课题 第5章 细胞增殖、分化、衰老和凋亡

第2节 细胞分化、衰老和凋亡（第2课时） 课型 新授课 教学目标

与知识点 1.举例说明细胞的全能性。

2.引导学生分析除根外，用胡萝卜茎或叶组织是否也能培养成一棵完整的新植株。

3.引导学生读图，提出问题讨论。如：组织培养的关键在哪里？为何植物组织培养要在无菌条件下进行？ 教学重点、

难点分析及

教法设计 【教学重点】 高度分化的植物细胞仍然具有全能性。

【教学难点】 细胞全能性的概念及实例

【教学媒体】 PPT课件

【教学方法】 讲解及谈话相结合 思考问题 已分化的植物细胞具有发育成完整植株的潜能吗？什么是细胞全能性？如何进行组织培养？ 一次备课 二次备课 导入新课

　师： 生物进行有丝分裂使得体细胞数量增加，新产生的细胞的染色体数目、DNA分子数和体细胞一样，从而使得物种保持相对的稳定性。大多数的生物都是从一个受精卵细胞通过有丝分裂来的，已分化的细胞都有一套和受精卵相同的染色体，携带具有本物种特征的DNA分子。早期胚胎通过细胞分化逐渐发育，形成各种组织和器官。如果给予一定的条件，这些组织和器官中高度分化的细胞，还能像早期胚胎细胞那样，再分化成其他细胞吗？你知道一些与之相关的事件吗？了解这方面的相关知识吗？

　　推进新课

　　板　书：

　　二、细胞的全能性

　　师： 1902年，德国植物学家哈伯兰特在细胞学说的基础上，大胆预言离体的植物细胞具有发育的全能性，能够发育成为完整的植物体。大家想一想，他的预言能得到证实吗？

　　学生活动：小组讨论、交流。

　　教师演示多媒体课件：胡萝卜肉质根的组织培养过程。

　　师： 课件中演示的是用胡萝卜韧皮部的组织块进行离体培养，得到完整的植株，并且这一植株能够开花结果的过程。这一实验是1958年，美国植物学家斯图尔德等人做的。从而证实了哈伯兰特50年前的预言。

　　课件展示：

　　（1）如果取的不是胡萝卜的根，而是它的茎或叶上的一部分，也会得到相同的结果吗？

　　（2）这种离体培养需要一定的条件吗?需要哪些条件?　

　　（3）这种实验能证实植物细胞具有生长发育的全能性吗?为什么?

　　小组讨论,代表发言:

　　（1）如果取胡萝卜的茎或叶上的一部分,离体培养同样能够获得完整的植物体。

　　（2）离体培养需要无菌条件,为保证培养物的"纯洁"，防止微生物的混入和污染，必须在分离、转接及培养纯培养物时，对所用器材及工作场所进行消毒与灭菌处理。另外，植物组织培养的培养基要含有植物激素、无机盐和糖类等物质。

　　（3）上述实验能够证实植物细胞具有生长发育的全能性。因为植物体的每个细胞携带着一套完整的和受精卵一样的遗传物质。

　　师： 高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力，这就是细胞的全能性。细胞的全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。

　　师： 利用离体的组织或细胞培育成正常的植株，已成为常用的科学技术，已得到了推广。植物的组织培养过程是怎样的呢？

　　教师演示多媒体课件：植物组织培养过程。

　　师：

　　（1）在组织培养的过程中，离体组织、器官或细胞可进行细胞分裂，产生愈伤组织。这种原已分化的细胞，失去原有的形态和功能，又回复到没有分化的无定形的薄壁细胞，称为愈伤组织。

　　（2）由分化的组织细胞形成愈伤组织，这个过程称脱分化过程。

　　（3）愈伤组织经过继代培养后，又可产生分化现象。这些由脱分化状态的细胞再度分化成另一种或几种类型的细胞的过程，称为再分化。

　　（4）再分化所形成的胚状体，经过细胞分裂、细胞分化，形成试管苗。

　　（5）试管苗定植形成植株。

　　（6）总体过程概述：离体组织、器官或细胞→愈伤组织→胚状体→植物幼体→新植株。

　　师： 植物组织培养常选用植物体的根尖或茎尖部位，为什么呢？

　　生： 由根尖或茎尖可得到无病毒植株。

　　师： 组织培养有哪些优点呢？

　　生： 组织培养可保留亲本的遗传性；取材少，培养材料经济；人为控制培养条件，不受自然条件影响；管理方便，利于自动化控制；可以快速繁殖花卉，特别是一些不易繁殖的名贵花卉；可以拯救珍稀濒危物种。还可以和基因工程结合培育作物新类型。

　　师： 植物组织培养在生产实践上有广泛的应用，在研究植物生理方面有何作用呢？

　　生： 植物组织培养过程，由于利用的是离体的组织细胞，因而可以研究植物在不受干扰条件下的生长和分化规律，可以通过改变离体的组织或细胞的培养条件，如：培养基的配方、光照和培养温度等来影响它们的生长和分化，对解决植物形态建成中的一些理论问题很有帮助。

　　植物组织培养基中有一些植物激素调节着植物体的生长、发育过程，如芽和根的分化过程取决于生长素和细胞分裂素浓度的比值。当分裂素与生长素的比值低时，诱导根的分化，两者比值处于中间水平时，不会有芽和根的分化，两者比值较高时，则诱导芽的形成。在芽的分化中，细胞分裂素起着重要作用。改变温度可通过影响酶的活性影响植物的生长和分化。

　　师： 植物细胞具有全能性？动物细胞有全能性吗？

　　学生活动：学生小组讨论，组内陈述自己观点，记录员记录。

　　师： 同植物组织培养相比，在动物中做类似的实验要复杂和困难得多。科学家曾用非洲爪蟾的蝌蚪做实验，将它的肠上皮细胞的核移植到去核的卵细胞中，结果获得了新个体。克隆羊多利的培育，是将乳腺细胞的核移植到去核的卵细胞中培育成的。

　　师： 上述事件说明了什么？

　　生： 这说明已分化的动物体细胞的细胞核具有全能性。

　　师： 但到目前为止，还没有人能成功地将单个已分化的动物体细胞培养成新个体。这说明了什么？

　　生： 说明高度分化的动物细胞的全能性受到一定的限制。

　　师： 那么，动物体细胞核为什么具有全能性？

　　生： 动物的每一个体细胞都具有和受精卵相同的一套遗传物质。

　　师： 动物和人体内保留着少数具有分裂和分化能力的细胞，这些细胞叫干细胞。如人的骨髓中有许多造血干细胞，它们能增殖和分化产生红细胞、白细胞和血小板。如果能在体外保存和培养各种干细胞，使之形成组织或器官，不就可以对受到损伤的组织或器官进行修复或更换了吗。所以对干细胞的研究已成为当今科学家们研究的课题。

　　师： 请同学们进行关于"干细胞的研究进展与人类健康"资料的搜集和分析。班级交流形式：分组讨论、制作黑板报。

【布置作业】 复习记忆本课内容的有关概念，完成《学习与评价》同步习题

【板书设计】

　　二、细胞的全能性

　　1. 植物细胞的全能性的概念

　　2. 植物组织培养技术：

　　离体器官、组织、细胞→愈伤组织→胚状体→植物幼体→新植株