高中生物选修 三 3 《现代生物科技》 全套教案 人教新课标 志鸿 优化cmdv.docx

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1、高中生物物选修课课教案现代生生物科技技专题（人人教版选选修3）专题一 基因因工程第一节 基因因工程的的简介教学目标标：1知识识方面（1）了了解基因因工程的的基本概概念。（2）基基因操作作的工具具和基本本操作程程序。（3）举举例说出出基因工工程在农农业、医医药等领领域的应应用。2态度度价值观观方面（1）通通过学习习基因工工程的概概念，使使学生认认识到科科学研究究需要的的严谨，激激发为祖祖国而奋奋斗的精精神。（2）通通过学习习基因操操作的工工具和基基本程序序及应用用，使学学生树立立结构与与功能相相统一的的辩证唯唯物主义义观念。3能力力方面（1）通通过对图图片、动动画等的的观察，让让学生学学会科学学

2、的观察察方法，培培养观察察能力。（2）通通过利用用课本以以外的资资料和网网络信息息解决学学习中发发现的问问题，培培养学生生的自主主学习的的能力。（3）通通过多媒媒体课件件对基本本概念、基基本原理理的学习习，引导导学生主主动参与与教学过过程的探探究活动动，培养养学生的的获取新新知的能能力、分分析和解解决问题题的能力力及交流流与合作作的能力力。教学重点点：基因因操作的的工具和和基本程程序及应应用。教学难点点：1限制制酶和运运载体的的作用。2提取取目的基基因的方方法和目目的基因因导入受受体细胞胞的途径径。3基因因工程的的应用。教学方法法：以探探究法、谈谈话法、材材料教学学法相结结合。具体方法法：1以

3、具具体事例例讲述，学学生制作作模型，使使学生切切身体会会基因工工程“剪、拼拼、接、转转”的主要要过程。2搜集集资料，采采用思考考、分析析、想像像、推断断和辩论论等方法法，明确确基因工工程的应应用。教学课时时：3课课时教学过程程：第一课课时：DNAA重组技技术的基基本工具具一复习习导入新新课教师活动动：投影影幻灯片片，引导导学生思思考、分分析讨论论。1遗传传的物质质基础是是什么？2生物物体遗传传的基本本单位是是什么？3为什什么生物物界的各各种生物物间的性性状有如如此大的的差别呢呢？4生物物的性状状是怎样样表达的的？5各种种生物的的性状都都是基因因特异性性表达的的结果，那那么，人人类能不不能改造造

4、基因呢？使原原来本身身没有某某一性状状的生物物而具有有某个特特定的性性状呢？ 6各种生生物间的的性状千千差万别别，这是是为什么么呢？引导学生生回答：生物体体的不同同性状是是基因特特异性表表达的结结果。教师举例例：1青霉霉菌能产产生对人人类有用用的抗生生素青霉素素2豆科科植物的的根瘤菌菌能够固固定空气气中的氮氮气3人的的胰岛BB细胞能能分泌胰胰岛素调调节血糖糖的浓度度教师提问问：以上上几种生生物各有有其特定定的性状状，这些些性状都都是基因因特异性性表达的的结果。但但是人类类能不能能改造基基因呢？在引导学学生思考考、探究究的同时时引出本本节课题题。二、讲授授新课1基因因工程的的概念：课前布置置学生

5、自自学教材材上的知知识内容容，让学学生理解解基因工工程的概概念，并并引导学学生回答答表中内内容。基因工程程的别名名基因拼接接技术或或DNAA管理费费用技术术操作环境境生物体外外操作对象象基因操作水平平DNA分分子水平平基本过程程剪切拼接导入表达结果人类需要要的基因因产物教师活动动：投影影问题引引导学生生讨论，引引出基因因操作的的工具。基因工程程的操作作水平是是在DNNA分子子水平进进行的，所所以用普普通的操操作工具具能够在在如此微微观的条条件下操操作吗？2基因因操作的的工具基因工程培育抗虫棉的简要过程苏云金芽孢杆菌（有抗虫特性）提取抗虫基因普通棉花（无抗虫特性）棉花细胞（含抗虫基因）与运载体D

6、NA拼接、导入棉花植株（有抗虫特性）教师活动动：投影影基因工工程抗虫虫棉的简简要过程程。（见见下表）学习探究究1：在在基因工工程培育育抗虫棉棉的过程程中，关关键步骤骤或难点点是什么么？学生活动动：分析析、讨论论，学生生与教师师共同对对基因工工程关键键归纳总总结。关键步骤骤一：抗抗虫棉从从苏云金金孢杆菌菌细胞内内提取。关键步骤骤二：抗抗虫基因因与运载载体DNNA拼接接。关键步骤骤三：抗抗虫基因因进入棉棉花细胞胞。学习探究究2：怎怎样才能能在苏云云金芽孢孢杆菌DDNA分分子中的的众多基基因中找找到所需需抗虫基基因呢？又怎样样将它从从DNAA长链中中提取出出来？又又如何将将提取出出的抗虫虫基因与与棉

7、花细细胞的DDNA结结合在一一起呢？引导学生生探究、分分析、总总结：（1）“分子手手术刀”又叫基基因剪刀刀限制制性内切切酶 分布：主主要在微微生物中中 作用特点点：特异异性，即即识别特特定的核核苷酸序序列，切切割特定定的切点点。 结果：产产生黏性性末端（碱碱基互补补配对）。播放投影影幻灯片片的实例例。限制酶切割DNA分子示意图CGA A T TGCT T A A 黏性末端T T A AG|CCGA A T T（2）“分子缝缝合针”又叫基基因针线线DNNA连接接酶 连接部位位：磷酸酸二酯键键。DNA连接酶作用示意图CGA A T TGCT T A A 结果：两两个相同同的黏性性末端的的连接。学习

8、探究究3：用用DNAA连接酶酶连接两两个相同同的黏性性末端要要连接几几个磷酸酸二酯键键？用限限制性内内切酶切切一个特特定基因因要切断断几个磷磷酸二酯酯键？（3）“分子运运输车”又叫基基因的运运输工具具基因因进入受受体细胞胞的载体体 作用：将将外源基基因送入入受体细细胞。 具备的条条件：能能在宿主主细胞内内复制并并稳定地地保存；具有多多个限制制酶切点点；具有有某些标标记基因因。 种类：质质粒、噬噬菌体和和动植物物病毒。 质粒的特特点： 质粒是基基因工程程中最常常用的运运载体；最常用的的质粒是是大肠杆杆菌的质质粒；是细胞染染色体外外能自我我复制的的小型环环状DNAA分子；质粒的大大小只有有普通细细

9、菌染色色体的11%左右；存在于许许多细菌菌及酵母母菌等微微生物中中；质粒的存存在对宿宿主细胞胞生存没没有决定定性的作用用；质粒的复复制只能能在宿主主细胞内内完成。（自身细细胞中也也可）学习探究究4：1、质粒粒上会存存在某些些标记基基因，这这些标记记基因有有什么用用途？ 2、要要想将某某个特定定基因与与质粒相相连，需需要用几几种限制制性内切切酶和几几DNAA连接酶酶处理？课堂小结结：基因因工程的的概念和和的基本本操作工工具。课后记：本节课主主要学习习基因工工程的基基本概念念和基因因工程的的基本操操作工具具，学生生能充分分利用自自己查找找和老师师提供的的教学资资料进行行学习探探究，效效果较好好。但

10、学学生在质质粒的认认识上还还有待进进一步提提高。下下节课应应重新启启发学生生复习有有关知识识，提高高学生的的认知能能力。第二课课时基基因工程程的基本本操作程程序一、复习习巩固，引引出课题题教师活动动：以谈谈话的方方式提出出下列问问题1、什么么是基因因工程？2、基因因工程的的工具酶酶有几种种？分别别是什么么？3、基因因的剪刀刀是什么么？其主主要作用用是什么么？4、基因因的针线线是什么么？其主主要作用用是什么么？5、基因因的运输输工具是是什么？6、运载载体必须须具备的的条件是是什么？最常用用的运载载体是什什么？7、质粒粒的结构构是什么么？学习探究究1：有有了基因因操作的的工具后后，对基基因是如如何

11、进行行操作的的呢？二、讲授授新课引导学生生按幻灯灯片中提提供的问问题进行行阅读课课文提供供的材料料，并讨讨论、分分析有关关基因工工程操作作的基本本程序。 举例说明明什么是是目的基基因？ 从供体细细胞DNNA中直直接分离离基因的的方法叫叫什么？ 人工合成成基因的的方法有有几种？其操作作过程分分别是怎怎样的？ 将目的基基因与用用限制内内切酶处处理后的的运载体体混合并并用DNNA连接接酶处理理后会出出现几种种结果？ 将目的基基因的重重组质粒粒导入细细胞受体体细胞的的过程常常用哪种种化学试试剂？其其目的是是什么？ 在目的基基因的检检测过程程中，检检测的对对象是什什么？通过观看看材料，思思考问题题，引起

12、起师生在在相关知知识点上上的共鸣鸣。（1）目目的基因因的提取取： 途径径：从供供体细胞胞的DNNA基因因文库中中直接提提取目的的基因（一一般用于于原核生生物）；人工合合成目的的基因（一一般用于于真核生生物）。“鸟枪法法”优点：操作简简单。缺缺点：操操作量大大，盲目目性大 方法： 逆转录录法： 直接合合成法PCCR技术术基本操作作方法见见下图：鸟枪法的过程供体细胞中DNA限制酶许多DNA片段载入运载体导入受体细胞外源DNA扩增产生特定性状分离目的基因逆转录法的过程目的基因的mRNA逆转录酶单链DNA合成双链DNA（目的基因）根据已知氨基酸序列合成DNA的过程蛋白质的氨基酸序列推测mRNA的核苷酸

13、序列推测结构基因的核苷酸序列化学合成目的基因质粒 DNA分子同一种限制酶处理一个切口的两个黏性末端两个切口的获得目的基因DNA连接酶重组DNA分子（重组质粒）（2）目目的基因因与运载载体结合合：学习探究究：目的的基因与与运载体体的结合合的结果果可能有有向种情情况？受体细胞：细菌氯化钙细胞壁的通透性增大重组质粒进入受体细胞目的基因随受体细胞的繁殖而复制引导学生生探究，归归纳总结结出相关关内容。（3）将将目的基基因导入入受体细细胞：导入方法法：借鉴鉴细菌或或病毒侵侵入细胞胞的途径径。导入过程程：运载载体为质质粒，受受体细胞胞为细菌菌。（4）目目的基因因的检测测和表达达：引导学生生生教材材的有关关内

14、容，使使学生明明确检测测与表达达的区别别，并可可按以下下形式归归纳。检测：通通过检测测标记基基因的有有无来判判断目的的基因是是否导入入。表达：通通过特定定性状的的产生与与否来确确定目的的基因是是否表达达。教学小结结：引导导学生复复述。课后记：本节教学学重点、难难点是理理清目的的基因导导入受体体细胞及及是否已已导入、导导入后是是否得到到了表达达。通过过学习探探讨，学学生基本本上能掌掌握本节节的知识识内容。但但还未能能熟练掌掌握本节节的知识识要领，这这将运用用练习来来进一步步加以巩巩固。第三课课时 基因因工程的的应用复习基因因工程的的操作的的基本程程序和重重要工具具。检查课前前收集到到的有关关基因

15、工工程应用用的实例例。（以以学生汇汇报形式式展示各各自收集集到的资资料）通过资料料、教学学图片展展示，引引出课题题。19822年，帕帕尔蒂曼曼和布林林斯坦等等人构建建了大鼠鼠金属硫硫蛋白和和人的生生长激素素融合基基因，生生产出生生长速度度比正常常小鼠快快一倍的的超级小小白鼠。此此后，许许多实验验室用人人、猪、羊羊和牛的的生长激激素基因因生产转转基因小小鼠时，都都获得了了类似结结果。119888年，西西曼克等等人用猪猪的生长长激素和和大鼠MMT融合合基因，生生产出生生长快、瘦瘦肉率高高和表现现正常的的转基因因猪。印发基因因工程研研究的现现状资料料（另见见材料），引引导学生生阅读。学习探究究：1人

16、类类在基因因工程领领域取得得了哪些些成就呢呢？2基因因工程在在环境保保护过程程中有何何作用？通过学生生汇报，讨讨论、分分析、概概括如下下：一、基因因工程与与医药卫卫生：1生产产基因工工程药品品：胰岛岛素、干干扰素等等。2用于于基因诊诊断与基基因治疗疗：概念念见课件件。二、基因因工程与与农业、食食品工业业：1农业业上的应应用：（1） 培育高产产、稳质质和具有有优良品品质的农农作物。（2） 用基因工工程的方方法培养养出具有有各种抗抗逆性的的作物新新品种。2畜牧牧业上的的应用：（1）培培育人们们所需要要的各种种优良品品质的转转基因动动物。（2）利利用某些些特定的的外源基基因在哺哺乳动物物体内表表达。

17、3食品品工业上上的应用用：为人人类开辟辟新的食食物来源源。三、基因因工程与与环境保保护：1 环境监测测：运动动DNAA分子杂杂交的方方法进行行检测。特点：快快速、灵灵敏、精精确、高高效。2 环境净化化。课堂小结结：让学学生交流流对基因因工程学学习的体体会，明明确基因因工程的的前景和和安全性性。课后记：本节课通通过学生生汇报、交交流各自自的材料料收集，共共同探讨讨知识的的相关内内容，课课堂气氛氛活跃，从从争辩中中获取相相关知识识要点。但但有极个个别的学学生对资资料的收收集不够够，仍需需进一步步引导。第二节 蛋白白质工程程的崛起起教学目标标1.举例例说出蛋蛋白质工工程崛起起的缘由由。2.简述述蛋白

18、质质工程的的原理。3.尝试试运用逆逆向思维维分析和和解决问问题。教学重点点和难点点1.教学学重点（1）为为什么要要开展蛋蛋白质工工程的研研究？（2）蛋蛋白质工工程的原原理。2.教学学难点：蛋白质质工程的的原理。教学方法法：探究究法、导导读法、分分析交流流具体做法法：1.建议议采用“问问题探探究新新问题再探究究”的教教学模式式。带领学生生回忆原原有知识识：要想想让一种种生物的的性状在在另一种种生物中中表达，在在种内可可以用常常规杂交交育种的的办法实实现，但但要使有有生殖隔隔离的种种间生物物实现基基因交流流，就显显得力不不从心了了。基因因工程的的诞生，为为克服这这一远缘缘杂交的的障碍问问题，带带来

19、了新新的希望望。于是是取得了了丰硕成成果：大大肠杆菌菌为人类类生产出出了胰岛岛素，牛牛的乳腺腺生物反反应器为为人类制制造出了了蛋白质质类药物物，烟草草植物体体内含有有了某种种药物蛋蛋白至此，人人们也只只是实现现了世界界上现有有基因在在转基因因生物中中的表达达。但一一个新问问题出现现了，生生物产生生的天然然蛋白质质是在长长期进化化过程中中形成的的，它的的结构、性性能不能能完全满满足人类类生产和和生活的的需要。为为了加深深这一点点的认识识，可调调动学生生从书中中找实例例（干扰扰素例子子、工业业用酶的的例子）加加以佐证证。于是是要对现现有蛋白白质进行行改造，制制造出目目前从天天然蛋白白质中找找不到的

20、的蛋白质质。这样样人们又又开始了了新一轮轮的探索索，蛋白白质工程程应运而而生了。2.建议议加强与与已有知知识的联联系，用用逆向思思维的方方法解决决新问题题。既然蛋白白质的功功能是由由DNAA决定的的，那么么要制造出新新的蛋白白质，就就要改造造DNAA。所以以蛋白质质工程的原原理应该该是中心心法则的的逆推。教学课时时：1课课时教学过程程：复习旧课课，导出出新课题题：学习探究究：1、基因因工程的的实质是是什么？2、基因因工程的的基本操操作程序序有哪些些？3、通过过基因工工程产生生的蛋白白质都是是属于自自然界的的蛋白质质，即各各种生物物经过漫漫长的进进化过程程中形成成的。 随着人人们生活活的改变变，

21、自然然界现在在的蛋白白质不一一定能满满足人类类生产和和生活的的需要，那那么，有有什么办办法可以以获得人人类所需需的蛋白白质呢？4、什么么是蛋白白质工程程？引导学生生认真阅阅读课文文中的材材料，引引出课题题。一、蛋白白质工程程的概念念：根据蛋白白质工程程的概念念，关注注两方面面的内容容：1、蛋白白质工程程的基础础：基因因工程。2、蛋白白质工程程的实质质：按意意愿产生生人们所所需要的的蛋白质质。学习探究究：1、对天天然蛋白白质进行行改造，你你认为应应该直接接对蛋白白质分子子进行操操作，还还是通过过参基因因的操作作来实现现呢？2、蛋白白质工程程是怎样样进行的的呢？二、蛋白白质工程程的基本本原理：1、

22、蛋白白质工程程的目标标：按人人们对蛋蛋白质功功能的特特定要求求，对蛋蛋白质的的结构进进行分子子改造和和设计。2、蛋白白质合成成的基本本方法： 通通过人工工的方法法，先确确定所需需蛋白质的基基本功能能，再按按逆向推推出相关关基因的的基本组组成，再再进行转转录和翻翻译得到到所需蛋蛋白质。3、蛋白白质工程程的基本本途径：确定蛋白白质功能能应有的的蛋白质质高级结结构应具备备的折叠叠状态推测氨氨基酸序序列找到或或合成相相应的碱碱基序列列（基因因）改造的的蛋白质质4、实施施蛋白质质工程的的前提条条件：了了解蛋白白质的结结构和功功能三、蛋白白质改造造的方法法：基因因定点诱诱变技术术、重组组DNAA技术1、制

23、造造出自然然界中不不存在的的全新蛋蛋白质大改改根据氨基基酸性质质和特点点来改造造，使之之具有特特定氨基基酸序列列、空间间结构和和预期功功能。2、在蛋蛋白质分分子中替替代一个个肽段或或一个特特定的结结构中改3、改造造蛋白质质分子中中的几个个氨基酸酸的残基基小改改通过基因因工程的的定点诱诱变技术术，有目目的改造造，以改改善蛋白白质的性性质和功功能。引导学生生阅读课课文材料料，探讨讨蛋白质质工程在在人类生生活中的的实际应应用及进进展情况况。最后后经分析析讨论，得得出相关关结论。四、蛋白白质质工工程的应应用：1、提高高蛋白质质的热稳稳定性：主要是是改造酶酶的结构构，提高高酶的热热稳定性性主要用于于工业

24、化化生产（1）替替换酶的的部分氨氨基酸；（2）引引入二硫硫键2、改变变蛋白质质的活性性3、合成成嵌合抗抗体，用用于临床床治疗五、蛋白白质工程程的进展展和前景景：课堂小结结：蛋白白质工程程的基本本原理课后记：本节内容容少，且且在已有有知识的的基础上上较易掌掌握。关关键在明明确所需需蛋白质质的功能能，找出出相关的的基因结结构即可可。辅助材料料：（供教师师在教学学中为学学生提供供参考）：蛋白质质工程的的崛起主主要是工工业生产产和基础础理论研研究的需需要。而而结构生生物学对对大量蛋蛋白质分分子的精精确立体体结构及及其复杂杂的生物物功能的的分析结结果，为为设计改改造天然然蛋白质质提供了了蓝图。分分子遗传

25、传学的以以定点突突变为中中心的基基因操作作技术为为蛋白质质工程提提供了手手段。在已研究究过的几几千种酶酶中，只只有极少少数可以以应用于于工业生生产，绝绝大多数数酶都不不能应用用于工业业生产，这这些酶虽虽然在自自然状态态下有活活性，但但在工业业生产中中没有活活性或活活性很低低。这是是因为工工业生产产中每一一步的反反应体系系中常常常会有酸酸、碱或或有机溶溶剂存在在，反应应温度较较高，在在这种条条件下，大大多数酶酶会很快快变性失失活。提提高蛋白白质的稳稳定性是是工业生生产中一一个非常常重要的的课题。一一般来说说，提高高蛋白质质的稳定定性包括括：延长长酶的半半衰期，提提高酶的的热稳定定性，延延长药用用

26、蛋白的的保存期期，抵御御由于重重要氨基基酸氧化化引起的的活性丧丧失等。下面举一一个如何何通过蛋蛋白质工工程来提提高重组组-干干扰素专专一活性性和稳定定性的例例子。干干扰素是是一种抗抗病毒、抗抗肿瘤的的药物。将将人的干干扰素的的cDNNA在大大肠杆菌菌中进行行表达，产产生的干干扰素的的抗病毒毒活性为为1066 U/mg，只只相当于于天然产产品的十十分之一一，虽然然在大肠肠杆菌中中合成的的-干干扰素量量很多，但但多数是是以无活活性的二二聚体形形式存在在。为什什么会这这样？如如何改变变这种状状况？研研究发现现，-干扰素素蛋白质质中有33个半胱胱氨酸（第第17位位、311位和1141位位），推推测可能

27、能是有一一个或几几个半胱胱氨酸形形成了不不正确的的二硫键键。研究究人员将将第177位的半半胱氨酸酸，通过过基因定定点突变变改变成成丝氨酸酸，结果果使大肠肠杆菌中中生产的的-干干扰素的的抗病性性活性提提高到1108 U/mmg，并并且比天天然-干扰素素的贮存存稳定性性高很多多。在基础理理论研究究方面，蛋蛋白质工工程是研研究多种种蛋白质质的结构构和功能能、蛋白白质折叠叠、蛋白白质分子子设计等等一系列列分子生生物学基基本问题题的一种种新型的的、强有有力的手手段。通通过对蛋蛋白质工工程的研研究，可可以深入入地揭示示生命现现象的本本质和生生命活动动的规律律。专题二 细胞胞工程第一节 植物细细胞工程程教学

28、目标标1知识识方面：（1） 细胞的全全能性。（2） 植物细胞胞工程的的主要技技术植物组组织培养养和植物物体细胞胞杂交。2态度度观念方方面：（1） 通过介绍绍植物组组织培养养技术的的发展史史、植物物体细胞胞杂交技技术所取取得的进进展和尚尚未解决决的问题题，激发发学生探探索生命命科学奥奥秘的兴兴趣，通通过学习习使学生生达到用用发展的的眼光看看问题、分分析问题题，勇于于开拓、推推陈出新新。（2） 在植物细细胞工程程两在技技术的学学习中，渗渗透科学学态度、科科学方法法和科学学精神的的养成教教育，培培养学生生形成正正确的的的唯物主主义世界界观和人人生观。3能力力方面：（1） 合理利用用录像、软软件等多多

29、媒体课课件，培培养学生生的观察察能力、分分析应用用能力和和整合信信息的综综合能力力。（2） 创设问题题，在质质疑、探探究中培培养学生生独立思思考、推推理判断断和创造造性思维维能力。（3） 通过联系系生产生生活实际际，培养养学生理理论联系系实际的的能力。教学重点点：1植物物组织培培养的原原理和过过程。2植物物体细胞胞杂交的的原理。3植物物细胞工工程应用用的实例例。教学难点点：植物物体细胞胞杂交教学方法法：探究究法、谈谈话法、讲讲授法相相结合。具体教学学思路：1课前前布置预预习；2温故故知新，复复习细胞胞全能性性理论。3充分分利用学学生已有有知识，借借助多媒媒体教学学手段，提提供更多多的资料料供学

30、生生阅读，让让学生探探究知识识的奥秘秘。4智能能训练，实实现知识识的正向向迁移。教学课时时：2课课时教学过程程：教师活动动：课堂堂课件展展示，提提出问题题，导入入新课。1结合合基因工工程成果果与展望望的有关关知识，简简述“超级细细菌”的培育育过程。2如果将三种假单孢杆菌与第四种假单孢杆菌融合或将其内的细胞器移入第 四种假单单孢杆菌菌体内，使使之具有有分解四四种烃类类化合物物的功能能。这样样的生物物技术应应属于何何种生物物工程？学生活动动：分析析、讨论论，归纳纳总结。（见见课件）学生预习习中出现现的问题题（见课课件）一细胞胞的全能能性：1 概念：2 实例：3 形成原因因：细胞胞内含有有本物种种的

31、整套套遗传物物质。二植物物组织培培养：在学生充充分复习习、认真真预习的的基础上上，教师师通过教教学设问问以谈话话方式引引导学生生总结出出植物组组织培养养的过程程。相关问题题：1 植物细胞胞表现出出全能性性的必要要条件是是什么？2 离休的器器官、组组织或细细胞如果果不进行行脱分化化处理，能能否培养养成完整整的植物物体？3 决定植物物细胞脱脱分化、再再分化的的关键因因素是什什么？4 在植物组组织培养养过程中中，为什什么要进进行一系系列的消消毒、灭灭菌，并并且要求求无菌操操作？通过教师师启发，学学生讨论论，共同同归纳、总总结。（见见图）植物组织织培养的的应用方方面：生生产药物物、食品品添加剂、香香料

32、和杀杀虫剂。小结：在在生物体体内，由由于基因因的选择择性表达达，细胞不能表表现出全全能性，而而是分化化成为不不同的组织、器器官。当当已分化化的植物物细胞、组组织或器官脱离离母体后后（即脱脱分化），在在一定的的营养物质、激激素等外外界条件件作用下下，脱分分化形成成愈伤组织织（一种种相对没没有分化化的细胞胞团），再再在植物激激素等诱诱导下发发生再分分化，才才能表达达出全能性性，发育育成完整整的植株株。问题情境境：1在生生产药物物、食品品添加剂剂、香料料、色素素和杀虫虫剂时进行行的过程程属于植植物组织织培养吗吗？（前前者为植物细细胞培养养，即培培养到愈愈伤组织织即可；后者需诱导导产生完完整的植植物体

33、。）2200世纪660年代代，有的的科学家家提出了了这样一一个设想想：让番番茄和马马铃薯杂杂交，培培育出一一种地上上结番茄茄果实，地地下结马马铃薯块块茎的植植物。如果要实实现这一一设想，你你认为可可以采用用哪些方方法？引导学生生阅读课课文资料料，回答答下列问问题：（1）要要想让两两个来自自不同植植物的体体细胞融融合在一一起，遇遇到的第第一个障障碍是什什么？（2）有有没有一一种温和和的去细细胞壁的的方法？（3）如如果两个个来源不不同的原原生质体体发生融融合形成成了杂种种细胞，下下一步该该对此细细胞做何何种处理理？（4）如如何将杂杂种细胞胞培育成成杂种植植株？组织学生生分小组组讨论、分分析，得得出

34、相关关结论。三植物物体细胞胞杂交：1概念念：用两两个来自自不同植植物的体体细胞融融合成一一个杂种种细胞，并并把杂种种细胞培培育成新新植物体体的方法法。过程原生质体制备：用酶解法去除细胞壁。纤维素酶果胶酶原生质体融合：膜融合核融合：高钙、高PH诱导膜融合：杂种细胞第一次有丝分裂时融合方法：物理方法化学方法：离心、振动、电刺激：聚乙二醇（PEG）机械法、生理法、遗传法杂种细胞的筛选和培养：杂种植株的再生与鉴定：由愈伤组织再培养出杂种植株的过程。2杂交交的时间间：植物物细胞杂杂交是从从细胞融融合开始始，到培培育成的的新植物物体结束束。3过程程：4.优点点：克服服远缘杂杂交不亲亲和的障障碍，扩扩大杂交

35、交亲本范范围，培培养新品品种。课堂小结结：细胞胞全能性性是植物物组织培培养的理理论基础础，而植植物组织织培养又又是植物物体细胞胞杂交的的技术环环节之一一。智能训练练：课本本的思思考与探探究课后记：通过学习习本节知知识，使使学生了了解了植植物组织织培养和和植物体体细胞杂杂交的进进展情况况和前景景，也巩巩固了旧旧知识，掌掌握了新新知。本本节课学学生的阅阅读能力力得到了了增大的的提高。第二课课时植植物细胞胞工程的的实际应应用学习探讨讨：印发发课堂阅阅读资料料。1.通过过查阅资资料，请请你再列列举出植植物组织织培养技技术在我我们生活活中的另另外一些些应用。2.请查查阅植物物人工种种子制备备技术的的详细

36、过过程，设设计出制制备技术术的主要要流程图图。诱导植物物愈伤组组织体体细胞胚胚的诱导导体细细胞胚的的成熟体细胞胞胚的机机械化包包裹贮贮藏或种种植3.请查查阅相关关文献，设设计出一一种植物物花药组组织培养养和染色色体加倍倍的实验验流程。花药花粉粉细胞培培养愈伤伤组织分分化出小小植物单单倍体植植株正常常植株4人们们利用植植物的微微型繁殖殖技术来来进行工工厂化育育苗生产产，这是是利用了了该项技技术的哪哪些特点点？5人工工种子之之所以神神奇，是是由于它它具有天天然种子子不可比比拟的特特点，想想一想它它们具有有哪些优优点？6人工工种皮是是保证包包裹在其其中的胚胚状体顺顺利生长长成小植植株的关关键部分分，

37、请探探讨人工工种皮中中应该具具有的有有效成分分是什么么？为了了促进胚胚状体的的生长发发育，我我们还可可以向人人工种皮皮中加入入哪些物物质？7高效效抗癌的的药物紫紫杉醇，虽虽然能造造福人类类，但却却为濒危危的红豆豆杉带来来一场灭灭顶之灾灾。以“我我们能否否利用植植物组织织培养技技术大量量生产紫紫杉醇，从从而拯救救红豆杉杉”呢？四、植物物细胞工工程的实实际应用用1、开辟辟植物繁繁殖的新新途径：（1） 植物微型型繁殖；（2） 培养无毒毒植株；（3） 制作人工工种子。2、改良良作物：（1） 单倍体育育种：（2） 突变体的的利用。3、细胞胞产物的的工厂化化生产：生产人人参皂甙甙干粉、生生产红杉杉醇等。课

38、堂小结结：略随堂练习习：见资资料课后记：略知识拓拓展1.什么么是细胞胞全能性性?细胞全能能性（ccelll tootippoteencyy）比较较权威的的定义是是19884年国国际组织织培养协协会做出出的：“细细胞全能能性为细细胞的某某种特征征，有这这种能力力的细胞胞保留形形成有机机体所有有细胞类类型的能能力”。这这个定义义比一般般所说的的概念“一一个细胞胞中包含含着这种种生物的的全部遗遗传信息息（基因因），在在适当的的条件下下可以发发育成一一个完整整的生物物体”更更基本和和全面。它它不但包包含了培培养细胞胞再生成成植株的的情况（分分化成各各种类型型的细胞胞，并以以一定形形式构建建成植物物），

39、同同时也包包含了培培养细胞胞生产次次生代谢谢物的情情况（不不分化或或只分化化成某种种类型细细胞，但但仍留着着分化为为其他细细胞类型型的能力力）。前前者成为为组织培培养和转转基因植植物需要要进行植植株再生生的理论论基础，后后者成为为像微生生物发酵酵一样培培养细胞胞，生产产人们所所需要的的次生代代谢产物物的理论论基础，如如通过红红豆杉的的细胞培培养生产产紫杉醇醇。2.植物物组织培培养技术术是如何何发展起起来的？技术和理理论是一一对孪生生兄弟，相相辅相成成，技术术手段的的发明会会促进理理论的创创新，理理论的创创新又会会指导技技术的实实践活动动。植物物组织培培养也是是如此。早在19902年年，哈伯伯兰

40、特（HHabeerlaandtt）提出出高等植植物的器器官和组组织可以以不断地地分割，直直至单个个细胞的的观点，预预言植物物体细胞胞在适宜宜的条件件下，有有发育成成完整植植株的潜潜力，提提出了植植物细胞胞全能性性的设想想，并且且用植物物细胞组组织进行行了培养养实验。他他虽然未未能获得得再生植植株，却却是植物物组织培培养的开开创者。119022年他发发表了著著名论文文植物物细胞离离体培养养实验，论论文中提提出的植植物细胞胞全能性性的理论论是植物物组织培培养的理理论基础础。从哈伯兰兰特提出出植物细细胞全能能性的理理论，到到19558年斯斯图尔德德（F.C.SStewwardd）等人人第一次次用胡萝

41、萝卜根的的韧皮部部细胞证证实了植植物细胞胞的全能能性，用用了整整整56年年。566年中许许多科学学家做的的事情归归纳起来来都是在在探索哈哈伯兰特特提出的的“植物物细胞在在适宜条条件下，有有发育成成完整植植株的潜潜力”中中的适宜宜条件。20世纪纪60年年代以后后，植物物组织培培养进入入了迅速速发展阶阶段，并并逐步走走向生产产应用，如如快繁脱脱毒、单单倍体育育种、种种质资源源保存、生生产次生生代谢产产物等，也也为人工工种子、细细胞融合合、转基基因植物物等奠定定了基础础。3.怎样样制备胡胡萝卜培培养基（供供参考）？（1）诱诱导胡萝萝卜愈伤伤组织在MS培培养基注中中加入质质量分数数为0.5 mmg/L

42、L的6-BA和和质量分分数为00.5 mg/L的NNAA（2）诱诱导胡萝萝卜丛芽芽在MS培培养基中中加入质质量分数数为2mmg/LL的KTT和质量量分数为为0.22mg/L的NNAA（3）诱诱导胡萝萝卜生根根：在1/2MSS培养基基中加入入质量分分数为00.1 mg/L的NNAA注：MS培培养基的的配制方方法见选选修1附附录3中中八。4.植物物组织培培养中的的愈伤组组织是如如何形成成及再分分化的？植物组织织培养中中使用的的外植体体一般是是高度分分化了的的细胞，在在植物体体中是不不会再分裂繁繁殖的，只只是执行行某种功功能直至至死亡。这这些细胞胞在培养养基上培培养时会会由原来来的分化化状态，变变成

43、分生生状态的的细胞，分分裂产生生愈伤组组织，这这个过程程称为脱脱分化（ddediiffeerenntiaatioon）过过程。这这种转变变在细胞胞的形态态结构和和生理生生化上都都会产生生一系列列变化。组组织培养养的研究究结果表表明分化化细胞的的脱分化化需要两两个条件件，即创创伤和外外源激素素。目前人们们对于脱脱分化过过程的本本质还不不清楚。分分化细胞胞在细胞胞周期中中是处于于一种相对静静止状态态的细胞胞（G00期细胞胞），脱脱分化是是要打破破这种状状态，使使细胞进进入细胞胞周期中中的G11期，并并沿着GG1期S期G2期期M期期的循环环进行细细胞分裂裂，形成成愈伤组组织。现现在发现现细胞周周期受

44、基基因调控控，一种种称为编编码细胞胞周期依依赖性激激酶CDDK（ccyciilinn deepenndennt kkinaase）的的基因和和一种细细胞周期期蛋白（ccycllin）可可能与植植物细胞胞脱分化化的第一一次分裂裂启动有有关。那那么，什什么因素素诱导细细胞周期期调控基基因的作作用，培培养实践践证明与与外源激激素有关关。至于于激素如如何诱导导以及诱诱导作用用的过程程目前仍仍不清楚楚，有待待深入研研究。分分化细胞胞脱分化化后细胞胞结构有有两点明明显的变变化：一一是在细细胞内出出现液泡泡蛋白；二是叶叶绿体转转变成原原质体。当细胞脱脱分化形形成愈伤伤细胞后后，经过过一段时时期的分分裂，细细

45、胞群体体变成不不是一种细胞类类型的均均一群，又又会产生生分化，形形成分生生细胞或或分生细细胞团，由由此再生生成植株株有两条条途径：一是形形成体细细胞胚（功功能类似似于受精精过程产产生的胚胚），通通过体细细胞胚形形成再生生植株。二二是走器器官发生生的途径径再生植植株，分分生细胞胞在一定定的诱导导条件下下重建芽芽的分生生组织，分分化出芽芽后再生生根，成成为完整整的植株株。5.为什什么要在在避光条条件下培培养愈伤伤组织？对于植物物组织培培养来说说，光照照条件非非常重要要，包括括光照强强度、时时间和波波长。但在愈伤伤组织的的诱导阶阶段往往往要暗培培养，而而在分化化再生的的过程中中一定要要有光照照。愈伤伤组织诱诱导阶段段的暗