2.1.1植物细胞工程的基本技术

专题2 细胞工程2.1．1《植物细胞工程的基本技术》教案一、教材分析《植物细胞工程的基本技术》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1节课的教学内容，主要学习细胞的全能性、植物组织培养技术、植物体细胞杂交技术等三方面内容，其中，植物细胞的全能性是植物组织培养的基础，而植物体细胞杂交技术又是在植物组织培养的基础上发展起来的。

lJh5GwCP1S二、教学目标1．知识目标：<1）. 简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。

<2）. 尝试进行植物组织培养。

2．能力目标：尝试植物组织培养技术，培养学生实验能力以及勇于实践的科学精神和科学态度。

3．情感、态度和价值观目标：体验植物组织培养技术，通过联系知识与生产实践的关系，激发学生对生物学科的兴趣与热爱生物学的情感。

三、教学重点难点1.教学重点<1）植物组织培养的原理和过程。

<2）植物体细胞杂交的原理。

2、教学重点植物组织培养的实验四、学情分析本节教材内容对学生来说，虽说在必修模块中学了一些细胞的知识，但仍然是一个新的领域，学习起来有一定的困难。

教师可采用学案导学、讲授为主结合讨论的方法。

lJh5GwCP1S 五、教学方法：1．学案导学：见后面的学案。

2．讲授为主结合讨论的方法六、课前预习1．请分别理出细胞全能性和植物组织培养的知识结构和层次。

2．对高一必修课中与上述两知识点有关的内容进行全面地复习。

3．找出新旧知识之间的联系与区别。

七、课时安排：1课时八、教学过程(一>预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

<二）情景导入、展示目标。

显示三幅图，教师按图讲解，以引入新课。

教师引导学生观看专题的首页的三幅图，题图的愚意是表明细胞工程是在细胞水平的操作，它包含植物细胞工程和动物细胞工程等方面。

在本章引言中通过列举细胞工程的应用，把学生带进细胞工程的科技领域。

2.1.1 植物细胞工程的基本技术练习一、单选题1．图为植物体细胞杂交过程示意图。

利用植物细胞A 和B 培育成为杂种植株。

该过程运用的技术有：①干细胞技术②细胞融合技术③细胞核移植技术④植物组织培养技术A．①②B．②④C．②③D．③④【答案】B【解析】据图分析，植物细胞A和B培育成为杂种细胞是植物体细胞杂交过程，运用了细胞融合技术，体现了细胞膜具有一定的流动性；杂种细胞形成杂种植株是植物组织培养过程，体现了植物细胞的全能性，B正确，ACD错误。

故选B。

2．利用植物体细胞杂交获得优良新品种过程中，不需要进行的是A．去除亲本体细胞的细胞壁B．选择具有优良性状的亲本C．利用灭活的病毒诱导原生质体融合D．诱导杂种细胞愈伤组织的再分化【答案】C【解析】依题文可知，植物体细胞杂交获得优良新品种包括原生质体融合及植物组织培养两个过程，由此需要选择具有优良性状的亲本，去除亲本体细胞的细胞壁获得原生质体，然后用物理法或化学法诱导原生质体融合，不需要用灭活的病毒诱导，最后诱导杂种细胞愈伤组织的再分化。

由此C正确，A、B、D错误。

故选C。

3．植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是A．植物体细胞的结构组成中不包括细胞壁B．细胞壁使原生质体失去活力C．细胞壁阻碍了原生质体的融合D．细胞壁不是原生质体的组成部分【解析】细胞壁是植物细胞结构的一部分，A项错误；细胞壁对植物细胞具有保护作用，不会使原生质体失去活力，但阻碍了原生质体的融合，因此要除去细胞壁，B项错误，C项正确；细胞壁不是原生质体的组成部分，但不是植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因，D项错误。

故选C。

4．驱蚊草含有香茅醛，能散发出一种特殊的柠檬型香气，从而达到驱蚊且对人体无害的效果。

驱蚊草是把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合培育而成的。

下列关于驱蚊草培育的叙述，错误的是A．驱蚊草的培育属于细胞工程育种，优点是克服了远缘杂交不亲和的障碍B．驱蚊草培育过程要用到纤维素酶、果胶酶、PEG等试剂或电刺激等方法C．驱蚊草培育过程不同于植物组织培养，无细胞脱分化和再分化的过程D．驱蚊草培育利用了植物体细胞杂交技术，育种原理是染色体数目变异【答案】C【解析】A、驱蚊草是把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合培育而成的，采用了植物体细胞杂交技术，属于细胞工程育种，其优点是能克服远缘杂交不亲和的障碍，A正确；B、要获得天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体，需要采用酶解法(纤维素酶、果胶酶)，诱导天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体的融合可采用化学法（PEG等试剂）或物理法(电刺激等)，B正确；C、驱蚊草培育过程不同于植物组织培养，但需要采用植物组织培养技术，因此有愈伤组织和试管苗形成，C错误；D、驱蚊草培育利用了植物体细胞杂交技术，育种原理是染色体数目变异，D正确。

§2.1.1《植物细胞工程的基本技术》教学设计一、教学目标简述植物组织培养的过程；简述植物体细胞杂交技术。

2. 能力目标通过对植物组织培养和植物体细胞杂交的过程设计，培养学生知识的迁移能力；通过植物组织培养的动手1. 知识目标简述细胞全能性的概念含义；模拟操作，培养学生的动手能力。

3. 情感目标通过学生动手体验植物组织培养，激发学生敢于实验的科学精神；通过植物体细胞杂交技术的学习，认同科学是一个不断发展的过程，激发探索生命奥秘的热情。

二、教学重难点1.植物组织培养的原理和过程。

2.植物体细胞杂交的原理。

三、教学方法多媒体课件、讲述法、讨论法四、教学过程五：板书设计§2.1.1植物细胞工程的基本技术一、植物组织培养技术1、过程：离体的植物器官、组织、细胞愈伤组织根、芽完整的植株2、原理：植物细胞的全能性二、植物体细胞杂交技术原理：1、细胞膜具有一定的流动性2、植物的细胞全能性。

§2.1.1《植物细胞工程的基本技术》学情分析“植物细胞工程的基本技术”是“人教版”高中生物学教材《现代生物科技专题》（选修3）专题2“细胞工程”的内容。

本小节的重点在于阐明植物组织培养的原理和过程、植物体细胞杂交的过程，难点是植物组织培养的实验和植物体细胞杂交过程。

植物组织培养技术涉及的主要相关内容，如细胞全能性和细胞分化，以及植物体细胞杂交技术涉及的细胞膜的流动性等知识，学生已经通过必修一和必修二的学习对相关基础知识有了一定的了解和认知，但是植物组织培养和体细胞杂交技术都是实验技术难度较高、过程抽象的现代生物技术，对学生来说仍然是一个全新的领域，学习起来有一定的难度。

为此，教学中注意利用学生的知识迁移能力，指导学生进行自主学习和小组互助学习，并借助多媒体教学手段，采用创设情境、设置问题的教学方法，让学生把困难的问题简单化。

§2.1.1《植物细胞工程的基本技术》效果分析在《必修1》细胞分化的学习基础下，学生对本节的学习效果较好，总体过程比较顺畅，学生思维敏捷，参与度很高，教学目标的达成度很高。

（建筑工程管理）植物细胞工程的基本技术2.1.1植物细胞工程的基本技术【教材内容解读】要点1细胞工程(1)概念：细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的壹门综合科学技术。

(2)分类：根据操作对象的不同，细胞工程分为植物细胞工程和动物细胞工程。

(3)植物细胞工程的基本技术有植物组织培养和植物体细胞杂交。

要点2植物组织培养（1）过程首先要通过细胞的脱分化过程，培养出愈伤组织，然后再从愈伤组织分化形成小植株。

这里所说的细胞脱分化就是让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。

在植物中，壹些分化的细胞，经过激素的诱导，能够脱分化为具有分生能力的薄壁细胞，进而形成植物的愈伤组织。

愈伤组织在壹定的培养条件下，又能够再分化出幼根和芽，形成完整的小植株。

（2）图示过程（3）原理具有某种生物全部遗传信息的任何壹个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能，也就是说，每个生物细胞都具有全能性的特点。

在理论上，生物的任何壹个细胞都具有发育成完整植株的潜力。

（4）概念植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽。

最终形成完整的植株。

（5）生物体上的体细胞不表达全能性的原因在生物的生长发育过程中，细胞且不会表现出全能性，而是分化成各种组织和器官。

这是因为在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会有选择性地表达出各种蛋白质，从而构成生物体的不同组织和器官。

（6）胡萝卜组织培养的实验方法步骤①将胡萝卜根用自来水充分洗净，削去外皮，且切成段(约10cm)。

用酒精棉球擦手消毒。

②在超净工作台(或接种箱)上将胡萝卜段用酒精溶液消毒30s后，立即用无菌水清洗2～3次，再用次氯酸钠溶液处理30min后，立即用无菌水清洗2～3次。

2．1植物细胞工程2．1.1植物细胞工程的基本技术1．细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。

2．理论上每个活细胞都具有全能性。

3．细胞全能性的大小依次是：受精卵>生殖细胞>体细胞。

4．植物组织培养的理论基础是细胞的全能性。

5．植物体细胞杂交的理论基础是细胞膜的流动性和细胞的全能性。

6．人工诱导原生质体融合的方法有物理法(离心、振动、电激)和化学法(聚乙二醇处理)。

植物细胞的全能性[自读教材·夯基础]1．细胞工程的概念2．细胞的全能性(1)含义：具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能。

(2)影响全能性表达的原因：在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会有选择性地表达出各种蛋白质，从而构成生物体的不同组织和器官。

1．请比较基因工程和细胞工程的概念，总结二者的不同。

提示：(1)操作水平：基因工程是分子水平的操作，细胞工程是细胞水平或细胞器水平的操作。

(2)目的：基因工程的目的是创造出符合人们需要的新的生物类型和生物产品，细胞工程的目的是按照人的意愿改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。

2．理论上每种活细胞都具有全能性，请分析细胞具有全能性的原因。

提示：活细胞都具有发育成该物种个体所需的全套遗传物质。

[跟随名师·解疑难]1．细胞全能性的实质已经分化的体细胞(或细胞核)仍具有本物种个体发育所需要的全套遗传物质，即每个细胞都有发育成个体所需要的全部基因。

2．细胞全能性大小的比较(1)植物细胞>动物细胞(动物细胞只有细胞核具有全能性)。

(2)受精卵>生殖细胞(精子、卵细胞)>体细胞。

(3)体细胞：分化程度低的>分化程度高的；细胞分裂能力强的>细胞分裂能力弱的；幼嫩的细胞>衰老的细胞。

(4)随着细胞分化程度的不断提高，细胞的全能性逐渐降低。

“植物细胞工程的基本技术”教学设计【教材分析】“植物细胞工程的基本技术”这一节内容隶属于人教版高中生物学《选择性必修3·生物技术与工程》第二章第一节的内容，是“细胞工程”一章的第一节第一小节内容，依次介绍了细胞的全能性、植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术3个方面的内容。

其中植物细胞的全能性是植物组织培养技术的理论基础，而植物体细胞杂交也是以植物组织培养技术为基础的，植物组织培养技术是植物细胞工程中最基本的技术。

【学情分析】由于植物微型繁殖技术的迅速发展，学生已经或多或少见识过“试管苗”“组培苗”等词语，学生已经学习了必修一细胞的结构与功能、细胞的分化和细胞的全能性，但对这些知识的实际应用还有些陌生。

【教学目标】1．知识方面：（1）细胞的全能性。

（2）植物细胞工程的主要技术——植物组织培养和植物体细胞杂交。

2．情感态度方面：（1）通过介绍植物组织培养技术、植物体细胞杂交技术，激发学生探索生命科学奥秘的兴趣，通过学习使学生达到用发展的眼光看问题、分析问题，勇于开拓、推陈出新。

（2）在植物细胞工程两种技术的学习中，渗透科学态度、科学方法和科学精神的养成教育，培养学生形成正确的的唯物主义世界观和人生观。

3．能力方面：（1）合理利用图像、资料等多媒体课件，培养学生的观察能力、分析应用能力和整合信息的综合能力。

（2）创设问题，在质疑、探究中培养学生独立思考、推理判断和创造性思维能力。

（3）通过联系生产生活实际，培养学生理论联系实际的能力。

【教学重难点】1、教学重点（1）植物组织培养的原理和过程（2）植物体细胞杂交技术的原理2、教学难点（1）植物组织培养的实验【教学过程】1、新课导入教师活动：创设情境，导入新课。

作为广东的学生都比较熟悉花市，教师课利用课件展示花市上一些美丽兰花的图片，引导学生朗读程樊的《咏怀》，感受兰花的气节。

提出问题：兰花高洁典雅，而兰花在自然条件下繁殖慢，如何能让名贵的兰花大量、快速地繁殖，从而走入寻常百姓家呢？学生活动：朗读诗句，体会兰花的观赏价值高，象征寓意好。