植物的生殖
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第一课时
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●教学目标
知识目标
1．描述植物的有性生殖。
2．描述植物的无性生殖。
3．使学生能够列举一些常见的无性生殖。
能力目标
通过对椒草生根和马铃薯发芽的图片观察，培养学生的观察能力、发现问题能力和解决问题的能力。
情感目标
1．通过对花的观察引发学生对大自然的热爱，陶冶情操。
2．通过对椒草生根和马铃薯发芽的观察，使学生认识到大自然的奇妙与多彩。
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●教学重点
1．概述植物的有性生殖。
2．概述植物的无性生殖。
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●教学难点
概述植物的无性生殖。
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●教学方法
启发、诱导、观察、讨论、讲述、练习。
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●教具准备
教师准备：一朵桃花的挂图或投影片或植物开花和结果的多媒体课件。
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●课时安排
1课时
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●教学过程
［复习旧课，导入新课］
（注：师生共同简要复习生物体的基本特征，导入新课，教师语速尽可能舒缓）
教师：同学们，我们大家共同的家园是——（学生：地球），那么地球上除了我们自己以外，还有我们生活的环境。哪些同学能跟大家谈一谈环境包括哪些呢？
学生A：包括教室、桌、椅、外面的植物、动物，还有山、水等等。
教师：非常好，像大家刚才所说的环境中，阳光、空气、水都属于没有生命的物体，即——（学生A接述：非生物），而人类、动物、植物以及微生物则属于有生命的物体——生物。那么，如何判断一个物体是否具有生命呢？
学生B：生物体的生活需要营养，在营养物质被消化和吸收以后，生物体又能排出身体内产生的废物。
学生C：生物能进行呼吸，像我现在这样吸入O2，呼出CO2气体。
（注：学生表演深吸气和呼气的动作，若未表演，教师给以提示）
学生D：生物还能对外界刺激作出反应，例如我们在黑暗的环境中呆得时间较长，当遇到光线照射时，会迷眼。生物体还有一个基本特征就是生长和繁殖，当生物体长到一定时候，就开始繁殖下一代。
（注：教师对学生的回答要给予适当的肯定和鼓励，也许一句话可以使一名学生看到希望）
教师：通过对生物体生命现象的本质认识，我们知道判断一个物体是否为生物，就主要依靠这五条基本特征。从生命本质中我们可以发现对于一个生物体而言，寿命都是有限的，死亡意味着生命的结束。大家想一想：为什么整个生物圈内生命总在不断地延续和发展，演绎出一幕幕跌宕起伏的故事呢？
学生E：每个生物体死亡之前都已经产生出自己的后代了。
教师：对了，非常好。因为生物体能够通过生殖和发育繁衍后代，从而保证本物种的延续。也就是说，地球上的生命之所以能够不断发展和延续，并不是靠生物个体的长生不死，更不是吃了《西游记》中的唐僧肉，而是通过生殖来实现的。通过达尔文的“自然选择学说”和生活经验，我们了解到生物的生殖方式是多种多样的，我们已经学过了哪些呢？
学生：人的生殖和发育，细菌的分裂生殖、真菌的孢子生殖。
教师：除此之外，生物界还有哪些不同的生殖和发育方式呢？与人类又有什么关系呢？今天我们就来一起寻找答案。首先，我们学习有关植物的生殖。
板书：第一章生物的生殖和发育
第一节植物的生殖
［创设情境，讲授新课］
（注：教师出示挂图或桃花的投影片或播放多媒体课件）
多媒体演示如下：
一个含苞欲放的花骨朵特写映于画面。（画外音：小朋友们，我们又见面了，还记得我吗？我就是未开放的一朵桃花。别看我小，但我担负着非常重要的使命，为了这个使命，我现在必须慢慢打开心灵之门，等着辛勤的蜜蜂采蜜、传粉）采用动画效果，花骨朵慢慢绽放，一朵娇艳欲滴的桃花出现在画面，两三只蜜蜂飞入画面忙碌的工作着。（配蜜蜂的嗡嗡声）（画外音：小朋友，我就要跟你们说再见了，因为我已经完成了我的历史使命，我为此而感到骄傲。再见了，朋友，你以后还能记得我吗？）画面上的花朵慢慢凋谢，最后以水溶式画面消失。 教师：我们的放映结束了，一朵小小的桃花光荣地完成了使命向我们告别了。大家想想她的使命是什么？她是如何完成的？
学生E：她的使命是孕育种子，繁殖下一代。她通过受精作用完成。
教师追问：能不能更详细地向大家解说一下呢？
学生F：一朵花最重要的部分是雄蕊和雌蕊。雄蕊的花粉粒落于雌蕊的柱头上，在柱头所分泌的粘液刺激下开始萌发，长出花粉管。花粉管穿过花柱，进入子房，一直达到胚珠。当花粉粒破裂释放出精子后，精子顺着花粉管进入雌蕊的子房，和胚珠里的卵细胞结合形成受精卵。受精完成后，花瓣、雄蕊以及柱头和花柱都完成了使命，因而纷纷凋谢，唯有子房继续发育。子房壁发育成果皮，子房内部的胚珠发育成种子，胚珠内的受精卵发育成胚。
教师：通过对从前知识的回顾，当我们再拿起诱人的桃子时，请不要再浪费，请你珍惜，它是经过艰难的历程才呈现在我们面前的。
桃树的种子被勤劳的双手播进土壤后，过一段时间，它满载着人们的希望破土而出，形成新一代的植物。还有许多植物像桃树这样是经过两性生殖细胞——精子和卵细胞结合成受精卵，然后由受精卵发育成新个体，我们称这种生殖方式为有性生殖。
板书：一、有性生殖
由两性生殖细胞结合成受精卵发育成新个体的生殖方式。
教师：大家想一想，我们周围还有哪些进行有性生殖的植物呢？
（学生自由回答）
学生：玉米、向日葵、苹果、杏……
（注：学生的答案很多，教师应注意仔细听他们的回答，出现错误时给予纠正）
教师：除了大家所列举的生物之外，其他生物是如何进行生殖呢？比如：马铃薯、洋葱、月季等。它们的生殖方式又有哪些特点呢？现在，请大家翻开书第3页，观察这两幅图，回答投影片上的问题。
（学生阅读、观察、讨论；教师将制作好的投影片内容打出）
投影内容如下：
1．这些植物的生殖方式有什么共同点？
2．这样的生殖方式对植物来说有什么意义？
3．你能够说出几种类似于此的生物吗？ （注：学生阅读完以后，思考、讨论，并得出结论）
教师：现在，我们来交流一下每个组讨论的情况。每组组长选派一名“形象大使”汇报，注意语言的表达。好吧，我们现在就开始，第1组先来，向大家介绍一下你们组的观察情况吧！
学生G：我们组经过观察，发现椒草用叶片浸泡后，叶片下生根，最终长成一个新植株；马铃薯块茎放的时间长了以后也能发芽。虽然这一个是叶片生根，一个是块茎发芽，但最终都有同样的结果，都能长成一个新的植株。而它们二者都是不经过两性生殖细胞的结合，直接由母体自身的一部分器官繁殖的。
学生H：我们组认为通过这样的生殖方式繁殖速度很快，有些植物如银星海棠的茎浸泡在水里，几天就可以生根。还有新长出的植株和母体长得非常相似。
（注：教师在此可以适当向学生提出“性状”二字，并可稍作解释，为遗传和变异打下良好的基础）
学生I：我们组要对此进行一些补充。我们发现生物的生殖方式虽然多种多样，但都是各有所长。比如前一组同学所说的由母体器官繁殖的这种方式速度快，时间短，又不会出现很大的变异。
学生J：我们根据平时的生活经验发现，在我们的周围有很多植物都属于这种生殖方式，比如：草莓、甘薯、柳树等。
教师：太棒了，大家总结得十分精彩，希望以后继续努力。
通过上面的学习，我们可以发现类似于椒草、马铃薯这种植物的一些生物，都是不经过两性生殖细胞的结合，而是由母体直接产生出新个体。我们称这种生殖方式为无性生殖。
板书：二、无性生殖
不经过两性生殖细胞的结合，由母体直接产生出新个体的生殖方式。
教师：这种无性生殖在植物中是非常常见的一种生殖方式。好了，对于刚才所说的一些问题，大家还有什么意见吗？
［自由大论谈］
（通常由学生提出问题，其他学生来回答，教师主持）
学生K：在马铃薯的块茎发芽后，可不可以直接拔出芽体栽进土壤中，为什么还要连结一部分块茎呢？
学生L：老师，我没有亲自动手做过插柳条的实验，但我想问把一段柳枝剪下后就直接插进土壤中，能成活吗？能不能用水泡一泡再插？这两种方法，哪种成活率更高一些呢？
学生M：甘薯、洋葱、蒜都和马铃薯一样长在地下，它们也是块茎繁殖的吗？
学生N：细菌和真菌都是由母体繁殖，它们也属无性生殖吗？如果是的话，除了分裂生殖、孢子生殖，还有哪些无性生殖方式呢？
……
教师：我们这几位同学提出的问题都很好。其他同学能否给他们作出解答呢？
学生O：我来回答第一个问题，在栽种马铃薯芽体的时候，之所以连结一部分块茎，是因为芽体的发育是需要营养的。刚栽下去，新形成的根的功能还不完善，还不能独立地吸收水分和营养，所以需要连结一部分块茎来提供营养物质。
学生P：我知道第三个问题。洋葱、蒜其实和马铃薯一样都是食用的植物的茎，而甘薯则是块状的根，还有萝卜也是。
（对于学生提出的有些问题，如果其他学生也不知答案，教师可以直接告诉答案，或鼓励他们自己去找答案，翻阅资料，动手实验等等）
教师：同学们在学习的过程中能够善于发现问题，并通过积极思考去分析问题、解决问题，是非常令人高兴的。
［课堂小结，作业练习，结束新课］
（注：教师进行简短的小结，小结时突出重、难点，充分肯定其成功的一面，但又要指出欠缺的一面，引导学生全面认识本课的教学目标）
教师：这一节课，我们在以前学习的基础上进一步学习了生物体的生殖和发育，我们知道了植物的生殖方式有……（学生接述：有性生殖和无性生殖）。自然界中，生物的生殖方式是多种多样的，这些生殖方式都是由他们所生存的自然环境决定的。
［巩固练习］
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一、选择题
1．下列哪项不属于无性生殖（）
A．用马铃薯块茎来繁殖
B．枣树周围地面上冒出许多枣树苗
C．用茎尖来繁殖植物体
D．将种子种下去，长出植物体
答案：D
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二、想一想
2．能使植物个体增多，延续后代的器官，不一定就是生殖器官。
答案：正确。
3．一种生物只有一种生殖方式。
答案：错误。
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三、动动脑
4．无性生殖和有性生殖有哪些不同点？
答案：无性生殖不经过两性生殖细胞的结合，由母体直接产生新个体；有性生殖是两性生殖细胞结合成受精卵（又称合子），由合子发育成新个体，合子是第二代发育的起点。
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●板书设计
第一节植物的生殖
一、有性生殖
由两性生殖细胞结合成受精卵发育成新个体的生殖方式。
二、无性生殖
不经过两性生殖细胞的结合，由母体直接产生出新个体的生殖方式。
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●活动与探究
活动内容：
调查身边的一些植物，了解其生殖方式。
活动要求：
写出调查报告。
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●备课资料
1．生物的生殖、生长和发育
生殖又叫做繁殖，指生物产生后代、绵延种族的现象。它是生命的基本特征之一。生殖的方式有无性生殖和有性生殖两大类。
生长是指生物体的重量增加和体积增大。从本质来看，生长是生物体内部物质经过代谢合成，使原生质的量增加。多细胞生物的生长包括细胞分裂，数目由少到多和细胞生长、体积由小到大的过程。例如，新生儿的细胞数目约两万亿，经过生长，成年人细胞可达60万亿左右。发育是指生物体在生活史中，构造和机能从简单到复杂的变化。在高等动、植物中，是指从一个受精卵开始，经过不断地细胞分裂，组织分化和器官形成，直到性机能成熟，产生后代。这个过程也叫个体发育。
生物的生殖、生长和发育都有调节控制的机制。这种机制包括细胞核和细胞质之间的相互作用，组织和组织、细胞和细胞的相互作用，外界环境和激素对于胚胎和个体的影响等方面。
2．无性生殖
不经过生殖细胞的结合，由母体直接产生子代，这种生殖方式叫做无性生殖。无性生殖中最常见的有分裂生殖、出芽生殖、营养生殖和孢子生殖四种方式。
（1）分裂生殖
分裂生殖是母体分裂成两个或多个大小、形状相同的新个体的生殖方式。前者叫做二分裂，单细胞生物如细菌、藻类和原生动物的草履虫等都采用这种方式生殖。后者叫做复分裂，如疟原虫在生活史的某个阶段用裂体繁殖，产生大量新个体。
（2）出芽生殖
出芽生殖是从母体上长出芽体，逐渐长大，最后脱离母体的生殖方式。酵母菌和水螅都有这种生殖方式。
（3）营养生殖
营养生殖是由高等植物的根、茎、叶等营养器官发育成新个体的生殖方式。例如，借根繁殖的，如竹、芦苇、白茅和莲等；用块茎繁殖的，如马铃薯；用鳞茎繁殖的，如百合，洋葱等；用球茎繁殖的，如水仙等；用匍匐茎繁殖的，如草莓。广义的营养繁殖还应包括农业、林业、园艺上应用的压条、分株、嫁接等人工繁殖方法。
（4）孢子生殖
孢子生殖是由母体产生无性孢子，不经结合，直接形成新个体的生殖方式。无性孢子是由营养细胞分裂切割而成的。它的类型繁多，如青霉菌在菌丝端产生分生孢子，子囊菌能在子囊里产生子囊孢子，担子菌能在担子上产生担孢子。此外，不少单细胞藻类能产生带有鞭毛，能游泳的游动孢子，如绿藻门中的衣藻等。生物在无性生殖中，由于没有遗传信息的重新组合，子代继承的遗传信息和亲代基本相同，因此，有利于亲代保存优良的特性。同时，无性繁殖不经复杂的胚胎发育阶段，生长发育比较快，有利于种族繁衍。
3．有性生殖
通过两性细胞（雌配子和雄配子或卵细胞和精子）的结合而形成新个体，这种生殖方式叫有性生殖。它是生物界中最普遍的一种生殖方式。精原细胞和卵原细胞先经过减数分裂，变成精子和卵细胞，再经过精子和卵细胞的结合——受精，染色体数目重新恢复，然后才能发育成子代的个体。因此有性生殖要经过减数分裂和受精作用。有性生殖可分同配生殖、异配生殖、卵式生殖和单性生殖方式等。
（1）同配生殖
同配生殖是两个形态、大小相似的性细胞（同形配子）相结合的一种简单的有性生殖，常见于低等动、植物，如藻类和真菌。
（2）异配生殖
异配生殖是两个形态、大小不同的性细胞（异形配子）相互结合的一种生殖方式，是多细胞生物的生殖方式，在单细胞生物中比较少见。
（3）卵式生殖
卵式生殖是卵细胞和精子结合的生殖方式。这是多细胞生物所特有的、高级的异配生殖方式。
（4）单性生殖
单性生殖也叫孤雌生殖，是在有性生殖的动物中，卵细胞不经受精，单独发育成子代的生殖方式。有些动、植物惯常行单性生殖，叫做天然单性生殖，如水蚤、蜜蜂中的雄蜂、蚜虫、蒲公英、早熟禾等。用人为的手段促使没有受精的卵细胞单独发育的，叫做人工单性生殖。多种动物（如海胆、家蚕、鱼、蛙等）和植物（如番茄等）进行人工单性生殖都已成功。
有性生殖中的性别分化，是子代个体能达到遗传重组的一种保证。有了性别分化以后，只有不同性别的配子才能结合（受精），性别相同的配子不能结合。这就保证了某种性别的个体，只能和其他性别的个体结合。这样产生的后代，就会在遗传上有或多或少的重组。
4．有性生殖的意义
有性生殖比无性生殖进化，是生物界最普遍的生殖方式。现在生存的200多万种生物中，无性生殖只占1%～2%，而有性生殖的种类占绝对优势。有性生殖在生物的个体发育和系统发育中有重要的意义。
首先，有性生殖发展了变异机制。两个亲代个体都可以为子代个体提供遗传信息，因此，在子代中会发生这些遗传物质的重新组合，大大增加了生物变异的潜力，为自然选择提供了极其广泛的基础。
其次，有性生殖丰富了遗传内容。在配子发生的过程中，因受机体内、外环境的影响，它们本身就发生了许多生理的变化。这样再形成的合子，就大大地丰富了遗传内容。加之有性生殖时，遗传物质的重新组合就为生物的变异提供了物质基础，使生物朝着多样化的方向发展。
有性生殖的出现标志着生物进化的一个新阶段。由于遗传内容丰富、变异能力强，更有利于生物适应环境变化，占领新的环境。在三十多亿年的生命史上，将近二十多亿年之久，生物进行无性生殖，因而生命长期停留在单细胞阶段，进化缓慢。直到十多亿年前，有性生殖的出现，才大大加快了生物进化的步伐。
5．有性生殖与无性生殖的区别
（1）无性生殖的生殖细胞无性别之分，如孢子；有性生殖的生殖细胞有性别之分，如雌配子、雄配子。
（2）无性生殖不经过生殖细胞的结合，由母体直接产生出新个体；有性生殖是两性生殖细胞结合成合子，由合子发育成新个体，合子是第二代发育的起点。
（3）无性生殖是经无丝分裂和有丝分裂产生后代，子代遗传性大，变异性小，长期进行无性生殖，子代生活力弱；有性生殖经减数分裂和受精作用形成的新个体具备亲本的遗传性，性状上易产生各种变异，利于环境变化对生物的选择，被选择下来的个体，能适应特定的环境，所以具有更大的生命力。有性生殖可以促进种内个体的多样性和物种的进化。
6．有性生殖细胞的形成
（1）精子的形成过程（以哺乳动物为例）
哺乳动物的精子是在睾丸中形成的。睾丸里有许多极度弯曲的曲细精管。曲细精管里含有大量的原始生殖细胞，叫做精原细胞。每个精原细胞里的染色体数目都与体细胞的相同。当雄性动物性成熟以后，睾丸里的一部分精原细胞进行减数分裂，经过两次连续的细胞分裂——减数第一次分裂和减数第二次分裂，形成成熟的生殖细胞——精子。
在减数第一次分裂的分裂间期，精原细胞的体积略微增大，染色体进行复制，成为初级精母细胞。复制后的染色体都含有两条姐妹染色单体，这两条姐妹染色单体并列在一起，由同一个着丝点连接着。
分裂期开始不久，初级精母细胞中最显著的变化是原来分散存在的染色体进行配对。配对的两条染色体，形状和大小一般都相同，一条来自父方，一条来自母方，叫做同源染色体。同源染色体两两配对的现象就叫联会。这时，由于每一条染色体都含有两条姐妹染色单体，因此，联会后的每对同源染色体就含有四条染色单体，叫做四分体。四分体中的非姐妹染色单体之间常常发生交叉，相互交换一部分染色体，这在遗传学上有重要意义。
随后，各对同源染色体排列在细胞的赤道板上，每条染色体的着丝点都附着在纺锤丝上。不久，在纺锤丝牵引下，配对的同源染色体彼此分离，分别向细胞的两极移动，成为新的两组染色体。这样，细胞的每个极只得到了各对同源染色体的一条。在两组染色体到达细胞的两极的同时，细胞分裂为两个子细胞，也就是说，一个初级精母细胞分裂成了两个次级精母细胞。在这次分裂过程中，由于同源染色体相互分离，分别进入到不同的子细胞中去，使得每个次级精母细胞只得到初级精母细胞中染色体总数的一半。因此，减数分裂过程中染色体数目的减半，发生在减数第一次分裂中。
减数第一次分裂结束后，紧接着开始第二次分裂。这时候，在次级精母细胞中，每条染色体的着丝点分开，两条姐妹染色单体也分离开，成为两条染色体。在纺锤丝的牵引下，这两条染色体分别向细胞的两极移动，并且随着两个细胞的分裂，进入到两个子细胞中。这样在减数第一次分裂中形成的两个次级精母细胞，经过减数第二次分裂，就形成了四个精细胞。与初级精母细胞相比，每个精细胞都含有数目减半的染色体。
精细胞再经过一些复杂的形态变化，形成精子。精子呈蝌蚪状，头部含细胞核，尾很长，能够摆动。
（2）卵细胞的形成过程
哺乳动物的卵细胞是在卵巢中形成的。卵巢位于腹腔内，内部有许多发育不同的卵泡，位于卵泡中央的一个细胞就是卵细胞。卵细胞的形成过程与精子的基本相同，首先是卵原细胞增大，染色体进行复制，成为初级卵母细胞，然后，初级卵母细胞经过减数第一次和第二次分裂，形成卵细胞。卵细胞与精子形成过程的主要区别是：初级卵母细胞经过减数第一次分裂，形成一个大的细胞和一个小的细胞。大的细胞叫做次级卵母细胞，小的细胞叫做极体。接着，次级卵母细胞进行减数第二次分裂，形成一个卵细胞和一个极体。与此同时，第一次分裂过程中形成的极体也分裂成为两个极体。这样，一个初级卵母细胞经过减数分裂后，就形成一个卵细胞和三个极体。卵细胞和极体中都含有数目减半的染色体。不久，三个极体都退化消失了。结果是一个卵原细胞经过减数分裂，只形成一个卵细胞。
7．一种特殊的无性生殖——克隆
1997年2月7日《自然》杂志报道，英国生物学家维尔莫特（J.Wilmut）首次用羊的体细胞（乳腺细胞）成功地克隆出一只小母羊，取名为多莉。消息传出后，引起了世人的广泛关注。什么是克隆呢？克隆是希腊文“klon”一词的音译，原意是用离体的小树枝来繁殖植物。现在，克隆是指无性繁殖系。具体地说，是指从一个共同的祖先通过无性繁殖的方法产生出来的一群遗传特性相同的DNA分子、细胞或个体。如果克隆当作动词用，就表示整个无性繁殖的过程。
多利羊的培育过程大致是：将一只母羊（A羊）卵细胞的细胞核取出。然后，将在一定培养基上培养几天后的另一只母羊（B羊）乳腺上皮细胞的细胞核，注入到上述无细胞核的卵细胞中，并进行电激融合，这样，就形成了一个含有新的遗传物质的卵细胞。融合后的卵细胞开始卵裂，形成早期的胚胎。然后，把这个胚胎移植到第三只母羊（C羊）的子宫内，让它继续发育。经过140多天的怀孕期，C羊就产下了小母羊多利。这只小母羊的遗传性状与B羊完全相同，简直就是B羊的复制品！
在这以前，我国生物学家曾用胚胎细胞作为供核细胞，培育出了克隆牛和克隆兔。但是，多利羊在技术上的突破之处在于供核细胞是体细胞。这说明高度分化的动物体细胞的细胞核，仍然保持有全能性。克隆技术在繁殖优良性状的家畜，治疗人类遗传病、抢救濒危动物和保护生物多样性等方面都有广阔的应用前景。
8．树木也有“胎生”的吗
人类和哺乳动物是胎生的，难道植物也有胎生的吗？是的，红树植物就是一种“胎生树。”
红树植物的繁殖方式是植物中所罕见的，即许多类有胎生现象。这种胎生现象就是果实成熟后，仍然留在母树上，种子在母树上的果实内发芽，等幼苗长成熟之后才落下。其胚轴长，露出果实之外，下端粗，末端尖锐，落下时能够垂直地插入松软的沙滩淤泥，不几天即可生根固定于土壤中。即使不能及时插入淤泥，被海水冲走，由于胚轴有很多气道，体内含单宁很多，比重比海水小，在海里漂浮2～3个月而不死。一旦碰到淤泥，即使是水平位置，由于根部能迅速萌芽，能使苗直立起来，安然定居，这种胚轴伸出果实之外，悬挂在树上的现象，叫做显胎生，如红树、红茄苳，木榄、秋茄等。还有一种隐胎生，就是种子萌发后，似留在果皮内，当果实掸落时，果皮吸水胀破后，幼苗才伸出果皮，插入泥土。如桐花树。
红树的胎生现象也是抗盐锻炼的一种适应。因此有人推理“红树植物是从陆生植物移居来海滩生长的海生植物”。从系统发育上来说，种子里的含盐量相对较低。因此种子必须在母树上发芽，不断从母体上获得盐分，当积累到与海水的盐分相适应时掸落，这样才能适应高盐度的环境而得以滋生和发展。
红树植物的结构也异常奇特。它的根多种多样，形状奇怪。红树林生长在热带、亚热带海岸，因土壤淤泥致密而缺氧，土壤盐度和海水盐度相当高而出现生理性干旱。所以，在与环境的相互作用和漫长的系统发育中，形态和结构的进化逐渐与环境相适应。这时特殊形态和结构在抗御不利环境、增强自身生存能力方面起着十分重要的作用。
我国两广、福建、海南岛和台湾沿海的辽阔海滩上，断断续续分布着一片片依赖潮汐来实现其生长、发育、繁育和传播的植物群落。它们不怕海水侵蚀。涨潮时，有的全被海水淹没，有的仅露出树冠，宛如海上绿岛；退潮时，显出常绿乔灌木林的景观。极目远眺，一片翠绿，秋水长天，构成一幅奇特而美丽的图画，这便是人们说的特殊森林——红树林。
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第二课时
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●教学目标
知识目标
1．根据无性生殖的一些知识，了解它在生活中的应用。
2．通过探究活动，尝试植物的扦插。
能力目标
1．在教师的引导下，充分发挥学生的主观能动性，使学生能够独立完成操作，培养他们的实验操作能力。
2．培养学生推理、判断的能力。
3．培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。
情感目标
通过做“扦插材料的处理”的探究实验，培养学生的集体主义观念，体验合作与交流的重要性。
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●教学重点
尝试植物的扦插。
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●教学难点
探究实验的组织、引导过程。
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●教学方法
探究实验法、讨论法。
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●教具准备
1．教师准备：（1）生长健壮的紫背天葵、插器、基质、剪刀及标牌等；
（2）有关无性生殖在农业生产中的应用的录像资料以及植物的组织培养资料；
（3）投影片。
2．学生准备：生活中常见的适于扦插的一些植物的枝条，如月季、葡萄等等。
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●课时安排
1课时
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●教学过程
［复习旧课，导入新课］
（注：教师组织学生复习上节课所学习的有关植物的两种生殖方式。）
教师：同学们，在我们新的内容开始之前先复习上节课所学习的内容。我们请一部分学生提出问题，一部分学生回答问题，就姑且称之为“你问我答”吧。好了，给大家30秒思考时间，然后进入“你问我答”栏目。
学生甲：大家注意听，我要提出的问题是植物的生殖方式有几种？分别称之为什么生殖方式？
学生乙：我想请问大家玉米属于哪种生殖方式？能不能简单介绍一下。
学生丙：请大家思考“无心插柳柳成荫”这句话体现了哪种生殖方式？
……
教师：很好，前几位同学已经向在座的同学们发出了“挑战书”，谁来应战呢？
学生丁：我来回答第二个问题。玉米的生殖方式属于有性生殖，它也是通过开花、授粉最后结出果实，由种子来繁殖后代，简单地说就是由受精卵发育成新个体，所以属于有性生殖。
学生戊：“无心插柳柳成荫”这句话体现了无性生殖这种生殖方式。柳树在繁殖时，可以不经过两性生殖细胞的结合，直接用柳条扦插成活，属于由母体直接繁殖。
学生己：上节课，我们就学习了这两种生殖方式：有性生殖和无性生殖。
……
教师：我们的“你问我答”栏目完成得很精彩，接下来我们来看一段录像。
（注：教师播放课前准备好的有关无性生殖在农业生产中的应用的录像资料）
教师：录像资料结束了，试一试能不能回答出这几个问题呢？
（教师播放投影片）
投影片内容：
1．通过材料，你知道为什么在农业生产实践中经常用无性繁殖来栽培农作物吗？
2．由材料分析，你知道了哪几种无性生殖？
3．通常在农业生产实践中，用茎繁殖有几种方式？
4．在我们日常生活中所见的植物中通常人们利用无性生殖中的什么方法进行繁殖？
5．从生产实践看，能不能长期使用无性生殖进行繁殖？ 学生A：在农业生产实践中，经常用无性生殖来进行繁殖，是由于它的繁殖速度快，后代性状均匀一致，短期内可获得大量性状一致的植株。
学生B：从资料上介绍来说，常见的无性生殖有：分裂生殖、出芽生殖、孢子生殖、营养生殖四种方式。
学生C：我回答第三个问题，用茎繁殖属于营养繁殖，常见的用茎繁殖有扦插、嫁接、压条等几种方式。
教师：咱们请两位同学简单地向大家介绍一下有关嫁接和压条的知识。
学生D：嫁接可以分为两种情况：芽接或枝接，即把相应的芽或枝条接在另一个植物体上，使结合在一起的两部分长成一个完整的植物体。接上去的芽或枝叫做接穗，被接的植物体叫做砧木。嫁接时一定要注意应当使接穗与砧木的形成层紧密结合，以确保接穗成活。
学生E：压条也是一种常用的用茎繁殖的方法。压条的做法是把枝条从植株上弯下来，再把枝条中部的树皮剥掉下部半圈，然后把枝条的中部埋在土壤里，让枝条的顶端露出地面。等这个枝条生出不定根并长出新叶以后，再与母体切断。生活中，像夹竹桃、桂花这样的扦插不易成活的植物，就常用这种方法进行繁殖。
教师：如果给你一个选择“家庭梦想”的机会，你们最想得到什么？
学生：……
教师：那就恭喜你们，得到了。好了，还有没有同学来回答问题？
学生F：老师，我觉得不能在生产实践中经常使用无性生殖来进行繁殖。从刚才的资料介绍上得出，长期的无性生殖也会引起品种的退化。如，马铃薯的长期无性生殖会使茎越来越小；竹林在长期无性生殖后也会大面积开花等等。
学生G：在日常生活中，桃、杏、梨、苹果等都是利用嫁接来繁育优良品种的；而像葡萄、月季、甘薯等的栽培，一般采用扦插的方法。
教师：从刚才的录像和同学们的回答上我们可以得出这样的结论：无性生殖由于它自身的优点，常被用于生产实践中，但由于一些不足之处，在农业生产上又不能长期使用无性生殖。所以，我们大家在平时生活中看待一个问题，一个人或者一个物，都要用一分为二的观点，既要看到他的短处，又要看到他的长处，不能一棒子打死。
植物无论是有性生殖还是无性生殖，它都需要一定的外界条件。比如无性生殖，它需要有适宜的温度、水分、光照、湿度等条件，但这些都属于客观条件，属于外界因素，对进行无性生殖的植物体自身又有什么要求呢？我们这节课就以扦插为例对此进行探究。
（注：学生以小组为单位，拿出自己准备一些扦插材料，教师分发一些实验器具及紫背天葵）
教师：同学们自己先阅读一下第4页～第5页的内容，然后以小组为单位，讨论并思考下面几个问题。
投影片内容如下：
1．你准备探究的问题是什么？
2．你采用对照实验了吗？
3．在你对紫背天葵扦插材料的处理中，发现了什么问题？有哪些经验和教训呢？
4．请你自己设计表格，把你所观察和照料的情况以及每次的日期填写下来，并做以比较。 （学生开始进行探究实验并讨论，最后对实验作出总结。教师注意和学生一起参与）
教师：现在，我们来交流一下每个小组的实验情况，按老方法，从第一组先来，依次往后。
小组1：我们组准备探究的问题：土壤的湿度对紫背天葵的扦插成活率的影响。在扦插材料的处理过程中，我们发现在把扦插材料插进土壤中时，剪口由于和土壤之间的摩擦阻力反卷。我们想征求的答案就是如何避免这种现象的发生？
小组2：我们通过阅读课本，发现在紫背天葵实验材料的处理中，茎段上方的切口要求是水平的，而下方的切口则要求是斜向的，这是为什么呢？我们组将要通过实验来测定温度对扦插的影响，计划设计三个实验进行对照，一个温度是低于20℃，一个温度在20℃～
25℃，再一个温度高于30℃，我们将对其进行定期观察。
小组3：紫背天葵要求保留两个节，而且对每一节上的叶片都有要求。为什么上一个节上的叶片要去掉“部分”叶片，而下一个节上的叶要从叶柄处“全部”去掉呢？如果把实验材料换作其他，比如月季、葡萄等又该做如何的要求呢？
……
教师：大家通过实验的过程发现了很多问题，爱因斯坦曾经说过：发现一个问题比解决一个问题都更有价值。所以大家平时要多注意发现一些问题。下面我们就请我们的小博士们给大家一个解释。
学生H：我想在扦插时要想避免剪口的反卷现象，是否可以用另一个物体先在土壤中插上一个孔，然后再把扦插材料插进去，最后用手按紧沙子。
学生I：在剪取茎段时对上、下方切口所作出的要求，我认为应该是从水分的吸收和散失上来考虑的。下方切口要求斜向，上方切口水平，斜向比水平切口的面积大，所以下方切口斜向可以增加吸收水分的面积；上方切口水平，面积小，这样就可以减小伤口水分过多蒸发，有利于扦插材料的成活。
学生J：我认为影响扦插材料成活的因素很多，茎段两个节在叶片的处理上很可能也是从这个角度来考虑的。上一个节上的叶要去掉部分叶片是因为：扦插材料的成活需要时间，叶片留得过多的话，叶片所需要的水分不能及时供给，同时叶片的气孔还要散失水分，这样就影响了扦插材料的成活，但由于扦插材料的成活过程中需要营养物质，而营养物质都是由叶片通过光合作用制造的，所以还要留下部分叶片。至于下一个节上的叶片去掉的原因就不是很清楚了。
……
教师：下面，我来解决同学们遗留下来的这一个问题，为什么在扦插紫背天葵时下一个节上的叶片要全部去掉呢？
一般说在节的部位居间分生组织发达，此处较易生根。去掉叶片后，叶柄在节上留下伤痕，伤口处较容易产生愈伤组织，也就容易生根。
对于一些生根不太容易的木本植物来说，剪口位于节处更好。保留腋芽，使生长素合成旺盛，有利于插条生长。
［课堂小结，作业练习，结束新课］
（教师进行简短的小结）
教师：这节课我们在有性生殖和无性生殖的学习基础上，又了解了无性生殖的应用，我们共同总结。
板书：三、无性生殖的应用
（1）扦插（2）嫁接（3）压条
通过学习我们知道由于无性生殖自身的一些特点，所以在生产实践中我们经常使用无性生殖来进行繁殖植物。我们通过探究实验掌握了一些扦插材料的处理方法，并且同学们各个小组中都设计了探究实验。每个组在以后的几天一定要注意定期观察、做好记录，看看自己最后的假设是否正确。
［巩固练习］
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一、试一试就能行
1．嫁接可以分为________和________两种方式。接上去的芽或枝叫做________，被接的植物叫做________。
答案：芽接枝接接穗砧木
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二、动动脑
2．如果让你来动手嫁接植物的话，你应该注意些什么呢？
答案：嫁接时注意事项：①嫁接时间：枝接一般在春季，芽接在夏末秋初。②嫁接中砧木和接穗要选择使二者具有亲和力，并对当地自然环境有较大的适应能力的。③嫁接过程中应当使接穗与砧木的形成层紧密结合，确保接穗成活。
（学生只要答出第三点即可）
3．在扦插过程中，如何促进扦插生根呢？
答案：（1）用植物生长素处理，比如：吲哚乙酸，吲哚丁酸，萘乙酸及2，4—D等。（2）增高底温法，一般在20℃以上。
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●板书设计
第一节植物的生殖
一、有性生殖
二、无性生殖
三、无性生殖的应用
（1）扦插（2）嫁接（3）压条
四、探究实验——扦插材料的处理
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●活动与探究
1．仙人掌长到一定时期才能开花，花期又短，人们就把花期较长的蟹爪兰嫁接到仙人掌上。元旦春节期间，蟹爪兰不但装点了环境，又烘托了节日气氛。你想不想自己也拥有一盆这样的杰作呢？试试看吧！
2．植物的组织培养是一种利用无性生殖原理，使植物组织在人工控制的条件下快速发育成新植株的高新技术手段。由于它的科技含量高，繁殖速度也快，在农林业生产中已获得广泛利用。请你搜集有关植物组织培养的资料，做一个小小的剪切报。
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●备课资料
1．扦插生根的环境条件
影响扦插生根的环境条件主要是气象和土壤两方面的因素，其中包括温度、湿度、日光、氧气和土质等。
（1）温度：不同种类的花卉，要求不同的扦插温度，多数花卉的软材扦插适宜在20℃～25℃之间进行，热带植物可在25℃～30℃以上扦插。温带一般花木要求在20℃左右。
土壤温度（包括其他生根基质如砂、砂土、泥炭土等）如能比气温高3℃～6℃时，更可促进根的迅速发生。
（2）湿度：扦插后要切实注意插床保持湿润状态，但也不可使之过湿，否则导致腐烂。当软材扦插时，更应维持空气中较高的相对湿度，最好能保持相对湿度在80%～90%左右。喷雾扦插法就是指应用机械设备向空中喷雾以增加空气湿度，应用此法，使一些生根困难的植物，也获得较好的效果。通常在叶面洒水，以增加空气湿度。
（3）日光：软材扦插一般都带有叶片，以便在日光下进行光合作用以促进生根。多数试验证明，插穗中碳水化合物含量愈充足时，其生根率也愈高。强烈日光对插穗成活不利，因此在扦插初期应给予适度遮荫。当根系大量出生后，可逐渐给予充足的光照。
（4）扦插基质与氧气：扦插基质要求具有通气良好，又易保持湿润而且排水良好的材料，对软材扦插来说尤为重要。一般认为河砂最常用，通气及排水均佳，但保水力弱。据多数实验证明，河砂与保水力强的泥炭等量混合后的材料，对多数花卉扦插材料有更好的效果。
此外，用作扦插基质的还有木炭粉、水藓、椰子纤维、蛭石、珍珠岩等。以上多用于温室及温床、冷床中扦插。在露地，苗床则应以排水良好的砂质壤土为宜。
易在水中生根的种类，亦可采用水为基质，如蟆叶秋海棠、温室凤仙、广东万年青、夹竹桃、桃叶珊瑚等，甚易在水中生根。以水为基质扦插时，每日应换水一次，以补充水中的氧气。
目前以蛭石及膨体沙为扦插基质最理想的材料，适于在温室及温床中应用，可以提高扦插成活率。
2．促进扦插生根的方法
促进扦插生根的方法很多，可分为物理的与化学的方法两类。目前在生产上利用较多的为植物生长素（激素）处理和增高底温法。
（1）植物生长素处理
植物生长素（激素）在生产上已广泛应用。促进扦插生根的生长素种类很多，栽培中常用的有吲哚乙酸、吲哚丁酸、萘乙酸及2，4—D等，对扦插都有显著作用。生长素应用的方法很多，栽培中常用的有粉剂处理、液剂处理、脂剂处理、采用母株的喷射或注射，以及扦插基质的处理等。在花卉栽培中，采用粉剂处理最方便。
粉剂处理法，系将生长素混入滑石粉、木炭粉、面粉或豆粉中，其中以滑石粉应用最为普遍。应用时将插穗基部沾此粉后，再进行扦插。混入生长素之量应视扦插种类及扦插材料而异：吲哚乙酸、吲哚丁酸及萘乙酸等应用于易生根之插穗浓度时，其浓度为500～2000ppm，适于软材扦插及半硬材扦插。对生根较难之插穗，应为1000～2000ppm。
（2）增高底温法
如在温室内，通常将扦插床或扦插箱设置在暖气管或烟道上，以增加底温，比未经增温时的气温高3℃～6℃，此时气温一般为20℃左右。如在室内，则应用温床最为方便。近年来，国内外流行“喷雾扦插”的方法，即在扦插床上安自动喷雾设备，不断地或间歇地喷出雾状细水珠，保持高空中的湿度，而不一定伴以较高的床土湿度，也可以大大促进扦插生根成活率。
3．嫁接成活的原理
嫁接之后，砧木和接穗之所以能够愈合，长成一个新的植物体，主要是形成层再生能力的作用。砧木和接穗的形成层细胞相互结合以后，产生愈伤组织。愈伤组织的薄壁细胞向内侧分裂成新的木质部，向外侧分裂成新的韧皮部。新的木质部和韧皮部又把砧木和接穗上的导管、筛管分别沟通起来。这样，砧木的根从土壤中吸收的水分和溶于水的无机盐，经过木质部的导管上升，通过嫁接点而运到接穗；接穗上制造的有机养料，除了供给自身的生长发育以外，多余的部分经过韧皮部的筛管向下运输，通过嫁接点而运到砧木，供应砧木根部生长发育的需要。这样，砧木和接穗就结合成一个新的整体了。
4．果树为什么用嫁接方法繁殖而不用种子繁殖
嫁接是营养繁殖的一种方式，是利用优良品种的芽发育成新个体的人工繁殖过程。芽的细胞在分裂时，遗传物质DNA要精确地复制一份，每个子细胞都能准确地得到母细胞的全部遗传信息，而不出现性状分离，所以能够保持亲本的优良性状。
果树一般都是复杂的杂合体，在有性生殖细胞形成的过程中，由于细胞的减数分裂，基因不可避免地要发生分离和重组，这样形成的受精卵的基因型是多种多样的，从而导致后代发生变异，不能保持原品种的优良性状。所以，优良品种的果树一定要用嫁接等营养繁殖的方法进行繁殖。
5．非木本植物的嫁接
非木本植物的嫁接操作简单，成活快，成活率高，很适合作为学生的实验材料。因为其极易成功，再加上选择材料和嫁接活动本身的趣味性，更易调动学生的学习积极性和培养学生的动手能力，以下试举例说明。
（1）西红柿和茄子的嫁接
以茄子嫩茎为砧木，西红柿嫩梢5～10cm为接穗进行劈接，约1周接口愈合。以紫茎茄为砧木时，西红柿绿色的茎逐渐变为紫色，且越接近接口处紫色越明显。劈接的方法是：选择粗细相似的砧木和接穗，用剃须刀片切去砧木上部，再将接穗两面削成楔形，迅速插入砧木纵向劈切切口，注意形成层对齐，用宽0.5～1cm的塑料带绑缚。接穗叶片要大部分切除。成活后约1周去除绑缚。
（2）西红柿和马铃薯的嫁接
以马铃薯为砧木，方法与1相同。管理得当，可同时收获马铃薯块茎（地下）和西红柿（地上）。
（3）牵牛花和地瓜的嫁接
以地瓜为砧木，牵牛花茎5～10cm为接穗进行劈接。或以牵牛花为砧木，地瓜茎为接穗劈接。前者可使地瓜块根肥大，后者可促进地瓜开花结实。
（4）葫芦科植物的嫁接
以长出3～4片真叶的葫芦或冬瓜为砧木（留2片真叶，上部切除），2片子叶的西瓜芽为接穗进行劈接，或数株西瓜、黄瓜、葫芦等同种或异种的茎靠接，都极易成活。靠接的方法是：在砧木和接穗接触处，各削去一层（带些木质部），使削口大小相等，然后将两者形成层对齐并紧密绑缚。成活后约1周去除绑缚，切去砧木接口以上部分和接穗以下部分，有时要保留接穗根部以增强营养和水分的供应。7～10天接口愈合。前法可增强接穗抗性，后法使果实肥大。
（5）菊花的嫁接
以茼蒿、艾蒿或青蒿为砧木，各种不同颜色的中、小菊嫩梢4～6cm为接穗进行多次分层劈接，并注意花色的搭配。此法注意嫁接前对砧木进行多次摘心促进砧木矮化和多分杈，每枝接穗嫁接后约1周即愈合成活。
6．植物细胞的全能性
所谓植物细胞的全能性，就是指植物体的任何一个细胞，都包含着发育成完整植株的全部遗传信息。在离体培养的情况下，这些信息可以表达出来，从而使植物细胞产生完整的植株。
植物细胞，不论来自根、茎、叶，还是来自子房和花药，也不论是属于幼嫩的分生组织（如根尖、茎尖），还是属于已分化的成熟组织（如茎的薄壁细胞，叶片的表皮细胞），只要放在适合的人工培养基上，经过一系列的脱分化（指由高度分化的植物器官或组织产生愈伤组织的过程）和再分化过程，都能长成一株完整的植物。
7．组织培养的应用
植物组织培养在生产实践上有着广阔的应用前景，从已经产生的效果来看，大致包括以下几个方面。
第一，快速繁殖。用组织培养法可以在短时间内大量繁殖植物，下面用茎尖培养的例子来说明。将带有叶原基的顶芽接种到某种培养基上，侧芽就会萌发并长成小枝。不久，小枝上的侧芽又可以萌发。如此反复几次，植株上就会出现大量的幼芽。将这些芽分开，分别接种到同样的培养基上培养，再重复上述侧芽的增殖过程。用这种办法快速繁殖草莓，每隔两个星期，芽的数量可增加10倍左右，一个芽在一年之内可增殖到数百万个。目前，这种技术已经用于观赏花卉、果树、林木等多种植物的大规模生产，它比传统的扦插、嫁接等方法，繁殖速度要快几十、几百甚至上千倍。
第二，培育无病毒植株。许多农作物体内都带有病毒，特别是用营养器官进行繁殖的农作物，它们还会把病毒带到新个体上。研究发现，病毒在植物体内是沿维管束分布的，在茎尖、根尖分生组织中，由于代谢十分旺盛、细胞分裂速度快等因素，不含病毒。因此，用茎尖进行组织培养可以获得无病毒植株，再用这种植株进行快速繁殖，就可以增殖出大批的无病毒植株，供应生产。目前，这项技术已经用于马铃薯、草莓、菊花等植物的生产，并且取得了可观的经济效益。例如，未去病毒的10株马铃薯只能产0.8kg块茎，而去病毒的可产8.9kg。
去病毒植株必须通过鉴定后，才能在生产中推广。近年来的研究发现，所谓的“去病毒”并不是绝对的，只能局限于已经鉴定过的病毒，可能还存在其他种类的病毒（一种植物往往会感染多种病毒），但只要在生产上无害或不表现出症状，就可以推广应用。正因为如此，人们逐步开始用“鉴定苗”这个名称来代替“去病毒”。
第三，培育作物新品种。组织培养也为育种开辟了新途径。例如，用花粉进行组织培养，能形成单倍体植株。然后，通过染色体加倍，就培育出了纯系的植物新品种。这就是单倍体育种。对一般的草本植物来说，用杂交的方法培育一个新品种需8～10年，而单倍体育种只需2～3年，这就大大缩短了育种年限。目前，用这种方法，生物学家们已经培育出了二百多种植物的单倍体植株。我国用这一技术在培育农作物新品种方面居世界领先水平，特别是培育禾本科粮食作物，现在已经培育出水稻新品种15个、小麦新品种6个。
第四，植物产品的工厂化生产。植物细胞在代谢过程中，能够产生一些有机化合物，如人参皂甙（人参）、奎宁（金鸡纳）、除虫菊酯（除虫菊）、茉莉花油（茉莉）、番红素（番红花），它们可以用做药物、杀虫剂、香料、色素等。以前，人们都是利用植物体来提取或合成这些有机化合物的。20世纪50年代，生物学家发现，植物细胞在液体培养基上的分裂速度，比在固体培养基上的要快得多。经过三十多年的努力，人们终于能够大规模培养植物细胞，并从中提取所需的物质了。这种植物细胞培养方法大致是，选质地松软的愈伤组织放入液体培养基中，经过一系列复杂的处理，使愈伤组织块上的细胞相互分离，制成单细胞的悬浮培养物，然后将悬浮培养物放进发酵罐（或生物反应器）内进行培养，在适宜的温度、pH等条件下，通入氧气，植物细胞就开始进行有丝分裂。目前，德国、日本已经开始用发酵罐生产黄莲、洋地黄、人参等的有效成分。这一领域的研究引起了人们的极大兴趣。有人认为，它的应用将会给传统的种植农业带来巨大的变化。
此外，组织培养在遗传、生理、生化、病理等方面的研究中也得到了广泛的应用。
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