植物细胞工程的实际应用

2.1.2植物细胞工程的实际应用

教学设计

本节教材在上一节学习了植物细胞工程的基本操作技术的基础上，以必修二学习的单倍体育种与突变的相关内容为基础，是一节综合性较强的理论联系实际的应用课。本节教材共包含植物细胞工程实际应用的三个方面的内容。在植物繁殖的新途径的课堂教学中，教材中的思路是先介绍生产实践中遇到的问题，说明社会社会生产的实际需要，再介绍科技人员是如何应用植物组织培养技术解决这些问题的。这样教学，能够让学生更好的理解先进技术的应用价值，调动学生的学习生物兴趣，同时也有利于培养学生分析问题、解决问题的能力，在作物新品种培育的实际教学中，学生有必修2单倍体育种和基因突变等相关知识的作为基础，通过回顾旧知与阅读教材，在教师问题串的引导下，可以小组为单位自学完成。这样有利于培养学生知识迁移的能力、自学能力和交流表达等能力。

一、教材分析

《植物细胞工程的实际应用》一节是人教版教材高中生物选修3专题2第1节《植物细胞工程》第2课时的教学内容。第1节中已经明确了细胞的全能性、植物组织培养技术、植物体细胞杂交技术等三方面内容。在此上节的基础上，本节的学习任务是了解植物细胞工程的现实应用，即植物繁殖的新途径、作物新品种的培育和细胞产物的工厂化生产等内容。

二、教学目标

（一）知识目标

理解微型繁殖和植物组织培养的联系;

掌握作物脱毒方法、人工种子的组成和意义;

了解单倍体育种和突变体的利用在植物组织培养上的应用。

（二）情感态度与价值观目标

关注细胞工程研究发展和应用前景，增强环保意识。

（三）能力目标

模型建构提升动手能力，问题引领提升分析问题、解决问题和表达交流能力。

三、教学重点难点

教学重点：植物细胞工程在作物繁殖和育种两方面的应用。

教学难点：植物细胞工程在作物育种上的应用。

四、教学方法

模型构建引领法、问题引领法、小组合作学习法

五、教学过程

【教学准备】磁力板模型。设计意图：为本节教学作铺垫。

【复习引入】提问上节主要内容并模型构建。

植物细胞工程有哪些技术？

哪位同学上黑板来构建植物组织培养过程图？

设计意图：为本节新课的各个环节作好铺垫。

【新课教学】

（一）植物繁殖的新途径

1.微型繁殖

微型繁殖与传统繁殖技术相比，有何特点？

为什么微型繁殖能保持亲本的优良性状？

为什么无性繁殖能保持亲本的优良性状？

设计意图：通过讨论明确该技术的原理和特点，突出重点，突破难点。复习旧知领悟新知。

过渡：由生姜无性繁殖易积累病毒资料引入下一个问题。

2.作物脱毒

为什么要进行作物脱毒？

要想使作物脱毒最佳选材部位是哪里？

选择该部位最好的原因？

设计意图：理解脱毒原因，识记脱毒部位。

过渡：由试管苗、脱毒苗的运输问题和自然种子实际问题引出“人工种子”。

3.人工种子

人工种子有哪些优点？

人工种子由哪些结构组成？

人工种皮中应该含有的哪些有效成分？

为了保证胚状体的正常生长发育，我们还在人工种皮中加入什么物质？

天然种子与人工种子的主要区别是什么？

设计意图：了解人工种子结构，理解人工种子特点。通过讨论提升合作能力，语言表达能力，创造性思维能力等。

过渡：上述三种作物繁殖的新途径都只能生产原有品种，我要通过植物组织培养培育作物新品种应在哪个环节进行操作？

（二）作物新品种的培育

1.突变体利用：师生共同复习基因突变的定义、时期和诱变因素等，然后以黑板上学生构建的模型为载体进行分析，从而获得突变体。

2.单倍体育种

单倍体育种的过程包括几步？

请小组合作设计实验流程？

单倍体育种有哪些优点？

设计意图：明确植物组织培养在作物育种方面的重要应用。

过渡：上述两个大方面最终结果都是到完整植株，植物的组织培养可以不进行到最后，也能为人类创造价值吗？

（三）细胞产物的工厂化生产

利用植物细胞工程可以生产哪些细胞产物？

教师渗透：人参皂甙的工厂化生产过程，蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱的生产，都是应用植物组织培养技术。

人参皂甙的生产过程：

第1步，选取人参的根部作为外植体来进行培养，产生愈伤组织后，经过培养选择找到增殖速度快并且细胞内人参皂甙含量非常高的细胞株作为种质，其中一部分作为保存，即进行下一次生产用，另一部分进行发酵工厂化生产。

第2步，将第1步中选择到的细胞株在发酵罐中进行液体培养，目的是扩增细胞数量。

第3步，将发酵罐中培养的细胞进行破碎处理，从中提取人参皂甙即可。

教师渗透：紫杉醇――从红豆杉中提取的抗癌药物。

教师渗透：紫草素――治疗烧伤、烫伤最好的药物。

设计意图：通过介绍典型的细胞产物实例，达成情感态度价值观目标。

【小结】本节独特的板书设计使学生对本节概念图有明确认识。

【课堂练习】

夯实基础

能力提升

高考链接

【板书设计】（如2.1.2）

说明：板书中加粗字体为磁力板模型，在课前提问时由学生构建在黑板上，为教学的各个环节做好准备！

感谢您的阅读，祝您生活愉快。