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專題2 細(xì)胞工程 植物細(xì)胞工程2.1.1 植物細(xì)胞工程的基本技術(shù) 2.1 教學(xué)目標(biāo) 1、能力要求 1、理解和掌握植物組織培養(yǎng)的操作過程 2、理解和掌握植物體細(xì)胞雜交的操作過程 2、內(nèi)容要求 1、理解植物細(xì)胞的全能性 2、了解植物細(xì)胞脫分化和再分化的結(jié)果 3、掌握植物組織培養(yǎng)的特點(diǎn) 4、理解植物體細(xì)胞雜交和植物細(xì)胞培養(yǎng)的聯(lián)系 重難點(diǎn): 1.理解細(xì)胞全能性的概念，把握細(xì)胞全能性的特點(diǎn)： 2.植物組織培養(yǎng)操作的特點(diǎn)： 3.植物體細(xì)胞雜交雜種細(xì)胞的篩選和培養(yǎng)： 教學(xué)過程 2019-2020年高中生物《植物細(xì)胞工程》教案2 新人教版選修3 課題名稱 植物細(xì)胞工程 一、學(xué)生分析（略） 二、教材分析 第一小節(jié)《植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)》講述了細(xì)胞的全能性、植物組織培養(yǎng)技術(shù)、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)等三方面內(nèi)容，其中，植物細(xì)胞的全能性是植物組織培養(yǎng)的基礎(chǔ)，而植物體細(xì)胞雜交技術(shù)又是在植物組織培養(yǎng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。第二小節(jié)《植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用》講述了植物繁殖的新途徑、作物新品種的培育，以及細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)等三方面的內(nèi)容。 三、教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì) 教學(xué)重點(diǎn)： （1） 植物組織培養(yǎng)的原理和過程。 （2） 植物體細(xì)胞雜交的原理。 （3） 植物細(xì)胞工程應(yīng)用的實(shí)例。教學(xué)難點(diǎn)：植物組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)。 四、教學(xué)策略設(shè)計(jì) 采用講授為主結(jié)合討論的方法進(jìn)行教學(xué)。在細(xì)胞的全能性及細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)、植物組織培養(yǎng)技術(shù)這部分內(nèi)容的教學(xué)中，首先可用教材上的菊花圖引入本節(jié)的標(biāo)題，同時(shí)提出一個(gè)問題──為什么植物的一個(gè)花瓣就可以培育出完整的植株呢？以引入本節(jié)課的第一個(gè)問題──細(xì)胞的全能性及分化。通過“怎樣把植物的一個(gè)花瓣培育成完整的植株”這個(gè)問題引入本節(jié)課的重點(diǎn)及難點(diǎn)問題──植物組織培養(yǎng)技術(shù)。教材這部分的內(nèi)容是通過實(shí)驗(yàn)“胡蘿卜的組織培養(yǎng)”來進(jìn)行討論和總結(jié)的。在植物體細(xì)胞雜交技術(shù)及植物繁殖的新途徑的教學(xué)中，首先可通過教材上的番茄—馬鈴薯實(shí)例引入，把學(xué)生吸引到本節(jié)課要解決的問題──植物體細(xì)胞雜交技術(shù)上。隨后讓學(xué)生分析植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的概念，再根據(jù)此概念，結(jié)合學(xué)生原有的植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、酶的特性及新學(xué)習(xí)的植物組織培養(yǎng)技術(shù)的知識(shí)來學(xué)習(xí)。 五．教學(xué)過程設(shè)計(jì) 1． 菊花圖引入，提問：為什么植物的一個(gè)花瓣就可以培育出完整的植株呢？以引入本節(jié)課的第一個(gè)問題──細(xì)胞的全能性及分化（愈傷組織、脫分化、再分化）。 2． “怎樣把植物的一個(gè)花瓣培育成完整的植株”問題，引入本節(jié)課的重點(diǎn)及難點(diǎn)問題──植物組織培養(yǎng)技術(shù)。內(nèi)容：理論基礎(chǔ)、過程、類型和應(yīng)用并概括出植物組織培養(yǎng)技術(shù)的流程圖 （通過實(shí)驗(yàn)“胡蘿卜的組織培養(yǎng)”來進(jìn)行討論和總結(jié)；補(bǔ)選修1 P32、P37菊花的組織培養(yǎng)與月季的花藥培養(yǎng) P85常用的消毒滅菌操作方法） 3．番茄—馬鈴薯實(shí)例引入植物體細(xì)胞雜交技術(shù)及植物繁殖的新途徑的教學(xué)，分析植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的概念（原生質(zhì)體制備和融合、雜種細(xì)胞的篩選方法、鑒定方法） 設(shè)問：（1）要想讓兩個(gè)來自不同植物的體細(xì)胞融合在一起，遇到的第一個(gè)障礙是什么？（2）有沒有一種溫和的去細(xì)胞壁的方法？（3）如果兩個(gè)來源不同的原生質(zhì)體發(fā)生融合形成了雜種細(xì)胞，下一步該對(duì)此細(xì)胞做何種處理？（4）如何將雜種細(xì)胞培育成雜種植株？按植物體細(xì)胞雜交技術(shù)流程圖進(jìn)行總結(jié)選修2 P45。 4．植物繁殖新途徑和作物新品種的培育，首先由植物組織培養(yǎng)技術(shù)引入，讓學(xué)生回憶植物組織培養(yǎng)技術(shù)的基本原理和過程，思考利用這項(xiàng)技術(shù)能做哪些工作？ 講解：微型繁殖技術(shù)、作物脫毒及人工種子；單倍體育種、突變體的利用；細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn) 5． 重點(diǎn)講解“思考與探究” 經(jīng)典例題剖析 1.下列屬于組織培養(yǎng)的是： A.花粉培養(yǎng)成單倍體植株 B.芽發(fā)育成枝條 C.根尖分生區(qū)發(fā)育成成熟區(qū) D.未受精的卵發(fā)育成植株 [解析]解答此題需從以下幾個(gè)方面入手：首先，組織培養(yǎng)是指離體的植物器官、組織或細(xì)胞經(jīng)脫分化形成愈傷組織，再經(jīng)再分化形成具有根、芽結(jié)構(gòu)的胚狀體，然后由胚狀體發(fā)育成完整植物體的過程?；ǚ哿Ｄ芘囵B(yǎng)成單倍體，是在離體條件下培養(yǎng)形成的。第二，芽發(fā)育成枝條、根尖分生區(qū)發(fā)育成成熟區(qū)，是體內(nèi)分化的器官和組織形成了機(jī)體的一部分，未受精的卵發(fā)育成植物體，這就是自然情況下單倍體的形成過程，是在母體的調(diào)控下完成的。[答案] A 2.在細(xì)胞工程——原生質(zhì)體融合育種技術(shù)中，其技術(shù)的重要一環(huán)是將營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞的細(xì)胞壁除去，通常是采用纖維素酶和果膠酶的酶解破壁法處理。如將去掉了細(xì)胞壁的成熟植物細(xì)胞置于清水中，細(xì)胞將： A.皺縮 B.脹破C.呈球形D.保持原狀 [解析]成熟植物去壁后，置于清水中，由于細(xì)胞內(nèi)外濃度差較大，又無細(xì)胞壁保護(hù)，細(xì)胞會(huì)大量吸水，直至細(xì)胞破裂。[答案]B 3.不能用于人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法是 A.振動(dòng) B.電刺激 C.PEG D.重壓 [解析]原生質(zhì)體是除去細(xì)胞壁的植物細(xì)胞，它實(shí)際上就是植物細(xì)胞的原生質(zhì)部分。當(dāng)進(jìn)行植物體細(xì)胞雜交時(shí)，先用纖維素酶、果膠酶除去細(xì)胞壁，分離出具有活力的原生質(zhì)體，獲得原生質(zhì)體后就可以進(jìn)行植物體細(xì)胞雜交了。植物體細(xì)胞雜交的過程實(shí)質(zhì)是不同植物體細(xì)胞的原生質(zhì)體融合的過程。將不同植物體細(xì)胞放在一起培養(yǎng)，必須通過一定的技術(shù)手段進(jìn)行人工誘導(dǎo)。誘導(dǎo)方法有物理法和化學(xué)法兩大類。物理法就是利用離心、振動(dòng)、電刺激等促使原生質(zhì)體融合；化學(xué)法是用聚乙二醇等試劑作為誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)細(xì)胞的原生質(zhì)體融合，聚乙二醇簡(jiǎn)稱為PEG。重壓不能促使原生質(zhì)體的融合。[答案]D 3 D．驅(qū)蚊草不能通過天竺葵和香茅草雜交而獲得是因?yàn)椴煌锓N間存在生殖隔離 5．（xx，上海）將胡蘿卜韌皮部細(xì)胞培養(yǎng)成幼苗時(shí)，下列條件中不需要的是 （ ） A、具有完整細(xì)胞核的細(xì)胞 B、一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和植物激素 C、離體狀態(tài) D、導(dǎo)入指定基因 6．植物體細(xì)胞雜交的目的中錯(cuò)誤的是 （　 ） 　　A.把兩個(gè)植物體的優(yōu)良性狀集中在雜種植株上 B.獲得雜種植株 　　C.克服遠(yuǎn)源雜交不親和的障礙 D.實(shí)現(xiàn)原生質(zhì)體的融合 7．植物組織培養(yǎng)的用途中不正確的是 （　 ） 　　A.快速繁殖 　　B.生產(chǎn)新品種 C．生產(chǎn)生物堿 D．生產(chǎn)白細(xì)胞介素－2 8．A種植物的細(xì)胞和B種植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)如右圖所示（僅 顯示細(xì)胞核），將A、B兩種植物細(xì)胞去掉細(xì)胞壁后，誘導(dǎo)二者的原生質(zhì)體融合，形成單核的雜種細(xì)胞，若經(jīng)過 組織培養(yǎng)后得到了雜種植株，則該雜種植株是 （ ） A．二倍體；基因型是DdYyRr B．三倍體；基因型是DdYyRr C．四倍體；基因型是DdYyRr D．四倍體；基因型是DDddYYyyRRrr 9．以下關(guān)于原生質(zhì)的敘述，正確的是 （　 ） A、原生質(zhì)泛指細(xì)胞內(nèi)的基質(zhì)　　　　　　　 B、原生質(zhì)就是細(xì)胞質(zhì) C、一個(gè)動(dòng)物細(xì)胞就是一團(tuán)原生質(zhì)　　　　　 D、細(xì)胞膜、細(xì)胞核和細(xì)胞壁是原生質(zhì) 10．不能人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法是 （　 ） A.振動(dòng) 　B.電刺激 　C.PEG試劑 D．重壓 11．植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是 （　 ） 　　A.給予適宜的營(yíng)養(yǎng)和外界條件 　　B.導(dǎo)入其他植物細(xì)胞的基因 　　C.脫離母體后，給予適宜的營(yíng)養(yǎng)和外界條件 　　D.將成熟篩管的細(xì)胞核移植到去核的卵細(xì)胞內(nèi) 12．細(xì)胞具有全能性的原因是 （ ?。? 　　A.生物體細(xì)胞具有使后代細(xì)胞形成完整個(gè)體的潛能 　　B.生物體的每一個(gè)細(xì)胞都具有全能性 　　C.生物體的每一個(gè)細(xì)胞都含有個(gè)體發(fā)育的全部基因 　　D.生物體的每一個(gè)細(xì)胞都是由受精卵發(fā)育來的 13．植物組織培養(yǎng)過程中的脫分化是指 （　 ） 　　A.植物體分生組織通過細(xì)胞分裂產(chǎn)生新細(xì)胞 　　B．未成熟的種子經(jīng)過處理培育出幼苗的過程 　　C．植物的器官、組織或細(xì)胞，通過離體培養(yǎng)產(chǎn)生愈傷組織的過程 　　D.取植物的枝芽培育成一株新植物的過程 14.下列植物細(xì)胞全能性最高的是 （　 ） 　　A.形成層細(xì)胞　B.韌皮部細(xì)胞　　C.木質(zhì)部細(xì)胞　　D.葉肉細(xì)胞 15．植物組織培養(yǎng)過程的順序是 （　 ） ①離體的植物器官、組織或細(xì)胞 ②根、芽 ③愈傷組織 ④脫分化 ⑤再分化 ⑥植物體 A．①④③⑤②⑥ B．①④③②⑤⑥ C．①⑤④③②⑥ D．⑥①④③⑤② 16．（xx，上海）將胡蘿卜韌皮部細(xì)胞培養(yǎng)成幼苗時(shí)，下列條件中不需要的是 （　 ） A．具有完整細(xì)胞核的細(xì)胞 B．一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和植物激素 C．離體狀態(tài) D．導(dǎo)入指定基因 17．下列有關(guān)細(xì)胞工程的敘述不正確的是 （　 ） 　　A. 在細(xì)胞整體水平上定向改變遺傳物質(zhì) 　　B．在細(xì)胞器水平上定向改變遺傳物質(zhì) 　　C．在細(xì)胞器水平上定向改變細(xì)胞核的遺傳物質(zhì) 　　D．在細(xì)胞整體水平上獲得細(xì)胞產(chǎn)品 18．下列細(xì)胞全能性最高的是 （　 ） 　　A．植物的卵細(xì)胞 　　B．植物的精子細(xì)胞 　　C．被子植物的受精卵 　　D．被子植物的的葉肉細(xì)胞 19．植物體細(xì)胞融合完成的標(biāo)志是 （　 ） A、產(chǎn)生新的細(xì)胞壁 B、細(xì)胞膜發(fā)生融合 C、細(xì)胞膜發(fā)生融合 D、細(xì)胞膜發(fā)生融合 20.植物體細(xì)胞雜交的目的是 （　 ） A.用酶解法去掉細(xì)胞壁分離出有活力的原生質(zhì)體 B.以人工誘導(dǎo)法使兩個(gè)不同植物的原生質(zhì)體融合 C.用植物組織培養(yǎng)法培養(yǎng)融合的原生質(zhì)體得到雜種植株 D.通過以上三者來完成 21.下列提法正確的是： （　 ） A、原生質(zhì)專指細(xì)胞質(zhì)　　　 B、人體內(nèi)的水都屬于原生質(zhì) C、細(xì)胞核不是原生質(zhì)　　　 D、一個(gè)動(dòng)物細(xì)胞就是一團(tuán)原生質(zhì) 22．（多選）有關(guān)原生質(zhì)體的下列敘述中，正確的是 A．組成原生質(zhì)體的主要生命物質(zhì)是蛋白質(zhì)和核酸 B．原生質(zhì)體包括細(xì)胞膜、液泡膜及兩者之間的原生質(zhì) C．被脫掉細(xì)胞壁的植物裸露細(xì)胞是原生質(zhì)體 D．原生質(zhì)體只能用于植物細(xì)胞工程 23．(xx，廣雅中學(xué)考題)（多選）下圖為植物組織培養(yǎng)過程示意圖，則下列敘述正確的是 A．植物組織培養(yǎng)依據(jù)的生物學(xué)原理是細(xì)胞的全能性 B．③ ④過程是指植物的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)階段 C．將①經(jīng)脫分化培養(yǎng)成②時(shí)，再植上人造種皮即可獲得人工種子 D．② ③的再分化過程中，誘導(dǎo)②生根的激素為細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素 二、非選擇題 1．下圖是植物組織培養(yǎng)的簡(jiǎn)略表示。據(jù)此回答： 脫分化 再分化 ①——→②——→③——→④ （1）①表示　　　　　，它能被培養(yǎng)成為④的根本原因是　　　　　　　　。 （2）②表示　　　　，它與①相比分化程度　　　　　，全能性　　　　　。 （3）若想制作人工種子，應(yīng)該選用（填編號(hào)）　　　　。 （4）若①是花藥，則④是　　　　，繼續(xù)對(duì)其使用　　　　　處理可獲得　　　　　正常植株，該過程稱為　　　　　。 （5）若①是胡蘿卜根尖細(xì)胞，則培養(yǎng)成的④的葉片的顏色是　　　，這說明根尖細(xì)胞　　　　　　　　　　。