植物体细胞杂交技术　教学设计

一 教学目标：

 

1.知识目标：

 

⑴知道植物体细胞杂交技术的基本原理

 

⑵描述植物体细胞杂交技术的基本过程

 

⑶说出植物体细胞杂交的理论和实践意义

 

2.能力目标：

 

培养和提高学生的语言表述能力和设计能力。

 

3.情感目标：

 

树立学生热爱科学、勇于想象、敢于创新的意识。

 

二 教学重点难点

 

1.教学重点：植物体细胞杂交技术

 

2.教学难点：表述能力和设计能力的培养

 

三 课时：1课时

 

四 教学方法：诱导启发；阅读思考；讨论交流。

 

五 教具准备：多媒体课件

 

六 教学过程：

 

〖温故知新〗

 

1.植物组织培养的基本原理是什么？（细胞具有全能性）

 

2.简述植物组织培养的基本过程。

 

 

3.植物愈伤组织的特点是什么？

 

具有分裂能力；细胞排列疏松无规则；高度液泡化；细胞无定形态；细胞壁薄等。

 

4.植物组织培养所得的植株是新品种吗？为什么？

 

(不是新品种。因为在组织培养中细胞内遗传物质没有改变。)

 

〖导入新课〗

 

植物组织培养没有改变生物的遗传物质，因而仅仅是植物的一种繁殖方式。而目前人们需要的一些具有有优良性状的植物新品种。如何才能更多地创造出更多的、符合人们需要的植物新品种呢？

 

〖知识新授〗               

 

专题二 细胞工程

 

2.1 植物细胞工程

 

一 植物组织培养技术（板书）

 

（课件展示）番茄－马铃薯图片

 

你认为“番茄－马铃薯”是如何培育出来的？

 

（启发学生的创新意识。学生讨论并自由发言。）

 

二 植物体细胞杂交技术（板书）

 

＊＊提示：联系水稻、豌豆等植物“有性杂交”的过程实质，提出“体细胞杂交”的特殊性。

 

（体细胞杂交过程图，分解展示。）

 

 

1.除去细胞壁

 

（1）植物体细胞杂交首先遇到什么障碍？(细胞壁)

 

（2）如何除去细胞壁？为什么？

 

(用纤维素酶和果胶酶分解细胞壁。细胞壁的主要成分是纤维素和果胶)

 

提示：酶解法。

 

【思考1】原生质体与原生质层有何区别？

 

除去细胞壁的植物细胞叫做原生质体。植物细胞中细胞膜、液泡膜及其之间的细胞质构成原生质层。

 

【应用训练】1.在植物体细胞杂交过程中，常用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体。这是因为（  B  ）

 

A.纤维素酶和果胶酶容易制取          B.细胞壁的主要成分是纤维素和果胶

 

C.纤维素酶和果胶酶的成本低          D.纤维素酶和果胶酶的催化能力强

 

2.诱导融合

 

（1）若干两种原生质体混合在一起，两种原生质体就能融合形成一个细胞吗？

 

(不能)

 

提示：经过了漫长的进化过程，有性杂交中精子与卵细胞能够自然发生融合形成受精卵。而原生质体发生融合则是人为的，两种原生质体不能自然发生融合，因而需要人工诱导，迫使二者融合。

 

（2）诱导原生质体融合的方法有哪些？

 

学生阅读回答：物理法、化学法。

 

提示：电击法的机制（讲解）；聚乙二醇.

 

【思考2】原生质体的融合利用了细胞的哪一生理特性？

 

(细胞膜具有一定的流动性)

 

3.细胞壁的形成

 

（1）原生质体融合后，是否是一个完整的植物细胞？为什么？

 

(不是。没有细胞壁)

 

（2）与植物细胞壁形成有关的细胞器有哪些？

 

(线粒体、高尔基体)

 

提示：杂种细胞的细胞壁形成，标志着植物体细胞杂交成功。

 

【思考3】若番茄体细胞中染色体组成为AA，马铃薯体细胞中染色体组成为BB，则杂种细胞中染色体组成是怎样的？（AABB）

 

【应用训练】2.将若干番茄和马铃薯的原生质体混合，用聚乙二醇处理后，转移到培养基上培养，使原生质体再生出细胞壁。这时在培养基上的细胞类型有（  D  ）

 

①番茄细胞  ②马铃薯细胞 ③番茄－马铃薯细胞 ④番茄－番茄细胞 ⑤马铃薯－马铃薯细胞

 

A.①②③        B.③④⑤        C.①②④⑤          D.①②③④⑤

 

4.植物组织培养

 

（1）杂种细胞如何才能形成新植株？

 

（利用组织培养技术）

 

（2）简述其基本过程。

 

杂种细胞（脱分化）→愈伤组织（再分化）→根、芽／胚状体（生长发育）→新植株。

 

【思考4】你认为杂种细胞形成杂种植株的依据是什么？

 

细胞具有全能性。

 

【思考5】你认为杂种植株的遗传特性应当是怎样的？

 

既具有番茄的遗传特征，又具有马铃薯的遗传特征。

 

【探究】番茄－马铃薯为什么没有结出番茄和马铃薯？

 

学生讨论：杂种植株的体细胞内同时具有番茄和马铃薯两套遗传信息，导致基因的表达混乱无序。

 

【应用训练】3.如图植物体细胞杂交过程示意图。

 

（1）步骤①是      ，最常用的方法是        处理。

 

（2）步骤②常用化学试剂是      ，其作用是         。

 

（3）在杂种细胞培育成杂种植株过程中，运用的技术手段是      ，步骤④是     ，步骤⑤是     。

 

（4）若亲本A和亲本B都是二倍体，则杂种植株为      倍体。

 

参考答案：⑴除去细胞壁   酶解法或纤维素酶和果胶酶⑵聚乙二醇  诱导原生质体融合⑶植物组织培养  脱分化  再分化 ⑷四倍体

 

【归纳】请简要概述什么是“植物体细胞杂交技术”。

 

植物体细胞杂交技术是指将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合形成杂种细胞，并将杂种细胞培育成新的植物体的技术方法。

 

【设计】参照“植物组织培养技术流程”，设计出“植物体细胞杂交技术流程”。

 

 

植物组织培养技术流程

 

 

植物体细胞杂交技术流程

 

【思考6】你认为植物体细胞杂交技术利用了哪些生物学基本原理？

 

细胞膜具有一定的流动性；细胞具有全能性。

 

【思考7】你认为用植物体细胞杂交技术有何现实意义？

 

克服远源杂交不亲和的障碍；打破生殖隔离，实现远源杂交。

 

提示：植物体细胞杂交成功的实例：

 

烟草－海南烟草；胡萝卜－羊角芹；白菜－甘蓝。

 

白菜－甘蓝（图片）：优点简介。

 

【训练应用】4.植物体细胞杂交过程中，细胞融合成功的标志是（  D  ）

 

A.细胞膜发生融合                    B.细胞质发生融合

 

C.细胞核发生融合                    D.形成新的细胞壁

 

5.与有性杂交相比，植物体细胞杂交的优点是（  B  ）

 

A.实现两个亲本优良性状的完全组合    B.打破生殖隔离，实现远源杂交

 

C.实现遗传性状的定向改变            D.降低科研成本，提高经济效益

 

【讨论设计】（图片）原生动物――眼虫。大胆设计绿色奶牛。

 

学生讨论：植物原生质体与奶牛受精卵融合；叶绿体移植等。

 

〖课末小结〗见板书设计

 

〖作业布置〗课后练习题

 

〖板书设计〗

 

一 植物组织培养

 

二 植物体细胞杂交

 

（1）原理：细胞膜的流动性、细胞的全能性。

 

（2）过程：

 

 

（3）意义：打破生殖隔离，培育新品种