专题二 细胞工程 第一节 植物细胞工程

教学目标

1．知识方面：

（1） 细胞的全能性。

（2） 植物细胞工程的主要技术——植物组织培养和植物体细胞杂交。

2．态度观念方面：

（1） 通过介绍植物组织培养技术的发展史、植物体细胞杂交技术所取得的进展和尚未解

决的问题，激发学生探索生命科学奥秘的兴趣，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。

（2） 在植物细胞工程两在技术的学习中，渗透科学态度、科学方法和科学精神的养成教

育，培养学生形成正确的的唯物主义世界观和人生观。 3．能力方面：

（1） 合理利用录像、软件等多媒体课件，培养学生的观察能力、分析应用能力和整合信

息的综合能力。

（2） 创设问题，在质疑、探究中培养学生独立思考、推理判断和创造性思维能力。 （3） 通过联系生产生活实际，培养学生理论联系实际的能力。 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。

3．植物细胞工程应用的实例。 教学难点：植物体细胞杂交

教学方法：探究法、谈话法、讲授法相结合。 具体教学思路： 1．课前布置预习；

2．温故知新，复习细胞全能性理论。

3．充分利用学生已有知识，借助多媒体教学手段，提供更多的资料供学生阅读，让学生

探究知识的奥秘。

4．智能训练，实现知识的正向迁移。 教学课时：2课时 教学过程：

教师活动：课堂课件展示，提出问题，导入新课。

1．结合基因工程成果与展望的有关知识，简述“超级细菌”的培育过程。 2．如果将三种假单孢杆菌与第四种假单孢杆菌融合或将其内的细胞器移入第

四种假单孢杆菌体内，使之具有分解四种烃类化合物的功能。这样的生物技术应属于何种生物工程？

学生活动：分析、讨论，归纳总结。（见课件） 学生预习中出现的问题（见课件） 一．细胞的全能性：

1． 概念： 2． 实例：

3． 形成原因：细胞内含有本物种的整套遗传物质。 二．植物组织培养：

在学生充分复习、认真预习的基础上，教师通过教学设问以谈话方式引导学生总结出植物组织培养的过程。 相关问题：

1． 植物细胞表现出全能性的必要条件是什么？

2． 离休的器官、组织或细胞如果不进行脱分化处理，能否培养成完整的植物体？ 3． 决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是什么？

4． 在植物组织培养过程中，为什么要进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作？ 通过教师启发，学生讨论，共同归纳、总结。（见图）

植物组织培养的应用方面：生产药物、食品添

加剂、香料和杀虫剂。

小结：在生物体内，由于基因的选择性表达，细

胞不能表现出全能性，而是分化成为不同的 组织、器官。当已分化的植物细胞、组织或 器官脱离母体后（即脱分化），在一定的营养 物质、激素等外界条件作用下，脱分化形成 愈伤组织（一种相对没有分化的细胞团），再 在植物激素等诱导下发生再分化，才能表达 出全能性，发育成完整的植株。 问题情境：

1．在生产药物、食品添加剂、香料、色素和杀虫 剂时进行的过程属于植物组织培养吗？（前者 为植物细胞培养，即培养到愈伤组织即可；后 者需诱导产生完整的植物体。）

2．20世纪60年代，有的科学家提出了这样一个设想：让番茄和马铃薯杂交，培育出一种地上结番茄果实，地下结马铃薯块茎的植物。

如果要实现这一设想，你认为可以采用哪些方法？ 引导学生阅读课文资料，回答下列问题：

（1）要想让两个来自不同植物的体细胞融合在一起，遇到的第一个障碍是什么？ （2）有没有一种温和的去细胞壁的方法？

（3）如果两个来源不同的原生质体发生融合形成了杂种细胞，下一步该对此细胞做何

种处理？

（4）如何将杂种细胞培育成杂种植株？

组织学生分小组讨论、分析，得出相关结论。 三．植物体细胞杂交：

1．概念：用两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物

体的方法。

2．杂交的时间：植物细胞杂交是从细胞融合开始，到培育成的新植物体结束。 3．过程： 纤维素酶

原生质体制备： 用酶解法去除细胞壁。

果胶酶

膜融合 ：高钙、高PH诱导膜融合 原生质体融合： 核融合 ：杂种细胞第一次有丝分裂时融合

物理方法 ：离心、振动、电刺

方法： ：聚乙二醇（PEG） 化学方法 激

过程

杂种细胞的筛选和培养： 机械法、生理法、遗传法

由愈伤组织再培养出杂种植株的过程。 杂种植株的再生与鉴定：

4.优点：克服远缘杂交不亲和的障碍，扩大杂交亲本范围，培养新品种。 课堂小结：细胞全能性是植物组织培养的理论基础，而植物组织培养又是植物体细胞杂交的

技术环节之一。

智能训练：课本的《思考与探究》 课后记：

通过学习本节知识，使学生了解了植物组织培养和植物体细胞杂交的进展情况和前景，也巩固了旧知识，掌握了新知。本节课学生的阅读能力得到了增大的提高。

[第二课时]植物细胞工程的实际应用

学习探讨：印发课堂阅读资料。

1.通过查阅资料，请你再列举出植物组织培养技术在我们生活中的另外一些应用。 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。

诱导植物愈伤组织→体细胞胚的诱导→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养和染色体加倍的实验流程。

花药

花粉细胞培养

愈伤组织

分化出小植物

单倍体植株

正常植株

4．人们利用植物的微型繁殖技术来进行工厂化育苗生产，这是利用了该项技术的哪些特点？ 5．人工种子之所以神奇，是由于它具有天然种子不可比拟的特点，想一想它们具有哪些优

点？

6．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，请探讨人工种皮中

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加入哪些物质？

7．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养技术大量生产紫杉醇，从而拯救红豆杉”呢？ 四、植物细胞工程的实际应用 1、开辟植物繁殖的新途径： （1） 植物微型繁殖； （2） 培养无毒植株； （3） 制作人工种子。 2、改良作物：

（1） 单倍体育种： （2） 突变体的利用。

3、细胞产物的工厂化生产：生产人参皂甙干粉、生产红杉醇等。 课堂小结：略 随堂练习：见资料 课后记：略 [知识拓展]

1.什么是细胞全能性?