2019-2020年高中生物《植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)》教案2 新人教版選修3.doc

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2019-2020年高中生物《植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)》教案2 新人教版選修3 教學(xué)過程 教 學(xué) 內(nèi) 容 教學(xué)手段和方法 預(yù)期目標(biāo) 1、 克隆羊“多莉”的誕生導(dǎo)入專題2:細(xì)胞工程 2、 細(xì)胞工程的具體內(nèi)容及分類 3、 實(shí)例引入標(biāo)題——植物細(xì)胞工程的基本技術(shù) 4、 細(xì)胞全能性 師：1996年7月，世界上第一只克隆羊多莉（Dolly）在英國誕生。這樣的生物技術(shù)應(yīng)屬于何種生物工程？ 生：細(xì)胞工程。 師：什么是細(xì)胞工程？包括哪兩大領(lǐng)域？ 生：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，通過細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平上的操作，按照人的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)生的一門綜合科學(xué)技術(shù)。根據(jù)操作對象不同，可分為植物細(xì)胞工程或動(dòng)物細(xì)胞工程兩大領(lǐng)域。 師：植物的繁殖，大多都是通過種子播種，大家也聽說過“無心插柳柳成蔭”，柳樹的嫩枝插入土中就能成話，并能逐漸長成一株枝繁葉茂的大樹，那么，植物的一片葉、一段根、一瓣花瓣，甚至一粒花粉，是否也能長成一個(gè)完整的植株呢？ 生：完全可以。 師：那么，植物的花瓣是怎樣長成一株完整植株的呢？請同學(xué)們帶著3個(gè)問題仔細(xì)閱讀課本p33第二、三小節(jié)。 生：首先要通過細(xì)胞的脫分化過程，培養(yǎng)成愈傷組織，然后再從愈傷組織分化形成小植株。 師：這里所說的脫分化就是讓已經(jīng)分化的細(xì)胞經(jīng)過誘導(dǎo)后，失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化細(xì)胞的過程。 投影：專題2，細(xì)胞工程 開門見山，直接進(jìn)入專題2的學(xué)習(xí) 投影相關(guān)內(nèi)容 投影，抓住關(guān)鍵詞語進(jìn)行解釋 投影：微型繁殖的菊花 投影標(biāo)題：2.1植物細(xì)胞工程，2.1.1植物細(xì)胞工程的基本技術(shù) 投影問題：1、什么是細(xì)胞的全能性？2、克隆羊“多莉”的誕生說明了什么？3、菊花體內(nèi)的細(xì)胞為什么沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化成不同的組織器官？學(xué)生帶著問題看書、思考。 讓學(xué)生初步了解細(xì)胞工程所涵蓋的原理、方法、操作、目的及相關(guān)領(lǐng)域 激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣 以提問方式引入本節(jié)第一個(gè)內(nèi)容——細(xì)胞的全能性及分化，培養(yǎng)學(xué)生的閱讀能力。 教學(xué)過程 教 學(xué) 內(nèi) 容 教學(xué)手段和方法 預(yù)期目標(biāo) 自我評價(jià) 4、植物組織培養(yǎng)技術(shù)、實(shí)驗(yàn)： 胡蘿卜的組織培養(yǎng) 師：在植物中，一些分化的細(xì)胞，經(jīng)過激素的誘導(dǎo)，可以脫分化為具有分生能力的薄壁細(xì)胞，進(jìn)而形成植物的愈傷組織。而愈傷組織在一定的培養(yǎng)條件下，又可以再分化出幼根和芽，形成完整的小植株。 師：為什么植物的一瓣花瓣就可以培育出完整的植株呢？請回憶必修1中細(xì)胞全能性的相關(guān)知識回答。 生：具有某種生物全部遺傳信息的任何一個(gè)細(xì)胞，都具有發(fā)育成完整生物體的潛能，也就是說，每個(gè)生物細(xì)胞都具有全能性的特點(diǎn)。 師：菊花體內(nèi)的細(xì)胞為什么沒有表現(xiàn)出全能性？ 生：因?yàn)樵谔囟ǖ臅r(shí)間、空間條件下，細(xì)胞中的基因含有選擇性地表達(dá)出各種蛋白質(zhì)，從而構(gòu)成生物體的不同組織和器官。 學(xué)生進(jìn)行課堂練習(xí)，教師適當(dāng)點(diǎn)撥，并講析。 師：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？ 生：植物體細(xì)胞具有全能性，在一定的營養(yǎng)和激素條件下，可以脫分化形成愈傷組織。將愈傷組織轉(zhuǎn)接到培養(yǎng)基上可以誘導(dǎo)其再分化成胚狀體或叢芽，再發(fā)育為完整的小植株。師：那么植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是什么？ 生：細(xì)胞離體，一定的營養(yǎng)物質(zhì)，激素和其他外界條件。 師：由于實(shí)驗(yàn)室條件的制約，只能播放實(shí)驗(yàn)錄像，請大家仔細(xì)觀看。 投影某植物的愈傷組織 投影愈傷組織分化 板書：外植體脫分化——愈傷組織——再分化——幼根、芽——完整小植株 投影問、答 要求學(xué)生在看實(shí)驗(yàn)教材的基礎(chǔ)上回答。 教師講解和學(xué)生討論的方法相結(jié)合，以突出本節(jié)課的重點(diǎn)。 學(xué)生觀看實(shí)驗(yàn)錄像片 圖文結(jié)合，使學(xué)生對抽象知識有直觀的認(rèn)識 復(fù)習(xí)舊知識，為學(xué)習(xí)新知識奠定基礎(chǔ) 提醒學(xué)生思考 通過自我評價(jià)，反饋學(xué)生學(xué)習(xí)新知識的效果 培養(yǎng)學(xué)生的思維和觀察能力 教學(xué)過程 教 學(xué) 內(nèi) 容 教學(xué)手段和方法 預(yù)期目標(biāo) 師：在觀看錄像的基礎(chǔ)上，我們來討論書本上的幾個(gè)問題。（討論題，題目略） 學(xué)生討論：1、避免雜菌在培養(yǎng)基上生長，因?yàn)楦鞣N雜菌不但會(huì)和培養(yǎng)物爭奪營養(yǎng)，而且這些雜菌生長的過程會(huì)生成大量對培養(yǎng)物有害的物質(zhì)，導(dǎo)致培養(yǎng)物死亡。 師：回答得很好，所以在組培實(shí)驗(yàn)中用到的植物材料和各種器械都要進(jìn)行徹底地滅菌，操作要規(guī)范，避免帶入雜菌。 生：討論2，因?yàn)樾纬蓪硬糠秩菀渍T導(dǎo)形成愈傷組織，胡蘿卜的其他部分（如莖，葉，花）也能培養(yǎng)再生形成小植株。 師：非常好。（強(qiáng)調(diào)）胡蘿卜根的含形成層部分，屬于分生組織，所以容易誘導(dǎo)形成愈傷組織，而胡蘿卜的莖、葉、花也能培養(yǎng)出小植株，只是誘導(dǎo)愈傷組織比較困難。實(shí)驗(yàn)過程可以參考利用胡蘿卜的根進(jìn)行組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)，那么我們一起來小結(jié)實(shí)驗(yàn)過程。 師：通過觀看實(shí)驗(yàn)錄像，結(jié)合課本中的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、材料用具、方法步驟，我們來總結(jié)一下究竟什么是植物組織培養(yǎng)技術(shù)？ 生（齊）：植物組織培養(yǎng)就是在無菌和人工控制條件下，將離體的植物器官、組織細(xì)胞培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形成完整植株。 師：那么請大家思考離體的器官、組織、細(xì)胞，如果不進(jìn)行脫分化處理，能否培養(yǎng)成完整的植物體？ 生：不能。必須要經(jīng)歷脫分化過程，才能培養(yǎng)成完整的植物體。 師：那么決定植物脫分化、再分化的關(guān)鍵因素是什么？ 生：影響植物細(xì)胞脫分化、再分化的關(guān)鍵因素可能是植物激素。 教師在學(xué)生討論的基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)點(diǎn)撥和講解 在學(xué)生討論基礎(chǔ)上，投影植物組織培養(yǎng)技術(shù)的流程簡圖 投影 激發(fā)學(xué)生的思維 教學(xué)過程 教 學(xué) 內(nèi) 容 教學(xué)手段和方法 預(yù)期目標(biāo) 6．植物體細(xì)胞雜交技術(shù) （1）植物體細(xì)胞雜交過程 師：回答得不錯(cuò)。這位同學(xué)已經(jīng)注意到P36“小知識”中培養(yǎng)基的組成。確實(shí)，根據(jù)科學(xué)家的實(shí)際操作發(fā)現(xiàn)，當(dāng)細(xì)胞分裂素與生長素共同使用時(shí)，能刺激愈傷組織的形成。植物激素還會(huì)影響到再分化中芽和根的發(fā)生。早在20世紀(jì)50年代初，我國植物生理學(xué)家崔徵等人就發(fā)現(xiàn)細(xì)胞分裂素與生長素之間的濃度比，可以調(diào)控植物細(xì)胞培養(yǎng)過程中芽和根的形成。 師：大家都知道，馬鈴薯塊莖生長在地下，番茄在地上生長，那我們是否想象過培育出一種地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯的“超級作物”？ 生：當(dāng)然想，可是用傳統(tǒng)的有性雜交的方法不可能。 師：為什么？ 生：因?yàn)椴煌膬煞N生物之間，存在著生殖隔離。 師：你們的生物學(xué)知識掌握得不錯(cuò)。那科學(xué)家采用何種美妙的方法最終得到了“番茄——馬鈴薯”雜種植株呢？ 生：植物體細(xì)胞雜交技術(shù)。 師：大家預(yù)習(xí)得不錯(cuò)。下面請大家?guī)е韵聠栴}認(rèn)真閱讀P36~P37教材，來了解植物體細(xì)胞雜交技術(shù)。 1、你認(rèn)為兩個(gè)來自不同植物的體細(xì)胞完成融合，遇到的和一個(gè)障礙是什么？ 2、有沒有一種溫和的去壁方法呢？ 3、為什么兩個(gè)原生質(zhì)體能發(fā)生融合，這與細(xì)胞膜的什么特性有關(guān)？融合的具體操作方法如何？ 4、如果兩個(gè)來源不同的原生質(zhì)體發(fā)生了融合，下一步該做何處理？ 5、 何將雜種細(xì)胞培育成雜種植株？ 生：（埋頭認(rèn)真閱讀教材圖文） 逐一回答問題： 1、 植物細(xì)胞壁阻礙細(xì)胞間的雜交。因此，第一步必須去除細(xì)胞壁。 2、 為了不損壞細(xì)胞的原生質(zhì)體，可利用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁，獲得具有活力的原生質(zhì)體。 師：為什么用這兩種酶呢？ 生：因?yàn)榧?xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠。 要求學(xué)生跳出框架，認(rèn)真動(dòng)腦思考，得出答案 投影標(biāo)題 投影思考題 補(bǔ)充相關(guān)知識，拓寬學(xué)生知識面，培養(yǎng)學(xué)生的民族自豪感 復(fù)習(xí)舊知識，引入新知識 培養(yǎng)學(xué)生的拓展思維的能力 培養(yǎng)學(xué)生的閱讀及識圖能力，使學(xué)生體驗(yàn)到科學(xué)是一個(gè)探究過程，科研需要想象和創(chuàng)新。 教學(xué)過程 教 學(xué) 內(nèi) 容 教學(xué)手段和方法 預(yù)期目標(biāo) （2）植物體細(xì)雜交概念 師：非常好！以前的知識掌握得很扎實(shí)。 3、 原生質(zhì)體發(fā)生融合與細(xì)胞膜的流動(dòng)性有關(guān)。進(jìn)行原生質(zhì)體間的融合可借助一定的技術(shù)手段進(jìn)行人工誘導(dǎo)。人工誘導(dǎo)的方法可分為——物理法和化學(xué)法。物理法包括離心、振動(dòng)、電激等；化學(xué)法一般用聚乙二醇（PEG）作為誘導(dǎo)劑來誘導(dǎo)細(xì)胞融合。 師：能否預(yù)測一下細(xì)胞融合后會(huì)出現(xiàn)哪些組合類型？ 生：番茄——馬鈴薯雜種細(xì)胞 師：只有一種可能嗎？ 生：還有番茄——番茄細(xì)胞、馬鈴薯——馬鈴薯細(xì)胞 師：對！然后再從中可篩選出所需的番茄——馬鈴薯雜種細(xì)胞。 繼續(xù)回答下面的題目。 生：4、原生質(zhì)體融合后，應(yīng)讓雜種細(xì)胞再生出細(xì)胞壁。 生：5、最后利用前面學(xué)過的植物組織培養(yǎng)技術(shù)，將雜種細(xì)胞培養(yǎng)成雜種的植株。 師：剛才同學(xué)們的回答非常到位。說明大家課前進(jìn)行了充分的預(yù)習(xí)，課堂上也積極思考，因此取得了良好的學(xué)習(xí)效果。下面我們一起來歸納一下植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的過程。 師：那么，我們能總結(jié)出植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的概念嗎？ 生：植物體細(xì)胞雜交就是將不同種的植物體細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的技術(shù)。 師：你們能否“異想天開”，想出其他有利于人類的各種雜交方法？ 生：七嘴八舌地說出各種細(xì)胞的雜交，及其美妙的結(jié)果。 師：要是把我們的毛發(fā)細(xì)胞與植物細(xì)胞雜交，那我們豈不是只要曬曬太陽就可以自己制造有機(jī)物啦？ 生：（大笑） 師：雖然科學(xué)家歷盡艱辛，終于實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)物種間的雜交，那么這株同時(shí)具有兩個(gè)物種遺傳物質(zhì)的超級植物真的就所人們所愿，地上長番茄，地下結(jié)馬鈴薯呢？ 新問題，可能稍難些 投影：植物體細(xì)胞雜交技術(shù)流程圖，教師在重點(diǎn)知識處做適當(dāng)?shù)膹?qiáng)調(diào)和補(bǔ)充。 活躍想像的思維 教學(xué)過程 教 學(xué) 內(nèi) 容 教學(xué)手段和方法 預(yù)期目標(biāo) （3）植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的意義和不足 自我評價(jià) 7、 小結(jié) 8、布置作業(yè) 生：沒有。 師：那么，這項(xiàng)技術(shù)沒有意義嗎？ 生：這項(xiàng)研究克服了不同生物遠(yuǎn)緣雜交上的障礙。 師：科學(xué)家們利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)，培育出了哪些雜交新品種？有什么優(yōu)點(diǎn)？ 生：白菜——甘藍(lán)，煙草——海南煙草，胡蘿卜——羊角芹，白菜——甘藍(lán)同普通的菜相比，具有生長期短，耐熱性強(qiáng)和易于貯藏的優(yōu)點(diǎn)。 師：這些有性雜交不親和的種間或?qū)匍g雜種，大大擴(kuò)展了可用于雜交的親本組合范圍。目前，植物體細(xì)胞雜交還有許多理論和技術(shù)問題沒有解決，這項(xiàng)技術(shù)仍然處在研究階段，距離推廣應(yīng)用還有一定差距。但是我們相信經(jīng)過科學(xué)家的不懈努力，讓“番茄——馬鈴薯”在地上結(jié)番茄，地下長馬鈴薯的愿意一定會(huì)實(shí)現(xiàn)。 學(xué)生集體回答。 師：同學(xué)們：本堂課我們學(xué)習(xí)了細(xì)胞全能性，植物組織培養(yǎng)技術(shù)和植物體細(xì)胞雜交的內(nèi)容，通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，大家應(yīng)不僅能說出植物組織培養(yǎng)的過程，體細(xì)胞雜交的主要步驟，而且應(yīng)能體驗(yàn)科學(xué)家是一個(gè)過程及科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)三者之間的關(guān)系。 師：課后作業(yè)為“思考與探究”的兩道題。 根據(jù)學(xué)生的回答可作適當(dāng)?shù)奶崾? 投影各種圖片 投影習(xí)題，點(diǎn)評學(xué)生作答情況。 課后完成，下節(jié)課由學(xué)生回答。 拓寬視野 使學(xué)生認(rèn)同科學(xué)是一個(gè)不斷發(fā)展的過程，激發(fā)學(xué)生探索生命科學(xué)奧秘的興趣及勇于質(zhì)疑的精神。 課堂總結(jié)，提出本節(jié)課最終的學(xué)習(xí)目標(biāo)。