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第2课时 植物细胞工程的实际应用
上课时间: 年 月 日 课时数:第 课时
课 题 第2课时 植物细胞工程的实际应用 教
学
目
标 1.知识目标:列举植物细胞工程的实际应用。
2.技能目标:模拟单倍体植株培养的技术。
3.情感目标:认同微型繁殖在花卉培养方面的重要作用。 教
材
分
析 重点 1.单倍体育种过程和优点。
2.作物脱毒、人工种子的制备过程和意义。 难点 单倍体育种的过程与原理。 教法学法 讲述、讨论、自主探究、学生练习
教
学
过
程
教
学
过
程
教 师 活 动 学 生 活 动 【课前预习】
1.什么是人工种子?它与自然状态下形成的种子相比有什么区别?
2.怎样利用植物组织培养技术培育单倍体植株?
【知识归纳】
一、植物繁殖的新途径:
1.微型繁殖(快速繁殖):
【背景资料】植物组织培养技术不仅可以保持优良品种的遗传特性,还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖,因此人们形象地把用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术叫做植物的微型繁殖技术,也叫快速繁殖技术。
【分析】由于植物组织培养技术大多采用的是植物的茎尖、根尖等材料,属于无性繁殖技术,因此可以保持优良品种的遗传特性;植物组织培养技术是在人工控制的条件下进行的无菌操作,具有不受自然条件与材料限制的优点,故生长周期短,可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。
2.作物脱毒:
【背景资料】马铃薯和草莓都是无性繁殖的作物,它们感染的病毒很容易传播给后代。病毒在植物体内逐年积累,就会导致作物产量降低,品质变差。科学家利用作物的根尖、茎尖进行组织培养,再生的植株就有可能不带病毒,从而获得脱毒苗。用脱毒苗进行繁殖,种植的作物就不会或极少感染病毒。
【分析】因为植物分生区附近(如茎尖、根尖)的病毒极少,甚至无病毒。因此,利用作物的根尖、茎尖进行组织培养可以获得无病毒植株。
3.制备人工种子:
【讲述】人工种子是指以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料,在外面包裹人工胚乳和人工种皮后得到的种子。人工种子在适宜条件下同样能够萌发长成幼苗。
【分析】天然种子生长周期长;一些作物优良杂种的后代也会发生性状分离而丧失其优良特性;另外,天然种子的生产还会受到季节、气候和地域的限制,并且需要占用大量的土地来实现制种。
二、作物新品种的培育:
1.单倍体育种:
【分析】单倍体育种是通过花药培养获得单倍体植株,经过秋水仙素处理使其染色体加倍后当年便可得到稳定遗传的优良品种,这就极大地缩短了育种的年限。单倍体育种所依据的原理是染色体变异。
【拓展】2.突变体的利用:
【背景资料】在植物的组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不断的分生状态,因此容易受到培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而发生突变。从这些产生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:
【讲述】植物组织培养技术除了在农业上的应用外,还广泛应用于细胞产物的工厂化生产。这些细胞产物包括蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。例如:
(1)利用人参组织培养技术大量生产人参皂苷干粉;
(2)利用组织培养技术大量生产抗癌药物紫杉醇;
【典型例题分析】
例1:马铃薯利用它的块茎进行无性繁殖,种植的世代多了以后往往会感染病毒而减产,为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳办法是 ( )
学生回答:
学生活动1:
阅读课本37页图2—2,总结细胞工程的应用。
思考与讨论1:
1. 为什么植物组织培养技术可以保持优良品种的遗传特性?
2.为什么植物组织培养技术可以高效快速地实现种苗的大量繁殖?
思考与讨论2:
为什么利用植物的根尖、茎尖可以获得无病毒植株?
思考与讨论3:
人工种子之所以神奇,是由于它具有天然种子不可比拟的特点。想一想,它们具有哪些优点?
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。
思考:
什么是单倍体?单倍体育种具有什么优点?
思考与讨论4:
突变的类型有哪些?具有什么特点?
学生活动2:
阅读课本42—43页,列举利用植物组织培养技术可以生产哪些细胞产物? 教学
反思
答案:
例1:C
例2:D
例3:B
例4:B
王楼中学高二生物选修教案(选修3 现代生物科技专题) 第二章 细胞工程 主备人:查林森
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