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7.植物组织培养-沪科教版选修3 现代生物科技专题教案教学背景植物组织培养是现代生物科技中重要的技术之一，通过体外培养植物细胞和组织，可实现植物的繁殖和栽培、遗传转化、新品种选育等目的。
因此，本课程旨在介绍植物组织培养的基本知识和技术，帮助学生了解其理论和应用，并掌握相应的实验操作技巧。
教学目标•了解植物组织培养的基本原理和技术流程。
•掌握植物组织培养的基本实验操作技巧。
•能独立进行植物组织培养实验，并准确记录实验结果。
•了解植物组织培养在现代生物科技中的应用及其意义。
教学重点•植物组织培养的基本原理和技术流程。
•植物组织培养的常用培养基和培养条件。
•植物组织培养的实验操作技巧和注意事项。
•植物组织培养在现代生物科技中的应用。
教学难点•培养过程中的多种问题的解决方法。
•掌握培养方法后对其进行变形和发挥。
教学方法•讲授法：介绍植物组织培养的基本知识和技术流程。
•实验演示法：展示植物组织培养实验操作步骤及注意事项。
•参与式学习法：学生参与植物组织培养实验操作，并记录结果及观察到的现象。
•讨论和思考：通过课后作业和小组讨论来深入理解植物组织培养的原理，以及其在现代科技中的应用意义。
教学内容第一部分：植物组织培养的基础理论1.植物组织培养的历史与发展。
2.植物组织培养的基本原理和技术流程。
3.植物组织培养的常用培养基及其配方。
第二部分：植物组织培养的实验操作1.材料准备和消毒处理。
2.培养基配制及其调节。
3.植物材料的处理和培养操作。
4.培养条件的控制和观察结果的记录。
第三部分：植物组织培养的应用1.植物组织培养在植物生物技术中的应用。
2.植物组织培养在农业生产中的应用。
3.新品种选育及其在国民经济中的应用。
教学设备和材料•植物组织培养器材和实验材料。
•PPT演示、黑板和白板。
教学评价•实验结果记录及实验报告的评估。
•课堂笔记记录和参与度的评估。
教学注意事项•实验操作时应注意安全，遵循实验操作规程。
•编写实验报告时应注明实验目的、方法、结果及分析结论。
7.植物组织培养-沪科教版选修3 现代生物科技专题教案一、教学目标1.了解植物组织培养的基本原理和技术流程；2.掌握植物组织培养的主要操作技能；3.感受现代生物科技对农业生产的重要作用；4.培养学生的科学探究能力和动手能力，培养科学精神。
二、教学内容1. 植物组织培养的基本原理植物组织培养是利用植物细胞在体外培养条件下的再生能力，进行人工控制的无性繁殖和遗传变异研究的细胞学技术。
其基本原理是将植物组织（体细胞、根、茎、叶片、花、胚、胚乳）移植到含有营养物质和激素的培养基中，使其细胞分裂、生长、发育和再生，进而获得高产、优质、抗病、抗逆等育种材料。
2. 植物组织培养的技术流程植物组织培养的技术流程包括材料准备、消毒处理、培养基配制、组织移植、药品添加、分离培养、鉴定筛选、扩繁调剂、移栽生长等步骤。
3. 植物组织培养的应用利用植物组织培养技术，可以实现植物无性繁殖、遗传转化、生物合成、二次代谢、细胞学分析、遗传改良等方面的应用。
目前，植物组织培养已广泛应用于农业、林业、园艺、药物生产和研究等领域。
4. 沪科教版选修3 现代生物科技专题教案的设计本教案主要包括教学目标、教学内容、教学步骤和教学评价四个部分。
其中，教学步骤包括介绍植物组织培养的基本原理、演示植物组织培养技术操作流程、讲解植物组织培养的应用领域和实践环节。
教学评价主要采用实验报告、在线调查和课堂测验等方式进行。
三、教学步骤1. 介绍植物组织培养的基本原理在课堂上，教师介绍植物组织培养的基本原理，强调其作为现代生物科技的重要组成部分，在农业生产中的应用前景。
此外，还要让学生了解植物组织培养的历史背景、技术方法和应用特点等内容。
2. 演示植物组织培养技术操作流程教师采用试管示教的方式演示植物组织培养技术操作流程，包括材料准备、消毒处理、培养基配制、组织移植、药品添加、分离培养、鉴定筛选、扩繁调剂、移栽生长等步骤。
同时，要求学生认真观察和记录演示过程，并提出问题和改进建议。
生物选修三第二章知识点生物是高中课程的必修科目，生物选修3的学习已经结束，生物选修三第二章知识点有哪些呢?下面是店铺为大家整理的生物选修三第二章知识点，希望对大家有所帮助!生物选修三第二章知识点总结专题2 细胞工程(一)植物细胞工程1. 理论基础(原理)：细胞全能性全能性表达的难易程度：受精卵>生殖细胞>干细胞>体细胞;植物细胞>动物细胞2. 植物组织培养技术(1)过程：离体的植物器官、组织或细胞→愈伤组织→试管苗→植物体(2)用途：微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产。
(3)地位：是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。
(二)动物细胞工程1. 动物细胞培养(1)概念：动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和繁殖。
(2)动物细胞培养的流程：取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
(3)细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。
细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互抑制时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。
(4)动物细胞培养需要满足以下条件①无菌、无毒的环境：培养液应进行无菌处理。
通常还要在培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染。
此外，应定期更换培养液，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。
②营养：合成培养基成分：糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。
通常需加入血清、血浆等天然成分。
③温度：适宜温度：哺乳动物多是36.5℃+0.5℃;pH：7.2～7.4。
④气体环境：95%空气+5%CO2。
O2是细胞代谢所必需的，CO2的主要作用是维持培养液的pH。
第二节植物组织培养1．理解植物细胞全能性的含义。
2．简述植物组织培养的过程。
(重点)3．说出植物组织培养技术的应用。
(难点)知识点一| 植物细胞的全能性与植物组织培养技术1．植物细胞的全能性(1)含义植物体的每一个活细胞都具有形成完整植物体的遗传潜能。
(2)物质基础植物体的全部体细胞都具有发育为完整个体所必需的全套遗传物质。
(3)现实表现①在植物体内，细胞分化成为不同的组织和器官。
②原因：基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果。
(4)体现全能性的必需条件①脱离原来组织器官的束缚，成为游离状态。
②一定的营养条件和植物激素的诱导。
2．植物组织培养技术(1)植物组织培养的概念①培养对象：外植体(即离体的植物器官、组织或细胞)。
②条件：a.无菌，b.含有营养物质的培养基，c.适宜的光照、温度、湿度等环境条件。
③结果：形成完整植株。
④核心：诱导脱分化和再分化。
(2)原理植物细胞的全能性。
(3)过程[合作探讨]探讨1：植物的种子能发育成完整的植株，是否体现了细胞的全能性？为什么？提示：没有，因为种子中的胚已完成了早期发育，相当于新植物体的幼体，发育成完整植株的过程，相当于植物的长大。
探讨2：美国科学家将分离得到的成熟胡萝卜根的韧皮部细胞进行培养，由单个细胞发育成了完整植株，培养过程如下图所示。
此实验说明了什么问题？提示：分化的植物细胞仍具有全能性。
探讨3：在菊花的组织培养操作完成了3～4天后，观察同一温室中的外植体，发现有的瓶内外植体正常生长，有的瓶内外植体死亡，你认为外植体死亡的原因可能有哪些？提示：接种时培养基灭菌不彻底；接种工具灼烧后未待冷却就接种外植体；培养过程中保持温度、pH 的适宜，但没有及时调整各种营养物质和激素的比例。
[思维升华]1．植物细胞全能性表达所需条件(1)体细胞未表现全能性的原因：基因的选择性表达。
(2)体现细胞全能性的条件：(1)无菌：植物组织培养成功的关键是避免微生物的污染，所有实验用具要严格灭菌，接种过程进行严格的无菌操作。
(2)取材：外植体的遗传特征、取材位置都会影响愈伤组织的再分化能力。
(3)营养比：培养基中必须含有植物生长发育所需要的全部营养物质，其中生长素和细胞分裂素用量的比例对器官的生成起决定作用。
(4)光照时期：愈伤组织培养最初避光培养，后期见光培养。
(5)培养顺序：试管苗培养，要先进行生芽培养，再进行生根培养，试管苗培养要在光照条件下进行。
1．下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是( )A．玉米种子萌发长成新植株B．小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞C．小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株D．胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株【解析】玉米种子萌发长成新植株不能体现体细胞全能性。
小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞，并没有发育成个体，所以不能体现细胞全能性。
小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株体现的是植物生殖细胞的全能性。
【答案】 D2．下图所示胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下形成试管苗的培育过程，请据图回答下列问题。
(1)要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素。
营养物质包括________和小分子有机物，激素包括细胞分裂素和________两类植物激素。
(2)此过程依据的原理是__________________。
A和B阶段主要进行的分裂方式是________，B阶段除了细胞分裂外，还进行细胞________等。
(3)此过程要无菌操作，主要是指对____________进行灭菌消毒。
B阶段需要光照，原因是____________________________。
(4)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶的叶肉细胞具有叶绿素，这是基因________的结果。
【解析】此题综合考查了植物组织培养过程，所需条件等方面的知识。
植物组织培养是用离体的植物组织、器官或细胞接种到经消毒灭菌的培养基中，培养基含有供组织细胞生长发育所需要的无机物和小分子有机物，还有供调节细胞脱分化和再分化的细胞分裂素和生长素。
由外植体发育到试管苗，脱分化阶段细胞进行有丝分裂，再分化阶段愈伤组织经细胞有丝分裂和分化形成试管苗，此阶段需要光照，原因是叶片中叶绿素的合成需要光照条件。
【答案】(1)无机物生长素(2)植物细胞的全能性有丝分裂分化(3)培养基芽发育成叶，叶片的叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件(4)选择性表达知识点二| 植物组织培养的应用1．植物快速繁殖建立植物的无性繁殖系。
2．培育无病毒植株植物分生组织的生长点细胞一般不含病毒，取生长点等无病毒部位培养，可获得大量无病毒植株。
3．生产植物产品植物在代谢过程中产生一些有机化合物，如人参皂甙、奎宁等，可用作药物、杀虫剂等。
4．制造人工种子组织培养产生的胚状体结构，外面包裹提供养分的胶囊，再包上一层具有保护功能的外膜，形成类似于种子的球状结构，可解决有些优良品种育种困难的问题。
[合作探讨]探讨1：人们利用植物的快速繁殖技术来进行工厂化育苗生产，这是利用了该项技术的哪些特点？提示：快速繁殖技术的特点：①繁殖速度快；②“高保真”(因为是无性繁殖)；③不受自然生产季节的限制(因为在具有一定人工设施的室内生产)。
探讨2：常采用茎尖组织培养技术来去除病毒，为什么？提示：在茎尖分生组织中，细胞繁殖十分迅速，病毒还来不及侵入，因此就成为植物体相对无病毒的特殊区域。
探讨3：人工种子之所以神奇，是由于它具有天然种子不可比拟的特点，想一想，它们具有哪些特点？提示：①它解决了有些作物品种某些遗传性状的改变、繁殖能力差、结籽困难或发芽率低等问题。
②人工种子可以工业化生产，提高农业的自动化程度。
③人工胚乳中除含有胚状体发育所需的营养物质外，还可以添加各种附加成分。
④用人工种子播种可以节约粮食。
[思维升华]快速繁殖与作物脱毒、人工种子、单倍体育种(1)作物脱毒、人工种子、单倍体育种的培育过程均采用快速繁殖的技术。
作物脱毒主要是强调快速繁殖的取材一定是无毒的(如茎尖、根尖)，这样才能繁殖出无毒的幼苗。
(2)人工种子采用的也是快速繁殖的技术，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。
人工种子与快速繁殖得到的幼苗一样能保持亲本的优良性状，另外还不受气候、季节和地域的限制。
(3)单倍体育种的优点是后代无性状分离，都是纯合子，能够稳定遗传，明显缩短育种年限。
单倍体育种从本质上说属于无性生殖，但这一点与快速繁殖有所区别。
单倍体育种首先要进行花药离体培养，采用的还是快速繁殖的技术，然后用秋水仙素处理，获得纯合子。
1．下列有关植物细胞工程应用的叙述不正确的是()A．植物快速繁殖具有高效、快速的特点B．用组织培养技术繁殖的植物体不产生突变C．用马铃薯、草莓的茎尖培养可获得脱毒苗D．利用组织培养获得的胚状体可制造人工种子【解析】在植物的组织培养过程中会发生细胞分裂的过程，而在细胞分裂过程中有可能会发生基因突变。
【答案】 B2．(2019·全国卷Ⅱ)植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应用。
回答下列问题。
(1)植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。
与常规的种子繁殖方法相比，这种微型繁殖技术的特点有_________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________(答出2点即可)。
(2)通过组织培养技术，可把植物组织细胞培养成胚状体，再通过人工种皮(人工薄膜)包装得到人工种子(如图所示)，这种人工种子在适宜条件下可萌发生长。
人工种皮具备透气性的作用是__________________。
人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质，因此应含有植物激素、________和________等几类物质。
(3)用脱毒苗进行繁殖，可以减少作物感染病毒。
为了获得脱毒苗，可以选取植物的________进行组织培养。
(4)植物组织培养技术可与基因工程技术相结合获得转基因植株。
将含有目的基因的细胞培养成一个完整植株的基本程序是_____________________________________________________________________________________________________________________(用流程图表示)。
【答案】 (1)能保持植物原有的遗传特性，繁殖速度快(2)有利于胚状体进行呼吸作用 矿质元素 糖(3)茎尖(4)含目的基因的细胞――→培养愈伤组织――→诱导分化小植株[课堂小结]1．通过植物组织培养( )A ．获得的植株都不会出现变异B ．可以证明高度分化的植物细胞具有全能性C ．只能将外植体培养形成愈伤组织D ．可以大量繁殖无子番茄【解析】 植物组织培养的过程：离体的植物器官、组织或细胞――→脱分化愈伤组织――→再分化幼根、幼芽―→完整的植物体。
在此过程中经过细胞的分裂、分化，在分裂的过程中可能产生变异；通过植物组织培养获得的个体与母本相同；无子番茄是用生长素类似物处理未受粉的雌蕊(或子房)得到的。
【答案】 B2．下图为植物组织培养的基本过程，则制作人工种子及生产治疗烫伤、割伤的药物——紫草素，所选用的材料的编号分别是( )①――→脱分化②――→再分化③―→④A ．④②B ．③②C ．③④D ．④③【解析】 制作人工种子应选用愈伤组织分化后的胚状体；可利用愈伤组织中的大量紫草细胞生产紫草素。
【答案】 B3．(2019·全国卷Ⅲ)培养胡萝卜根组织可获得试管苗，获得试管苗的过程如图所示。
切取洁净的胡萝卜根段→对根段进行消毒→切取1 cm 3左右带有形成层的组织块→ ① ② ③接种组织块→诱导组织块形成愈伤组织→诱导愈伤组织形成试管苗④ ⑤ ⑥回答下列问题。
(1)利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。
用分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有__________________。
(2)步骤③切取的组织块中要带有形成层，原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基，其原因是________________。
在新的培养基上愈伤组织通过细胞的________过程，最终可形成试管苗。
(4)步骤⑥要进行照光培养，其作用是___________________________________________________________________________________。
