高中生物: 211 植物细胞工程的基本技术(教案)人教版选修3
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植物细胞工程的基本技术
一、教学目标
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。
情感态度和价值观
体验植物组织培养技术
能力方面
尝试植物组织培养技术
二、教学重点和难点
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
三、教学策略
本节教材内容对学生来说,虽说在必修模块中学了一些细胞的知识,但仍然是一个新的领域,学习起来有一定的困难。
教师可采用讲授为主结合讨论的方法。
四、教学手段
录像、软件。
五、教学过程
教学过程
1、课前预习,
布置预习作
业
2、创设情境
引入新课
3、学习新课
植物细胞工
程的基本技
术
(1)细胞
的全
能性
a定义
b原因
c植物细胞
表现出全能
性的必要条
件
教学内容
生: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。
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:为什么植物的一个花瓣
就可以培育出完整的植株
呢?
生:细胞的全能性
师:对,是细胞的全能性,
我们一起把细胞的全能性
知识复习起来
师:投影显示质疑问题。
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?
教学手段和方法
[来源:学科网]
学生复习旧的知
识
显示三幅图,教师
按图讲解,以引入
新课,课件显示本
节课的标题2.1.1
植物细胞工程的
基
本技术。
提出问题,引出细
胞的全能性的复
习
课件显示问题,学
生思考
启发学生回答问
题
预期目标
复习旧知识,为学习新的
知识奠定基础。
使直白的教学内容变得有
思维力度。
复习旧知识,为学习新的
知识奠定基础。
教学过程
(2)植物细胞工程的基本技术
细胞脱分化a概念
b实质
c结果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?
对于问题4:教师启发学生
将题目读懂
弄透,对新旧知识进行必要
的加工和整合,再得出结论
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?
生:细胞的全能性:
师:何为细胞的全能性?
生:已分化的细胞仍然具有
发育成完整个体的潜能。
师:为什么已分化的细胞仍
然具有发育
教学内容
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。
师:回答得很好
师:植物细胞表现出全能性
的必要条件是什么?
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。
3、克隆羊“多莉”的诞生
说明了什么?
师:动物细胞随着细胞分化
程度的提高而逐渐受到限
制,分化潜能变窄,这是指
整体细胞而言。
(细胞核,
它含有保持物种遗传性所
需的全套基因,而且并没有
因细胞分化而丢失基因,因
此高度分化细胞的细胞核
仍具有全能性)
4、生物体内的细胞为什么
学生一一回答问
题
教学手段和方法
这个内容学生回
答不全,教师补充
这个内容学生回
答不全,教师补充
学生观看植物细
胞工程的基本技
术的录象片胡萝
卜的组织培养,教
师引导
预期目标
细胞的全能性的相应知识
回忆
分清植物细胞全能性与动
物全能性的不同
使学生体验到科学是一个
探究过程,从而解决难点
学生掌握概念
把本节课的难点植物细胞
教学过程
植物细胞工
程的基本技
术的流程图
脱分化处理
的必要
(3)植物体
细胞杂交技
术
植物体细胞
没有表现出全能性,而是分
化成不同的组织器官?
师:在生物体内,由于基因
的选择性表达,细胞不能表
现出全能性,而是分化成为
不同的组织器官。
师:如何把植物的一个花瓣
就可以培育出完整的植株
呢?
生:植物细胞工程的基本技
术
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
师:脱分化的概念是什么?
师:脱分化的概念:分化的
细胞经诱导后,失去特有的
结构功能转变成末分化的
细胞的过实程。
实质:是恢
复细胞的全能性的过程(脱
去细胞分化)
师:脱分化的结果是什么?
生:形成愈伤组织
师:下面学生根据植物细胞
工程的基本技术的过程讨
论书本上的讨论
生:回答书本讨论1,2,3
生:讨论题1植物组织培养
中用到的培养基含有丰富
的营养成分,有利于培养物
的生长,然而各种杂菌同样
也可以在上面迅速生长,所
以植物组织培养过程中污
染现象经常发生。
培养基一
旦被污染,迅速生长的各种
杂菌不但会和培养
物争夺营养,而且这些杂菌
生长的过程中会生成大量
对培养物有害的物质,导
教学内容
致培养物迅速死亡。
师:回答很好
生:胡萝卜的其他部分(如
学生概括其过程,
教师给以引导
新的概念,教师阐
明
学生讨论书本上
的讨论题
学生归纳
教学手段和方法
师生一起完成植
物细胞工程的基
本技术的流程图
解
工程的基本技术的过程分
解成问题讨论解决
预期目标
培养学生的总结能力,使
学生体验到科学是一个探
究过程,
使学生把握关键知识
归纳重点概念
杂交技术概念
教学过程过程1
去除细胞壁
过程2诱导原生质体融合
a是关键环节
b人工诱导方法:物理:离心.振动. 电激。
化学:聚乙二醇(PFG)作诱导剂
c植物体细胞杂交技术的流程图茎、叶、花)也能培养再生
形成小植株,只是诱导愈伤
组织比较困难。
师生一起:完成完成植物细
胞工程的基本技术的流程
图
师:1、离体的器官、组织
或细胞如果不进行脱分化
处理,能否培养成完整的植
物体?
2、决定植物细胞脱分化、
再分化的关键因素是什
么?
生:1、不能,因为细胞已
经分化,失去了分裂能力。
师:植物激素的种类和比
例。
特别是生长素和细胞分
裂素的协同调控作用在组
培中非常重要,被称为“激
素杠杆”。
师生一起归纳: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
师:20世纪60年代,有的
进一步提出问题
学生讨论
学生回答
第二个问题教师
点拔
师生一起归纳植
物细胞培养的概
念
设置情境引出新
的知识
师生一起学习重
点概念
教学手段和方法
学生阅读书本回
答问题
教师补充
自然过度到植物体细胞杂
交技术的内容
利于后面知识的理解
预期目标
培养学生的阅读能力及解
决问题的能力
解决技术的第一个关键步
骤
自然转入第二个过程的学
习
学生体验科学技术是不断
发展的过程
体现知识的准确运用
培养思维的广阔性
植物体细胞
杂交技术的
意义
4、总结新学
知识
5、布置作业
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。
这
就要用到植物体细胞杂交
技术。
师生:植物体细胞杂交技术
的概念
师: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
教学内容
么?
生:去除细胞壁
师:2.有没有一种温和的去
细胞壁的方法?
生:有,用酶,纤维素酶和
果胶酶去细胞壁
师: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。
师:(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?
生:植物组织培养,培育成
新的植物体
师:以上就是植物体细胞杂
交技术的第一个关键步骤,
过程二关键步骤如何?
师: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?
生:必须要一定的技术进行
人工诱导。
师:人工诱导方法有哪些?
生:人工诱导的方法物理
法:离心.振动.电激。
化学:
聚乙二醇(PFG)作诱导剂
师生:
多媒体展示电激
法将野生马铃薯
与栽培马铃薯进
行细胞融合
师生共同总结植
物体细胞杂交技
术的流程图
植物体细胞杂交
技术流程图进行
总结说明
师生共同找出成
果
学生明确这节知识结构,
掌握重难点
师: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?
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师生:成果:白菜-甘蓝等
书后思考与探究学生为主,教师引导
学生完成,下节课由学生回答。