植物细胞工程的基本技术 教学设计.docx

2. 1.1植物细胞工程的基本技术教学过程教学内容教学手段和方法预期目标1、克隆羊 “多莉" 的诞生 导入专 题2:细 胞工程师：1996年7月，世界上第一只克隆羊 多莉（Dolly）在英国诞生。这样的生 物技术应属于何种生物工程？生：细胞工程。投影：专题2,细胞工 程开门见山， 直接进入专 题2的学习2、工具容 胞的内死 细程体上师：什么是细胞工程？包括哪两大领 域？生：细胞工程是指应用细胞生物学和分 子生物学的原理和方法，通过细胞水平 或细胞器水平上的操作，按照人的意愿 来改变细胞内的遗传物质或获得细胞 产生的一门综合科学技术。根据操作对 象不同，可分为植物细胞工程或动物细 胞工程两大领域。投影相关内容投影，抓住关键词语进 行解释让学生初步 了解细胞工 程所涵盖的 原理、方法、 操作、目的 及相关领域3、引题植胞的技 例标一细程本 实入一物工基术师：植物的繁殖，大多都是通过种子播 种，大家也听说过“无心插柳柳成荫”， 柳树的嫩枝插入土中就能成话，并能逐 渐长成一株枝繁叶茂的大树，那么，植 物的一片叶、一段根、一瓣花瓣，甚至 一粒花粉，是否也能长成一个完整的植 株呢？生：完全可以。投影：微型繁殖的菊花 投影标题：2.1植物细 胞工程，2. 1. 1植物细 胞工程的基本技术激发学生学 习兴趣4、细胞全 能性师：那么，植物的花瓣是怎样长成一株 完整植株的呢？请同学们带着3个问题 仔细阅读课本P33第二、三小节。生：首先要通过细胞的脱分化过程，培 养成愈伤组织，然后再从愈伤组织分化 形成小植株。师：这里所说的脱分化就是让已经分化 的细胞经过诱导后，失去其特有的结构 和功能而转变成未分化细胞的过程。投影问题：1、什么是细 胞的全能性？ 2、克隆羊 “多莉”的诞生说明了 什么？ 3、菊花体内的细 胞为什么没有表现出全 能性，而是分化成不同 的组织器官？学生带着 问题看书、思考。以提问方式 引入本节第 一个内容一 一细胞的全 能性及分 化，培养学 生的阅读能 力。教学过程教学内容教学手段和方法预期目标自我评价4、植物组织 培养技术、 实验：胡萝卜的组 织培养师：在植物中，一些分化的细胞，经过 激素的诱导，可以脱分化为具有分生能 力的薄壁细胞，进而形成植物的愈伤组 织。而愈伤组织在一定的培养条件下， 又可以再分化出幼根和芽，形成完整的 小植株。师：为什么植物的一瓣花瓣就可以培育 出完整的植株呢？请回忆必修1中细胞 全能性的相关知识回答。生：具有某种生物全部遗传信息的任何 一个细胞，都具有发育成完整生物体的 潜能，也就是说，每个生物细胞都具有 全能性的特点。师：菊花体内的细胞为什么没有表现出 全能性？生：因为在特定的时间、空间条件下， 细胞中的基因含有选择性地表达出各 种蛋白质，从而构成生物体的不同组织 和器官。学生进行课堂练习，教师适当点拨，并 讲析。师：为什么运用植物组织培养技术能把 植物离体器官组织，或细胞培养成完整 植物体？生：植物体细胞具有全能性，在一定的 营养和激素条件下，可以脱分化形成愈 伤组织。将愈伤组织转接到培养基上可 以诱导其再分化成胚状体或丛芽，再发 育为完整的小植株。师：那么植物细胞 表现出全能性的必要条件是什么？生：细胞离体，一定的营养物质，激素 和其他外界条件。师：由于实验室条件的制约，只能播放 实验录像，请大家仔细观看。投影某植物的愈伤组织 投影愈伤组织分化 板书：外植体脱分化一 一愈伤组织一一再分化 幼根、芽一一完整 小植株投影问、答要求学生在看实验教材 的基础上回答。教师讲解和学生讨论的 方法相结合，以突出本 节课的重点。学生观看实验录像片图文结合， 使学生对抽 象知识有直 观的认识复习旧知 识，为学习 新知识奠定 基础提醒学生思 考通过自我评 价，反馈学 生学习新知 识的效果培养学生的 思维和观察 能力教学过程教学内容教学手段和方法预期目标师：在观看录像的基础上，我们来讨论 书本上的几个问题。（讨论题，题目略） 学生讨论：1、避免杂菌在培养基上生 长，因为各种杂菌不但会和培养物争夺 营养，而且这些杂菌生长的过程会生成 大量对培养物有害的物质，导致培养物 死亡。师：回答得很好，所以在组培实验中用 到的植物材料和各种器械都要进行彻 底地灭菌，操作要规范，避免带入杂菌。生：讨论2,因为形成层部分容易诱导 形成愈伤组织，胡萝卜的其他部分（如 茎，叶，花）也能培养再生形成小植株。师：非常好。（强调）胡萝卜根的含形 成层部分，属于分生组织，所以容易诱 导形成愈伤组织，而胡萝卜的茎、叶、 花也能培养出小植株，只是诱导愈伤组 织比较困难。实验过程可以参考利用胡 萝卜的根进行组织培养的实验，那么我 们一起来小结实验过程。师：通过观看实验录像，结合课本中的 实验原理、实验目的、材料用具、方法 步骤，我们来总结一下究竟什么是植物 组织培养技术？生（齐）：植物组织培养就是在无菌和 人工控制条件下，将离体的植物器官、 组织细胞培养在人工配制的培养基上， 给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤 组织、丛芽，最终形成完整植株。师：那么请大家思考离体的器官、组织、 细胞，如果不进行脱分化处理，能否培 养成完整的植物体？生：不能。必须要经历脱分化过程，才 能培养成完整的植物体。师：那么决定植物脱分化、再分化的关 键因素是什么？生：影响植物细胞脱分化、再分化的关 键因素可能是植物激素。教师在学生讨论的基础 上进行适当点拨和讲解在学生讨论基础上，投 影植物组织培养技术的 流程简图投影激发学生的 思维教学过程教学内容教学手段和方法预期目标师：回答得不错。这位同学已经注意到补充相关知P36 “小知识”中培养基的组成。确实，识，拓宽学根据科学家的实际操作发现，当细胞分生知识面，裂素与生长素共同使用时，能刺激愈伤培养学生的组织的形成。植物激素还会影响到再分 化中芽和根的发生。早在20世纪50年 代初，我国植物生理学家崔徵等人就发 现细胞分裂素与生长素之间的浓度比， 可以调控植物细胞培养过程中芽和根 的形成。师：大家都知道，马铃薯块茎生长在地民族自豪感6 .植物体细下，番茄在地上生长，那我们是否想象复习旧知胞杂交技术过培育出一种地上长番茄、地下结马铃识，引入新薯的“超级作物”？生：当然想，可是用传统的有性杂交的 方法不可能。师：为什么？生：因为不同的两种生物之间，存在着 生殖隔离。师：你们的生物学知识掌握得不错。那 科学家采用何种美妙的方法最终得到 了 “番茄一一马铃薯”杂种植株呢？知识培养学生的生：植物体细胞杂交技术。师：大家预习得不错。下面请大家带着 以下问题认真阅读P36P37教材，来了 解植物体细胞杂交技术。1、你认为两个来自不同植物的体细胞 完成融合，遇到的和一个障碍是什么？要求学生跳出框架，认 真动脑思考，得出答案拓展思维的 能力(1)植物体2、有没有一种温和的去壁方法呢？细胞杂交过3、为什么两个原生质体能发生融合，程这与细胞膜的什么特性有关？融合的培养学生的具体操作方法如何？4、如果两个来源不同的原生质体发生投影标题里读及识用了融合，下一步该做何处理？生体验到科5、何将杂种细胞培育成杂种植株？投影思考题学是一个探生：(埋头认真阅读教材图文)究过程，科 研需要想象逐一回答问题：1、植物细胞壁阻碍细胞间的杂交。因 止匕，第一步必须去除细胞壁。2、为了不损坏细胞的原生质体，可利 用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁， 获得具有活力的原生质体。师：为什么用这两种酶呢？生：因为细胞壁的主要成分是纤维素和 果胶。和创新。教学过程教学内容教学手段和方法预期目标（2）植物体 细杂交概念师：非常好！以刖的知识掌握得很扎实。3、原生质体发生融合与细胞膜的流动 性有关。进行原生质体间的融合可 借助一定的技术手段进行人工诱 导。人工诱导的方法可分为一一物 理法和化学法。物理法包括离心、 振动、电激等；化学法一般用聚乙 三醇（PEG）作为诱导剂来诱导细胞 融合。师：能否预测一下细胞融合后会出现哪 些组合类型？生：番茄一一马铃薯杂种细胞师：只有一种可能吗？生：还有番茄 番茄细胞、马铃薯 一马铃薯细胞师：对！然后再从中可筛选出所需的番 茄一一马铃薯杂种细胞。继续回答卜面的题目。生：4、原生质体融合后，应让杂种细 胞再生出细胞壁。生：5、最后利用前面学过的植物组织 培养技术，将杂种细胞培养成杂种的植 株。师:刚才同学们的回答非常到位。说明 大家课前进行了充分的预习，课堂上也 积极思考，因此取得了良好的学习效 果。下面我们一起来归纳一下植物体细 胞杂交技术的过程。师：那么，我们能总结出植物体细胞杂 交技术的概念吗？生：植物体细胞杂交就是将不同种的植 物体细胞，在一定条件下融合成杂种细 胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的 技术。师：你们能否“异想天开”，想出其他 有利于人类的各种杂交方法？生：七嘴八舌地说出各种细胞的杂交， 及其美妙的结果。师：要是把我们的毛发细胞与植物细胞 杂交，那我们岂不是只要晒晒太阳就可 以自己制造有机物啦？生：（大笑）师：虽然科学家历尽艰辛，终于实现了 两个物种间的杂交，那么这株同时具有 两个物种遗传物质的超级植物真的就 所人们所愿，地上长番茄，地下结马铃 薯呢？新问题，可能稍难些投影：植物体细胞杂交 技术流程图，教师在重 点知识处做适当的强调 和补充。活跃想像的 思维教学过程教学内容教学手段和方法预期目标(3)植物体 细胞杂交技 术的意义和 不足自我评价7、小结8、布置作业生：没有。师：那么，这项技术没有意义吗？生：这项研究克服了不同生物远缘杂交上 的障碍。师：科学家们利用植物体细胞杂交技术， 培育出了哪些杂交新品种？有什么优点？生：白菜一一甘蓝，烟草一一海南烟草， 胡萝卜一一羊角芹，白菜一一甘蓝同普通 的菜相比，具有生长期短，耐热性强和易 于贮藏的优点。师：这些有性杂交不亲和的种间或属间杂 种，大大扩展了可用于杂父的亲本组合范 围。目前，植物体细胞杂交还有许多理论 和技术问题没有解决，这项技术仍然处在 研究阶段，距离推广应用还有一定差距。 但是我们相信经过科学家的不懈努力，让 “番茄一一马铃薯”在地上结番茄，地下长马铃薯的愿意一定会实现。学生集体回答。师：同学们：本堂课我们学习了细胞全能 性，植物组织培养技术和植物体细胞杂交 的内容，通过本学课的学习，大家应不仅 能说出植物组织培养的过程，体细胞杂交 的主要步骤，而且应能体验科学家是一个 过程及科学、技术、社会三者之间的关系。师：课后作业为“思考与探究”的两道题。根据学生的回答可作适 当的提示投影各种图片投影习题，点评学生作 答情况。课后完成，下半课由学 生回答。拓宽视野使学生.认同 科学是一个 不断发展的 过程，激发 学生探索生 命科学奥秘 的兴趣及勇 于质疑的精 神。课堂总结， 提出本节课 最终的学习 目标。