資源簡介

第二章第一節第二課時 植物細胞工程的應用 教學設計
學習目標：
1、通過植物細胞工程應用實例的分析，了解這些應用涉及的技術流程和應用優勢，以及給人們帶來的影響（生命觀念）
2、基于生產和生活需要，嘗試運用所學植物細胞工程的知識解決生產、生活中的問題。
（科學探究）
3、認同植物細胞工程的重要應用價值，列舉植物組織培養技術在生產實踐中的應用，說明植物細胞工程對生產的影響。（社會責任）
重點：
通過植物細胞工程應用實例的分析，了解這些應用涉及的技術流程和應用優勢。
難點：
基于生產和生活需要，嘗試運用所學植物細胞工程的知識解決生產、生活中的問題。
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
導入新課 從社會中來 甜葉菊是一種菊科植物，植株中所含甜菊糖的甜度是蔗糖的300倍左右，而它的熱量卻很低，所以它逐漸成為一些用糖行業歡迎的新糖源。甜葉菊的種子小，發芽率低，種子繁殖遺傳性狀不穩定；而扦插植株的根系弱，且需要原始材料多，這些都會限制甜葉菊的生產。假如你是某甜葉菊生產公司的項目負責人，該公司當前運行狀況良好，但一直未能解決種子發芽率低的問題，為了提高公司的甜葉菊繁育效率，你應該如何作出決策，并請說出理由。 聯系生活實例，激發學生的學習興趣。
講授新課 提出問題：甜葉菊繁殖的方法通常是種子繁殖和扦插，但甜葉菊的種子小，發芽率低，種子繁殖遺傳性狀不穩定；而扦插植株的根系弱，且需要原始材料多，這些都會限制甜葉菊的生產。你能想到其他繁殖途徑讓公司快速得到大量的甜葉菊嗎？ 像這樣用于快速繁殖優良品種的植物組織培養技術叫快速繁殖（微型繁殖） 一、植物繁殖的新途徑 1．快速繁殖 (1)快速繁殖技術概念：快速繁殖優良品種的植物組織培養技術。 (2)實質：植物組織培養。 (3)原理：植物細胞的全能性。 (4)優點 ①可以高效、快速地實現種苗的大量繁殖；（思考為什么？） ②能保持優良性狀（思考為什么？） ③不受自然生長季節的限制，培養周期短，便于自動化管理，有利于進行工廠化生產。 ④選材少，繁殖率高。 例：一些優良的觀賞植物、經濟林木、無性繁殖作物和瀕危植物等；甘蔗、桉樹和鐵皮石斛等試管苗的生產，已形成一定規模。 無性繁殖能保持優良性狀，但長期無性繁殖是否只有利而無害？ 2.作物脫毒 視頻：馬鈴薯脫毒苗 1.脫毒原因 馬鈴薯、草莓和香蕉等通常是用無性繁殖的方式進行繁殖的，他們感染的病毒很容易傳給后代，病毒在作物體內逐年積累，就會導致作物產量降低，品質變差。 2.脫毒方法 取材：頂端分生區（如莖尖、根尖：病毒極少，甚至無病毒）→組織培養→脫毒苗 3.優點 明顯提高農作物的產量和品質 4.實例 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。 相比于傳統的種子繁殖，利用植物組織培養快速繁殖或作物脫毒是植物繁殖的新途徑，可以不斷探索應用于更多作物。但如果不想繁殖原有品種，而是想培育新品種呢？ 現有紫色非甜玉米（基因型AASS）和白色甜玉米（基因型aass），如何獲得純種的紫色甜玉米（基因型AAss），你可以想到幾種育種方法？ 分析雜交育種和單倍體育種的過程，原理，優缺點。 二、作物新品種的培育 1．單倍體育種 (1)原理：整個單倍體育種過程的原理是染色體變異，其中花藥離體培養利用了植物細胞的全能性。 (2)優點 ①后代是純合子，能穩定遺傳。 ②明顯縮短了育種的年限。 （3）過程 親本雜交―→F1―→配子―→花藥離體培養―→單倍體植株正常植株 如果想要得到等位基因的新品種可以怎么育種？誘變育種可以與植物細胞工程結合嗎？對哪個環節誘變？一定得到理想植株嗎？ 2．突變體的利用 (1)產生原因：在植物的組織培養過程中，易受培養條件和誘變因素(如射線、化學物質等)的影響而產生突變。 (2)利用：篩選出對人們有用的突變體，進而培育成新品種。 為什么用物理或化學因素處理愈傷組織更易誘發突變？產生的變異一定符合需要嗎？ 提示：因為愈傷組織細胞處在分裂過程中，細胞要進行DNA分子復制，因此更易發生突變。由于突變是不定向的，產生的變異不一定符合需要。 例子：抗花葉病毒的甘蔗、抗鹽堿的煙草等 利用植物細胞工程獲得新品種植株，還可以獲得細胞產物。紫杉醇就是需求量較大的一種代謝產物，請大家閱讀資料，思考問題 三、細胞產物的工廠化生產 1．次生代謝物 (1)概念：植物代謝會產生一些一般認為不是植物基本的生命活動所必需的產物。 (2)作用：在植物抗病、抗蟲等方面發揮作用，也是很多藥物、香料和色素等的重要來源。 2．生產技術手段：植物細胞培養技術。 3．優點：生產速度快。 4．實例：利用紫草細胞的細胞培養生產的紫草寧具有抗菌、消炎和抗腫瘤等活性。利用紅豆杉細胞的培養生產的紫杉醇具有高抗癌活性。 5.過程 植物細胞工程在農業、醫藥工業等方面有著廣泛的應用，并且取得了顯著社會效益和經濟效益。希望大家能用所學知識應用到生活生產中，造福人類。 請大家總結本節知識點。 植物組織培養 閱讀勾書 思考回答問題 觀看視頻 思考回答問題 看書勾書 分析雜交育種的優缺點，單倍體育種的技術原理和育種過程及優點 誘變育種 対愈傷組織誘變 篩選 基因突變具有不定向性 分析突變體的利用過程及意義。 思考看書區分初生次生代謝 思考討論 創設問題情景，開始新課。 通過閱讀，培養學生獲取信息的能力，加深學生對概念的認識，激發學生的科學研究的興趣。 讓學生通過視頻觀看，概括作物脫毒的作用，加深印象。 通過閱讀，培養學生獲取信息的能力，理解并闡述單倍體育種和突變體的利用過程。 提出問題，解決問題，此環節可以讓學生思考真正發生，讓更多的學生參與到課堂中，把握重難點。 提出問題，解決問題，此環節可以讓學生思考真正發生，讓更多的學生參與到課堂中，把握重難點。 通過閱讀，獲取信息，概括細胞產物的工廠化生產，理解和掌握相關概念及技術。 讓學生將所學知識應用于生產生活實踐。
課堂小結 【到社會中去】“手指植物”通常培育在裝有彩色固體培養基的小玻璃瓶中，只要保證充足的光照和適宜的溫度，不需要額外補充水分和營養物質，它們就能在玻璃瓶中生長三四個月之久。 “手指植物”的制作方法用到了植物組織培養技術。在制作過程中，一定要注意做好滅菌和消毒工作，為了防止污染可在培養基中加入一定量的抑菌劑。另外，還可以根據個人喜好，在培養基中加入適量的色素或者熒光劑，使“手指植物”更具有觀賞價值。 【練習與應用】 一、概念檢測 1.運用植物細胞工程技術可以培育單倍體 植株和進行細胞產物的工廠化生產。判斷下列相關表述是否正確。 （1）用花藥培養得到單倍體植株需要用到植物組織培養技術。（ √ ） （2）細胞產物的工廠化生產主要是利用促進細胞生長的培養條件，提高了單個細胞中次生代謝物的含量。（ × ） 2.生產中培育香蕉脫毒苗常用的方法是（ D ） A.人工誘導基因突變 B.選擇優良品種進行雜交 C.進行遠緣植物體細胞雜交 D.取莖尖分生組織進行組織培養 分組討論，學生展示 完成教材練習
板書 植物細胞工程的應用 1.植物繁殖的新途徑 （1）快速繁殖 （2）作物脫毒 2.作物新品種的培養 （1）單倍體育種 （2）突變體的作用 3.細胞產物的工廠化生產

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