1、云南省隴川縣第一中學(xué)高二生物下冊(cè) 2.1.2植物細(xì)胞工程 教學(xué)設(shè)計(jì)教案 人教版 教學(xué)目標(biāo)1知識(shí)方面（1）細(xì)胞的全能性（理解）。（2）植物細(xì)胞工程的主要技術(shù)植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交（知道）。2態(tài)度觀念方面（1）通過(guò)介紹植物組織培養(yǎng)技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史,植物體細(xì)胞雜交技術(shù)取得的進(jìn)展和尚未解決的問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生探索生命科學(xué)奧秘的興趣。同時(shí)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到隨著人們視野的不斷拓寬，認(rèn)知的不斷加深，科學(xué)技術(shù)呈現(xiàn)日新月異、日臻完善的發(fā)展趨勢(shì)。從而在學(xué)習(xí)過(guò)程中用發(fā)展的眼光看待問(wèn)題，分析問(wèn)題，不墨守陳規(guī)，不拘泥于原有知識(shí)的限制而勇于開(kāi)拓，推陳出新。（2）在植物細(xì)胞工程兩大技術(shù)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，滲透科學(xué)態(tài)度、科學(xué)方法和科學(xué)精

2、神的養(yǎng)成教育。3能力方面（1）在教學(xué)過(guò)程中，合理利用錄像、軟件等相關(guān)資料，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力以及整合、運(yùn)用科學(xué)信息的能力。（2）創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，在質(zhì)疑、探究的學(xué)習(xí)過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考，推理判斷和創(chuàng)造性思維能力。（3）通過(guò)聯(lián)系農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生活學(xué)活用，理論聯(lián)系實(shí)際的能力。重點(diǎn)、難點(diǎn)分析重點(diǎn)：植物組織培養(yǎng)難點(diǎn)：植物體細(xì)胞雜交教學(xué)模式自學(xué)指導(dǎo)啟發(fā)探究。課時(shí)安排 一課時(shí)。設(shè)計(jì)思路1布置課前預(yù)習(xí)：要求學(xué)生充分復(fù)習(xí)與本課有關(guān)的舊知識(shí)，預(yù)習(xí)新課，并對(duì)新知識(shí)的框架及層次結(jié)構(gòu)有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)。2從新舊知識(shí)聯(lián)系入手，進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)細(xì)胞全能性理論，并在學(xué)習(xí)過(guò)程中，滲透對(duì)學(xué)生能力和方法的培養(yǎng)。3充分

3、利用學(xué)生已有的知識(shí)積累，借助于多種直觀教學(xué)手段，采用綜合分散深化的教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)植物組培知識(shí)進(jìn)行比較廣泛、深入的學(xué)習(xí)。4在學(xué)習(xí)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)時(shí)，教師有意識(shí)地創(chuàng)設(shè)情境，提出漸進(jìn)式問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思維探索，并借助于計(jì)算機(jī)課件，對(duì)該技術(shù)進(jìn)行由點(diǎn)及面的學(xué)習(xí)。5智能訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的正向遷移。教學(xué)過(guò)程一、課前預(yù)習(xí)，布置預(yù)習(xí)作業(yè)1分別理出細(xì)胞全能性和植物組織培養(yǎng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)和層次。2對(duì)高二必修課中與上述兩知識(shí)點(diǎn)有關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行全面、充分地復(fù)習(xí)。3找出新舊知識(shí)之間的聯(lián)系與區(qū)別。導(dǎo)入新課：結(jié)合基因工程成果與展望的有關(guān)知識(shí)，簡(jiǎn)述“超級(jí)細(xì)菌”的培育過(guò)程。并結(jié)合提出如果將三種假單孢桿菌與第四種假單孢桿菌融合或

4、將其內(nèi)的細(xì)胞器移入第四種假單孢桿菌體內(nèi)，使之具有分解四種烴類(lèi)化合物的功能。這樣的生物技術(shù)應(yīng)屬于何種生物工程？結(jié)合基因工程的概念，總結(jié)出何謂細(xì)胞工程。細(xì)胞工程 是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通過(guò)某種工程學(xué)手段，在細(xì)胞整體水平或細(xì)胞器水平，按照人們的意愿來(lái)改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一門(mén)綜合科學(xué)技術(shù)。根據(jù)細(xì)胞類(lèi)型的不同，可以把細(xì)胞工程分為植物細(xì)胞工程和動(dòng)物細(xì)胞工程。（一）細(xì)胞的全能性。通過(guò)用教材上的菊花圖引入第一節(jié)的標(biāo)題，同時(shí)提出一個(gè)問(wèn)題為什么植物的一個(gè)花瓣就可以培育出完整的植株呢？結(jié)合必修二有關(guān)細(xì)胞分裂、分化、個(gè)體發(fā)育的復(fù)習(xí)，加深理解脫分化與再分化原理。分析講解以導(dǎo)出植物組

5、織培養(yǎng)的理論依據(jù)是細(xì)胞的全能性及分化。（在講解的過(guò)程中對(duì)脫分化、再分化、愈傷組織及細(xì)胞全能性的概念進(jìn)行解釋說(shuō)明）設(shè)問(wèn)：1生物體內(nèi)的細(xì)胞為什么沒(méi)有表現(xiàn)出全能性，而是分化成不同的組織器官？2為什么運(yùn)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)能把植物離體器官、組織或細(xì)胞培養(yǎng)成完整植物體？借助已有的知識(shí)積累啟發(fā)學(xué)生將題目讀懂弄透，對(duì)新舊知識(shí)進(jìn)行必要的加工和整合，得出結(jié)論。這是基因在特定時(shí)間和空間條件下選擇性表達(dá)的結(jié)果。在生物體內(nèi)，由于基因的選擇性表達(dá)，細(xì)胞不能表現(xiàn)出全能性，而是分化成為不同的組織器官。當(dāng)已分化的植物器官、組織或細(xì)胞脫離母體后，在一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素等外界條件作用下分化形成愈傷組織（一種相對(duì)沒(méi)有分化的細(xì)胞團(tuán)），

6、繼而在植物激素等誘導(dǎo)下發(fā)生再分化，才能表達(dá)出全能性。發(fā)育成完整植株。要把某種植物的一塊組織通過(guò)培養(yǎng)得到一株完整植株應(yīng)該如何操作呢？這就涉及到了植物細(xì)胞工程最基本的技術(shù)之一植物組織培養(yǎng)，由此自然過(guò)渡到植物組織培養(yǎng)。（二）植物組織培養(yǎng)。指導(dǎo)學(xué)生閱讀胡蘿卜的組織培養(yǎng)過(guò)程，引導(dǎo)分析組織培養(yǎng)過(guò)程中的深層問(wèn)題。1.植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是什么？2.離體的器官、組織或細(xì)胞如果不進(jìn)行脫分化處理，能否培養(yǎng)成完整植物體？3.決定植物細(xì)胞脫分化、再分化的關(guān)鍵因素是什么？4.在植物組培過(guò)程中，為什么要進(jìn)行一系列的消毒，滅菌，并且要求無(wú)菌操作？在教師的啟發(fā)下，學(xué)生對(duì)問(wèn)題展開(kāi)分析、討論，并給予科學(xué)正確的解釋。植物

7、組織培養(yǎng)的過(guò)程：再分化脫分化離體植物組織、細(xì)胞愈傷組織根、芽植物體（整個(gè)過(guò)程在無(wú)菌條件下）教師做適度的知識(shí)擴(kuò)展，使學(xué)生的思維空間得到自然延伸。例如：1影響脫分化的一個(gè)重要因素是植物激素。當(dāng)細(xì)胞分裂素與生長(zhǎng)素共同使用時(shí)，能強(qiáng)烈促進(jìn)愈傷組織的形成，而兩者不同的濃度配比在再分過(guò)程中，分別對(duì)誘導(dǎo)根或芽的產(chǎn)生起關(guān)鍵作用。當(dāng)細(xì)胞分裂素與生長(zhǎng)素濃度比高時(shí)，有利于芽的發(fā)生；濃度比低時(shí)，有利于根的發(fā)生。2愈傷組織再分化過(guò)程應(yīng)先誘導(dǎo)生芽，再誘導(dǎo)生根。3愈傷組織的形態(tài)發(fā)生主要有不定芽方式和胚狀體方式兩種。教材中介紹的為不定芽方式，而后者需要在愈傷組織形成后，對(duì)其進(jìn)行處理，形成分散的單個(gè)細(xì)胞，再誘導(dǎo)其分化出具有胚芽、

8、胚軸、胚根的胚狀體，進(jìn)而發(fā)育成完整植株。（三）植物體細(xì)胞雜交。設(shè)疑：20世紀(jì)60年代，有的科學(xué)家提出這樣一個(gè)設(shè)想：讓番茄和馬鈴薯雜交，培育出一種地上結(jié)番茄果實(shí)，地下結(jié)馬鈴薯塊莖的植物。如果要實(shí)現(xiàn)這一設(shè)想，你認(rèn)為可以采用哪些方法？引出：植物體細(xì)胞雜交是用兩個(gè)來(lái)自不同植物的體細(xì)胞融合成一個(gè)雜種細(xì)胞，并且把雜種細(xì)胞培育成新植物體的方法（強(qiáng)調(diào)起止點(diǎn)）。提出漸進(jìn)式問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思維探究，使學(xué)生在獲取知識(shí)的同時(shí)，受到科學(xué)方法的訓(xùn)練和培養(yǎng)。1你認(rèn)為兩個(gè)來(lái)自不同植物的體細(xì)胞完成融合，遇到的第一個(gè)障礙是什么？提示引導(dǎo)，學(xué)生一般會(huì)想到應(yīng)該是位于細(xì)胞外側(cè)不具生命力的細(xì)胞壁。2有沒(méi)有一種溫和的去壁方法呢？據(jù)已有的

9、知識(shí)積累，學(xué)生可聯(lián)想到酶有專一性，而細(xì)胞壁的主要成分是纖維索和果膠，所以用纖維素酶和果膠酶去壁將不會(huì)對(duì)其內(nèi)的原生質(zhì)體造成損傷。3如果兩個(gè)來(lái)源不同的原生質(zhì)體發(fā)生了融合，下一部該做何處理？應(yīng)該誘導(dǎo)其再生壁，才能成為完善的雜種細(xì)胞。4如何將雜種細(xì)胞培育成雜種植株？閱讀并結(jié)合課本P36圖2-5師生共同歸納植物體細(xì)胞雜交的過(guò)程。教師點(diǎn)撥1人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合有物理法和化學(xué)法兩大類(lèi)，物理法是利用離心、振動(dòng)、電刺激促使原生質(zhì)體的融合；化學(xué)法是用聚乙二醇（PEG）等試劑作為誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)融合。2在細(xì)胞雜交過(guò)程中，除了形成AB型融合細(xì)胞外，還能形成AA型和BB型兩種融合細(xì)胞，但只有AB型細(xì)胞是植物體細(xì)胞雜交所需的雜種細(xì)胞。因此，在雜種細(xì)胞形成后還應(yīng)有一個(gè)篩選過(guò)程。3指出植物體細(xì)胞雜交過(guò)程中已取得的進(jìn)展和尚未解決的問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生熱愛(ài)生物科學(xué)的情感和探索生命科學(xué)奧秘的興趣?？偨Y(jié)：細(xì)胞全能性是植物組培的理論基礎(chǔ)，而植物組培又是植物體細(xì)胞雜交的技術(shù)環(huán)節(jié)之一?？磮D2-7： “白菜甘藍(lán)”提問(wèn)：白菜和甘藍(lán)兩種植物之間存在著生殖隔離，