专题2 细胞工程
2.1．1《植物细胞工程的基本技术》
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。
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。
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。
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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。引导学生总结细胞工程的概念及基本技术。
（三）合作探究、精讲点拨。
【问题探究】
1、 什么是细胞工程？分类？
2 、什么是植物组织培养？其原理是什么？
3、 为什么在生物正常发育过程中，每个细胞不会表现出全能性？
4、 什么是脱分化？什么是再分化？提出问题，引出细胞的全能性的复习简述植物组织培养的大体过程
5、 简述植物组织培养的大体过程？
6、 在植物组织培养的整个过程中，为什么要强调无菌操作？
7、 植物组织培养的全过程说明了植物细胞的什么特点？
8、 什么是植物体细胞杂交技术？
9、 用传统的杂交育种方法为什么不易得到两种亲缘关系较远的杂种植株？
10、 如何去除植物细胞的细胞壁？
[精讲点拨]
1．细胞工程概念
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，通过某种工程学手段，在细胞整体水平或细胞器水平，按照人们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。
[分析]应用的原理和方法：细胞生物学和分子生物学
研究的水平：细胞整体水平或细胞器水平
研究的目的：按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品
分类：植物细胞工程和动物细胞工程
[自学]植物细胞工程的原理和技术手段：
原理：细胞的全能性
常用技术手段：植物组织培养和植物体细胞杂交。
2、植物细胞工程
2．1原理： 植物细胞的全能性。
[自学] 定义：生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能的特性。
原理：生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因，从理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。
[思考] 差异：受精卵>生殖细胞>体细胞 植物细胞>动物细胞
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[思考] 植物的种子发育成完整植株，是否体现了细胞的全能性？为什么？
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，没有体现了细胞发育成完整植物体。
2.2植物细胞工程的常用技术
2.2.1．植物组织培养
（1）实验原理：植物体的根、茎、叶细胞一般都具有全能性，在一定的营养和激素条件下，可以脱分化形成愈伤组织。将愈伤组织转接到含有不同激素成分的培养上，就可以诱导其再分化生成胚状体或丛芽，进而发育成完整的小植株。
（2）实验过程：
脱分化 再分化 移栽
离体的植物组织、器官、细胞——→愈伤组织——→胚状体—→试管苗—→植株
（消毒） （诱导培养基） （分化培养基） （大田 ）
离体组织 愈伤组织 胚状体 试管苗
[思考]
①离体的器官、组织或细胞如果不进行脱分化处理，能否培养成完整植物体？
②决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是什么？
③教材P35“讨论题”
（3）概念
[学生归纳]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。
[师讲]植物组织培养使用的固体培养基的成分及琼脂的作用。
2.2.2 植物体细胞杂交
[过渡] “番茄——马铃薯”实例。
1．概念：将不同的植物体细胞，在一定条件下，融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。
2．植物体细胞杂交的过程
[自学] 植物体细胞杂交过程，
[提问]①为什么要除去细胞壁，如何除去？
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纤维素酶和果胶酶
②如何诱导原生质体融合？原生质体融合成功的标志是什么？
物理方法（离心、振动、电激）和化学方法（聚乙二醇）；再生出细胞壁。
③如何将杂种细胞培育与杂种植物？
利用植物组织培养技术将杂种细胞培养成杂交植株（脱分化和再分化）
④融合的细胞中，两两融合的细胞有几种？对融合的细胞如何处理得到所需杂交细胞。 3种；需进行筛选
3．原理：植物细胞全能性；细胞膜的流动性
4．意义：克服了不同生物远缘杂交的障碍，打破了物种之间的生殖隔离，扩大了遗传重组范围。
[思考]白菜、甘蓝是二倍体，那么获得的白菜—甘蓝是几倍体？
四倍体
（四）反思总结，当堂检测。
【知识网络体系】
概念
原理：生物学原理和分子生物学原理
水平：细胞整体水平或细胞器水平
目的：改变细胞内的遗传物质，获得细胞产品
细胞的全能性：概念、原因、大小
过程：外植体→愈伤组织→胚状体→植物体
脱分化：形成愈伤组织
再分化：植物细胞选择性表达，形成胚状体
特点：子代与亲代性状高度遗传
植物细胞工程
去细胞壁：纤维素酶、果胶酶
诱导剂：PEG
融合完成的标志：新细胞壁的形成
过程：原生质体融合+组织培养
植物体细胞杂交
植物组织培养
教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。
设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。
（五）发导学案、布置预习。
我们已经学习了植物细胞工程的基本技术，那么，植物细胞工程有哪些应用呢？在下一节课我们一起来学习植物细胞工程有应用。这节课后大家可以先预习这一部分，着重分析三个方面的应用。并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。
设计意图：布置下节课的预习作业，并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。
九、板书设计
（一）、 细胞工程：
1、 概念、
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2、 原理
3、分类
（二）、植物细胞工程
1、植物组织培养：实验过程：
脱分化 再分化 移栽
离体的植物组织、器官、细胞——→愈伤组织——→胚状体—→试管苗—→植株
（消毒） （诱导培养基） （分化培养基） （大田）
2、 植物体细胞杂交：
（1）概念、
（2）过程：
（3）原理
（4）意义
十、教学反思
本课的设计采用了课前下发预习学案，学生预习本节内容，找出自己迷惑的地方。课堂上师生主要解决重点、难点、疑点、考点、探究点以及学生学习过程中易忘、易混点等，最后进行当堂检测，课后进行延伸拓展，以达到提高课堂效率的目的。
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