資源簡(jiǎn)介

2.1植物細(xì)胞工程
【教學(xué)目標(biāo)】
1.說(shuō)出植物細(xì)胞工程的基本原理。
2.簡(jiǎn)述細(xì)胞全能性的概念。
3.簡(jiǎn)述植物組織培養(yǎng)的過(guò)程與方法。
4.通過(guò)菊花組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)操作，進(jìn)一步掌握植物組織培養(yǎng)技術(shù)。
【教學(xué)重難點(diǎn)】
1、教學(xué)重點(diǎn)
（1）植物組織培養(yǎng)的原理和過(guò)程
（2）植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的原理
2、教學(xué)難點(diǎn)
（1）植物組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)
【新課導(dǎo)入】
從社會(huì)中來(lái)
展示蘭花圖片，朗誦《金漳蘭譜》選段，介紹蘭花。中國(guó)十大名花之一，中國(guó)人歷來(lái)把蘭花看做是高潔典雅的象征，并與“梅、竹、菊”并列，合稱“四君子”。
1233年南宋趙時(shí)庚《金漳蘭譜》是中國(guó)保留至今最早一部研究蘭花的著作，也是世界上第一部蘭花專著。全書分三卷五部分，對(duì)紫蘭（主要是墨蘭）和白蘭（即素心建蘭）的30多個(gè)品種的形態(tài)特征作了簡(jiǎn)述，并論及了蘭花的品位。中國(guó)栽培蘭花約有兩千多年的歷史。據(jù)載早在春秋末期，越王勾踐已在浙江紹興的諸山種蘭。魏晉以后，蘭花已用于點(diǎn)綴庭院。古代人們起初是以采集野生蘭花為主，至于人工栽培蘭花，則從宮廷開(kāi)始。
蘭花（學(xué)名：Cymbidium ssp.）：是單子葉植物綱、蘭科、蘭屬植物通稱。附生或地生草本，葉數(shù)枚至多枚，通常生于假鱗莖基部或下部節(jié)上，二列，帶狀或罕有倒披針形至狹橢圓形，基部一般有寬闊的鞘并圍抱假鱗莖，有關(guān)節(jié)。總狀花序具數(shù)花或多花，顏色有白、純白、白綠、黃綠、淡黃、淡黃褐、黃、紅、青、紫。
【新課講解】
植物組織培養(yǎng)技術(shù)
1.概念：指將離體的植物器官、組織或細(xì)胞等，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其形成完整植株的技術(shù)。
2.理論基礎(chǔ)：植物細(xì)胞的全能性
3.閱讀教材P34的內(nèi)容及P35中的圖2-1，回答以下問(wèn)題
根據(jù)課本內(nèi)容，繪出植物組織培養(yǎng)的流程簡(jiǎn)圖。
（2）植物組織培養(yǎng)的條件有哪些？
離體、一定的營(yíng)養(yǎng)條件、適宜的溫度、無(wú)菌、無(wú)毒、適宜的光照。
（3）什么是愈傷組織？
離體的器官、組織或細(xì)胞脫分化形成的高度液泡化、排列疏松、不規(guī)則排列的薄壁細(xì)胞；
（4）什么是脫分化和再分化？
脫分化：已經(jīng)分化的細(xì)胞失去其特定的結(jié)構(gòu)和功能，轉(zhuǎn)變?yōu)槲捶只募?xì)胞。
再分化：愈傷組織重新分化成芽、根等器官。
（5）誘導(dǎo)愈傷組織與愈傷組織再分化為植株的過(guò)程，培養(yǎng)條件有什么差異？
誘導(dǎo)愈傷組織期間一般不需要光照，在后續(xù)的培養(yǎng)過(guò)程中，每日需要給予適當(dāng)時(shí)間和強(qiáng)度的光照。
植物體細(xì)胞雜交技術(shù)
教師利用課件展示“番茄—馬鈴薯”的想象圖，并介紹科學(xué)家以此進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)探究，通過(guò)這個(gè)實(shí)例，引出植物體細(xì)胞雜交的概念
并通過(guò)課件，展示一系列問(wèn)題，讓小組之間互相討論，并得出答案：
在進(jìn)行植物體細(xì)胞雜交時(shí)，為什么要去除細(xì)胞壁？去除細(xì)胞壁的方法是什么？
誘導(dǎo)融合的方法有哪些？
若只考慮兩兩融合，融合后的原生質(zhì)體有哪些類型？所需的類型是什么？用什么方法可以得到所需類型？
植物體細(xì)胞雜交完成的標(biāo)注是什么？
得到雜種細(xì)胞后再如何操作才能得到雜種植株？
學(xué)生通過(guò)閱讀教材第36-38頁(yè)的內(nèi)容，小組之間互相交流，并得出答案
教師根據(jù)學(xué)生的回答，進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充，糾錯(cuò)
通過(guò)討論、交流，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神，鍛煉學(xué)生的思維
植物繁殖的新途徑
快速繁殖
1.定義：用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)。也叫微型繁殖技術(shù)。
2.優(yōu)點(diǎn)：①可以高效、快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖；
②可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性；
③不受自然生長(zhǎng)季節(jié)的限制；
④培養(yǎng)周期短。
3.實(shí)例：一些優(yōu)良的觀賞植物、經(jīng)濟(jì)林木、無(wú)性繁殖作物和瀕危植物等；甘蔗、桉樹(shù)和鐵皮石斛等試管苗的生產(chǎn)，已形成一定規(guī)模。
作物脫毒
1.脫毒原因
馬鈴薯、草莓和香蕉等通常是用無(wú)性繁殖的方式進(jìn)行繁殖的，他們感染的病毒很容易傳給后代，病毒在作物體內(nèi)逐年積累，就會(huì)導(dǎo)致作物產(chǎn)量降低，品質(zhì)變差。
2.脫毒方法
取材：頂端分生區(qū)（如莖尖、根尖：病毒極少，甚至無(wú)病毒）→組織培養(yǎng)→脫毒苗
3.優(yōu)點(diǎn)
明顯提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)
4.實(shí)例
在馬鈴薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠蘿和香蕉等許多作物上獲得成功。
（一）作物新品種的培育
單倍體育種
3.優(yōu)點(diǎn)
①明顯地縮短育種年限
②大多數(shù)單倍體植株的細(xì)胞中只含有一套染色體，染色體加倍后得到的植株的隱性性狀容易出現(xiàn)，因此它也是進(jìn)行體細(xì)胞誘變育種和研究遺傳突變的理想材料。
4.實(shí)例
我國(guó)科學(xué)家在1974年成功培育出世界上第一個(gè)單倍體作物新品種——單育1號(hào)煙草
我國(guó)科學(xué)家把單倍體育種與常規(guī)育種結(jié)合起來(lái)，育成水稻、玉米、油菜、甘藍(lán)和甜椒等作物的新品種。
注意：①單倍體育種的目的不是獲得單倍體本身，因?yàn)閱伪扼w是高度不育的，在生產(chǎn)上沒(méi)有實(shí)際價(jià)值，需誘導(dǎo)單倍體的染色體數(shù)目加倍。
②單倍體育種和多倍體育種均需要用秋水仙素誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍；單倍體育種需要先利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)形成單倍體幼苗，但多倍體育種一般不使用植物組織培養(yǎng)技術(shù)。
（一）細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)
植物的代謝產(chǎn)物
（1）初生代謝物：初生代謝是生物生長(zhǎng)和生存所必需的代謝活動(dòng)，初生代謝物有糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸等。
（2）次生代謝物：
①次生代謝不是生物生長(zhǎng)所必需的，在特定條件下進(jìn)行。
②次生代謝物是一類小分子有機(jī)化合物（如酚類、萜類和含氮化合物等）。
③在植物的抗蟲(chóng)、抗病等方面發(fā)揮作用，也是很多藥物、香料和色素等的重要來(lái)源。
④含量很低，從植物組織中提取會(huì)大量破壞植物資源，有些產(chǎn)物又不能或難以通過(guò)化學(xué)合成途徑得到。
植物細(xì)胞培養(yǎng)（細(xì)胞產(chǎn)物工廠化生產(chǎn)）
1.概念：在離體條件下對(duì)單個(gè)植物細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行培養(yǎng)使其增殖的技術(shù)。
2.優(yōu)勢(shì)：不占用耕地、不受季節(jié)、天氣的限制，對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保具有重要意義。
3.實(shí)例：紫草寧、紫杉醇、人參皂苷的植物細(xì)胞工程產(chǎn)品。
【板書】
2.1植物細(xì)胞工程
一、植物組織培養(yǎng)技術(shù)
二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)
三、植物繁殖的新途徑
1.快速繁殖
2.作物脫毒
四、作物新品種的培育
1.單倍體育種
2.突變體的利用
五、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)

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