《植物细胞工程的基本技术》教学案

1、专题2 细胞工程2.11植物细胞工程的基本技术教案一、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、知识与技能：（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、过程与方法：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：体验植物组织培养技术，通过联系知识与生产实践

2、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。四、教学方法：1、学案导学法2、讲授为主结合讨论的方法五、课时安排：1课时六、教学过程一、细胞工程的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 水平或 水平上的操作，按照人的意愿来改变细胞内的 或获得 的一门综合科学技术。根据操作对象的不同，可分为植物细胞工程和动物细胞工程两大领域。二、细胞的全能性1概念：高度 的细胞，仍然具有发育成 的潜能。2细胞具有全能性的原因：细胞内含有本物种的全部_。3在理论上，生物的任何一个细胞都具有 的

3、潜能，但在生物的生长发育过程中，细胞并不表现出 性，而是分化成各种 。这是因为在特定的 和 条件下，细胞中的基因会 地表达出各种 ，从而构成生物体的不同组织和器官。4细胞全能性大小比较：(填或)受精卵_生殖细胞_体细胞植物细胞的体细胞_动物细胞的体细胞分化程度低的体细胞_分化程度高的体细胞思考探讨1. （1）愈伤组织有什么特点（2）植物体内的细胞为什么不能表现全能性（3）受精卵和体细胞相比，那种细胞的全能性更容易体现三、植物组织培养技术1原理：植物细胞的 性。阅读胡萝卜的组织培养试验思考1. 植物细胞表现出全能性的条件有哪些？2. 在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒，灭菌，并且要求无菌

4、操作？3、为什么切取胡萝卜根的形成层，其他部分也能培养成小植株吗4、为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？5、请同学们根据上述过程概括出植物组织培养技术的流程图，并与同学交流。3植物组织培养操作流程小结植物组织培养的1.概念植物组织培养就是在 和 控制条件下，将 的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的 上，给予适宜的培养条件，诱导其产生 、 ，最终形成完整的植株。2.植物组织培养的条件无菌无毒外植体：生长旺盛的幼嫩器官、组织和细胞。如茎尖、花药、形成层等适宜的养料和激素：激素主要有生长素和细胞分裂素适宜的温度、pH、光照等课堂巩固、1.下列属于组织培养的是（ ）A. 花药离体培养成单倍体植株

5、B. 芽发育成枝条C. 根尖分生区发育成成熟区D. 利用桑枝条扦插大田并发育成完整植株四、植物体细胞杂交技术1概念：将 的植物体细胞，在一定条件下融合成 细胞，并把杂种细胞培育成 的技术。2植物体细胞杂交技术流程图：思考并回答1你认为两个来自不同植物的体细胞完 成融合，遇到的第一个障碍是什么？2有没有一种温和的去壁方法呢？3为什么两个原生质体能发生融合，这 与细胞膜的什么特性有关？4如何将杂种细胞培育成杂种植株？5细胞融合完成的标志与植物体细胞杂交完成的标志相同吗？为什么6.从结果上看杂种植株在遗传上有何特点，属于何种变异？7.从新品种的角度分析，植物体细胞杂交技术最大的优点是什么。小结（1）

6、植株体细胞杂交技术尚未解决的问题杂种植株并未按照人们的期望表现性状，还有待于进一步研究。（2）杂种植株白菜甘蓝的优点同普通白菜相比，具有生长期短、耐热性强和易于贮藏等优点。巩固练习2(7分)“白菜甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长期短、耐热性强和耐储藏等优点。如图是“白菜甘蓝”的杂交过程示意图。 请回答下列问题：(1)在上述过程中，过程常用的方法是_。(2)已知白菜细胞中含2X条染色体，甘蓝细胞中含有2Y条染色体，则杂种植株叶肉中染色体数为_，通常情况下，白菜和甘蓝杂交是不能成功的，原因是_。(3)过程常用的化学试剂是_；若用于杂交的白菜和甘蓝的基因型分别为AaBB、cc

7、Dd，在过程中可获得哪几种类型的融合细胞？_(写出基因型)。(4) 该项技术的意义是_。【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七、板书设计（一）、 细胞工程：1、 概念、2、 原理3、分类（二）、植物细胞工程1、植物组织培养：实验过

8、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）意义八、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。 课时作业一、选择题1植物组织培养是指（ ）A离体的植物器官或细胞培育成愈伤组织B愈伤组织培育成植株C离体的植物器官、组织或细胞培养成完整植物体D愈伤组织形成高度液泡化组

9、织2植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是（ ）A.植物体细胞的结构组成中不包括细胞壁B.细胞壁使原生质体失去活力C.细胞壁阻碍了原生质体的融合 D.细胞壁不是原生质的组成部分3植物体细胞杂交的结果是（ ）A.产生杂种植株 B产生杂种细胞C原生质体融合 D形成愈伤组织4科学家把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合，培育出的驱蚊草含有香茅醛，能散发出一种特殊的达到驱蚊且对人体无害的效果。下列关于驱蚊草培育的叙述中，错误的是 （ ）A驱蚊草的培育属于细胞工程育种，其优点是能克服远源杂交不亲和的障碍B驱蚊草培育过程要用到纤维素酶、果胶酶、PEG等试剂或离心、振动、电刺激等方法C驱蚊

10、草培育过程是植物体细胞杂交，不同于植物组织培养，无愈伤组织和试管苗形成D驱蚊草不能通过天竺葵和香茅草杂交而获得是因为不同物种间存在生殖隔离5（2005，上海）将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时，下列条件中不需要的是 （ ）A、具有完整细胞核的细胞 B、一定的营养物质和植物激素C、离体状态 D、导入指定基因6植物体细胞杂交的目的中错误的是 （ ）A.把两个植物体的优良性状集中在杂种植株上B.获得杂种植株C.克服远源杂交不亲和的障碍D.实现原生质体的融合7植物组织培养的用途中不正确的是 （ ）A.快速繁殖 B.生产新品种 C生产生物碱 D生产白细胞介素28A种植物的细胞和B种植物细胞的结构如右图所示（

11、仅 显示细胞核），将A、B两种植物细胞去掉细胞壁后，诱导二者的原生质体融合，形成单核的杂种细胞，若经过 组织培养后得到了杂种植株，则该杂种植株是（ ） A二倍体；基因型是DdYyRr B三倍体；基因型是DdYyRrC四倍体；基因型是DdYyRr D四倍体；基因型是DDddYYyyRRrr9以下关于原生质的叙述，正确的是（ ）A、原生质泛指细胞内的基质 B、原生质就是细胞质C、一个动物细胞就是一团原生质 D、细胞膜、细胞核和细胞壁是原生质10不能人工诱导原生质体融合的方法是 （ ）A.振动 B.电刺激 C.PEG试剂 D重压11植物细胞表现出全能性的必要条件是 （ ）A.给予适宜的营养和外界条件

12、B.导入其他植物细胞的基因C.脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件D.将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内12细胞具有全能性的原因是 （ ）A.生物体细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能B.生物体的每一个细胞都具有全能性C.生物体的每一个细胞都含有个体发育的全部基因D.生物体的每一个细胞都是由受精卵发育来的13植物组织培养过程中的脱分化是指 （ ）A.植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞B未成熟的种子经过处理培育出幼苗的过程C植物的器官、组织或细胞，通过离体培养产生愈伤组织的过程D.取植物的枝芽培育成一株新植物的过程14.下列植物细胞全能性最高的是 （ ）A.形成层细胞B.韧皮部细胞C.木

13、质部细胞D.叶肉细胞15植物组织培养过程的顺序是（ ）离体的植物器官、组织或细胞 根、芽 愈伤组织 脱分化再分化 植物体A BC D16（2005，上海）将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时，下列条件中不需要的是 （ ）A具有完整细胞核的细胞 B一定的营养物质和植物激素C离体状态 D导入指定基因17下列有关细胞工程的叙述不正确的是（ ）A. 在细胞整体水平上定向改变遗传物质B在细胞器水平上定向改变遗传物质C在细胞器水平上定向改变细胞核的遗传物质D在细胞整体水平上获得细胞产品18下列细胞全能性最高的是 （ ）A植物的卵细胞B植物的精子细胞C被子植物的受精卵D被子植物的的叶肉细胞19植物体细胞融合完成的

14、标志是（ ）A、产生新的细胞壁 B、细胞膜发生融合C、细胞膜发生融合 D、细胞膜发生融合20.植物体细胞杂交的目的是（ ）A.用酶解法去掉细胞壁分离出有活力的原生质体B.以人工诱导法使两个不同植物的原生质体融合C.用植物组织培养法培养融合的原生质体得到杂种植株D.通过以上三者来完成21.下列提法正确的是： （ ）A、原生质专指细胞质 B、人体内的水都属于原生质C、细胞核不是原生质 D、一个动物细胞就是一团原生质22（多选）有关原生质体的下列叙述中，正确的是 A组成原生质体的主要生命物质是蛋白质和核酸B原生质体包括细胞膜、液泡膜及两者之间的原生质C被脱掉细胞壁的植物裸露细胞是原生质体D原生质体只

15、能用于植物细胞工程23(2006，广雅中学考题)（多选）下图为植物组织培养过程示意图，则下列叙述正确的是A植物组织培养依据的生物学原理是细胞的全能性B 过程是指植物的营养生长和生殖生长阶段C将经脱分化培养成时，再植上人造种皮即可获得人工种子D 的再分化过程中，诱导生根的激素为细胞分裂素和生长素二、非选择题1下图是植物组织培养的简略表示。据此回答：        脱分化   再分化    （1）表示，它能被培养成为的根本原因是。（2）表示，它与相比分化程度，全能性。（3）若想制

16、作人工种子，应该选用（填编号）。（4）若是花药，则是，继续对其使用处理可获得正常植株，该过程称为。（5）若是胡萝卜根尖细胞，则培养成的的叶片的颜色是，这说明根尖细胞。（6）若利用此项技术制造治疗烫伤、割伤的药物紫草素，培养将进行到（填编号）。 2右图为植物体细胞杂交过程示意图。据图回答：（1）步骤是，最常用的方法是。（2）步骤一般常用的化学试剂是，目的是。 (3)在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，运用的技术手段是，其中步骤相当于，步骤相当于。（4）植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株。使能够在新的植物体上有所表现，其根本原因。（5）若远源杂交亲本A和B都是二倍体，则杂种植株为倍体。（6

17、）从理论上讲，杂种植株的育性为。若运用传统有性杂交方法能否实现？，原因是。因此，这项研究对于培养作物新品种方面的重大意义在于。（7）利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种过程中，遗传物质的传递是否遵循孟德尔的遗传规律？为什么？。创新应用训练1（2004，江苏）紫草素是紫草细胞的代谢产物，可作为生产治疗烫伤药物的原料。用组织培养技术可以在生物反应器中通过培养紫草细胞生产紫草素。下图记录了生物反应器中紫草细胞产量、紫草素产量随培养时间发生的变化。 （1）在生产前，需先加入紫草细胞作为反应器中的“种子”。这些“种子”是应用组织培养技术，将紫草叶肉细胞经过_而获得的。这项技术的理论基础是_。 （2）从图中可以看出：反应器中紫草细胞的生长呈现_规律；影响紫草素产量的因素是_和_。 （3）在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌的目的是_和_。参考答案：一、选择题CCACDDDCCDCCCAADCCACD（AC）（ABD）二、非选择题1、（1）离体的植物器官、组织或细胞 植物的全能性（2）愈伤组织 低 高（3）（4）单倍体植株 秋水仙素 纯合 单倍体育种（5）绿色 含有与叶绿体形成相关的基因（6）2、（1）去掉细胞壁，