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1学院专业报名接收免试统考上线单考破格调剂招生数自费委培1564906041015169+1981043000081303城市规划与设计3171341422000090706园林植物与观赏园艺※1104939000560100风景园林硕士17+5563免费考研网园林植物与观赏园艺※12010474833免费考研网（理论课教案）华中农业大学园艺林学学院2007-2008-13华中农业大学教案（首页）授课时间2007年9-11月教案编写时间2007年8月课程名称园艺植物生物技术课程编号总学时40讲课：30学时实验：10学时实习：学时学分数2.5课型必修课（）选修课（）理论课（）实验课（）任课教师郭文武、程运江职称教授、副教授（博士）授课对象2002（班）级园艺专业1、2班基本教材或主要参考书园艺植物生物技术，邓秀新、胡春根主编。高等教育出版社，2005H.S.Chawla植物生物技术导论(许亦农麻密译)化学工业出版社肖尊安植物生物技术化学工业出版社教学目的与要求通过本课程的学习，要求园艺专业学生掌握园艺植物生物技术相关基本理论和方法。教学重点、难点重点：生物技术的概念/应用现状、组织培养技术、病毒病脱除与无病毒繁殖难点：原生质体操作技术、基因分离克隆、转基因技术教学进程第次课12-56-78-910-1112-1314-15授课章节（30学时）Theorypart1)Introduction2)Tissuecultureofhorticplant3)Protoplastculture&somaticfusion4)Viruseradication,detection&characterization5)Molecularmarkers6)Geneisolation&cloning7)Transgenictechniques学时2844444备注本课程采用多媒体课件教学3次实验课，分别为实验室布局/大型生物技术仪器介绍、组织培养技术、DNA鉴定技术。4华中农业大学教案（课时备课）第1次课2学时课目、课题（章节）第一章绪论主要参考资料邓秀新胡春根主编园艺植物生物技术高等教育出版社2005。H.S.Chawla植物生物技术导论(许亦农麻密译)化学工业出版社肖尊安植物生物技术化学工业出版社教学目的和要求*掌握生物技术的概念、所包含的技术内容、对园艺科学发展的贡献及可能引起的深刻变化。*了解园艺植物生物技术的发展历程*课程要求与安排重点难点生物技术的内涵生物技术与产业的结合教学进程（含教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、学时分配、板书设计）课程安排生物技术的概念组织和细胞培养是园艺生物技术的平台基因工程技术是未来园艺生物技术的核心生物技术对园艺科学发展的贡献园艺植物生物技术的展望课程要求与安排一一生生物物技技术术的的概概念念*以现代生物学理论为基础，以基因工程为核心的一系列技术的总称。*狭义的植物生物技术：在离体条件下，对植物（细胞）进行遗传改良或使其增殖的各种技术的总称，包括细胞水平、分子水平两个大的层面。*细胞学以及分子生物学是生物技术的基础。“Biotechnology”meansanytechnologicalapplicationthatusesbiologicalsystems,livingorganisms,orderivativesthereof,tomake,ormodifyproductsorprocessesforspecificuse.二二生生物物技技术术发发展展的的历历史史和和作作用用（（一一））组组织织和和细细胞胞培培养养是是园园艺艺植植物物生生物物技技术术的的平平台台*1838-1839年，Schleiden和Schuwann提出植物和动物均由细胞构成，细胞进行分裂而增多，并组建成生物体的“细胞学说”；同时指出，若提供的条件同在活体内一样，每个细胞应该能独立生存和发展。*1898年德国植物生理学家Haberlandt试图通过实验证明该学说，于1902年发表了植物细胞培养方面的第一篇论文，提出了植物细胞全能性（Totipotency）的概念。这一概念是指植物的每一个细胞在一定条件下，具有发育成一棵完整植株的能力。这一概念直到1971年烟草单细胞培养成功才得到完全证明并成为理论。*1943年，White出版了《植物组织培养手册》。5*1958年，Steward从烟草髓细胞培养出完整植株，向证明细胞全能性迈进了一大步。该结果促进了多细胞组织和器官的培养研究与应用。*1960年Morel培养兰花茎尖获得再生植株，并证明脱除了病毒。该结果催生了兰花工业的发展。直到今天，世界兰花种苗基本上通过组织培养生产。同年，Cocking通过酶解法从植物组织中分离得到去除了细胞壁的原生质体，使组织培养技术又向前迈进了一步。*1962年，Murashige和Skoog发表了促进烟草快速生长的培养基配方，即今天十分流行的MS培养基。*1964年，Guha和Maheshwari成功地从蔓陀萝花药培养得到再生植株，开创了花药培养获得单倍体的先河。*1971年，Takebe等报道了烟草原生质体培养成为完整植株，至此，植物细胞全能性得到完全证明。次年，Carlson获得烟草两个种间的原生质体融合再生的体细胞杂种植株。植株组织培养的发展得益于两个方面的进展。一是对植物激素(planthormone)的认识，以及人工合成激素（生长调节剂，plantgrowthregulator，PGR）的生产和应用，促进了植物组织培养技术的发展。1934年Went发现了植物生长素；1956年Miller发现细胞激动素。正是这些发现带动了植物组织培养技术的发展。今天，组织培养研究多数情况下是在摸索激素配比，也说明了植物激素研究对组织培养的重要性。*第二是植物营养学科的发展。人们认识了植物生长必须的营养物质，利用该学科的成就，不断改进培养基配方，使得组织培养技术得到迅速普及。*植物组织培养技术的发展和成熟，有了一个离体无菌的技术平台，人们才有可能进行今天的转基因研究，才会有“作物分子设计”的概念产生，才会有今天依赖离体培养的诸多技术的产生，如快繁技术，离体保存、茎尖微芽嫁接脱除病毒技术等。可以说，组织培养技术是植物生物技术的基本平台，一个作物组织培养技术的成熟程度可以影响其基因工程的进展。（（二二））基基因因工工程程技技术术是是未未来来园园艺艺植植物物生生物物技技术术的的核核心心*基因工程技术的发展以20世纪70年代DNA重组技术的建立为标志。人们把1953年Watson和Crick提出的DNA双螺旋结构模型，作为分子生物学和基因工程技术的里程碑。与组织培养技术的发展历程类似，基因工程技术的发展得益于生物化学、遗传学、细胞学等多个学科的发展。1983年，世界上首批转基因烟草和马铃薯问世；1986年，首批转基因植物进入田间实验；1993年，转基因番茄在美国面市。尽管转基因番茄没有在美国得到大面积推广应用，但转抗除草剂的大豆、转抗虫基因的玉米在美国等国家大面积推广，产品已销往世界许多国家。（（三三））生生物物技技术术对对园园艺艺科科学学发发展展的的贡贡献献1.脱毒与快繁技术广泛用于园艺作物种（苗）的生产2.花药培养以及小孢子培养是获得单倍体以及纯合二倍体材料的最佳途径3.胚抢救技术克服了果树早熟品种选育的技术难题4.细胞融合技术创造出200多例柑橘体细胞杂种5.分子标记广泛应用于育种和资源研究6.基因克隆与遗传转化方兴未艾（（四四））园园艺艺植植物物生生物物技技术术的的展展望望6三三、、课课程程要要求求与与安安排排*总学时40，其中理论课30学时，实验课10学时*授课教师郭文武：博士/教授程运江：博士/副教授*要求：认真听讲，做好实验，掌握基本原理和技术*成绩：平时20%，实验或期中20%，期末考试60%作业布置；生物技术包括哪些内容？生物技术发展经历了哪几个阶段？生物技术对园艺生产可能带来哪些革命性的进步？生物技术发展过程中要注意哪些可能产生负面影响的问题？课后自我总结分析绪论应讲得宏观一些，激发同学们对该课程的学习兴趣，同时避免与后面各章节内容的重复。注：板书设计可在授课进程中直接用横线、浪线等标示出。7华中农业大学教案（课时备课）第2-5次课8学时课目、课题（章节）第二章植物组织与细胞培养技术主要参考资料邓秀新胡春根主编园艺植物生物技术高等教育出版社2005。H.S.Chawla植物生物技术导论(许亦农麻密译)化学工业出版社肖尊安植物生物技术化学工业出版社教学目的和要求掌握植物组织培养的原理与技术了解植物组织培养技术在园艺生产与品种改良中的应用现状与前景重点难点组织培养技术组织培养技术的应用教学进程（含教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、学时分配、板书设计）第第一一节节概概说说组织培养(Tissueculture)指通过无菌操作分离植物体的一部分，即外植体（explants）接种到人工培养基（medium)，在人工控制的条件下（包括营养、激素、温度、光照等）进行培养，使其产生完整植株的过程。一一植植物物组组织织培培养养类类型型（一）根据培养方式：（二）根据培养过程分：（三）、根据培养材料分二二、、组组织织培培养养的的意意义义园艺植物组织培养的意义和应用*加速无性或有性世代的繁殖，缩短育种周期或获得新的基因。*克服远缘杂交不亲和的障碍，促进幼胚发育。*获得三倍体。*快速繁殖苗木具有质量好、体积小、便于携带、运输和交流。*获得无病毒苗木。*离体保存（包括超低温）种质资源三三、、组组织织培培养养理理论论与与技技术术发发展展简简史史11..探探索索阶阶段段1902年，植物生理学家（德），根据细胞理论，提出：高等植物的器官和组织可以不断分割、直至单个细胞的植物细胞全能性（totipotency）的理论。即植物的体细胞在适当条件下，具有不断分裂和繁殖，发展成完全植株的潜在能力。HHAABBEERRLLAANNDDTT22..奠奠基基阶阶段段33..迅迅速速发发展展阶阶段段四四技技术术的的发发展展（一）材料范围的逐步扩大第第二二节节组组织织培培养养原原理理与与技技术术*细胞是生物有机体的基本结构单位，特别是植物细胞又是在生理上发育上具有潜在8全能性的单位。*受精卵：可以产生具有完整形态和结构和功能的植株。*体细胞：也具备遗传信息的传递、转录和翻译的能力。BBaassiissffoorrcceellllccuullttuurree细细胞胞分分化化和和形形态态建建成成1．合子胚的发育，经历生长和分化过程，生长为完整结构的有机体；2．体细胞生长（类似），开始是进行生长。从一个分化的有专一功能的细胞，要表现它的全能性，首先要经过去分化（脱分化）的过程，改变细胞原来的结构、功能，而回复到无结构的分生组织状态，即愈伤组织状态。愈伤组织分生细胞团再分化，进行形态建成，而产生完整植株。（体细胞胚胎发生）最常见的再分化是根的形成：3种方式（1）先形成根的，往往抑制芽的形成；（2）先形成芽的，较易产生根；（3）同时产生芽和根。*一般而言，芽和茎叶原基起源于组织培养中比较表层的细胞（外起源）*根原基则发生在组织较深处（内起源）*在组织培养中再生植株还可通过与合子胚相似的胚胎发生过程，即形成胚状体，而成为完整的植株。*有分化胚状体能力的种子植物已有117种（分属于34科，75属）。胚状体可从以下几种培养物中产生：1．直接从器官上发生；2．从愈伤组织上发生；3．从游离的单细胞发生；4．从小孢子发生。诱导胚状体与诱导芽相比，有3个显著优点：1数量多、速度快、结构完整；2胚状体以单细胞直接分化成小植株，比经过愈伤组织再分化要快；3胚状体一旦形成即可再生小植株，成苗率高。第第二二节节实实验验室室设设计计及及基基本本设设备备一一实实验验室室设设置置（（一一））基基本本实实验验室