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

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2019-2020年高中生物《植物細胞工程的基本技術》教案2 新人教版選修3 教學過程 教 學 內 容 教學手段和方法 預期目標 1、 克隆羊“多莉”的誕生導入專題2:細胞工程 2、 細胞工程的具體內容及分類 3、 實例引入標題——植物細胞工程的基本技術 4、 細胞全能性 師：1996年7月，世界上第一只克隆羊多莉（Dolly）在英國誕生。這樣的生物技術應屬于何種生物工程？ 生：細胞工程。 師：什么是細胞工程？包括哪兩大領域？ 生：細胞工程是指應用細胞生物學和分子生物學的原理和方法，通過細胞水平或細胞器水平上的操作，按照人的意愿來改變細胞內的遺傳物質或獲得細胞產生的一門綜合科學技術。根據操作對象不同，可分為植物細胞工程或動物細胞工程兩大領域。 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?；ǚ?，是否也能長成一個完整的植株呢？ 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？請同學們帶著3個問題仔細閱讀課本p33第二、三小節(jié)。 生：首先要通過細胞的脫分化過程，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分化的細胞經過誘導后，失去其特有的結構和功能而轉變成未分化細胞的過程。 投影：專題2，細胞工程 開門見山，直接進入專題2的學習 投影相關內容 投影，抓住關鍵詞語進行解釋 投影：微型繁殖的菊花 投影標題：2.1植物細胞工程，2.1.1植物細胞工程的基本技術 投影問題：1、什么是細胞的全能性？2、克隆羊“多莉”的誕生說明了什么？3、菊花體內的細胞為什么沒有表現出全能性，而是分化成不同的組織器官？學生帶著問題看書、思考。 讓學生初步了解細胞工程所涵蓋的原理、方法、操作、目的及相關領域 激發(fā)學生學習興趣 以提問方式引入本節(jié)第一個內容——細胞的全能性及分化，培養(yǎng)學生的閱讀能力。 教學過程 教 學 內 容 教學手段和方法 預期目標 自我評價 4、植物組織培養(yǎng)技術、實驗： 胡蘿卜的組織培養(yǎng) 師：在植物中，一些分化的細胞，經過激素的誘導，可以脫分化為具有分生能力的薄壁細胞，進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中細胞全能性的相關知識回答。 生：具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細胞，都具有發(fā)育成完整生物體的潛能，也就是說，每個生物細胞都具有全能性的特點。 師：菊花體內的細胞為什么沒有表現出全能性？ 生：因為在特定的時間、空間條件下，細胞中的基因含有選擇性地表達出各種蛋白質，從而構成生物體的不同組織和器官。 學生進行課堂練習，教師適當點撥，并講析。 師：為什么運用植物組織培養(yǎng)技術能把植物離體器官組織，或細胞培養(yǎng)成完整植物體？ 生：植物體細胞具有全能性，在一定的營養(yǎng)和激素條件下，可以脫分化形成愈傷組織。將愈傷組織轉接到培養(yǎng)基上可以誘導其再分化成胚狀體或叢芽，再發(fā)育為完整的小植株。師：那么植物細胞表現出全能性的必要條件是什么？ 生：細胞離體，一定的營養(yǎng)物質，激素和其他外界條件。 師：由于實驗室條件的制約，只能播放實驗錄像，請大家仔細觀看。 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 要求學生在看實驗教材的基礎上回答。 教師講解和學生討論的方法相結合，以突出本節(jié)課的重點。 學生觀看實驗錄像片 圖文結合，使學生對抽象知識有直觀的認識 復習舊知識，為學習新知識奠定基礎 提醒學生思考 通過自我評價，反饋學生學習新知識的效果 培養(yǎng)學生的思維和觀察能力 教學過程 教 學 內 容 教學手段和方法 預期目標 師：在觀看錄像的基礎上，我們來討論書本上的幾個問題。（討論題，題目略） 學生討論：1、避免雜菌在培養(yǎng)基上生長，因為各種雜菌不但會和培養(yǎng)物爭奪營養(yǎng)，而且這些雜菌生長的過程會生成大量對培養(yǎng)物有害的物質，導致培養(yǎng)物死亡。 師：回答得很好，所以在組培實驗中用到的植物材料和各種器械都要進行徹底地滅菌，操作要規(guī)范，避免帶入雜菌。 生：討論2，因為形成層部分容易誘導形成愈傷組織，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。（強調）胡蘿卜根的含形成層部分，屬于分生組織，所以容易誘導形成愈傷組織，而胡蘿卜的莖、葉、花也能培養(yǎng)出小植株，只是誘導愈傷組織比較困難。實驗過程可以參考利用胡蘿卜的根進行組織培養(yǎng)的實驗，那么我們一起來小結實驗過程。 師：通過觀看實驗錄像，結合課本中的實驗原理、實驗目的、材料用具、方法步驟，我們來總結一下究竟什么是植物組織培養(yǎng)技術？ 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，誘導其產生愈傷組織、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、細胞，如果不進行脫分化處理，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、再分化的關鍵因素是什么？ 生：影響植物細胞脫分化、再分化的關鍵因素可能是植物激素。 教師在學生討論的基礎上進行適當點撥和講解 在學生討論基礎上，投影植物組織培養(yǎng)技術的流程簡圖 投影 激發(fā)學生的思維 教學過程 教 學 內 容 教學手段和方法 預期目標 6．植物體細胞雜交技術 （1）植物體細胞雜交過程 師：回答得不錯。這位同學已經注意到P36“小知識”中培養(yǎng)基的組成。確實，根據科學家的實際操作發(fā)現，當細胞分裂素與生長素共同使用時，能刺激愈傷組織的形成。植物激素還會影響到再分化中芽和根的發(fā)生。早在20世紀50年代初，我國植物生理學家崔徵等人就發(fā)現細胞分裂素與生長素之間的濃度比，可以調控植物細胞培養(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、地下結馬鈴薯的“超級作物”？ 生：當然想，可是用傳統(tǒng)的有性雜交的方法不可能。 師：為什么？ 生：因為不同的兩種生物之間，存在著生殖隔離。 師：你們的生物學知識掌握得不錯。那科學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：植物體細胞雜交技術。 師：大家預習得不錯。下面請大家?guī)е韵聠栴}認真閱讀P36~P37教材，來了解植物體細胞雜交技術。 1、你認為兩個來自不同植物的體細胞完成融合，遇到的和一個障礙是什么？ 2、有沒有一種溫和的去壁方法呢？ 3、為什么兩個原生質體能發(fā)生融合，這與細胞膜的什么特性有關？融合的具體操作方法如何？ 4、如果兩個來源不同的原生質體發(fā)生了融合，下一步該做何處理？ 5、 何將雜種細胞培育成雜種植株？ 生：（埋頭認真閱讀教材圖文） 逐一回答問題： 1、 植物細胞壁阻礙細胞間的雜交。因此，第一步必須去除細胞壁。 2、 為了不損壞細胞的原生質體，可利用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁，獲得具有活力的原生質體。 師：為什么用這兩種酶呢？ 生：因為細胞壁的主要成分是纖維素和果膠。 要求學生跳出框架，認真動腦思考，得出答案 投影標題 投影思考題 補充相關知識，拓寬學生知識面，培養(yǎng)學生的民族自豪感 復習舊知識，引入新知識 培養(yǎng)學生的拓展思維的能力 培養(yǎng)學生的閱讀及識圖能力，使學生體驗到科學是一個探究過程，科研需要想象和創(chuàng)新。 教學過程 教 學 內 容 教學手段和方法 預期目標 （2）植物體細雜交概念 師：非常好！以前的知識掌握得很扎實。 3、 原生質體發(fā)生融合與細胞膜的流動性有關。進行原生質體間的融合可借助一定的技術手段進行人工誘導。人工誘導的方法可分為——物理法和化學法。物理法包括離心、振動、電激等；化學法一般用聚乙二醇（PEG）作為誘導劑來誘導細胞融合。 師：能否預測一下細胞融合后會出現哪些組合類型？ 生：番茄——馬鈴薯雜種細胞 師：只有一種可能嗎？ 生：還有番茄——番茄細胞、馬鈴薯——馬鈴薯細胞 師：對！然后再從中可篩選出所需的番茄——馬鈴薯雜種細胞。 繼續(xù)回答下面的題目。 生：4、原生質體融合后，應讓雜種細胞再生出細胞壁。 生：5、最后利用前面學過的植物組織培養(yǎng)技術，將雜種細胞培養(yǎng)成雜種的植株。 師：剛才同學們的回答非常到位。說明大家課前進行了充分的預習，課堂上也積極思考，因此取得了良好的學習效果。下面我們一起來歸納一下植物體細胞雜交技術的過程。 師：那么，我們能總結出植物體細胞雜交技術的概念嗎？ 生：植物體細胞雜交就是將不同種的植物體細胞，在一定條件下融合成雜種細胞，并把雜種細胞培育成新的植物體的技術。 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胞的雜交，及其美妙的結果。 師：要是把我們的毛發(fā)細胞與植物細胞雜交，那我們豈不是只要曬曬太陽就可以自己制造有機物啦？ 生：（大笑） 師：雖然科學家歷盡艱辛，終于實現了兩個物種間的雜交，那么這株同時具有兩個物種遺傳物質的超級植物真的就所人們所愿，地上長番茄，地下結馬鈴薯呢？ 新問題，可能稍難些 投影：植物體細胞雜交技術流程圖，教師在重點知識處做適當的強調和補充。 活躍想像的思維 教學過程 教 學 內 容 教學手段和方法 預期目標 （3）植物體細胞雜交技術的意義和不足 自我評價 7、 小結 8、布置作業(yè) 生：沒有。 師：那么，這項技術沒有意義嗎？ 生：這項研究克服了不同生物遠緣雜交上的障礙。 師：科學家們利用植物體細胞雜交技術，培育出了哪些雜交新品種？有什么優(yōu)點？ 生：白菜——甘藍，煙草——海南煙草，胡蘿卜——羊角芹，白菜——甘藍同普通的菜相比，具有生長期短，耐熱性強和易于貯藏的優(yōu)點。 師：這些有性雜交不親和的種間或屬間雜種，大大擴展了可用于雜交的親本組合范圍。目前，植物體細胞雜交還有許多理論和技術問題沒有解決，這項技術仍然處在研究階段，距離推廣應用還有一定差距。但是我們相信經過科學家的不懈努力，讓“番茄——馬鈴薯”在地上結番茄，地下長馬鈴薯的愿意一定會實現。 學生集體回答。 師：同學們：本堂課我們學習了細胞全能性，植物組織培養(yǎng)技術和植物體細胞雜交的內容，通過本節(jié)課的學習，大家應不僅能說出植物組織培養(yǎng)的過程，體細胞雜交的主要步驟，而且應能體驗科學家是一個過程及科學、技術、社會三者之間的關系。 師：課后作業(yè)為“思考與探究”的兩道題。 根據學生的回答可作適當的提示 投影各種圖片 投影習題，點評學生作答情況。 課后完成，下節(jié)課由學生回答。 拓寬視野 使學生認同科學是一個不斷發(fā)展的過程，激發(fā)學生探索生命科學奧秘的興趣及勇于質疑的精神。 課堂總結，提出本節(jié)課最終的學習目標。