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1、菊花的组织培养一、教学目标（一）知识与技能1、说出植物组织培养的基本原理，熟悉植物组织培养的基本过程。2、简述影响植物组织培养或花药培养的各种因素,理解细胞分化 的概念及离体植物细胞的脱分化和再分化3、通过联系农业生产实际，培养学生活学活用，理论联系实际的 能力（二）过程与方法1、尝试培养基制备、外植体消毒、接种、培养、移栽以及栽培 等基本操作技术。2、归纳MS培养基的配制方法，并设计表格比较微生物培养基与 MS培养基的配方的异同。（三）情感、态度与价值观通过阅读植物组织培养技术的发展史，课下查阅植物组织培养 技术在生产实践中应用的资料，关注学生科学态度的教育，拓展学生 视野,感受科学技术在生
2、产实践中的重要价值。2新设计1、教学方法:启发引导一一自主学习（知识竞赛形式检测：见附件:菊花的组织培养知识竞赛比赛规则）“立体引学”即“教师启发引导-学生自主学习教学程序简 化为“提出问题一探索引导一自主解答一矫正强化”。教学过程第一 步课题引入;第二步呈现知识结构;第三步围绕“知识结构”提出一个 个问题，引导学生一个个解决。特别要注意提出的问题要与学生原有 知识有机接轨，新学知识在原有知识基础上生长、发展、创新。2、教学辅助：引学案，多媒体。3、教学课时安排：第1课时:完成基础知识教学，植物组织培养的基本过程及影响 因素、HS培养基配制；第2课时:完成外植体消毒、接种、培养、移栽、栽培;结
3、果分析、 课题延伸,观看整个培养的视频【实验计划:3课时。本课题耗时较长，有关培养基母液的配制、 培养基高压灭菌、组培苗的培养和继代以及栽培管理等工作，可在课 下进行。如果课时紧张，外植体的消毒和接种也可以在课下进行。课 上学生只需做一些关键步骤的操作，如愈伤组织的继代、分化转瓶、 丛芽继代、生根转瓶等。大山栽培或盆栽管理工作可以在课外组织同 学来做。】3学情分析学生已学习专题二微生物的培养与应用，对培养基配制、无菌操 作技术有一定基础；已修完必修课一二三模块,具有该课题的相关理 论知识，如细胞的分化、细胞的全能性、植物激素的调节作用、单倍 体育种等。4重点难点植物组织培养过程中使用的无菌技术
4、五、教学过程活动1【讲授】教材讲解导入（约5min）大自然中存在着种十分有趣的植物生殖现象，现在就让我们一 起来看一看。（插入自然界中无性生殖的视频，约4min）o视频中这种 不经过两性生殖细胞的结合直接由母体产生新个体的生殖方式不仅 大大地缩短了植物生长周期，更重要的是保留了母本的优良性状。如 何在更多领域中最大程度的利用植物的这一特性，促发了一代又一代 科学家去思考、去解释、去研究。1902年,有一位德国的植物学家曾大胆地预言：“植物的体细胞 在一定条件下，可以如同受精卵一样,具有潜在的发育成植株的能力”。 经多年探索，该预言已经通过组织培养在多种植物身上得到了证实。 如今，植物组织培养已
5、不再神秘莫测,而发展成为了一门常规技术，今 天就让我们拉开这层面纱看看她的真实面目。基础知识冋顾（约15min）一、复习回顾一一细胞全能性（概念、生物未表达全能性的原因、 实现的条件）斯图尔德的实验结果在生物学界引起了很大的震动，它不仅证实 徳国科学家的预言，同吋也表明了己经高度分化的植物细胞仍然具有 发育成完整植株的能力,我们将这种能力称为细胞全能性。师问：在必修一中我们已接触过细胞全能性，那么请大家围绕以下四个问题，思考细胞全能性在本节植物组织培养中的重要意义:%1 已经分化的细胞还有全能性吗？为什么？%1 所有细胞都有全能性吗?有例外吗？%1 细胞的全能性高低相同吗？%1 生物个体内的各
6、种细胞并没有表达全能性，为什么？细胞的全 能性怎样才能实现？学生回答一一%1 因为已经分化的细胞仍然具有该生物的全套遗传信息，故有全 能性。%1 举例一一请大家思考:植物的导管细胞、人的成熟红细胞有全 能性吗？为什么？学生讨论回答一一没有全能性，因为导管细胞是死细胞、人的成 熟红细胞无细胞核%1 思考一一体细胞，生殖细胞和受精卵，植物细胞和动物细胞相 比谁的全能性高？学生讨论冋答一一全能性:受精卵大丁生殖细胞大丁体细胞;植 物体细胞大于动物体细胞。小结:受精卵生殖细胞如花粉、蜜蜂的卵细胞体细胞;植物体细 胞动物体细胞。动物体细胞分化程度高，但细胞核仍具有全能性，如“多利羊”。 学生实战练习：以
7、下举例哪些全能性己表达?为什么？A、玉米种子长成植株;B、癌细胞体外繁殖数代;C、病毒增殖数代;D、细菌分裂N次；E、DNA扩增1000次；F、棉花叶肉细胞培养 成抗虫棉植株学生讨论回答一一F判断的关键是细胞全能性的含义：已分化的 细胞f生物个体师问：实际上在生物个体内的各种细胞并没有表达全能性，为什 么？细胞的全能性怎样才能实现？学生讨论回答一一在生物体内的各种细胞在特定的条件下，通过 基因的选择性表达已构成不同的组织和器官。细胞全能性的实现需要 条件:离体、营养、植物激素、无菌条件、适宜的PII、温度、光照等。二、复习冋顾一一细胞分化（概念、特点、意义、实质）在我们生物必修一中曾介绍到:1
8、958年,美国科学家斯图尔德 （F. C. Steward）将胡萝卜韧皮部的一些细胞进行培养，最终得到了完师问：我们都知道植物体在个体发育过程中将形成不同的细胞 和组织，从细胞学的角度来看，这是什么原因呢？（引出细胞分化）学生回答在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，叫细胞分化。师问：它有什么特点呢？学生回答一一%1 持久性:细胞分化贯穿于生物体整个生命进程中，在胚胎期达 到最大程度%1 稳定性和不可逆性:一般来说，分化了的细胞将一直保持分化后的状态，直到死亡%1 普遍性:生物界普遍存在，是生物个体发育的基础。师问：细胞分化有什么意义？学生
9、回答一一细胞分化是生物个体发育的基础。多细胞生物体 在生长发育过程中，如果仅仅有细胞的增殖，而没有细胞的分化，就不 可能形成具有特定形态、结构和功能的组织和器官，生物体也就不可 能正常发育。使多细胞生物体中的细胞走向专门化，有利于提高各种 生理功能的效率。师问:就一个个体来说,各种细胞具有完全相同的遗传信息，但 形态、结构和功能却有很大差异?这又是怎么回事呢？（引岀细胞分化 的实质，引发学生的回顾、思考、讨论）学生回答一一细胞发生分化是因为在个体发育过程中，不同的细 胞中遗传信息的执行情况不同引起的。即在不同细胞中选择表达执行 的基因不同（或者说是基因的选择性表达）O学生实战练习：人体的肌肉细
10、胞、肝脏细胞、胰岛细胞等形态结 构功能不同,其直接原因是 蛋白质（酶）不同根本原因是 基因的选 择性表达学生总结整理：具有某种生物全套遗传信息的任何一个活细胞，都具有发育成完 整个体的能力，即每个生物细胞都具有全能性。但在生物体的生长发育过程中并不表现出来，这是因为在特定的时间和空间条件下，通过基因的选择性表达，构成不同组织和器官。当植物细胞离体、并在一定的营养物质、激素和其他外界条件下, 就可能表现出全能性、发育成完整植株。植物组织培养的基本过程（约lOmin）用文字与箭头表示:植物组织培养的过程。脫分化再分化离体的槓物著言、组织或细施 fl愈筋组织& 丄一根、芽滋素植物体师问：什么叫脱分化
11、（去分化）？学生冋答（齐声朗读）一一由高度分化的植物组织或细胞产生愈 伤组织的过程，乂叫去分化。师问：什么叫再分化？学生回答（齐声朗读）一一脱分化产生的愈伤组织继续进行培养, 又可以重新分化成根或芽等器官,这个过程叫再分化。师问：愈伤组织有什么特点？学生讨论回答一一愈伤组织是通过细胞分裂（有丝分裂）形成的, 其细胞排列疏松而无规则，高度液泡化呈无定形状态的薄壁细胞。师问:在上面的矩形框中出现的外植体以及在我们阅读一些植物 组织培养的资料时常常会看到的胚状体，大家知道他们是什么含义 吗？外植体:用于离体培养的植物器官或组织片段。胚状体：由愈伤组织中的薄壁细胞不经有性生殖过程，直接产生 的类似于胚
12、的结构。影响植物组织培养的因素（约lOmin）引入:古蔺素有“走马古蔺闻兰香”的美誉,兰花的价格近年来持 续走高，就在去年的泸州市兰花节上-株名为“日月星辰”的水晶红 素花卖到12万，在泸州曾经还发生过震惊一时的兰花盗窃案。如果采 用植物组培技术培育兰花,价格还会这么高吗?实际科研中发现兰花 的组培困难，那么影响植物组培的有哪些因素呢？(1) 材料:植物的种类、材料的年龄和保存时间的长短等都会 影响实验结果。菊花组织培养一般选择未开化植物的茎上部新萌生的 侧枝作材料。思考:一般來说，容易进行 无性 繁殖的植物容易进行组织培养。思考:选取生长旺盛嫩枝进行组培的原因是生长状况好，容易 诱导脱分化和
13、再分化。教师引导小结:选择外植体时需要考虑的一些因素及说明：考虑的因素说明：1外植体的年龄一般情况外植体的年龄越小，分化的程度越小，组培的成功率就 越高，因此，尽量选择幼嫩的植物组织或器官作为外植体2. 外植体的大小外植体很小和很大都不合适，很小的外植体极容易死亡，很大的 外植体不容易消毒，因此，要选择大小适中的外植体。例如，如果用菊 花的芽进行组培,选取的芽可为3mm左右3. 外植体所在的部位一般选择植物的芽尖、根尖或幼嫩的茎作为外植体，这些部位的组织分裂能力强，容易形成愈伤组织4 外植体的外观形态由丁外植体的消毒工作非常重要，因此，要选择那些表面相对光 滑容易消毒的外植体较好(2) 营养:
14、常用的培养基是MS培养基，其中含有的大量元素是N、 P、S、K、Ca、Mg,微量元素是 Fe、Mn、B、Zn Cu、Mo、Cl、Ni、I、 Co,有机物有甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等。搜索百度:MS培养基的由来？MS是穆拉希吉(Murashige)和斯库克(Skoog)两位科学家第一个 字母的缩写,他们于1962年为烟草细胞培养设计的，其特点是无机盐 和离子浓度较高，是较稳定的离子平衡溶液，它的硝酸盐含量高，其养 分的数量和比例合适，能满足植物细胞的营养和生理需要，因而适用 范围比较广，多数植物组织培养快速繁殖用它作为培养基的基本培养 基。由此，这种培养基就用他们的名字来命名了。P33旁
15、栏思考:你能说出各种营养物质的作用吗？同专题2中微生 物培养基的配方相比,MS培养基的配方有哪些明显的不同？学生讨论回答一一微量元素和大量元素提供植物细胞生活所必需的无机盐;蔗糖 提供 碳源，同吋能够维持细胞的渗透压;甘氨酸、维生素等物质主要 是为了满足离体植物细胞在正常代谢途径受到一定影响后所产生的 特殊营养需求。微生物培养基以有机营养为主。与微生物的培养不同,MS培养 基则需提供大量营养，无机盐混合物包括植物生长必须的大量元素 和微量元素两大类。(3) 激素:在培养基中需要添加 生长素和细胞分裂素等植物激 素,其浓度、使用的先后顺序、用量的比例等都影响结果。学生回顾:必修三:第三章植物激素，生长素的作用？细胞分裂素的作用？参考资料:组培中常用的植物生长调节剂的类型及作用。调节剂生长素类细胞分裂素类名称2, 4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)、荼乙酸(NAA)、卩引喙丁酸(IBA)等激动素(KT)、6-节基腺卩票吟(BA或6-BA)、玉米素(ZT)等浓度范围0. 0广5mg/L0. 510mg/L作用促进细胞的伸长和分裂,促进愈伤组织和根的形成促进细胞的横向生长和分裂，促进芽的分化和形成看
