植物细胞工程的基本技术
课题
专题2.1.1植物细胞工程的基本技术
课型
新授课
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）.
尝试进行植物组织培养。2．能力目标：
尝试植物组织培养技术，培养学生实验能力以及勇于实践的科学精神和科学态度。3．情感、态度和价值观目标：
体验植物组织培养技术，通过联系知识与生产实践的关系，激发学生对生物学科的兴趣与热爱生物学的情感。
重点难点
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。2、教学难点
植物组织培养的实验
教具准备
多媒体课件制作
课时安排
1课时
教学过程与教学内容
教学方法、教学手段与学法、学情
（一）情景导入、展示目标。
显示本地菊花展图片，引入新课。（二）合作探究、精讲点拨。【问题探究】
1、什么是植物组织培养？其原理是什么？2、
植物细胞全能性的探索历程3、
观看视频菊花组织培养4、
简述植物组织培养的大体过程？5、讨论组织培养实验中需要控制哪些条件？为什么要强调无菌操作？避光培养？6、分析培养基主要成分是什么？
7、
什么是植物体细胞杂交技术？8、构建白菜和紫甘蓝体细胞杂交流程
9、讨论分析①
植物体细胞融合的过程中，用什么方法可以去除细胞壁？②
细胞融合的基础?
促进原生质体融合的方法有哪些？
③
杂种细胞融合成功的标志是什么？
④
与杂交育种相比植物体细胞杂交培育新品种有什么优点？
10、“番茄—马铃薯”为什么没有取得成功？[精讲点拨]
1、植物细胞工程?1．1原理：??植物细胞的全能性。?
[自学]
定义：生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能的特性。
原理：生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因，从理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。
1.2植物细胞工程的常用技术
1.2.1．植物组织培养（
（1）实验原理：植物体的根、茎、叶细胞一般都具有全能性，在一定的营养和激素条件下，可以脱分化形成愈伤组织。将愈伤组织转接到含有不同激素成分的培养上，就可以诱导其再分化生成胚状体或丛芽，进而发育成完整的小植株。
（2）实验过程：
脱分化
再分化
移栽离体的植物组织、器官、细胞——→愈伤组织——→胚状体—→
（消毒）
（诱导培养基）
（分化培养基）
管苗—→植株（大田
）[思考]讨论组织培养实验中需要控制哪些条件？决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是什么？植物组织培养使用的固体培养基的成分及琼脂的作用。? 1.2.2?植物体细胞杂交
[过渡]
斯图尔德植物单细胞培养出新植株。
1．概念：将不同的植物体细胞，在一定条件下，融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。2．植物体细胞杂交的过程[自学]
植物体细胞杂交过程，[提问]①为什么要除去细胞壁，如何除去？纤维素酶和果胶酶
②如何诱导原生质体融合？原生质体融合成功的标志是什么？物理方法（离心、振动、电激）和化学方法（聚乙二醇）；再生出细胞壁。
③植物细胞融合原理：细胞膜的流动性
④融合的细胞中，两两融合的细胞有几种？对融合的细胞如何处理得到所需杂交细胞。
3种；需进行筛选
3、意义：克服了不同生物远缘杂交的障碍，打破了物种之间的生殖隔离，扩大了遗传重组范围。
[思考]白菜、甘蓝是二倍体，那么获得的白菜—甘蓝是几倍体？
四倍体（三）反思总结【知识网络体系】[教师组织学生反思总结本节课的主要内容设计意图：引导学生构建知识网络
板书设计
植物细胞工程的基本技术1、植物组织培养：
2、植物体细胞杂交：
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1
-植物细胞工程的实际应用
一、教材分析
《植物细胞工程的实际应用》是人教版高中生物选修3《现代生物科技专题》专题2第一节《植物细胞工程》第2课时的教学内容。本节课在上一节学习的植物细胞工程的基本技术的基础上，以必修2学习的突变和单倍体育种等相关内容为基础，是一节综合性较强的理论联系实际的应用课。在STS教育方面，教材以“资料分析”的形式介绍了我国红豆杉惨遭浩劫的例子，引导学生讨论植物细胞工程技术在资源节约、环境保护方面的重要意义。因此，本节课的教学设计应重视渗透STS教育。
二、学情分析
对学生来说，第1课时已经学习了植物细胞工程的基本技术的知识，必修2已经学习突变和单倍体育种等相关知识，同时，高二的学生已经具备一定的理解、分析、讨论、合作、交流、分享、利用生物学知识解决实际问题等能力，这些均为本节课的学习奠定了知识和能力基础。
三、教学目标
1.知识目标：?
（1）理解微型繁殖和植物组织培养的联系；
（2）理解、掌握作物脱毒和人工种子的制备过程和意义；
（3）了解作物新品种的培育和细胞产物的工厂化生产。
2.能力目标：
搜集有关细胞工程研究进展和应用方面的资料，进行整理、分析和交流，增强团队合作意识，培养学生科学探究的能力。
3.情感态度价值观：?
关注细胞工程研究的发展和应用前景，体验分享的快乐，养成科学思维的习惯，增强社会责任感。
四、教学重、难点
重点：植物细胞工程应用的实例。
难点：掌握作物脱毒、人工种子的制备过程。
五、教法分析
1.学案导学法：
教师明确本课时学习目标,指导学生通过阅读教材完成导学案中的了解感知部分内容，并记录预习产生的问题。
2.讨论法：
组织学生通过自主学习、合作探究解决预习产生的问题；组织学生讨论重点难点探究知识,掌握脱毒苗的培养、人工种子的原理及制作、细胞产物的工厂化生产；引导学生利用所学知识解决实际问题，达到学以致用的目的。
六、课前准备
1.通过搜集资料,展示植物组织培养在生产中的应用的影像资料（包括微课）,让学生进一步理解植物细胞工程的原理；
2.引导学生搜集相关资料并制作课件用于课堂展示；
3.设计导学案，引导学生课前进行预习。
七、教学过程
教学环节
教师行为
学生行为
设计意图
导入新课
导：介绍屠呦呦及其贡献设疑：能否利用所学知识来大规模生产青蒿素？
学生利用自己掌握的知识讨论如何进行青蒿素的大规模生产
导入新课，激发学生学习兴趣，引发学生思考、讨论
检查预习情况
小组合作讨论答案（课前）
思、议：指导学生阅读课本，自主完成《导学案》中的“了解感知”部分，并讨论自主学习过程中的个性问题。
自主阅读课本，完成相应内容，小组内校对答案，讨论预习过程中遇到的问题，并记录小组讨论未解决的问题；学生代表根据预习情况构建本节课的知识框架
培养学生自主学习、合作交流能力
展示、点评
展、评：点评学生构建的知识框架；利用教学软件演示学生的答案，组织学生展示、点评“了解感知”的内容，针对学生的回答给予点拨、点评，总结、
小组展示答案,其他组做点评
培养学生表达、交流、评价的能力，体会学习生物的乐趣，体验成功的快乐
新课学习
一、植物繁殖的新途径
思、议：组织学生思考、分析、讨论导学案“深入学习”部分的1-3题，教师巡视、指导并参与小组交流，收集小组共性问题,选择必要的做出解释。
学生以先自主学习后合作学习的方式学习“深入学习”部分相应内容并记录小组讨论未解决的问题。
培养学生合作探究的能力，养成科学思维、科学探究的习惯
展、评、讲：利用教学软件演示学生的答案，组织学生展示、点评“深入学习”1-3题的内容，针对学生的回答给予点拨、点评，与学生一起总结“植物繁殖新途径”内容。
小组展示答案,其他组做点评，共同总结。
培养学生表达、交流、评价的能力，体会学习生物的乐趣，体验成功的快乐
二、作物新品种的培育
导：1.利用植物组织培养进行微型繁殖、作物脱毒和制备人工种子，主要是主要是利用了该项技术的哪些特点？2.植物组织培养过程中一定不会产生新性状吗？若产生的突变体是杂合子，如何快速获得能稳定遗传的纯合子？
学生思考、讨论，回答问题
小结、引入下一知识点的学习
思、议：组织学生思考、分析、讨论导学案“深入学习”部分的4-5题，教师巡视、指导并参与小组交流，收集小组共性问题,选择必要的做出解释
学生以先自主学习后合作学习的方式学习“深入学习”部分相应内容并记录小组讨论未解决的问题
培养学生合作探究、发现及解决问题的能力，养成科学思维、科学探究的习惯
展、评、讲：利用教学软件演示学生的答案，组织学生展示、点评“深入学习”4-5题的内容，针对学生的回答给予点拨、点评，与学生一起总结“作物新品种的培育”内容。
小组展示答案,其他组做点评，共同总结
培养学生表达、交流、评价的能力，体会学习生物的乐趣，体验成功的快感
三、细胞产物的工厂化生产
导：
利用植物组织培养获得的一定是植株吗？有没有可能获得细胞产物？
学生思考、讨论，回答问题
导入下一知识点的学习
组织学生思考、分析、讨论导学案“深入学习”部分的第6题，教师巡视、指导并参与小组交流，收集小组共性问题,选择必要的做出解释
学生以先自主学习后合作学习的方式学习“深入学习”部分相应内容并记录小组讨论未解决的问题
培养学生合作探究、发现及解决问题的能力，养成科学思维、科学探究的习惯
利用教学软件演示学生的答案，组织学生展示、点评“深入学习”第6题的内容，针对学生的回答给予点拨、点评，与学生一起总结“细胞产物的工厂化生产”内容。
小组展示答案,其他组做点评，共同总结
培养学生表达、交流、评价的能力，体会学习生物的乐趣，体验成功的快感
交流分享
组织学生利用多媒体展示课前收集的相关资料，列举出植物组织培养技术在我们生活中的另外一些应用实例
小组代表利用白板展示课前收集和整理的相关资料，与其他小组同学进行分享。
培养学生搜集、整理资料，增强团队合作能力，体验分享的快乐。
课堂总结、学以致用
老师对本节课内容进行总结,师生共同完善本节课的“思维导图”；介绍本地著名的荔枝“宋家香”，引导学生进行讨论、交流：尝试利用所掌握知识，设计一种方案来实现“宋家香”的繁殖。
完善思维导图；利用所学知识设计方案来实现“宋家香”的繁殖，并进行交流、分享。
利用思维导图对本节课内容进行总结，引导学生构建知识体系，并利用所学知识解决实际问题，培养社会责任感，渗透STS教育。
课堂检测（迁移应用）
组织学生完成导学案中“迁移应用”部分，利用“UMU”互动平台查看学生的完成情况，并进行点评。
完成相关题目并利用信息技术平台提交。
检测学生对本节知识的掌握情况，对课堂情况进行反馈。
布置作业
要求学生完成导学案中的“巩固提升”部分，并对本节课的内容进行反思
。
课后自主完成相关内容。
巩固本节知识，培养学生综合运用知识解决实际问题的能力。
9、教学反思
本节课是对对高效课堂模式的一种探索，以导学案为载体，引导学生课前预习，课堂探究、讨论、
展示、评价，在生生、师生互评中自主构建新的知识，使不同层次的学生在知识上都能学有收获，同时
培养了学生自主学习、合作探究、交流分享的能力，在培养学生科学思维习惯、提高科学探究能力的同时，引导学生利用生物学知识和方法，开展科学实践，尝试解决现实生活问题，增强了学生的社会责任感。
但是，由于这种课堂模式尚处于摸索、研究阶段，还不够成熟，教师在课堂的驾驭上，如课堂小结方面，还需进一步进行提升，学生在展示、评价活动中表现得还不够自信、从容，这些均需要师生在接下来的教学活动中进一步探索、提升。
植物细胞工程
的实际应用
植物繁殖的新途径
细胞产物的工厂化生产
作物新品种的培育
人工种子的制备
作物脱毒
微型繁殖
突变体的利用
单倍体育种
八、板书设计
§2.1.2 植物细胞工程的实际应用
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5
-动物细胞培养和核移植技术
课标要求
1．掌握动物细胞培养的过程、条件及应用。
教学重点
（1）动物细胞培养的过程及条件。
教学难点
（1）
动物细胞培养的过程
教学方法
诱思、阅读
分析、归纳。
教学工具
多媒体教学课件
课时安排
1课时
教学过程
（一）引入新课
利用植物细胞可以培育成植物体，那么，你利用动物细胞能不能大量繁殖动物体，以提高繁殖率呢？这节课我们来学习动物细胞工程
（二）进行新课
[问题]动物细胞工程的常用技术手段有哪些？最基础的技术手段是什么？
动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合、生产单克隆抗体等。最基础的技术手段是动物细胞培养。
1．动物细胞培养
1.1概念：从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后，放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。
[分析]（1）需分散成单个细胞；（2）需要在培养基上培养；（3）动物细胞培养的实质是细胞增殖。
1.2动物细胞培养的过程：（学生自学总结）
[问题]什么是细胞贴壁？什么是接触抑制？
悬液中分散的细胞很快就贴附在有丝分裂，称为细胞贴壁。当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。
[问题]如何打破接触抑制？
需要重新用胰蛋白酶等处理，然后分别继续培养，让细胞继续增殖。
[问题]细胞传代培养代数有什么特点？
传代培养的细胞一般传至10代后就不易传下去了，一般来说，细胞在传至10～50代左右时，增殖会逐渐缓慢，以至于完全停止，这时部分细胞的细胞核型可能发生变化，当继续传代培养时，少部分细胞会克服细胞寿命的自然极限，获得不死性。所以目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为10代以内，以保持细胞正常的二倍体核型。
1.3动物细胞培养的条件
（1）无菌、无毒的环境
（2）营养：合成培养基成分包括糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等，通常还需加入血清、血浆等一些天然成分。
（3）温度和pH：适宜温度一般与动物的体温相近；pH为7.2～7.4。
（4）气体环境：95％空气和5％CO2混合气体。
[问题]如何保证无菌、无毒环境？
（1）对培养液和所有培养用具进行无菌处理；（2）通常还需要在细胞培养液中添加一定量的抗生素；（3）应定期更换培养液，以便清除代谢产物，防止细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害。
1.4动物细胞培养技术的应用
（1）可大规模生产一些有重要价值的生物制品。
（2）培养的动物细胞可作为基因工程中常用的受体细胞。
（3）培养的动物细胞可用于检测有毒物质，判断某种物质的毒性（根据变异率）。
（4）培养正常或病变细胞，用于生理、病理、药理等方面的研究。
[填表比较]
植物组织培养和动物细胞培养的比较
植物组织培养
动物细胞培养
原理
细胞全能性
细胞增殖
培养基性质
固体培养基
液体培养基
培养基特有成分
蔗糖、植物激素
葡萄糖、动物血清
培养结果
植物体
细胞株、细胞系
培养目的
快速繁殖、培育无病毒植株等
获得细胞或细胞产物
（三）课堂总结
取动物组织块
↓剪碎、胰蛋白酶处理
分散成单个细胞
↓
细胞悬液
↓转入培养液
原代培养
↓胰蛋白酶处理
传代培养
动物细胞培养
和核移植技术
动物细胞培养
动物体细胞核移植技术和克隆动物
概念
过程
条件
应用
体细胞核移植的过程
核移植技术和克隆动物的概念
体细胞核移植技术的应用前景
体细胞核移植技术存在的问题
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3
-动物细胞融合与单克隆抗体
【教学目标】
知识目标：
1、说出动物细胞融合的过程。
2、概述动物细胞融合和单克隆抗体制备的过程。
3、举例说出单克隆抗体在医学实践中的应用。
能力目标：
在教师引导下，通过在iPad上的操作和分组讨论，尝试设计单克隆抗体的制备方案，在此过程中掌握获取知识和探索生物科学的基本方法，了解生物科学的认识模式，发展独立获取知识、分析问题、解决问题的能力和创造性能力。
情感目标：
1.通过小组交流、合作学习，提高的合作精神和思维创新意识，通过组间讨论，提升批判性思维。
2.通过了解动物细胞融合与单克隆抗体技术的发展历程和一些新的研究成果，感受到随着人们对生命奥秘的揭示愈加深入，知识不断更新并向前发展，认同学无止境，形成终生学习的意识。
【重点难点】
教学重点：单克隆抗体的制备。
教学难点：单克隆抗体的制备。
【教学方法】
结合ipad教学，运用讲授、自学以及讨论相结合的方法。
【教学准备】
iPad电子书，iTeach系统，学生对ipad软件使用的培训。
【教学实施】
教学内容
教师活动
学生活动
设计意图
一、复习导入??二、学习新课?（一）动物细胞融合1.定义2.理论基础?????3.诱导方法??（二）单克隆抗体??1.传统方法——血清抗体????2.制备过程???????
??????????????3.特点?4.应用??
让学生回顾植物体细胞杂交的基本知识，引入“动物细胞融合”的学习。?1.给出动物细胞融合的定义。
强调“杂交细胞”既然动物细胞和原生质体都能发生融合,他们共同的理论基础是什么？2.得出理论基础——细胞膜流动性他们的具体操作过程和诱导方法是否也相同呢？回忆植物体细胞杂交时用到的诱导方法有哪些？如果只考虑细胞两两融合的情况，能形成几种融合细胞？细胞融合时，首先发生融合的是什么结构？然后什么结构发生融合？融合后的细胞有几个细胞核？为什么灭活的病毒能作为诱导剂？什么是灭活？不灭活的病毒能作为诱导剂吗？3.诱导方法：总结三种诱导方法，划书什么是抗体？哺乳动物产生抗体的过程？一个病原体表面只有一种抗原吗？多种抗原就会刺激机体产生多种抗体，产生这些抗体的浆细胞相同吗？在发明单克隆抗体之前，人们是怎么获得针对某一特定抗原的抗体？用这种传统方法得到的抗体有什么缺点？
既然传统方法生产的抗体有这么多缺点，应如何获得产量高、纯度高、特异性强的抗体？思路？介绍科勒、米尔斯坦的思路要获得杂交瘤细胞，首先应该具有什么细胞？浆细胞如何获得？免疫后的小鼠体内有多少种浆细胞？为何？然后把多种浆细胞和骨髓瘤细胞进行融合。ipad发题,收题,点评如果只考虑两两融合的情况，能形成几种融合细胞？此时在试管里会形成几种细胞？你要的是哪种？在这些细胞里，哪些在体外不能无限增殖？哪些在体外可以无限增殖？∴需要从这些可以无限增殖的细胞中筛选出杂交瘤细胞。ipad出示资料1，组织学生设计筛选方案，点评学生提交的方案，发起投票，让学生分析其他组方案，板书总结筛选后得到的杂交瘤细胞有几种？其中能产生所需抗体的有几种？
∴还得再做一次筛选筛选过程是怎么进行的呢？ipad活动，通过资料2，引导学生了解专一抗体阳性检测的过程，学生将截图提交到iteach。教师点评杂交瘤细胞的扩大培养通过上述过程制备得到的单克隆抗体的特点？指导学生看书归纳单克隆抗体的用途。ipad发题,收题,点评
开门见山，复习导入。??划书?思考回答?????思考回答??????思考并回答?思考并回答思考并回答????????学生思考、回答问题??小组讨论，提交方案到iteach?提交截图到iteach，并解释原因划书看书归纳
复习旧知以引入新课，为学习新知识奠定基础?细节把握????复习旧知识，与新知识形成对比，便于理解记忆把握考点复习抗体相关内容，通过了解传统制备抗体方法的缺点，引入单克隆抗体及其制备????以问题串逐步引导学生思维，完成单克隆抗体制备的方案设计，指导学生掌握获取知识和探索生物科学的基本方法。培养学生的阅读能力及自主解决问题的能力。培养思维的广阔性。?培养学生合作学习能力和探究能力通过直观形象的匹配游戏把握考点，寓教于乐?培养学生总结归纳能力、获取有效信息的能力。实时掌握学生的学习情况
【板书设计】
教学反思
Ipad教学方式比较新颖，本人也是初次尝试。学生对于这种新颖的教学方式很新奇，热情很高。Ipad的使用可以及时形成教学反馈，让教师关注到每个学生对知识的掌握情况，进行有针对性的提问。而且更深远的意义在于，可以利用ipad收集每一届学生的易错知识点，形成数据库，服务于长远教学。不足在于有的学生对ipad的使用不熟练，虽然事先就ipad的使用进行过培训，但一部分学生在技术层面还是出现了一些问题；而且ipad教学前期需要针对线路调试做大量的工作，本人在当场也出现了一次技术故障，这些都是进行ipad教学需要面对的问题。仅供大家参考。
三.动物细胞融合与单克隆抗体
（一）动物细胞融合
（二）单克隆抗体的制备
多孔板
单克隆抗体
能产生所需抗体的杂交瘤细胞
体外培养
体内培养
抗原
多种浆细胞
骨髓瘤细胞
体外培养
融合
免疫小鼠
B
B—B
瘤
B—瘤
体外1~10代→死
筛选
多种杂交瘤细胞
专一抗体阳性检测
瘤—瘤
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