资源简介

2.1植物细胞工程
【教学目标】
1.说出植物细胞工程的基本原理。
2.简述细胞全能性的概念。
3.简述植物组织培养的过程与方法。
4.通过菊花组织培养的实验操作，进一步掌握植物组织培养技术。
【教学重难点】
1、教学重点
（1）植物组织培养的原理和过程
（2）植物体细胞杂交技术的原理
2、教学难点
（1）植物组织培养的实验
【新课导入】
从社会中来
展示兰花图片，朗诵《金漳兰谱》选段，介绍兰花。中国十大名花之一，中国人历来把兰花看做是高洁典雅的象征，并与“梅、竹、菊”并列，合称“四君子”。
1233年南宋赵时庚《金漳兰谱》是中国保留至今最早一部研究兰花的著作，也是世界上第一部兰花专著。全书分三卷五部分，对紫兰（主要是墨兰）和白兰（即素心建兰）的30多个品种的形态特征作了简述，并论及了兰花的品位。中国栽培兰花约有两千多年的历史。据载早在春秋末期，越王勾践已在浙江绍兴的诸山种兰。魏晋以后，兰花已用于点缀庭院。古代人们起初是以采集野生兰花为主，至于人工栽培兰花，则从宫廷开始。
兰花（学名：Cymbidium ssp.）：是单子叶植物纲、兰科、兰属植物通称。附生或地生草本，叶数枚至多枚，通常生于假鳞茎基部或下部节上，二列，带状或罕有倒披针形至狭椭圆形，基部一般有宽阔的鞘并围抱假鳞茎，有关节。总状花序具数花或多花，颜色有白、纯白、白绿、黄绿、淡黄、淡黄褐、黄、红、青、紫。
【新课讲解】
植物组织培养技术
1.概念：指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。
2.理论基础：植物细胞的全能性
3.阅读教材P34的内容及P35中的图2-1，回答以下问题
根据课本内容，绘出植物组织培养的流程简图。
（2）植物组织培养的条件有哪些？
离体、一定的营养条件、适宜的温度、无菌、无毒、适宜的光照。
（3）什么是愈伤组织？
离体的器官、组织或细胞脱分化形成的高度液泡化、排列疏松、不规则排列的薄壁细胞；
（4）什么是脱分化和再分化？
脱分化：已经分化的细胞失去其特定的结构和功能，转变为未分化的细胞。
再分化：愈伤组织重新分化成芽、根等器官。
（5）诱导愈伤组织与愈伤组织再分化为植株的过程，培养条件有什么差异？
诱导愈伤组织期间一般不需要光照，在后续的培养过程中，每日需要给予适当时间和强度的光照。
植物体细胞杂交技术
教师利用课件展示“番茄—马铃薯”的想象图，并介绍科学家以此进行的实验探究，通过这个实例，引出植物体细胞杂交的概念
并通过课件，展示一系列问题，让小组之间互相讨论，并得出答案：
在进行植物体细胞杂交时，为什么要去除细胞壁？去除细胞壁的方法是什么？
诱导融合的方法有哪些？
若只考虑两两融合，融合后的原生质体有哪些类型？所需的类型是什么？用什么方法可以得到所需类型？
植物体细胞杂交完成的标注是什么？
得到杂种细胞后再如何操作才能得到杂种植株？
学生通过阅读教材第36-38页的内容，小组之间互相交流，并得出答案
教师根据学生的回答，进行适当的补充，纠错
通过讨论、交流，培养学生的团队合作精神，锻炼学生的思维
植物繁殖的新途径
快速繁殖
1.定义：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。也叫微型繁殖技术。
2.优点：①可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖；
②可以保持优良品种的遗传特性；
③不受自然生长季节的限制；
④培养周期短。
3.实例：一些优良的观赏植物、经济林木、无性繁殖作物和濒危植物等；甘蔗、桉树和铁皮石斛等试管苗的生产，已形成一定规模。
作物脱毒
1.脱毒原因
马铃薯、草莓和香蕉等通常是用无性繁殖的方式进行繁殖的，他们感染的病毒很容易传给后代，病毒在作物体内逐年积累，就会导致作物产量降低，品质变差。
2.脱毒方法
取材：顶端分生区（如茎尖、根尖：病毒极少，甚至无病毒）→组织培养→脱毒苗
3.优点
明显提高农作物的产量和品质
4.实例
在马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等许多作物上获得成功。
（一）作物新品种的培育
单倍体育种
3.优点
①明显地缩短育种年限
②大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体，染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易出现，因此它也是进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料。
4.实例
我国科学家在1974年成功培育出世界上第一个单倍体作物新品种——单育1号烟草
我国科学家把单倍体育种与常规育种结合起来，育成水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等作物的新品种。
注意：①单倍体育种的目的不是获得单倍体本身，因为单倍体是高度不育的，在生产上没有实际价值，需诱导单倍体的染色体数目加倍。
②单倍体育种和多倍体育种均需要用秋水仙素诱导染色体数目加倍；单倍体育种需要先利用植物组织培养技术形成单倍体幼苗，但多倍体育种一般不使用植物组织培养技术。
（一）细胞产物的工厂化生产
植物的代谢产物
（1）初生代谢物：初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动，初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质、核酸等。
（2）次生代谢物：
①次生代谢不是生物生长所必需的，在特定条件下进行。
②次生代谢物是一类小分子有机化合物（如酚类、萜类和含氮化合物等）。
③在植物的抗虫、抗病等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源。
④含量很低，从植物组织中提取会大量破坏植物资源，有些产物又不能或难以通过化学合成途径得到。
植物细胞培养（细胞产物工厂化生产）
1.概念：在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。
2.优势：不占用耕地、不受季节、天气的限制，对社会、经济、环保具有重要意义。
3.实例：紫草宁、紫杉醇、人参皂苷的植物细胞工程产品。
【板书】
2.1植物细胞工程
一、植物组织培养技术
二、植物体细胞杂交技术
三、植物繁殖的新途径
1.快速繁殖
2.作物脱毒
四、作物新品种的培育
1.单倍体育种
2.突变体的利用
五、细胞产物的工厂化生产

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