植物细胞工程-蚌埠一中生物资源网生物资源首页

1、.：.；高考资源网植物细胞工程一、教学目的1. 简述植物组织培育和植物体细胞杂交技术。2. 列举植物细胞工程的实践运用。3. 尝试进展植物组织培育。二、教学重点和难点1.教学重点1 植物组织培育的原理和过程。2 植物体细胞杂交的原理。3 植物细胞工程运用的实例。2.教学难点植物组织培育的实验。三、教学战略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，但依然是一个新的领域，学习起来有一定的困难。教师可采用讲授为主结合讨论的方法进展教学。详细建议如下。在细胞的全能性及细胞分化的本质、植物组织培育技术这部分内容的教学中，首先可用教材上的菊花图引入本节的标题，同时提出一个问题为什么植物的

2、一个花瓣就可以培育出完好的植株呢？以引入本节课的第一个问题细胞的全能性及分化。关于细胞的全能性和细胞分化这部分内容，由于学生在必修模块中学过，所以可以提问的方式让学生回想，教师再根据学生的回答情况按教材上的内容进展讲解。然后再经过“怎样把植物的一个花瓣培育成完好的植株这个问题引入本节课的重点及难点问题植物组织培育技术。教材这部分的内容是经过实验“胡萝卜的组织培育来进展讨论和总结的，该当尽量发明条件完成这个实验。在不具备完成该实验条件的学校，可以带着学生观赏组培实验室，或让学生观看植物组织培育技术的录像片。同时结合教材的讨论题进展教学，还可再补充两个问题：1离体的器官、组织或细胞假设不进展脱分化

3、处置，能否培育成完好植物体？2决议植物细胞脱分化、再分化的关键要素是什么？在植物体细胞杂交技术及植物繁衍的新途径的教学中，首先可经过教材上的番茄马铃薯实例引入，让学生思索20世纪60年代，一些科学家提出这样一个想象：让番茄与马铃薯杂交，培育出地上结番茄果实，地下结马铃薯块茎的植物。假设要实现这一想象，他以为可以采用哪些方法？这样一来一下子就把学生吸引到本节课要处理的问题植物体细胞杂交技术上。随后让学生分析植物体细胞杂交技术的概念，再根据此概念，结合学生原有的植物细胞构造特点、酶的特性及新学习的植物组织培育技术的知识来回答下述问题：1要想让两个不同植物的体细胞交融在一同，遇到的第一个妨碍是什么？

4、2有没有一种温暖的去细胞壁的方法？3假设两个来源不同的原生质体发生交融构成了杂种细胞，下一步该对此细胞做何种处置？4如何将杂种细胞培育成杂种植株？与学生一同讨论后，再按教材上的植物体细胞杂交技术流程图进展总结，重点讲解以下内容。 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交融，可真正在实践操作过程中，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同，让它们自在交融，再从中挑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，如不作任何处置，把它们放在一同，让它们自然交融是不能够的，所以原生质体间的交融必需求人工诱导。最后要特别强调植物体细胞杂交技术的意义

5、，以及植物体细胞杂交已获得的进展和尚未处理的问题，使学生认同科学是一个不断开展的过程，激发学生探求生命科学奥妙的兴趣及勇于质疑的科学精神。在植物繁衍新途径的教学中，首先可由植物组织培育技术引入，让学生回想植物组织培育技术的根本原理和过程，思索利用这项技术能做哪些任务？再逐一讲解微型繁衍技术、作物脱毒及人工种子。微型繁衍技术的特点教师需从教材中提炼出来： 繁衍速度快；“高保真由于是无性繁衍； 不受自然生长季节的限制由于在具有一定人工设备的室内消费。 关于植物组织培育的其他运用，该当参照教材的思绪，先引见消费实际中遇到的问题，阐明社会消费的实践需求，再引见科技人员是如何运用植物组织培育技术处理这些

6、问题的。例如，关于在作物脱毒中的运用，应领先引见长期进展无性繁衍的作物，易积累感染的病毒，导致产量降低，质量变差，而植物的分生区普通不会感染病毒，用分生区的细胞进展组织培育，就能得到大量的脱毒苗。这样进展教学，一是可以让学生更好地了解先进技术的运用价值，二是可以调动学生的学习兴趣，三是有利于培育学生分析问题、处理问题的才干。在细胞产物的工厂化消费的教学中，虽然此内容是植物组织培育技术在另一方面的重要运用，但由于学生对此内容易于了解，所以教师可先让学生阅读教材，再结合资料分析，师生共同讨论资料分析中的讨论题。四、答案和提示2.1.1植物细胞工程的根本技术一 思索与探求1.为什么“番茄马铃薯超级杂

7、种植株没有如科学家所想像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？提示：1978年，梅尔彻斯Melchers等人初次获得了马铃薯与番茄的属间体细胞杂种。他们将培育的二倍体马铃薯品系和番茄叶片细胞进展交融，所产生的杂交株被称为“马铃薯番茄。像大多数杂种一样，杂交株同时具有马铃薯和番茄的形状特征。其中一些植株构成了“类似块茎的生殖根，但是没有产生可结实的花、果实以及真正意义上的块茎。到目前为止“马铃薯番茄一类的体细胞杂交植物还不能产生经济效益，但是其研讨价值不可忽视。至于马铃薯番茄没有像人们料想的那样地上长番茄、地下结马铃薯，主要缘由是：生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，所以马铃薯

8、番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达遭到相互关扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯就是很自然的了。2.自然界中有一种含有叶绿体的原生动物眼虫，阐明植物的细胞器同样可以在某些动物细胞中存活，请讨论：动物细胞与植物细胞之间可以实现杂交吗？假设实际上可行，请设计出详细实验方案。提示：根据眼虫的特点，动物细胞和植物细胞之间在实际上是可以实现杂交的。详细的实验方案可以设计如下：二 正文中讨论题【实验 胡萝卜的组织培育】1.在组织培育实验中，为什么要强调所用器械的灭菌和实验人员的无菌操作？提示：植物组织培育中用到的培育基

9、含有丰富的营养成分，有利于培育物的生长，然而各种杂菌同样也可以在上面迅速生长，所以植物组织培育过程中污染景象经常发生。培育基一旦被污染，迅速生长的各种杂菌不但会和培育物争夺营养，而且这些杂菌生长的过程中会生成大量对培育物有害的物质，导致培育物迅速死亡。呵斥培育基污染的要素有很多，普通包括：外植体带菌、培育瓶和各种器械灭菌不彻底、操作人员操作不规范等。所以在组织培育实验中用到的植物资料和各种器械都要进展彻底地灭菌，实验人员操作一定要规范，防止带入杂菌。2.在本实验中，切取胡萝卜块根时强调要切取含有构成层部分，缘由是这部分容易诱导构成愈伤组织。请思索一下，胡萝卜的其他部分如茎、叶、花，能否也能培育

10、成小植株，他能用实验的方法进展验证吗？提示：胡萝卜的其他部分如茎、叶、花也能培育再生构成小植株，只是诱导愈伤组织比较困难。可以让学生参考利用胡萝卜根进展组织培育的实验，尝试设计出利用胡萝卜的茎、叶、花进展组织培育的实验流程。3.请根据上面的实验过程，概括出植物组织培育技术的流程简图。提示：2.1.2植物细胞工程的实践运用一 思索与探求1.经过查阅资料，请他再列举出植物组织培育技术在我们生活中的另外一些运用。提示：a. 挽救濒危植物；b. 提供食品制造的原料； c. 利用愈伤组织进展转基因操作。2.请查阅植物人工种子制备技术的详细过程，设计出制备技术的主要流程图。提示：诱导植物愈伤组织体细胞胚的

11、诱导体细胞胚的成熟体细胞胚的机械化包裹贮藏或种植3.请查阅相关文献，设计出一种植物花药组织培育和染色体加倍的实验流程。提示：花药花粉细胞培育愈伤组织分化出小植物单倍体植株正常植株二 正文中讨论题1.人们利用植物的微型繁衍技术来进展工厂化育苗消费，这是利用了该项技术的哪些特点？提示：植物“微型繁衍技术具有高效性和可以坚持种苗的优良遗传特性的优势。工厂化大规模育苗消费正是利用了植物“微型繁衍技术的这两方面优势。利用植物“微型繁衍技术我们可以在短时间中获得大量的优质种苗。2.人工种子之所以神奇，是由于它具有天然种子不可比较的特点，想一想它们具有哪些优点？提示：人工种子的优点：1天然种子由于在遗传上具

12、有因减数分裂引起的重组景象，因此会呵斥某些遗传性状的改动；天然种子在消费上受季节限制，普通每年只繁衍12次，有些甚至十几年才繁衍一次。而人工种子那么可以完全坚持优良种类的遗传特性，消费上也不受季节的限制。2试管苗的大量贮藏和运输也是相当困难的。人工种子那么抑制了这些缺陷，人工种子外层是起维护作用的薄膜，类似天然种子的种皮，因此，可以很方便地贮藏和运输。3.人工种皮是保证包裹在其中的胚状体顺利生长成小植株的关键部分，请讨论人工种皮中应该具有的有效成分是什么？为了促进胚状体的生长发育，我们还可以向人工种皮中参与哪些物质？提示：针对植物种类和土壤等条件，在人工种子的包裹剂中还可以参与适量的营养、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等。为了促进胚状体的生长发育，还可以向人工种皮中参与一些植物生长调理剂。4.高效抗癌的药物紫杉醇，虽然能造福人类，但却为濒危的红豆杉带来一场灭顶之灾。以“我们能否利用植物组织培育技术大量消费紫杉醇，从而挽救红豆杉为题，与同窗展开讨论，说出植物组织培育技术在节约资源、维护环境方面的重要意义。提示：可以利用植物组织培育技术来大量消费紫杉醇。如今国内外的科学家们正在研讨利用植物细胞培育技术来大量培育红豆杉细胞，希望利用这种方法来大量消费紫杉醇。国内外许多实验室开展了用组织培育法消费紫杉醇的研讨，红豆杉属的