新教材同步备课2024春高中生物第2章细胞工程第1节植物细胞工程1.1植物细胞工程的基本技术教案新人教版选择性必修3

2.1植物细胞工程一植物细胞工程的基本技术一、教学目标1.概述细胞的全能性，阐明植物细胞工程的主要技术——植物组织培育和植物体细胞杂交。2.通过介绍植物组织培育技术、植物体细胞杂交技术，激发学生探究生命科学奇异的爱好，通过学习使学生达到用发展的眼光看问题、分析问题，勇于开拓、推陈出新。3.在植物细胞工程两种技术的学习中，渗透科学看法、科学方法和科学精神的养成教化，培育学生形成正确的唯物主义世界观和人生观。4.通过联系生产生活实际，培育学生理论联系实际的实力。二、教学重难点1.教学重点（1）植物组织培育的原理和过程。（2）植物体细胞杂交技术的原理。2.教学难点（1）植物组织培育的试验。三、教学过程【新课导入】老师利用课件展示一些兰花的图片，并让学生自我阅读教材第34页“从社会中来”，思索教材中最终提出的问题，然后老师通过介绍植物细胞工程的基本技术，让学生明确解决这一问题的思路，引导学生学习对应的学问内容。“其芽葺葺，其叶青青，犹绿衣郎，挺节独立，可敬可慕。迨夫花开,凝晴瀼露,万态千妍,薰风自来,四坐芬郁，岂非入兰室乎!岂非有国香乎!”这是我国历史上第一部兰谱——《金漳兰谱》（宋·赵时庚）中对兰花的一段描述。从古至今，我国人民都把兰花看作高洁、高雅的象征，许多人宠爱兰花。但是兰花种子通常发育不全，在自然条件下萌发率极低；传统分株繁殖的方法又存在繁殖周期长，繁殖率低等问题，假如靠自然繁殖，兰花的价格可想而知了。如何能让珍贵的兰花大量、快速地繁殖，从而走入寻常百姓家呢？探讨：如何能让珍贵的兰花大量、快速地繁殖，从而走入寻常百姓家呢？提示：利用植物组织培育技术可以大量、快速地培育兰花。兰花是欣赏植物中最常见的一类依靠植物组织培育繁育种苗的植物，其组培苗的数量约占欣赏植物组培苗总量的40%植物细胞工程的理论基础是什么?（全能性）【新课讲授】（一）植物细胞工程的基本技术老师组织学生阅读教材第34页“植物细胞的工程的基本技术”的相关内容，结合“从社会中来”思索探讨，提问：1.植物组织培育的基本原理是什么？2.什么是细胞的全能性？3.体细胞具有全能性的根本缘由是什么？学生带着问题去阅读教材，并小组成员之间相互探讨，得出答案。通过分析探讨，使学生对本节的内容学习由浅入深，加深学生对植物组织培育基本原理的理解。学问梳理：1.细胞的全能性（1）概念：细胞经分裂和分化后，照旧具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。（2）缘由：一般来说，生物体的每个细胞中都含有发育成为完整个体所需的全部遗传信息。（3）细胞全能性的比较：①受精卵＞生殖细胞（卵细胞＞精子）＞体细胞；②植物细胞＞动物细胞；③幼嫩的细胞＞苍老的细胞；④分化程度低的细胞＞分化程度高的细胞；⑤分裂实力强的细胞＞分裂实力弱的细胞。（二）植物组织培育技术老师利用课件介绍植物组织培育的概念和流程，并展示流程图，让学生加深植物组织培育的过程，并通过自己动手操作“菊花的组织培育”让学生对植物组织培育的流程形成直观的相识，并促进他们理解和驾驭相关概念。学问梳理：（1）概念：植物组织培育是指将离体的植物器官、组织或细胞（称为外植体）等，培育在人工配制的培育基上，赐予相宜的培育条件，诱导其形成完整植株的技术。（2）原理：植物细胞的全能性。（3）过程：外植体是指离体的植物器官、组织、细胞或原生质体。植物的茎尖、幼嫩的叶片、花药是常用的外植体。①愈伤组织：不定形的薄壁组织团块。细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、呈无定形态态的薄壁细胞团。留意：无叶绿体，可进行有丝分裂②脱分化：在确定的激素和养分等条件的诱导下，已经分化的细胞失去其特有的结构和功能，转变为未分化的细胞，进而形成愈伤组织的过程。③再分化：脱分化产生的愈伤组织接着进行培育,又可以重新分化成胚状体、根、芽等，这个过程叫做再分化。④相宜的培育条件：离体、无菌条件、种类和比例相宜的养分物质、植物激素（主要是生长素和细胞分裂素）的诱导和调整、相宜的外界条件（温度、pH、光照等）。脱分化过程一般不须要光照、再分化过程须要光照。生长素/细胞分裂素＞1，有利于根的分化；＜1，有利于芽的分化；=1，促进愈伤组织的形成。老师拿出提前打算好的试验材料，并以小组为单位，分发不同时期的试验材料，让学生进行视察，通过视察植物组织培育试验中不同时期的试验材料，让学生写出植物组织培育的基本流程，并让学生阅读教材中的试验过程，通过阅读试验内容和视察试验不同时期的生长状况，让学生更直观的对植物组织培育的认知，并促进他们理解和驾驭相关概念。探究•实践：菊花的组织培育观看视频《菊花的组织培育》，通过视频初步了解菊花组织培育过程，提出问题，学问点归纳梳理。1.原理：2.目的要求：（1）了解植物组织培育的基本原理（2）了解生长素和细胞分裂素的浓度、用量比例对菊花愈伤组织形成和分化的影响（3）尝试进行植物组织培育3.方法步骤：（1）制备外植体（2）接种到诱导愈伤组织培育基（3）接种到诱导生芽培育基（4）接种到诱导生根培育基脱分化：将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培育瓶置于18-22℃的培育箱中培育。在培育过程中，定期视察和记录愈伤组织的生长状况。再分化：培育15~2d后，将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培育基上，将其转接到诱导生根的培育基上，进一步诱导形成试管苗。4.结果分析与评价（1）接种3～4d后，检查外植体的生长状况，统计有多少外植体被污染，有多少能正常生长，试分析它们被污染的缘由。用于植物组织培育的培育基同样适合某些微生物的生长，如一些细菌、真菌等的生长。培育物一旦受到微生物的污染，就会导致试验前功尽弃，因此要进行严格的无菌操作。导致外植体被污染的缘由可能有：培育基、接种工具灭菌不彻底；外植体消毒不彻底；操作过程不符合无菌操作要求等。（2）你培育出愈伤组织了吗？假如培育出来了，从刚接种的外植体到长出愈伤组织阅历了多少天？这些愈伤组织进一步分化出芽和根了吗？视察试验结果，看看是否培育出了愈伤组织，记录多长时间长出了愈伤组织。从刚接种的外植体到长出愈伤组织一般须要2周左右的时间。统计更换培育基后愈伤组织进一步分化成芽和根的比例和时间。（3）视察外植体的分化状况，填好结果记录表，并刚好分析结果。做好统计和比照，填好结果记录表，培育严谨的科学看法。从试验的第一步起先就要做好试验记录，可以分组配制不同的培育基，如诱导愈伤组织的培育基、诱导生芽的培育基等，还可以进行不同配方的比较。（4）你培育的幼苗移栽到露地后，能够正常生长吗？生根苗移栽技术的关键是既要充分清洗根系表面的培育基，又不能伤及根系。一般运用无土栽培的方法。培育基质要提前消毒，可以向培育基质喷洒质量分数为5%的高锰酸钾，并用塑料薄膜覆盖12h。掀开塑料薄膜24h后才能移栽。新移栽的组培苗要在温室过渡几天，待其长壮后再移植到大田或盆中。可以在课后统计移栽的成活率，看看移栽是否合格。5.进一步探究（5）若想探究生长素与细胞分裂素的运用比例对植物组织培育的影响，则应如何设计比照试验？①空白比照：不加任何激素；②试验组1：生长素用量与细胞分裂素用量的比值等于1；③试验组2：生长素用量与细胞分裂素用量的比值大于1；④试验组3：生长素用量与细胞分裂素用量的比值小于1。特别的植物组织培育——花药离体培育：该过程涉及的生殖方式是有性生殖，经秋水仙素加倍之后，获得的植株一般为纯合子。（三）植物体细胞杂交技术老师利用课件展示“番茄—马铃薯”的想象图，并介绍科学家以此进行的试验探究，通过这个实例，引出植物体细胞杂交的概念。总结植物体细胞杂交的概念：植物体细胞杂交是指将不同来源的植物体细胞，在确定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。展示植物体细胞杂交过程示意图，让小组之间相互探讨以下问题，并得出答案：1.在进行植物体细胞杂交时，为什么要去除细胞壁？去除细胞壁的方法是什么？细胞壁阻碍着细胞间的杂交（阻碍了原生质体间的融合）酶解法2.诱导融合的方法有哪些？物理法（电融合法、离心法）和化学法（聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH融合法）3.若只考虑两两融合，融合后的原生质体有哪些类型？所需的类型是什么？用什么方法可以得到所需类型？4.植物体细胞杂交完成的标记是什么？再生出新的细胞壁5.得到杂种细胞后再如何操作才能得到杂种植株？学生通过阅读教材第36-38页的内容，小组之间相互沟通，并得出答案。老师依据学生的回答，进行适当的补充，纠错。通过探讨、沟通，培育学生的团队合作精神，熬炼学生的思维。学问梳理：1.概念：植物体细胞杂交是指将不同来源的植物体细胞，在确定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。2.过程：植物细胞融合、植物组织培育。3.去除细胞壁的方法：酶解法。（1）所用酶：纤维素酶和果胶酶。（2）去壁的缘由：细胞壁阻碍了原生质体间的融合（阻碍着细胞间的杂交）。4.原生质体间的融合（关键环节）（1）原理：细胞膜具有确定的流淌性。（2）诱导融合的方法：物理法（电融合法、离心法）和化