高中生物 2.1.2植物细胞工程的实际应用（教案+课件+学案）（打包3套）新人教版选修3.zip

1专题二 细胞工程2.1．2 植物细胞工程的实际应用一、学习目标1、掌握微型繁殖和植物组织培养的联系2、掌握作物脱毒、人工种子的制备过程和意义3、了解单倍体育种和突变体的利用二、学习重点、难点1、学习重点植物细胞工程应用的实例2、 学习难点掌握作物脱毒、人工种子的制备过程三、学习过程1、 微型繁殖与无性生殖微型繁殖是用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，实际上是无性生殖的一种。在繁殖的过程中，细胞进行有丝分裂，因此亲、子代细胞内 DNA 相同，具有相同的基因，因此能保证亲、子代遗传特性不变。利用这种技术能高效快速实现种苗的大量繁殖。2、 微型繁殖与作物脱毒、人工种子、单倍体育种作物脱毒、人工种子、单倍体育种的培育过程均有采用微型繁殖的技术。作物脱毒主要是强调微型繁殖的取材一定是无毒（的如茎尖、根尖） ，才能繁殖出无毒的幼苗。人工种子采用的还是微型繁殖的技术，但是只需培育得到胚状体、不定芽、顶芽和腋芽，包上人工种皮就可形成人工种子。人工种子与微型繁殖得到的幼苗一样能保持亲本的优良性状，另外还可不受气候、季节和地域的限制。单倍体育种的优点是后代无性状分离，后代都是纯合子，能够稳定遗传，明显缩短育种年限。单倍体育种从本质上说属于有性生殖，这一点与微型繁殖有所区别。但单倍体育种首先要进行花药离体培养，采用还是微型繁殖的技术，然后用秋水仙素处理，获得纯合子。四、反思总结.在植物繁殖新途径的教学中，首先可由植物组织培养技术引入，让学生回忆植物组织培养技术的基本原理和过程，思考利用这些技术能做哪些工作？再逐一讲解微型繁殖技术，作物脱毒技术及人工种子。五 、 当 堂 检 测1、甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的 A.有丝分裂 B.分化 C.减数分裂 D.全能性[答案]C2.基因型为 AaBb 的水稻（含 24 条染色体）的花药通过无菌操作接入试管后，在一定条件下形成试管苗，问：2（1）愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规则的细胞团，愈伤组织形成过程中，必须从培养基中获得_____________等营养物质。（2）要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有_____________和________________两类激素。（3）愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再由芽发育成叶和茎。这一过程必须给予光照，其原因是_____________能利用光能制造有机物，供试管苗生长发育。（4）试管苗的细胞核中含_________条脱氧核糖核苷酸链。（5）培育成的试管苗可能出现的基因型有_____________。 。[答案]（1）水、无机盐、维生素和小分子有机物 （2）细胞分裂素 植物生长素 （3）叶绿体 （4）24 （5）AB、aB、Ab、ab非选择题1．美国科学家将分离得到的成熟胡萝卜根的韧皮部细胞进行培养，由单个细胞发育成完整的新植株（如下图） 。请据图回答：（1）这种生殖方式属于___________________。（2）图中③过程叫________________，④过程叫_____________，此处的“细胞团”在生物学上叫做_______________________。（3）本实验说明植物细胞具有___________________。（4）在培养试管植物时，试管内应加入植物所必需的矿质元素。其中应大量供给的元素是___________________。2、.中科院上海植物生理生态研究所在“神舟四号”飞船进入太空后为一对“新人”——黄花烟草原生质体和革新一号烟草原生质体举办了特殊的“婚礼” 。将两个“新人”放入融合器中，当充满液体的融合器加上直流电场，两个原本相互游离的细胞一下子贴到一起，开始了“窃窃私语” 。紧接着，在瞬间高压脉冲的作用下，细胞膜被击出了一个小孔，透过这微小的空间，两股细胞质展开了“心灵沟通” 。渐渐地，细胞核也扭摆着“亲热”起来，20min 后，它们俩已是你中有我，我中有你，一个新生命就这样诞生了。地面实验结果显示：用于融洽的两个“新人” ，一个开的是粉花（标记为“一号” ） ，一个开的是黄花（标记为“二号” ）融合后的细胞再生植株开的是黄花，但形状却和一号相同（称“一号形状” ，另一个称“二号形状” ） 。这种“太空烟草”比普通烟草个子矮，株秆粗，烟叶多，是我国太空育种试验的一项重大成果。据此回答下列问题： （1）由于细胞的密度不同，因此在地面上进行细胞融合非常困难。从理论上讲，在太空中细胞更容易融合，可能的原因是 。在显微镜下观察， “新人”的细胞膜融合在一起，使细胞呈圆球状，这是因为膜具有 特性。 “细胞婚礼”中用到的诱导融合技术是 。（2）两种烟草原生质体融合时， 类型是我们需要的，这样的细胞经组织培养后，3再生的植株属 倍体。（3）植物体细胞融合技术与传统的有性杂交相比，其优点是 。（4） “太空烟草”能稳定遗传吗？为什么？ 。3、传统农作物育种途径往往是通过杂交获得，随着生物工程技术的不断发展，新品种的培育途径逐渐被扩宽。目前至少有 7 种培育农作物新品种的途径被广泛应用。下图为水稻的几种不同的育种方法示意图。请据图回答：（1）图中 A、D 方向所示的途径表示_____________育种方式，A→B→C 的途径表示_____________育种方式。两个亲本的基因型分别为 AAbb 和 aaBB，这两对基因按自由组合定律遗传,要培育出基因型为 aabb 的新品种，最简捷的途径是__________。这两种育种方式相比较，后者优越性主要表现在____________________________________。（2）B 方法为________________________。（3）E 方法原理为________________________。上述培育新品种的方法中原理相同的有_______________。（4）G 所示过程可以采用花粉粒通道法，这是基因工程操作“四步曲”的___________环节。检测目的基因是否表达的方法有_______________。（5）科学家从悬浮培养的单细胞或胚囊中，通过植物组织培养技术获得胚状体，并将其包埋在一个能提供营养的胶质中，外包裹上人造种皮，制成人工种子。目前，我国科学家利用植物组织培养技术已在烟草、水稻、小麦和玉米等植物上成功诱导出胚状体，而美、日等国正着手将人工种子商品化。离体细胞进行植物组织培养获得胚状体需要通过______________、____________过程。人工种子中包埋胚状体的胶质可看作玉米种子的________结构。（6）由人工种子萌发出的植株与天然种子萌发出的植株有何区别？___________________________________________1、 （1）无性生殖 （2）脱分化 再分化 愈伤组织 （3）全能性 （4）N、P、S、K、Ca、Mg2、 （1）重力作用很弱 细胞膜有具一定的流动性 电刺激诱导融合（2）自身融合 多（或四 （3）克服了远缘杂交不亲和的障碍（4）如果“太空烟草”为纯合子，无性繁殖和有性繁殖都能稳定遗传；如果为杂合子，无性繁殖能稳定遗传，有性繁殖会出现性状分离。培养过程中也可能会发生基因突变3、 （1）杂交育种 1 单倍体育种 1 A→B→C1 能较快得到纯合体，缩短育种年限 1（2）花药离体培养 1（3）基因突变 1 A、D 和 G（或 B、K、F）24（4）目的基因导入受体细胞 1 DNA 杂交等 1（5）脱分化 1 再分化 1 胚乳 1（6）天然种子萌发出的植株属于有性生殖，可能因性状分离而丧失其优良特性1专题二 细胞工程2.1.2 植物细胞工程的实际应用一、教材分析《 植物细胞工程的实际应用》是人教版高中生物选修三《现代生物科技专题》专题 2 第一节《植物细胞工程》第 2 课时的教学内容。第 1 节课已经学习了细胞的全能性、植物组织培养技术、植物体细胞杂交技术等三方面内容。在此基础上，本节主要学习植物细胞工程的三方面应用，即植物繁殖的新途径、作物新品种的培育，以及细胞产物的工厂化生产等内容。二、教学目标1．知识目标：（1） 、掌握微型繁殖和植物组织培养的联系（2） 、掌握作物脱毒、人工种子的制备过程和意义（3） 、了解单倍体育种和突变体的利用2．能力目标：搜集有关细胞工程研究进展和应用方面的资料，进行整理、分析和交流3．情感、态度和价值观目标：1 认同细胞学基础理论研究与技术开发之间的关系；2、关注细胞工程研究的发展和应用前景。三、教学重点难点1.教学重点植物细胞工程应用的实例2、 教学难点掌握作物脱毒、人工种子的制备过程四、学情分析本节教材内容对学生来说，第一课时已经学习了植物细胞工程的基本技术的知识，这节课学习起来有一定的基础。教师可采用学案导学、让学生理解记忆为主结合讨论的方法。五、教学方法：1．学案导学：见后面的学案。2．理解记忆为主结合讨论的方法六、课前预习1、通过预习课本、查阅资料，列举植物组织培养技术在我们生活中的应用。2、说出人工种子制备技术的过程。3、说出人参皂甙的工厂化生产过程。七、课时安排：1 课时八、教学过程(一)预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。2（二）合作探究、精讲点拨【问题探究】1、植物微型繁殖技术高效快速的实例有哪些？2、什么是人工种子？制备人工种子技术是什么？3、工厂化生产人参皂甙的基本过程是什么？【精讲点拨】在植物微型繁殖新途径的教学中，首先可由植物组织培养技术引入，让学生回忆植物组织培养技术的基本原理和过程，思考利用这项技术能做哪些工作？再逐一讲解微型繁殖技术、作物脱毒及人工种子。一、植物微型繁殖新途径1、 微型繁殖与无性生殖微型繁殖是用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，实际上是无性生殖的一种。在繁殖的过程中，细胞进行有丝分裂，因此亲、子代细胞内 DNA 相同，具有相同的基因，因此能保证亲、子代遗传特性不变。利用这种技术能高效快速实现种苗的大量繁殖。2．微型繁殖与作物脱毒、人工种子作物脱毒、人工种子、单倍体育种的培育过程均有采用微型繁殖的技术。作物脱毒主要是强调微型繁殖的取材一定是无毒（的如茎尖、根尖） ，才能繁殖出无毒的幼苗。人工种子采用的还是微型繁殖的技术，但是只需培育得到胚状体、不定芽、顶芽和腋芽，包上人工种皮就可形成人工种子。人工种子与微型繁殖得到的幼苗一样能保持亲本的优良性状，另外还可不受气候、季节和地域的限制。二、作物新品种的培育1、单倍体育种的优点是：后代无性状分离，后代都是纯合子，能够稳定遗传，明显缩短育种年限。单倍体育种从本质上说属于有性生殖，这一点与微型繁殖有所区别。但单倍体育种首先要进行花药离体培养，采用还是微型繁殖的技术，然后用秋水仙素处理，获得纯合子。2、突变体的利用：在植物组织培养的过程中，由于培养细胞一直处于不断地分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变。从这些产生的突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。三、 细胞产物的工厂化生产人参皂甙的工厂化生产过程、蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱的生产，应用的都是植物组织培养技术。生产过程：第一步，选择人参根作为外植体进行培养，产生愈伤组织，经过培养选择找到增殖速度快而且细胞内人参皂甙含量高的细胞株作为种质，其中一部分作为保存用，以备下一次生产用，一部分进行发酵生产。第二步，将第一步选择到的细胞株在发酵罐中的适合培养液中进行液体培养，增加细胞数量。第三步，将发酵罐中培养的细胞进行破碎，从中提取人参皂甙。3（四）反思总结，当堂检测。【知识网络】 教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正九、板书设计一、植物微型繁殖新途径1、 微型繁殖与无性生殖2．微型繁殖与作物脱毒3、 人工种子二、作物新品种的培育1、单倍体育种的优点是：2、突变体的利用三、 细胞产物的工厂化生产过程十、教学反思本课的设计采用了课前下发预习学案，学生预习本节内容，找出自己迷惑的地方。课堂上师生主要解决重点、难点、疑点、考点以及学生学习过程中易忘、易混点等，最后进行当堂检测，课后进行延伸拓以达到提高课堂效率的目的。植物繁殖的新途径作物新品种的培育微型繁殖作物脱毒人工种子植物细胞工程的实际应用 单倍体育种突变体的利用细胞产物的工厂化生产