【细胞工程】细胞工程

【jiaoan.jxxyjl.com--高三生物教案】

一 教学目标：

1.知识目标：

⑴知道植物体细胞杂交技术的基本原理

⑵描述植物体细胞杂交技术的基本过程

⑶说出植物体细胞杂交的理论和实践意义

2.能力目标：

培养和提高学生的语言表述能力和设计能力。

3.情感目标：

树立学生热爱科学、勇于想象、敢于创新的意识。

二 教学重点难点

1.教学重点：植物体细胞杂交技术

2.教学难点：表述能力和设计能力的培养

三 课时：1课时

四 教学方法：诱导启发；阅读思考；讨论交流。

五 教具准备：多媒体课件

六 教学过程：

〖温故知新〗

1.植物组织培养的基本原理是什么？（细胞具有全能性）

2.简述植物组织培养的基本过程。

3.植物愈伤组织的特点是什么？

具有分裂能力；细胞排列疏松无规则；高度液泡化；细胞无定形态；细胞壁薄等。

4.植物组织培养所得的植株是新品种吗？为什么？

(不是新品种。因为在组织培养中细胞内遗传物质没有改变。)

〖导入新课〗

植物组织培养没有改变生物的遗传物质，因而仅仅是植物的一种繁殖方式。而目前人们需要的一些具有有优良性状的植物新品种。如何才能更多地创造出更多的、符合人们需要的植物新品种呢？

〖知识新授〗               

专题二 细胞工程

2.1 植物细胞工程

一 植物组织培养技术（板书）

（课件展示）番茄－马铃薯图片

你认为“番茄－马铃薯”是如何培育出来的？

（启发学生的创新意识。学生讨论并自由发言。）

二 植物体细胞杂交技术（板书）

＊＊提示：联系水稻、豌豆等植物“有性杂交”的过程实质，提出“体细胞杂交”的特殊性。

（体细胞杂交过程图，分解展示。）

1.除去细胞壁

（1）植物体细胞杂交首先遇到什么障碍？(细胞壁)

（2）如何除去细胞壁？为什么？

(用纤维素酶和果胶酶分解细胞壁。细胞壁的主要成分是纤维素和果胶)

提示：酶解法。

【思考1】原生质体与原生质层有何区别？

除去细胞壁的植物细胞叫做原生质体。植物细胞中细胞膜、液泡膜及其之间的细胞质构成原生质层。

【应用训练】1.在植物体细胞杂交过程中，常用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体。这是因为（  b  ）

a.纤维素酶和果胶酶容易制取          b.细胞壁的主要成分是纤维素和果胶

c.纤维素酶和果胶酶的成本低          d.纤维素酶和果胶酶的催化能力强

2.诱导融合

（1）若干两种原生质体混合在一起，两种原生质体就能融合形成一个细胞吗？

(不能)

提示：经过了漫长的进化过程，有性杂交中精子与卵细胞能够自然发生融合形成受精卵。而原生质体发生融合则是人为的，两种原生质体不能自然发生融合，因而需要人工诱导，迫使二者融合。

（2）诱导原生质体融合的方法有哪些？

学生阅读回答：物理法、化学法。

提示：电击法的机制（讲解）；聚乙二醇.

【思考2】原生质体的融合利用了细胞的哪一生理特性？

(细胞膜具有一定的流动性)

3.细胞壁的形成

（1）原生质体融合后，是否是一个完整的植物细胞？为什么？

(不是。没有细胞壁)

（2）与植物细胞壁形成有关的细胞器有哪些？

(线粒体、高尔基体)123

提示：杂种细胞的细胞壁形成，标志着植物体细胞杂交成功。

【思考3】若番茄体细胞中染色体组成为aa，马铃薯体细胞中染色体组成为bb，则杂种细胞中染色体组成是怎样的？（aabb）

【应用训练】2.将若干番茄和马铃薯的原生质体混合，用聚乙二醇处理后，转移到培养基上培养，使原生质体再生出细胞壁。这时在培养基上的细胞类型有（  d  ）

①番茄细胞  ②马铃薯细胞 ③番茄－马铃薯细胞 ④番茄－番茄细胞 ⑤马铃薯－马铃薯细胞

a.①②③        b.③④⑤        c.①②④⑤          d.①②③④⑤

4.植物组织培养

（1）杂种细胞如何才能形成新植株？

（利用组织培养技术）

（2）简述其基本过程。

杂种细胞（脱分化）→愈伤组织（再分化）→根、芽／胚状体（生长发育）→新植株。

【思考4】你认为杂种细胞形成杂种植株的依据是什么？

细胞具有全能性。

【思考5】你认为杂种植株的遗传特性应当是怎样的？

既具有番茄的遗传特征，又具有马铃薯的遗传特征。

【探究】番茄－马铃薯为什么没有结出番茄和马铃薯？

学生讨论：杂种植株的体细胞内同时具有番茄和马铃薯两套遗传信息，导致基因的表达混乱无序。

【应用训练】3.如图植物体细胞杂交过程示意图。

（1）步骤①是      ，最常用的方法是        处理。

（2）步骤②常用化学试剂是      ，其作用是         。

（3）在杂种细胞培育成杂种植株过程中，运用的技术手段是      ，步骤④是     ，步骤⑤是     。

（4）若亲本a和亲本b都是二倍体，则杂种植株为      倍体。

参考答案：⑴除去细胞壁   酶解法或纤维素酶和果胶酶⑵聚乙二醇  诱导原生质体融合⑶植物组织培养  脱分化  再分化 ⑷四倍体

【归纳】请简要概述什么是“植物体细胞杂交技术”。

植物体细胞杂交技术是指将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合形成杂种细胞，并将杂种细胞培育成新的植物体的技术方法。

【设计】参照“植物组织培养技术流程”，设计出“植物体细胞杂交技术流程”。

植物组织培养技术流程

植物体细胞杂交技术流程

【思考6】你认为植物体细胞杂交技术利用了哪些生物学基本原理？

细胞膜具有一定的流动性；细胞具有全能性。

【思考7】你认为用植物体细胞杂交技术有何现实意义？

克服远源杂交不亲和的障碍；打破生殖隔离，实现远源杂交。

提示：植物体细胞杂交成功的实例：

烟草－海南烟草；胡萝卜－羊角芹；白菜－甘蓝。

白菜－甘蓝（图片）：优点简介。

【训练应用】4.植物体细胞杂交过程中，细胞融合成功的标志是（  d  ）

a.细胞膜发生融合                    b.细胞质发生融合

c.细胞核发生融合                    d.形成新的细胞壁123

5.与有性杂交相比，植物体细胞杂交的优点是（  b  ）

a.实现两个亲本优良性状的完全组合    b.打破生殖隔离，实现远源杂交

c.实现遗传性状的定向改变            d.降低科研成本，提高经济效益

【讨论设计】（图片）原生动物――眼虫。大胆设计绿色奶牛。

学生讨论：植物原生质体与奶牛受精卵融合；叶绿体移植等。

〖课末小结〗见板书设计

〖作业布置〗课后练习题

〖板书设计〗

一 植物组织培养

二 植物体细胞杂交

（1）原理：细胞膜的流动性、细胞的全能性。

（2）过程：

（3）意义：打破生殖隔离，培育新品种

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