点。

【课题重点】植物细胞工程应用的实例。

【课题难点】列举植物细胞工程的实际应用。

【学习过程】一、植物繁殖的新途径1.微型繁殖（1）微型繁殖技术：用于优良品种的技术。

（2）特点：①保持优良品种的。

②高效快速地实现种苗。

（3）实例：20世纪60年代，荷兰的科学家就成功地实现了利用来培育兰花。

2.作物脱毒（1）材料：植物的（如）。

分生区附近的病毒极少，甚至。

（2）脱毒苗：切取（例如茎尖）进行组织培养获得的。

（3）优点：使农作物。

3.人工种子（1）概念：一植物组织培养得到的、、顶芽和等为材料，经过人工包装得到的种子。

（2）特点：①后代无。

②不受、和限制。

(3)人工种子的制备，如图人工种子主要由三部分组成，一是胚状体(分生组织)，它相当于天然种子的胚，是有生命的物质结构；二是供胚状体维持生命力和保证其在适宜的环境条件下生长发育的人工胚乳；三是具有保护作用的“人工种皮”。

二、作为新品种的培育1.单倍体育种染色体加倍（1）方法：离体培养植株纯合子植株。

（2）优点：①后代是纯合子，能。

②明显缩短了。

2.突变体的利用（1）产生原因：在植物的组织培养过程中，易受和（如、等）的影响而。

（2）利用：筛选出对人们有用的，进而培育成。

三、细胞产物的工厂化生产1.细胞产物种类：、脂肪、糖类、、香料、生物碱等。

2.技术：植物技术。

3.实例：我国利用植物组织培养技术实现了大量生产；另外，三七、紫草和银杏的也都已经实现了工厂化生产。

课堂小结1.微型繁殖技术微型繁殖是快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，实际上是无性生殖的一种。

在繁殖的过程中，细胞进行有丝分裂，因此亲、子代细胞内DNA相同，具有相同的基因，因此能保证亲、子代遗传特性不变。

利用这种技术能高效快速实现种苗的大量繁殖。

优点：选材少、培养周期短，繁殖率高，便于自动化管理。

2.1.2植物细胞工程的实际应用一、作物繁殖的新途径1、微型繁殖技术（快速繁殖技术）：不仅可以保持优良品种的遗传特性，还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。

特点:①繁殖速度快；②“高保真”（因为是无性繁殖）；③不受自然生长季节的限制（因为在具有一定人工设施的室内生产）。

2、作物脱毒：植物分生区附近，如茎尖、根尖，由于细胞分裂快，很少被病毒感染，甚至无病毒，因而被用来培育无病毒植株。

3、神奇的人工种子⑴概念：是指在植物组织培养中得到的体细胞胚状体，包埋在含有营养物质和保护物质的包被中，在适宜条件下能够发芽出苗的颗粒体。

也可用不定芽、顶芽和腋芽等为材料制作人工种子。

⑵天然常规种子生产不足的原因:☐不少植物需要生长数年才能结出种子☐优良杂种的后代因发生性状分离而丧失其优良特性☐种子的生产受季节、气候和地域的限制☐制种需要占用大量土地⑶人工种子的制备流程图：诱导植物愈伤组织→体细胞胚的诱导→体细胞胚的成熟→体细胞胚的机械化包裹→贮藏或种植制备的人工种子具备类似天然种子的基本结构和功能，主要由三部分组成(如右上图)：一是胚状体(分生组织)，它相当于天然种子的胚，是有生命的物质结构；二是供胚状体维持生命力和保证其在适宜的环境条件下生长发育的人工胚乳；三是具有保护作用的“人工种皮”。

⑷、人工种子与天然种子相比，突出的优点：a.可使在自然条件下不结实或种子昂贵的植物得以繁殖。

b.固定杂种优势。

天然种子是有性繁殖，往往杂种优势只能体现在第1代，第2代便参差不齐了。

而人工种子在本质上属于无性繁殖，一旦获得优良品种,即可保持杂种优势。

c.快捷高效的繁殖方式。

已有研究表明用1个体积为12 L的发酵罐在二十几天内生产的胡萝卜体细胞胚可制造1000万粒人工种子，可供种植几百km2地,这样也就节约了大量留种地。

d.可人为控制植物的生长发育与抗逆性。

人工胚乳除了含有供胚状体发育成植株所必需的营养物质外，还可以在其中加入除草剂、弱病毒、杀菌剂、农药、抑制休眠的物质及对植物生长有益的细菌等,使其具备抗逆性和耐贮性等优良特性，也可添加激素类物质以调节植物的生长发育。

2.1.2 植物细胞工程的实际应用【学习目标】1.通过资料分析、师生交流，能够掌握微型繁殖和植物组织培养的联系；2.通过查阅资料、阅读文本，能够掌握作物脱毒、人工种子的制备过程和意义；3.通过观察图片、资料分析，能够了解单倍体育种和突变体的利用，并了解细胞产物的例子。

【教学重点和难点】1.植物细胞工程应用的实例。

2.掌握作物脱毒、人工种子的制备过程。

【教学过程】导入：植物细胞工程的实际应用。

生产实践的需求催生了科学技术并使其不断发展，科学技术又要应用、服务于生产实践。

无籽西瓜：炎炎夏日将至，能祛暑、解渴、利尿的盛夏佳果——西瓜纷纷上市了，品种丰富，价格不一。

可是大部分市售西瓜都是有籽西瓜，为什么好吃方便不吐籽的无籽西瓜总是难觅身影呢？无籽西瓜的培育及推广种植的困难：（学生回忆培育过程教师提出问题）科学家应用多倍体育种的方法，培育出的三倍体无籽西瓜，具有无籽、含糖高、口感好等特点。

但因其不结种子，每年必须用四倍体和二倍体西瓜杂交培育种子，不仅增加了生产成本，也给无籽西瓜的推广种植带来困难。

如何大面积推广种植无籽西瓜，在酷暑将至，市场需求渐增时尽快上市呢？想办法，解决问题：相信办法总比问题多，大家来帮瓜农出主意、想办法，以使我们在难耐的夏日里，解暑水果的选择上，有更多一些的选择。

教师：人们形象地把用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，叫做植物的微型繁殖技术（也叫快速繁殖技术）。

【微型繁殖与无性生殖】微型繁殖是用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，实际上是无性生殖的一种。

在繁殖的过程中，细胞进行有丝分裂，因此亲、子代细胞内DNA相同，具有相同的基因，因此能保证亲、子代遗传特性不变。

利用这种技术能高效快速实现种苗的大量繁殖。

过渡：解决了无籽西瓜推广种植、尽快上市的问题后，对于吃到无籽西瓜这只是个开始。

农作物种植过程中的问题总是会接踵而至。

如何解决无籽西瓜推广种植遇到的新问题？（大家已经预想到该问题也已有了较好的解决办法，提前预防，有备无患）其实，不单无籽西瓜被没有种子不好推广的问题困扰着，其他能用种子繁殖的植物也被种子的局限性困扰着。

植物细胞工程的实际应用一、教学目标（一）知识目标1.理解微型繁殖和植物组织培养的联系;2.掌握作物脱毒方法、人工种子的组成和意义;3.了解单倍体育种和突变体的利用在植物组织培养上的应用。

（二）情感态度与价值观目标关注细胞工程研究发展和应用前景，增强环保意识。

（三）能力目标模型建构提升动手能力，问题引领提升分析问题、解决问题和表达交流能力。

二、教学重点难点1.教学重点：植物细胞工程在作物繁殖和育种两方面的应用。

2.教学难点：植物细胞工程在作物育种上的应用。

三、教学方法主要采取的教学方法：引导启发法，在本节课的教学中主要渗透自主探究法，小组讨论法。

四、教学过程【教学准备】磁力板模型。

设计意图：为本节教学作铺垫。

【复习引入】提问上节主要内容并模型构建。

植物细胞工程有哪些技术？哪位同学上黑板来构建植物组织培养过程图？设计意图：为本节新课的各个环节作好铺垫。

【新课教学】（一）植物繁殖的新途径微型繁殖与传统繁殖技术相比，有何特点？为什么微型繁殖能保持亲本的优良性状？为什么无性繁殖能保持亲本的优良性状？设计意图：通过讨论明确该技术的原理和特点，突出重点，突破难点。

复习旧知领悟新知。

过渡：由生姜无性繁殖易积累病毒资料引入下一个问题。

为什么要进行作物脱毒？要想使作物脱毒最佳选材部位是哪里？选择该部位最好的原因？设计意图：理解脱毒原因，识记脱毒部位。

过渡：由试管苗、脱毒苗的运输问题和自然种子实际问题引出“人工种子”。

人工种子有哪些优点？人工种子由哪些结构组成？人工种皮中应该含有的哪些有效成分？为了保证胚状体的正常生长发育，我们还在人工种皮中加入什么物质？天然种子与人工种子的主要区别是什么？设计意图：了解人工种子结构，理解人工种子特点。

通过讨论提升合作能力，语言表达能力，创造性思维能力等。

过渡：上述三种作物繁殖的新途径都只能生产原有品种，我要通过植物组织培养培育作物新品种应在哪个环节进行操作？（二）作物新品种的培育1.突变体利用：师生共同复习基因突变的定义、时期和诱变因素等，然后以黑板上学生构建的模型为载体进行分析，从而获得突变体。

2.1.2植物细胞工程的实际应用教案一、教材分析《植物细胞工程的实际应用》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2课时的教学内容。

第1节课已经学习了细胞的全能性、植物组织培养技术、植物体细胞杂交技术等三方面内容。

在此基础上，本节主要学习植物细胞工程的三方面应用，即植物繁殖的新途径、作物新品种的培育，以及细胞产物的工厂化生产等内容。

二、教学目标1．知识目标：（1）掌握微型繁殖和植物组织培养的联系（2）掌握作物脱毒、人工种子的制备过程和意义（3）了解单倍体育种和突变体的利用2．教学重点难点重点：植物细胞工程应用的实例难点：掌握作物脱毒、人工种子的制备过程三、教学方法：1．学案导学：见后面的学案。

2．理解记忆为主结合讨论的方法四、教学过程(一) 复习提问、导入新课：植物组织培养的概念、原理、过程方法、意义？植物体细胞杂交技术概念、原理、过程方法、意义？（二）导入新课（三）重难点讲解在植物微型繁殖新途径的教学中，首先可由植物组织培养技术引入，让学生回忆植物组织培养技术的基本原理和过程，思考利用这项技术能做哪些工作？再逐一讲解微型繁殖技术、作物脱毒及人工种子。

一、植物微型繁殖新途径1. 微型繁殖与无性生殖微型繁殖是用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，实际上是无性生殖的一种。

在繁殖的过程中，细胞进行有丝分裂，因此亲、子代细胞内DNA相同，具有相同的基因，因此能保证亲、子代遗传特性不变。

利用这种技术能高效快速实现种苗的大量繁殖。

2．微型繁殖与作物脱毒、人工种子作物脱毒、人工种子、单倍体育种的培育过程均有采用微型繁殖的技术。

作物脱毒主要是强调微型繁殖的取材一定是无毒（的如茎尖、根尖），才能繁殖出无毒的幼苗。

人工种子采用的还是微型繁殖的技术，但是只需培育得到胚状体、不定芽、顶芽和腋芽，包上人工种皮就可形成人工种子。

人工种子与微型繁殖得到的幼苗一样能保持亲本的优良性状，另外还可不受气候、季节和地域的限制。