细胞工程

　　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