植物细胞工程的基本技术
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《植物细胞工程的基本技术》的教学设计
学科 生物 教材名称：现代生物科技专题 教材出版社：人民教育出版社
课题名称 植物细胞工程的基本技术 年级：高三年级 学期：第一学期
指导思想 1.为学生进一步学习生物科学类专业知识奠定基础2.以解决生产践中的实际问题为教学的切入点，以激发学生的学习兴趣3.重视基本原理和基本步骤的学习4.重视生物学技术的专有技术名词的学习5.重视图片和流程图的学习，建构理解和记忆的载体6.注重形成网络化和结构化的知识结构体系
教学目标 1.知识目标（1）简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。（2）列举植物细胞工程的实际应用。（3）尝试进行植物组织培养。2.能力方面尝试植物组织培养技术，培养学生的实验素养和实验技能。3.情感态度和价值观体验植物组织培养技术的过程，感受科学研究的氛围，增强学生对生物学问题研究的兴趣。
教材分析 1.教材内容的特点植物细胞工程讲述了植物细胞的全能性、植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术等三个方面的内容，其中植物细胞的全能性是植物组织培养的基础，而植物体细胞杂交技术又是在植物组织培养的基础上发展起来的。2.与学生经验的联系学生在必修模块《分子与细胞》中，已经学习过细胞的全能性及细胞分化的有关知识，教材在此只是简单地叙述了细胞的全能性和细胞分化的实质。关于植物组织培养技术是植物细胞工程的基本技术，教材中安排了“胡萝卜的组织培养”实验，让学生通过动手操作，感受到细胞工程并不神秘，并且培养学生的动手能力。3.与其他专题的联系生物技术的各个分支领域是相互渗透、相互促进的。细胞是生物体的结构和功能的基本单位，细胞工程中的技术也是其他生物工程技术的基础，如基因工程中也需要植物组织培养技术。因此本节内容对选修III的学习具有举足轻重的地位。
重点与难点 1.教学重点（1） 植物组织培养的原理和过程。（2） 植物体细胞杂交的原理。（3） 植物细胞工程应用的实例。2.教学难点植物组织培养的实验
教学策略 本节教材内容对学生来说，虽说在必修模块中学到了一些关于细胞的知识，但仍然是一个新的领域，学习起来有一定的困难。教师可采用“学案导学法”以及“自主合作探究学习”的教学模式进行教学。在细胞的的全能性及细胞分化的实质这一部分内容的教学中，首先可以用教材中的菊花图来引入课题，同时提出一个问题：为什么菊花的一片花瓣能够培育出完整的菊花植株呢？引出细胞的全能性，由于必修模块中已经学过，我们可以采用自主阅读的方式进行学习，同时完成导学学案中的有关填空。在植物组织培养技术这一部分内容的教学中，由于实验条件的限制，无法让学生亲手实验，因此我们可以采用观看实验视频的方法，让学生获得主观体验，同时让学生绘出植物组织培养的流程图，并进行展示，交流与评价，让学生获得成功的体验。在植物体细胞杂交这一部分的教学中，我们可以通过番茄——马铃薯的杂交实例引入，让学生思考20世纪60年代的一些科学家当时的设想：如何培育出地上结番茄，地下生长马铃薯块茎的植株？让学生思考讨论，进行合作探究，让学生充分发表自己的讨论结果，通过最后归纳总结，提出最理想的方法——植物体细胞杂交技术。通过观察植物体细胞杂交的动画，帮助学生理解其过程，并进行必要的思考和分析。最后还就杂交植株性状的表达问题进行拓展，让学生课后思考，以增强学生对生物学问题研究的兴趣。
教学手段 学案导学教学模式、自主合作探究学习
主要资源 教学视频、导学学案、教学图片、动画、多媒体课件。
教 学 过 程 预 设
环节 教师活动（教学内容的呈现） 学生活动（学习活动的设计） 设计意图
1.分发导学学案2.创设情境引入新课3.学习新课4.课堂小结5.教学反馈6.拓展探究 师：引导学生观看专题的首页的三幅图，题图的愚意是表明细胞工程是在细胞水平的操作，它包含植物细胞工程和动物细胞工程等方面。在章引言中通过列举细胞工程的应用，把学生带进细胞工程的科技领域。引导学生总结细胞工程的概念。师：细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，在细胞整体水平或细胞器水平，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。根据操作对象的不同，可分为植物细胞工程和动物细胞工程两大领域。师：展示教材中微型繁殖的菊花图提问：为什么植物的一片花瓣就可以培育出完整的植株呢？学案中设问：1.什么是细胞的全能性？表现全能性的条件？2.为什么运用植物组织培养技术能把植物离体器官、组织或细胞培养成完整植物体？3.克隆羊“多莉”的诞生说明了什么？4.生物体内的细胞为什么没有表现出全能性，而是分化成不同的组织器官？5.为什么运用植物组织培养技术能把植物离体器官、组织或细胞培养成完整植物体？6.突出几个重要的概念全能性、脱分化、再分化和俞伤组织观看胡萝卜组织培养实验的视频要求学生绘出组织培养过程的流程图。选取二、三个同学绘出的流程图进行展示，并就自己绘出的图形进行说明，以培养学生的总结概括能力和语言表达能力。小结：植物组织培养的概念及过程。师：20世纪60年代，有的科学家提出这样一个设想：让番茄和马铃薯杂交，培育出一种地上结番茄果实，地下结马铃薯块茎的植物。请同学们设想用什么手段有可能实现，展开讨论，然后汇报讨论结果。引出：植物体细胞杂交技术比较植物体细胞杂交和植物有性杂交的区别设问：1.你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合，遇到的第一个障碍是什么？2.有没有一种温和的去细胞壁的方法？补充：酶有专一性，而细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以用纤维素酶和果胶酶去壁将不会对其内的原生质体造成损伤。3.如果两个来源不同的原生质体发生融合形成了杂种细胞，下一步该对此细胞做何种处理？4.细胞壁去除之后，另一个关键关键环节就是原生质体融合，而把原生质体的放在一起会自然融合吗？5.人工诱导方法有哪些？补充：细胞两两融合后的可能情形。出示植物体细胞杂交过程动画要求学生总结归纳，绘流程图教师补充说明：① 流程图中为了简化，仅画了一个马铃薯的原生质体与一个番茄的原生质体之间的融合，可真正在实际操作过程中，是把许多马铃薯的原生质体和许多番茄的原生质体放在一起，让它们自由融合，再从中筛选出所需的杂种细胞。② 由于不同种的细胞其细胞膜的特点不一样，如不作任何处理，把它们放在一起，让它们自然融合是不可能的，所以原生质体间的融合必须要人工诱导。师：植物体细胞杂交技术的意义如何？师：成果：白菜-甘蓝等可以用一页幻灯片，内容呈现本节知识的结构图指导学生思考书后思考与探究题，同时思考植物体细胞杂交后植株的性状表现问题 自学（阅读教材），完成导学学案达到以下目标：1.请分别理出细胞全能性和植物组织培养的知识结构和层次。2.对高一必修课中与上述两知识点有关的内容进行全面、充分地复习。3.找出新旧知识之间的联系与区别。思考并回答问题：（分组讨论）生：细胞的全能性：生：已分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。生：原因：生物体的每一个细胞都含有本物种的全套遗传物质，都有发育成完整个体的全套基因。生：植物细胞表现出全能性的必要条件：离体、提供营养物质、激素及其他适宜条件。生：概括其过程：离体的植物器官，组织或细胞脱分化形成愈伤组织，再分化根、芽，最终形成植物生：观看视频，完成植物细胞工程的基本技术的流程图。生：展示所绘流程图学生一归纳：植物细胞培养的概念：无菌和在人工控制的条件下将体的植物器官组织．细胞，培养在人工配制的培养基上，给予一定的培养，诱导产生愈伤组织，芽丛，最终形成完整的植株．它植物是细胞工程的主要技术。学生分组展开讨论，每组选取代表提出本组的设计方案。通过比较分析，引出最佳方案植物的体细胞杂交。阅读教材内容，完成导学学案。生：去除细胞壁生：有,用酶，纤维素酶和果胶酶去细胞壁生：植物组织培养，培育成新的植物体生：必须要一定的技术进行人工诱导。生：人工诱导的方法物理法：离心.振动.电激。化学: PFG作诱导剂观看植物体细胞杂交过程动画生：总结归纳，绘制流程图生：克服远源杂交不亲和的障碍，培育出自然界中没有的、具有优良品质的新品种完成反馈练习（学案中）课后思考 借用图片使直白的教学内容变得有思维力度。借用学案，让学生自主学习。把本节课的难点植物细胞工程的基本技术的过程分解成问题讨论解决借用展示平台，让学生之间互相交流与评价，获得过程体验。使学生体验到科学是一个探究过程，从而解决难点借用学案，让学生自主学习。培养学生的阅读能力及解决问题的能力。让学生体验到科学是一个探究过程，使学生把握关键知识点。借用多媒体动画，使得抽象的问题具体化，便于学生理解掌握知识。让学生明确知识结构，掌握重难点先学后教当堂训练让学生体验科学技术是不断发展的过程。培养思维的广阔性。
自 我 反 思
主要特色与创新 运用了“学案导学法”进行教学，采用了“自主合作探究”的教学模式，充分有效地了利用了多媒体辅助教学，采用了洋思中学的“先学后教，当堂训练”的教学形式。
存在的问题与不足 无法让学生亲手实践植物的组合培养，让学生获得生物科学技术的直接体验，感受科学的真实性和实践性。
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《植物细胞工程的基本技术》的教学设计
学科 生物 教材名称：现代生物科技专题 教材出版社：人民教育出版社
课题名称 植物细胞工程的基本技术 年级：高三年级 学期：第一学期
指导思想 1.为学生进一步学习生物科学类专业知识奠定基础2.以解决生产践中的实际问题为教学的切入点，以激发学生的学习兴趣3.重视基本原理和基本步骤的学习4.重视生物学技术的专有技术名词的学习5.重视图片和流程图的学习，建构理解和记忆的载体6.注重形成网络化和结构化的知识结构体系
教学目标 1.知识目标（1）简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。（2）列举植物细胞工程的实际应用。（3）尝试进行植物组织培养。2.能力方面尝试植物组织培养技术，培养学生的实验素养和实验技能。3.情感态度和价值观体验植物组织培养技术的过程，感受科学研究的氛围，增强学生对生物学问题研究的兴趣。
教材分析 1.教材内容的特点植物细胞工程讲述了植物细胞的全能性、植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术等三个方面的内容，其中植物细胞的全能性是植物组织培养的基础，而植物体细胞杂交技术又是在植物组织培养的基础上发展起来的。2.与学生经验的联系学生在必修模块《分子与细胞》中，已经学习过细胞的全能性及细胞分化的有关知识，教材在此只是简单地叙述了细胞的全能性和细胞分化的实质。关于植物组织培养技术是植物细胞工程的基本技术，教材中安排了“胡萝卜的组织培养”实验，让学生通过动手操作，感受到细胞工程并不神秘，并且培养学生的动手能力。3.与其他专题的联系生物技术的各个分支领域是相互渗透、相互促进的。细胞是生物体的结构和功能的基本单位，细胞工程中的技术也是其他生物工程技术的基础，如基因工程中也需要植物组织培养技术。因此本节内容对选修III的学习具有举足轻重的地位。
重点与难点 1.教学重点（1） 植物组织培养的原理和过程。（2） 植物体细胞杂交的原理。（3） 植物细胞工程应用的实例。2.教学难点植物组织培养的实验
教学策略 本节教材内容对学生来说，虽说在必修模块中学到了一些关于细胞的知识，但仍然是一个新的领域，学习起来有一定的困难。教师可采用“学案导学法”以及“自主合作探究学习”的教学模式进行教学。在细胞的的全能性及细胞分化的实质这一部分内容的教学中，首先可以用教材中的菊花图来引入课题，同时提出一个问题：为什么菊花的一片花瓣能够培育出完整的菊花植株呢？引出细胞的全能性，由于必修模块中已经学过，我们可以采用自主阅读的方式进行学习，同时完成导学学案中的有关填空。在植物组织培养技术这一部分内容的教学中，由于实验条件的限制，无法让学生亲手实验，因此我们可以采用观看实验视频的方法，让学生获得主观体验，同时让学生绘出植物组织培养的流程图，并进行展示，交流与评价，让学生获得成功的体验。在植物体细胞杂交这一部分的教学中，我们可以通过番茄——马铃薯的杂交实例引入，让学生思考20世纪60年代的一些科学家当时的设想：如何培育出地上结番茄，地下生长马铃薯块茎的植株？让学生思考讨论，进行合作探究，让学生充分发表自己的讨论结果，通过最后归纳总结，提出最理想的方法——植物体细胞杂交技术。通过观察植物体细胞杂交的动画，帮助学生理解其过程，并进行必要的思考和分析。最后还就杂交植株性状的表达问题进行拓展，让学生课后思考，以增强学生对生物学问题研究的兴趣。
教学手段 学案导学教学模式、自主合作探究学习
主要资源 教学视频、导学学案、教学图片、动画、多媒体课件。
教 学 过 程 预 设
环节 教师活动（教学内容的呈现） 学生活动（学习活动的设计） 设计意图
1.分发导学学案2.创设情境引入新课3.学习新课4.课堂小结5.教学反馈6.拓展探究 师：引导学生观看专题的首页的三幅图，题图的愚意是表明细胞工程是在细胞水平的操作，它包含植物细胞工程和动物细胞工程等方面。在章引言中通过列举细胞工程的应用，把学生带进细胞工程的科技领域。引导学生总结细胞工程的概念。师：细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，在细胞整体水平或细胞器水平，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。根据操作对象的不同，可分为植物细胞工程和动物细胞工程两大领域。师：展示教材中微型繁殖的菊花图提问：为什么植物的一片花瓣就可以培育出完整的植株呢？学案中设问：1.什么是细胞的全能性？表现全能性的条件？2.为什么运用植物组织培养技术能把植物离体器官、组织或细胞培养成完整植物体？3.克隆羊“多莉”的诞生说明了什么？4.生物体内的细胞为什么没有表现出全能性，而是分化成不同的组织器官？5.为什么运用植物组织培养技术能把植物离体器官、组织或细胞培养成完整植物体？6.突出几个重要的概念全能性、脱分化、再分化和俞伤组织观看胡萝卜组织培养实验的视频要求学生绘出组织培养过程的流程图。选取二、三个同学绘出的流程图进行展示，并就自己绘出的图形进行说明，以培养学生的总结概括能力和语言表达能力。小结：植物组织培养的概念及过程。师：20世纪60年代，有的科学家提出这样一个设想：让番茄和马铃薯杂交，培育出一种地上结番茄果实，地下结马铃薯块茎的植物。请同学们设想用什么手段有可能实现，展开讨论，然后汇报讨论结果。引出：植物体细胞杂交技术比较植物体细胞杂交和植物有性杂交的区别设问：1.你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合，遇到的第一个障碍是什么？2.有没有一种温和的去细胞壁的方法？补充：酶有专一性，而细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以用纤维素酶和果胶酶去壁将不会对其内的原生质体造成损伤。3.如果两个来源不同的原生质体发生融合形成了杂种细胞，下一步该对此细胞做何种处理？4.细胞壁去除之后，另一个关键关键环节就是原生质体融合，而把原生质体的放在一起会自然融合吗？5.人工诱导方法有哪些？补充：细胞两两融合后的可能情形。出示植物体细胞杂交过程动画要求学生总结归纳，绘流程图教师补充说明：① 流程图中为了简化，仅画了一个马铃薯的原生质体与一个番茄的原生质体之间的融合，可真正在实际操作过程中，是把许多马铃薯的原生质体和许多番茄的原生质体放在一起，让它们自由融合，再从中筛选出所需的杂种细胞。② 由于不同种的细胞其细胞膜的特点不一样，如不作任何处理，把它们放在一起，让它们自然融合是不可能的，所以原生质体间的融合必须要人工诱导。师：植物体细胞杂交技术的意义如何？师：成果：白菜-甘蓝等可以用一页幻灯片，内容呈现本节知识的结构图指导学生思考书后思考与探究题，同时思考植物体细胞杂交后植株的性状表现问题 自学（阅读教材），完成导学学案达到以下目标：1.请分别理出细胞全能性和植物组织培养的知识结构和层次。2.对高一必修课中与上述两知识点有关的内容进行全面、充分地复习。3.找出新旧知识之间的联系与区别。思考并回答问题：（分组讨论）生：细胞的全能性：生：已分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。生：原因：生物体的每一个细胞都含有本物种的全套遗传物质，都有发育成完整个体的全套基因。生：植物细胞表现出全能性的必要条件：离体、提供营养物质、激素及其他适宜条件。生：概括其过程：离体的植物器官，组织或细胞脱分化形成愈伤组织，再分化根、芽，最终形成植物生：观看视频，完成植物细胞工程的基本技术的流程图。生：展示所绘流程图学生一归纳：植物细胞培养的概念：无菌和在人工控制的条件下将体的植物器官组织．细胞，培养在人工配制的培养基上，给予一定的培养，诱导产生愈伤组织，芽丛，最终形成完整的植株．它植物是细胞工程的主要技术。学生分组展开讨论，每组选取代表提出本组的设计方案。通过比较分析，引出最佳方案植物的体细胞杂交。阅读教材内容，完成导学学案。生：去除细胞壁生：有,用酶，纤维素酶和果胶酶去细胞壁生：植物组织培养，培育成新的植物体生：必须要一定的技术进行人工诱导。生：人工诱导的方法物理法：离心.振动.电激。化学: PFG作诱导剂观看植物体细胞杂交过程动画生：总结归纳，绘制流程图生：克服远源杂交不亲和的障碍，培育出自然界中没有的、具有优良品质的新品种完成反馈练习（学案中）课后思考 借用图片使直白的教学内容变得有思维力度。借用学案，让学生自主学习。把本节课的难点植物细胞工程的基本技术的过程分解成问题讨论解决借用展示平台，让学生之间互相交流与评价，获得过程体验。使学生体验到科学是一个探究过程，从而解决难点借用学案，让学生自主学习。培养学生的阅读能力及解决问题的能力。让学生体验到科学是一个探究过程，使学生把握关键知识点。借用多媒体动画，使得抽象的问题具体化，便于学生理解掌握知识。让学生明确知识结构，掌握重难点先学后教当堂训练让学生体验科学技术是不断发展的过程。培养思维的广阔性。
自 我 反 思
主要特色与创新 运用了“学案导学法”进行教学，采用了“自主合作探究”的教学模式，充分有效地了利用了多媒体辅助教学，采用了洋思中学的“先学后教，当堂训练”的教学形式。
存在的问题与不足 无法让学生亲手实践植物的组合培养，让学生获得生物科学技术的直接体验，感受科学的真实性和实践性。
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