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2019-2020年高中生物《植物細胞工程的基本技術(shù)》教案4 新人教版選修3 一、教學目標 1. 簡述植物組織培養(yǎng)和植物體細胞雜交技術(shù)。 2. 列舉植物細胞工程的實際應用。 3. 嘗試進行植物組織培養(yǎng)。 情感態(tài)度和價值觀 體驗植物組織培養(yǎng)技術(shù) 能力方面 嘗試植物組織培養(yǎng)技術(shù) 二、教學重點和難點 1.教學重點 （1） 植物組織培養(yǎng)的原理和過程。 （2） 植物體細胞雜交的原理。 （3） 植物細胞工程應用的實例。 2.教學難點 植物組織培養(yǎng)的實驗 三、教學策略 本節(jié)教材內(nèi)容對學生來說，雖說在必修模塊中學了一些細胞的知識，但仍然是一個新的領域，學習起來有一定的困難。教師可采用講授為主結(jié)合討論的方法。 四、教學手段 錄像、軟件。 五、教學過程 教學過程 1、課前預習，布置預習作業(yè) 2、創(chuàng)設情境引入新課 3、學習新課植物細胞工程的基本技 術(shù) （1） 細胞的全能性 a定義 b原因 c植物細胞表現(xiàn)出全能性的必要條件 教學過程 （2）植物細胞工程的基本技術(shù) 細胞脫分化 a概念 b實質(zhì) c結(jié)果 教學過程 植物細胞工程的基本技術(shù)的流程圖 脫分化處理的必要 （3）植物體細胞雜交技術(shù) 植物體細胞雜交技術(shù)概念 教學過程 過程1 去除細胞壁 過程2誘導原生質(zhì)體融合 a是關鍵環(huán)節(jié) b人工誘導方法:物理： 離心.振動. 電激?；瘜W: 聚乙二醇(PFG)作誘導劑 c植物體細胞雜交技術(shù)的流程圖 植物體細胞雜交技術(shù)的意義 4、總結(jié)新學知識 5、布置作業(yè) 教學內(nèi)容 生：1．請分別理出細胞全能性和植物組織培養(yǎng)的知識結(jié)構(gòu)和層次。 2．對高一必修課中與上述兩知識點有關的內(nèi)容進行全面、充分地復習。 3．找出新舊知識之間的聯(lián)系與區(qū)別。 師：引導學生觀看專題的首頁的三幅圖，題圖的愚意是表明細胞工程是在細胞水平的操作，它包含植物細胞工程和動物細胞工程等方面。在章引言中通過列舉細胞工程的應用，把學生帶進細胞工程的科技領域。引導學生總結(jié)細胞工程的概念。 師：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，在細胞整體水平或細胞器水平，按照人們的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品的一門綜合科學技術(shù)。根據(jù)操作對象的不同，可分為植物細胞工程和動物細胞工程兩大領域。 師：為什么植物的一個花瓣就可以培育出完整的植株呢？ 生：細胞的全能性 師：對，是細胞的全能性，我們一起把細胞的全能性知識復習起來 師：投影顯示質(zhì)疑問題。 1、什么是細胞的全能性？表現(xiàn)全能性的條件？ 2、為什么運用植物組織培養(yǎng)技術(shù)能把植物離體器官、組織或細胞培養(yǎng)成完整植物體？ 3、克隆羊“多莉”的誕生說明了什么？ 4、生物體內(nèi)的細胞為什么沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化成不同的組織器官？ 對于問題4：教師啟發(fā)學生將題目讀懂 弄透，對新舊知識進行必要的加工和整合，再得出結(jié)論 2、為什么運用植物組織培養(yǎng)技術(shù)能把植物離體器官、組織或細胞培養(yǎng)成完整植物體？ 生：細胞的全能性： 師：何為細胞的全能性？ 生：已分化的細胞仍然具有發(fā)育成完整個體的潛能。 師：為什么已分化的細胞仍然具有發(fā)育 教學內(nèi)容 成完整個體的潛能 生：原因：生物體的每一個細胞都含有本物種的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成完整個體的全套基因。 師：回答得很好 師：植物細胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是什么？ 生：植物細胞表現(xiàn)出全能性的必要條件：離體、提供營養(yǎng)物質(zhì)、激素及其他適宜條件。 3、克隆羊“多莉”的誕生說明了什么？ 師：動物細胞隨著細胞分化程度的提高而逐漸受到限制，分化潛能變窄，這是指整體細胞而言。（細胞核，它含有保持物種遺傳性所需的全套基因，而且并沒有因細胞分化而丟失基因，因此高度分化細胞的細胞核仍具有全能性） 4、生物體內(nèi)的細胞為什么沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化成不同的組織器官？ 師：在生物體內(nèi)，由于基因的選擇性表達，細胞不能表現(xiàn)出全能性，而是分化成為不同的組織器官。 師：如何把植物的一個花瓣就可以培育出完整的植株呢？ 生：植物細胞工程的基本技術(shù) 生：概括其過程：離體的植物器官，組織或細胞脫分化形成愈傷組織，再分化根、芽，最終形成植物 師：脫分化的概念是什么？ 師：脫分化的概念：分化的細胞經(jīng)誘導后，失去特有的結(jié)構(gòu)功能轉(zhuǎn)變成末分化的細胞的過實程。實質(zhì)：是恢復細胞的全能性的過程（脫去細胞分化） 師：脫分化的結(jié)果是什么？ 生：形成愈傷組織 師：下面學生根據(jù)植物細胞工程的基本技術(shù)的過程討論書本上的討論 生：回答書本討論1，2，3 生：討論題1植物組織培養(yǎng)中用到的培養(yǎng)基含有豐富的營養(yǎng)成分，有利于培養(yǎng)物的生長，然而各種雜菌同樣也可以在上面迅速生長，所以植物組織培養(yǎng)過程中污染現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。培養(yǎng)基一旦被污染，迅速生長的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中會生成大量對培養(yǎng)物有害的物質(zhì)，導 教學內(nèi)容 致培養(yǎng)物迅速死亡。 師：回答很好 生：胡蘿卜的其他部分（如莖、葉、花）也能培養(yǎng)再生形成小植株，只是誘導愈傷組織比較困難。 師生一起：完成完成植物細胞工程的基本技術(shù)的流程圖 師：1、離體的器官、組織或細胞如果不進行脫分化處理，能否培養(yǎng)成完整的植物體？ 2、決定植物細胞脫分化、再分化的關鍵因素是什么？ 生：1、不能，因為細胞已經(jīng)分化，失去了分裂能力。 師：植物激素的種類和比例。特別是生長素和細胞分裂素的協(xié)同調(diào)控作用在組培中非常重要，被稱為“激素杠桿”。 師生一起歸納：植物細胞培養(yǎng)的概念： 無菌和在人工控制的條件下將體的植 物器官組織．細胞，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予一定的培養(yǎng)，誘導產(chǎn)生愈傷組織，芽叢，最終形成完整的植株．它植物是細胞工程的主要技術(shù) 師：20世紀60年代，有的科學家提出這樣一個設想：讓番茄和馬鈴薯雜交，培育出一種地上結(jié)番茄果實，地下結(jié)馬鈴薯塊莖的植物。這就要用到植物體細胞雜交技術(shù)。 師生：植物體細胞雜交技術(shù)的概念 師：1．你認為兩個來自不同植物的體細胞完成融合，遇到的第一個障礙是什 教學內(nèi)容 么？ 生：去除細胞壁 師：2.有沒有一種溫和的去細胞壁的方法？ 生：有,用酶，纖維素酶和果膠酶去細胞壁 師：補充：酶有專一性，而細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，所以用纖維素酶和果膠酶去壁將不會對其內(nèi)的原生質(zhì)體造成損傷。 師：（3）如果兩個來源不同的原生質(zhì)體發(fā)生融合形成了雜種細胞，下一步該對此細胞做何種處理？ 生：植物組織培養(yǎng)，培育成新的植物體 師：以上就是植物體細胞雜交技術(shù)的第一個關鍵步驟，過程二關鍵步驟如何？ 師：細胞壁去除之后，另一個關鍵關鍵環(huán)節(jié)就是原生質(zhì)體融合，而把原生質(zhì)體的放在一起會自然融合嗎？ 生：必須要一定的技術(shù)進行人工誘導。 師：人工誘導方法有哪些？ 生：人工誘導的方法物理法：離心.振動.電激?；瘜W:聚乙二醇(PFG)作誘導劑 師生： 師：① 流程圖中為了簡化，僅畫了一個馬鈴薯的原生質(zhì)體與一個番茄的原生質(zhì)體之間的融合，可真正在實際操作過程中，是把許多馬鈴薯的原生質(zhì)體和許多番茄的原生質(zhì)體放在一起，讓它們自由融合，再從中篩選出所需的雜種細胞。② 由于不同種的細胞其細胞膜的特點不一樣，如不作任何處理，把它們放在一起，讓它們自然融合是不可能的，所以原生質(zhì)體間的融合必須要人工誘導。 師：植物體細胞雜交技術(shù)的意義如何？ 生：克服遠源雜交不親和的障礙，培育出自然界中沒有的、具有優(yōu)良品質(zhì)的新品種 師生：成果：白菜-甘藍等 書后思考與探究 教學手段和方法 學生復習舊的知識 顯示三幅圖，教師按圖講解，以引入新課，課件顯示本節(jié)課的標題2.1．1植物細胞工程的基 本技術(shù)。 提出問題，引出細胞的全能性的復習 課件顯示問題，學生思考 啟發(fā)學生回答問題 學生一一回答問題 教學手段和方法 這個內(nèi)容學生回答不全，教師補充 這個內(nèi)容學生回答不全，教師補充 學生觀看植物細胞工程的基本技術(shù)的錄象片胡蘿卜的組織培養(yǎng)，教師引導 學生概括其過程，教師給以引導 新的概念，教師闡明 學生討論書本上的討論題 學生歸納 教學手段和方法 師生一起完成植物細胞工程的基本技術(shù)的流程圖解 進一步提出問題學生討論 學生回答 第二個問題教師點拔 師生一起歸納植物細胞培養(yǎng)的概念 設置情境引出新的知識 師生一起學習重點概念 教學手段和方法 學生閱讀書本回答問題 教師補充 多媒體展示電激法將野生馬鈴薯與栽培馬鈴薯進行細胞融合 師生共同總結(jié)植物體細胞雜交技術(shù)的流程圖 植物體細胞雜交技術(shù)流程圖進行總結(jié)說明 師生共同找出成果 學生為主，教師引導 學生完成，下節(jié)課由學生回答 預期目標 復習舊知識，為學習新的知識奠定基礎。 使直白的教學內(nèi)容變得有思維力度。 復習舊知識，為學習新的知識奠定基礎。 預期目標 細胞的全能性的相應知識回憶 分清植物細胞全能性與動物全能性的不同 使學生體驗到科學是一個探究過程，從而解決難點 學生掌握概念 把本節(jié)課的難點植物細胞工程的基本技術(shù)的過程分解成問題討論解決 預期目標 培養(yǎng)學生的總結(jié)能力，使學生體驗到科學是一個探究過程， 使學生把握關鍵知識 歸納重點概念 自然過度到植物體細胞雜交技術(shù)的內(nèi)容 利于后面知識的理解 預期目標 培養(yǎng)學生的閱讀能力及解決問題的能力 解決技術(shù)的第一個關鍵步驟 自然轉(zhuǎn)入第二個過程的學習 學生體驗科學技術(shù)是不斷發(fā)展的過程 體現(xiàn)知識的準確運用 培養(yǎng)思維的廣闊性 學生明確這節(jié)知識結(jié)構(gòu)，掌握重難點