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1、“植物细胞工程的基本技术” 教学设计【教材分析】“植物细胞工程的基本技术”是人教版高中生物学教材现代生物科技专题(选修3)专题2“细胞工程”的内容，包括植物组织培养技术、植物体细胞杂交技术等内容，其中植物组织培养的原理和过程、植物体细胞杂交技术的原理和过程是教学的重点，难点是植物体细胞杂交技术。植物组织培养技术涉及的主要相关内容，如细胞全能性和细胞分化，以及植物体细胞杂交技术涉及的细胞膜的流动性等知识，学生已经通过必修一和必修二的学习对相关基础知识有了一定的了解和认知，但是植物组织培养和体细胞杂交技术都是实验技术难度较高、过程抽象的现代生物技术，对学生来说仍然是一个全新的领域，学习起来有一定的
2、难度。为此，教学中应注意利用学生的知识迁移能力，指导学生进行自主学习和小组互助学习，并借助多媒体教学手段，采用创设情境、设置问题的教学方法，实现让学生把困难的问题简单化的目的。【学情分析】由于植物微型繁殖技术的迅速发展，学生已经或多或少见识过“试管苗”“组培苗”等词语，学生已经学习了必修一细胞的结构与功能、细胞的分化和细胞的全能性，但对这些知识的实际应用还有些陌生。【教学目标】知识目标：简述细胞全能性的概念含义；简述植物组织培养的过程；简述植物体细胞杂交技术。能力目标：通过对植物组织培养和植物体细胞杂交的过程设计，培养学生知识的迁移能力；尝试用流程图归纳技术过程；运用细胞的基础知识，分析解决问
3、题。情感态度与价值观目标：认同细胞学基础理论研究与技术开发之间的关系；勇于进行大胆、科学的推测猜想；通过植物体细胞杂交技术的学习，认同科学是一个不断发展的过程，激发探索生命奥秘的热情。【教学重难点】1、教学重点（1）植物组织培养的原理和过程（2）植物体细胞杂交技术的原理2、教学难点（1）植物组织培养的实验【教学过程】1、新课导入教师活动：创设情境，导入新课。作为广东的学生都比较熟悉花市，教师课利用课件展示花市上一些美丽兰花的图片，引导学生朗读程樊的咏怀，感受兰花的气节。提出问题：兰花高洁典雅，而兰花在自然条件下繁殖慢，如何能让名贵的兰花大量、快速地繁殖，从而走入寻常百姓家呢？学生活动：朗读诗句
4、，体会兰花的观赏价值高，象征寓意好。意识到自然繁殖困难，结合课本内容回答：可以利用植物组织培养技术快速繁殖兰花。设计意图：联系生活和文学中的实例，创设问题情境，导入新课。2、 新课讲授一、 植物细胞工程的基本技术教师指导学生阅读教材中相关内容，并思考相关问题：植物组织培养的理论基础是什么？什么是愈伤组织及其结构功能特点？离体的器官、组织或细胞如果不进行脱分化处理，能否培养成完整的植物体？并总结植物细胞表现出全能性的条件：离体状态、一定的营养物质、植物激素、无菌环境、适宜的温湿度等外界条件。然后，教师就相关概念，如脱分化、愈伤组织、再分化、胚状体等给学生加以讲解，并让学生当堂齐读概念，加强对新概
5、念的理解和记忆。最后由学生概括出植物组织培养技术的过程。那具体的操作过程是什么样的，要注意哪些事项呢？学生活动：植物组织培养技术的基本原理是植物细胞的全能性，因为每个活的体细胞中都包含本物种的全部遗传信息。植物细胞动物细胞；受精卵生殖细胞（卵细胞精子）其他细胞。各个细胞在特定的时间、空间条件下基因的选择性表达。设计意图：由浅入深，层层递进，使学生逐渐理解植物组织培养的原理，回顾全能性的知识，温故知新。二、 植物组织培养技术教师活动：以菊花的组织培养实验为例，利用课件介绍植物组织培养的概念和流程，并展示流程图，让学生加深植物组织培养的过程，促进他们理解和掌握相关概念。根据实验步骤一步一步讲解，并
6、提出相关问题引起学生思考。1、 外植体制备：什么是外植体？为什么外植体要消毒？怎么消毒？整个实验过程为什么都要在无菌操作下完成？2、 培养愈伤组织：什么是愈伤组织？形态如何？怎么形成的？诱导愈伤组织需要什么条件？3、 愈伤组织再分化产生芽和根：再分化需要什么培养条件？植物激素的种类和比例对愈伤组织的分化结果有何影响？如何运用植物激素来诱导愈伤组织形成幼苗？4、 移栽试管苗5、 从整个实验总结出植物细胞表现全能性需要哪些条件？学生活动：通过阅读课本和老师的讲解，经过分析和讨论认识到，在一定的培养条件下，已经分化的细胞可以启动细胞分裂、脱分化和再分化；植物激素中主要是生长素和细胞分裂素的比例对愈伤
7、组织再分化的结果产生影响。设计意图：使学生完全理解植物组织培养的规程和每一步操作的目的，为他们进行植物组织培养实践打下基础。三、 植物体细胞杂交技术教师多媒体展示：番茄和马铃薯的图片，引发学生的关注兴趣，创设问题情境提问：“想办法利用有限的土地资源，生产更多的蔬菜，你们有什么好的建议吗？ ”教师充分肯定学生的建议，并采纳学生的建议，引入主题；让这两种植物在自然条件下杂交显然不行，因为这两种植物是两个物种，存在生殖隔离，只能将两个植物细胞融合，再用植物组织培养技术培养出的新植物，这样才能得到超级杂种植物，即上面结番茄、下面结马铃薯，引出一系列问题，引起学生思考：1. 利用传统有性杂交的方法能培育
8、出番茄马铃薯吗？什么是植物体细胞杂交技术？2. 原生质体制备：在进行植物体细胞杂交时，为什么要去除细胞壁？去除细胞壁的方法是什么？什么是原生质体？原生质体和原生质层有什么区别？3. 原生质体融合：诱导融合的方法有哪些？融合的过程体现了细胞膜的什么特性？若只考虑两两融合，融合后的原生质体有哪些类型？所需的类型是什么？用什么方法可以得到所需类型？4. 细胞壁的再生：植物体细胞杂交完成的标志是什么？5. 得到杂种细胞后再如何操作才能得到杂种植株？6. 植物体细胞杂交技术有什么意义与缺点？学生活动：听教师的讲解。思考、回答教师提出的问题，认识到：细胞壁会阻碍细胞融合，所以需要用纤维素酶和果胶酶去除细胞
9、壁。原生质体需要在一些物理或化学的方法的帮助下诱导融合，融合后的杂交体细胞还需经过植物组织培养技术才能形成杂种植物。进而充分理解体细胞杂交的流程和意义。在学生掌握了植物体细胞杂交技术的基础知识后，提问：如果二倍体的番茄与四倍体马铃薯能够杂交，杂交后的子代是几倍体？ 如果是用植物体细胞杂交，得到的是几倍体？ 学生思考后回答：理论上杂交后的子代是三倍体，但自然状态下二者不可能杂交成功；如果是用植物体细胞杂交，得到的是异源六倍体。从理论上讲，杂种植株的育性怎样？ 从理论上讲，植物体细胞杂交，获得杂种植株，是可育的。是否可育关键是能否进行减数分裂产生配子，而能否进行减数分裂关键看有无同源染色体，体细胞
10、中有同源染色体，能减数分裂产生配子，所以是可育的。融合细胞的类型有哪些？ 既有AB型杂种细胞，又能形成AA型和BB型两种融合细胞，还有A型B型等，但只有AB型细胞是植物体细胞杂交所形成的杂种细胞，因此在杂种细胞形成后还应有一个筛选过程。既然超级植物具有了两种生物的遗传物质，为什么没能得到我们想要的“番茄马铃薯”？基因与基因、基因与基因的产物，基因与环境之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用形成了一个错综复杂的网络，精细地调控生物体的性状。设计意图：通过流程梳理主我体细胞杂交技术的流程，帮助学生形成对植物体细胞融合技术的整体认识通过问题来引导学生把握该技术的要点，提高学习效率。【板书设计】学科网（北京）股份有限公司