2019-2020年高中生物《植物細胞工程的基本技術》教案3 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3 新人教版選修3 教學過程 教 學 內(nèi) 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(nèi)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(nèi)的遺傳物質或獲得細胞產(chǎn)生的一門綜合科學技術。根據(jù)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，甚至一粒花粉，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(jīng)分化的細胞經(jīng)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(nèi)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(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？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(nèi)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(nèi) 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(jīng)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(nèi)的細胞為什么沒有表現(xiàn)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(xiàn)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(nèi) 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(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(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(nèi) 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(jīng)注意到P36“小知識”中培養(yǎng)基的組成。確實，根據(jù)科學家的實際操作發(fā)現(xiàn)，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(xiàn)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(nèi) 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(xiàn)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(xiàn)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?shù)膹娬{和補充。 活躍想像的思維 教學過程 教 學 內(nèi) 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(jīng)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(xiàn)。 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(nèi)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(jù)學生的回答可作適當?shù)奶崾? 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。