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視頻標簽：植物細胞工程,基本技術
所屬欄目：高中生物優質課視頻
視頻課題：人教版選修三專題二第一節《植物細胞工程的基本技術》新疆
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選修三專題二第一節《植物細胞工程的基本技術》新疆
《植物細胞工程的基本技術》教案
【教學目標】
1、知識與技能
（1）理解植物細胞的全能性； （2）說出實現細胞全能性的條件； （3）掌握植物組織培養的概念及原理； （4）簡述植物組織培養流程。 2、過程與方法
（1）嘗試自主學習和合作學習； （2）學會應用比較、歸納方法分析實驗； （3）嘗試進行實驗設計及實驗方案的寫作。 3、情感態度與價值觀
（1）參與小組合作交流，體驗合作學習的樂趣； （2）認識生物科學的價值。
【教學重點】
1、植物細胞的全能性； 2、植物組織培養的原理和過程。
【教學難點】
1、植物細胞的全能性； 2、植物組織培養的原理和過程。
【課時安排】
1課時
【教學過程】
一、新課導入
請大家欣賞屏幕上的圖片。多利綿羊的誕生。【思考與交流】學生思考，思考多利綿羊誕生所利用到的技術。介紹資料“1958年，美國科學家斯圖爾德利用胡蘿卜根部的部分細胞成功培養了完整的植株”。
二、新課學習
（一）．細胞全能性
【提問】什么是細胞的全能性？呢？
已經分化的細胞，仍然具有發育成完整個體的潛能。 【提問】植物細胞為什么具有全能性？
構成生物體的每一個細胞都含有該物種所特有的全套遺傳物質，都有發育成為完整個體
所必需的全套基因。
【提問】植物細胞具有全能性，植物體內細胞的全能性能不能表達出來呢？
這是基因在特定時間和空間條件下選擇性表達的結果。
老師總結：我們要注意，細胞全能性是細胞的一種潛在能力，這種能力只有在特定的環境中才能表現出來，而不是細胞在任何條件下都能發育成完整的個體。 【提問】全能性表達的條件（植物組織培養的條件）： 內部條件：離體細胞、組織或器官（外植體）
外部條件： 1）適宜的環境條件，例如無菌、適宜的溫度、濕度、光照等 2）培養基（一定的營養物質，激素）
【過渡】：利用細胞的全能性，怎樣把植物的一塊組織培養成一株完整的植株呢？這就涉及到植物細胞工程中最基本的技術之一——植物組織培養。下面我們就通過“胡蘿卜的組織培養”實驗來了解這一技術。 2.植物組織培養技術
（1）（課本P34頁）：胡蘿卜的組織培養
課前布置學生預習了相關的實驗原理、實驗目的、材料用具、方法步驟等內容。老師提問并介紹實驗原理、實驗目的、材料用具、方法步驟等相關內容。 ①實驗原理：植物細胞的全能性 ②實驗目的：
A．嘗試進行植物的組織培養 B．了解植物組織培養的基本原理 方法步驟
切取形成層 （外植體）→無菌接種→誘導愈傷組織的形成→形成根、叢芽→幼苗 →移栽 【提問】：在植物組培過程中，為什么要進行一系列的消毒，滅菌，并且要求無菌操作？
雜菌和培養物爭奪營養，雜菌會生成對培養物有害的物質。
【提問】：這是形成層，這些是我們切取的部位。為什么要切取含形成層部位附近的組織呢？ 老師介紹形成層細胞的特點，引導學生回憶剛剛學習的理論知識并回答：細胞全能性程度跟細胞的分化程度有的關系，得出答案：形成層細胞分裂能力最強，分化程度低，細胞全能性易表達。
老師從圖片細胞結構、功能等方面加以引導，由學生觀察并找出兩者的區別，并總結出此過程的名稱(脫分化)，以及新形成的組織名稱(愈傷組織)。
脫分化：讓高度分化的細胞，失去原來特有的結構和功能，而轉變成未分化細胞的過程，叫做脫分化。愈傷組織：離體組織或器官經脫分化后，形成具有分裂能力的無定形態的薄壁細胞，稱為愈傷組織。一段時間后將生長良好的愈傷組織轉接到分化培養基上，誘導生長發育。 展示分化出芽和根的圖片。
【講解】：此過程愈傷組織有什么變化(愈傷組織長出了根和芽)，此過程的名稱叫做什么呢？(再分化)。
再分化：愈傷組織重新進行分化，產生植物的各種組織和器官（如：根、芽），進而形成完整的植株，這個過程叫做植物細胞的再分化。
師：形成試管苗后便可移入大田栽種，形成正常植株。
【思考與交流】你們能不能根據我們上面的實驗過程，概括出植物組織培養技術的流程簡圖。
學生之間進行相互的交流，老師請一位同學到黑板上寫實驗的流程簡圖，老師根據學生書寫的情況進行點評。流程簡圖：植物材料消毒→接種到誘導培養基→誘導出愈傷組織→愈傷組織接種到分化培養基上→再分化出根、芽→完整植株→移栽到大田。
老師展示實物（包括接種組織塊、培養出愈傷組織、根分化、芽分化的實物），并作總結：胡蘿卜組織塊也是屬于高度分化的組織，利用它來培育出新的植株，首先要通過細胞的脫分化過程，培養出愈傷組織，然后再從愈傷組織分化成小植株。在愈傷組織的形成，愈傷組織再分化的過程中，生長素、細胞分裂素及其比例起到了非常重要的作用。兩者同時使用，用量比例相當時，能促進愈傷組織的生長；當生長素比細胞分裂素用量多時，有利于根的分化；當生長素比細胞分裂素用量少時，有利于芽的分化。當然使離體的植物器官、組織或細胞脫分化、再分化，要求的條件是十分嚴格的，整個實驗過程必須無菌操作，要有適宜的培養條件，以及誘導其脫分化和再分化的培養基。
【提問】：根據同學們對組織培養技術認識，那什么是植物組織培養呢？
學生思考并與老師一起歸納。
（3）植物組織培養：在無菌和人工控制條件下，將離體的植物器官、組織、細胞培養在人工配制的培養基上，給予適宜的培養條件，誘導其產生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。 （二）.植物體細胞雜交
[過渡] “番茄——馬鈴薯”實例，圖片展示。
1．概念：將不同的植物體細胞，在一定條件下，融合成雜種細胞，并把雜種細胞培育成新的植物體的技術。
2．植物體細胞雜交的過程 [自學] 植物體細胞雜交過程
[提問]①在操作的過程中首先會遇到什么障礙？（從植物細胞的結構上看） 如何用一種溫和的方法除去？
細胞壁會阻礙原生質體的融合。用酶解法去除細胞壁--纖維素酶和果膠酶
②如何誘導原生質體融合？原生質體融合成功的標志是什么？
物理方法（離心、振動、電激）和化學方法（聚乙二醇）； 再生出細胞壁。
③如何將雜種細胞培育為雜種植物？
利用植物組織培養技術將雜種細胞培養成雜交植株。
④融合的細胞中，兩兩融合的細胞有幾種？對融合的細胞如何處理得到所需雜交細胞。 3種；需進行篩選
3、原理：植物細胞全能性；細胞膜的流動性
4、意義：克服了不同生物遠緣雜交不親和的障礙，打破了物種之間的生殖隔離
5、局限性 三、課堂小結
這節課主要學習了植物細胞的全能性和植物組織培養技術。植物細胞具有全能性，在無菌和人工控制條件下，離體的植物器官、組織、細胞可脫分化產生愈傷組織，愈傷組織可再分化形成根、叢芽，最終形成完整的植株。 四、課堂練習
1.植物體細胞雜交技術去除細胞壁的原因是（ ） A、植物體細胞結構中不包括細胞壁 B、細胞壁使原生質體失去活力 C、細胞壁阻礙了原生質體融合
D、細胞壁不是原生質體的組成成分
2.植物體細胞雜交尚未解決的問題是（ ） A、去掉細胞壁，分離出有活力的原生質體
B、讓雜種植物按照人們的需要表現出親代的優良性狀 C、將雜種細胞培育成植株 D、尚未培育出屬間雜種植物
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