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1、第二节 植物的克隆【教学目标】知识与能力方面：1.简述植物细胞全能性的含义2.简述植物组织培养的程序3.说出植物克隆成功所需的条件4.简述植物细胞培养和器官培养的方法和意义5.简述植物细胞工程的概念、操作过程和应用过程与方法方面： 通过小组合作或者自学的方法，总结植物克隆技术流程，发展合作学习和自学能力。情感态度、价值观方面： 认同细胞生物学基础理论研究与技术开发之间的关系，体会S（科学）、T（技术）、S（社会）三者之间的相互关系。【教学重点】 植物组织培养的理论与过程【教学难点】 脱分化的概念，植物体细胞杂交。【教学方法】 讲授与自学相结合。【教学课时】 2课时。【教学过程】（导入新课）师：
2、引导学生观看课件首页的三幅图，这都是通过植物组织培养获得的试管苗。师：为什么植物的一团组织或以个细胞就可以培育出完整的植株呢？生：因为植物细胞具有全能性。小组讨论以下问题，并派代表回答： 1、什么是细胞的全能性？表现全能性的条件？细胞的全能性是指已分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能，原因是生物体的每一个细胞都含有本物种的全套遗传物质，都有发育成完整个体的全套基因。植物细胞表现出全能性的必要条件：离体、提供营养物质、激素及其他适宜条件。2、生物体内的细胞为什么没有表现出全能性，而是分化成不同的组织器官？在生物体内，由于基因的选择性表达，细胞不能表现出全能性，而是分化成为不同的组织器官。（提出
3、问题）如何把植物的一个细胞培育出完整的植株呢？（学生活动）阅读课文，师生共同绘出植物组织培养的流程图。（总结归纳）1植物组织培养的过程，概括来说就是：离体的植物器官，组织或细胞脱分化形成愈伤组织，再分化根、芽，最终形成植株的过程。这个过程中有一个关键的概念，脱分化。脱分化的是怎么发生的？脱分化的概念：分化的细胞经诱导后，失去特有的结构功能转变成末分化的细胞的过实程。实质：是恢复细胞的全能性的过程（脱去细胞分化）。脱分化的结果是什么？形成愈伤组织。2.植物组织培养中用到的培养基含有丰富的营养成分，有利于培养物的生长，然而各种杂菌同样也可以在上面迅速生长，所以植物组织培养过程中污染现象经常发生。培
4、养基一旦被污染，迅速生长的各种杂菌不但会和培养物争夺营养，而且这些杂菌生长的过程中会生成大量对培养物有害的物质，导致培养物迅速死亡。植物组织培养流程图来源:学科网3.离体的器官、组织或细胞如果不进行脱分化处理，能否培养成完整的植物体？不能，因为细胞已经分化，失去了分裂能力。4.决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是什么？植物激素的种类和比例。特别是生长素和细胞分裂素的协同调控作用在组培中非常重要，被称为“激素杠杆”。植物组织培养一般用于植物的快速繁育，还可以用来培育脱毒植株，有时如果培育到愈伤组织就一直传代下去的话，还可以用来生产紫草素等药物。（提出问题）20世纪60年代，有的科学家提出这样一
5、个设想：让番茄和马铃薯杂交，培育出一种地上结番茄果实，地下结马铃薯块茎的植物。这就要用到植物体细胞杂交技术。植物体细胞杂交技术是如何操作的？（学生活动）阅读课文，小组合作绘出流程图并说明每一步骤的目的。(总结归纳)1两个来自不同植物的体细胞完成融合，遇到的第一个障碍是什么？去除细胞壁。有没有一种温和的去细胞壁的方法？用纤维素酶和果胶酶专一性的去掉细胞壁，而不损伤原生质体。2.以上就是植物体细胞杂交技术的第一个关键步骤，过程二关键步骤如何？细胞壁去除之后，另一个关键关键环节就是原生质体融合，而把原生质体的放在一起是不会自然融合的，必须用到一定的技术进行人工诱导。人工诱导的方法：物理法：离心.振动
6、.电激。化学法:聚乙二醇(PFG)作诱导剂说明： 流程图中为了简化，仅画了一个马铃薯的原生质体与一个番茄的原生质体之间的融合，可真正在实际操作过程中，是把许多马铃薯的原生质体和许多番茄的原生质体放在一起，让它们自由融合，再从中筛选出所需的杂种细胞。 由于不同种的细胞其细胞膜的特点不一样，如不作任何处理，把它们放在一起，让它们自然融合是不可能的，所以原生质体间的融合必须要人工诱导。3.如果两个来源不同的原生质体发生融合形成了杂种细胞，下一步该对此细胞做何种处理？利用植物组织培养技术，培育成新的植物体（所以说植物组织培养技术是植物细胞工程的基础）。4.植物体细胞杂交技术的意义如何？克服远源杂交不亲
7、和的障碍，培育出自然界中没有的、具有优良品质的新品种。现已有的成果：白菜-甘蓝、番茄-马铃薯等。但目前遇到的普遍问题是杂种植株的基因表达并不是完全成功的，获得的番茄-马铃薯植株并不能地上结番茄，地下结马铃薯，这说明来自异种的基因在表达时还是互相影响的，所以我们要加强基础理论的研究，弄清楚基因表达的调控机理，将来一定等得到地上结番茄，地下结马铃薯的番茄-马铃薯植株。【板书设计】 原理：植物细胞的全能性 过程：离体脱分化形成愈伤组织再分裂再分化植物组织培养 胚状体植株 培养基：水、无机盐、蔗糖、植物激素（生长素和细胞分裂素）、琼脂 应用：快速繁育、脱毒植株、生产植物性产品 植物的克隆 过程：异种植
8、物细胞去壁融合再生壁杂种细胞植物体细胞杂交 植物组织培养杂种植株 应用：打破远缘杂交不亲和的障碍，获得杂种植株 【随堂练习】1.下列有关细胞全能性的含义，正确的是：A.每个生物体内的所有细胞都具有相同的功能B.生物体内的任何一个细胞可以完成该个体的全部功能 C.生物体的每一个活细胞都具有发育成完整个体的潜能 D.生物体的每个细胞都经过产生、分裂、生长、衰老、死亡的全过程2.在生物体内，细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织、器官，是因为： A.细胞丧失了全能性B.基因的表达有选择性C.不同的细胞内基因不完全相同 D.在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生了变化3.在离体的植物器官、组织或细胞分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的（ ） A消毒灭菌 B适宜的温度 C充足的光照 D适宜的养料和激素4植物体细胞杂交尚未解决的问题有（ ） A去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体 B将杂种细胞培育成植株 C让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状 D尚未培育出属间杂种植物【布置作业】完成学案和作业本上内容。【教学反思】植物组织培养在必修一时就已经简单介绍过，所以学生都比较熟悉，但我们在教学中一定要注意不能仅停留在必修一的层次，对技术流程可以由学生总结，锻炼他们的自学能力，而关于分化和脱分化的原因，要从基因层次来探讨，这样就可以上升到比必修一的要求高的层次。用心 爱心 专心
