植物细胞工程——教学设计

1、附件1“ 植物体细胞杂交技术 ”教学设计教师姓名：周蕤平授课年级：高二课例名称：植物体细胞杂交技术课型：翻转课堂参考教材的名称、版次和页码： 选修 现代生物科技专题， 人民教育出版社，2007年2月第二版 P36-P37教学设计理念 倡导学生主动参与，乐于探究，凸显学生在学习中的发现、探究、研究等活动，更多地由学生自己来发现、提出问题、分析和解决问题。 教师则由知识的传授者转变成学生主动学习的服务者。 改变学生的学习态度，培养学生的学习责任感，激发学生终身学习的愿望和能力。 教学内容分析 植物体细胞杂交技术离不开植物组织培养技术，所以教材将植物体细胞杂交技术安排在植物组织培养技术后面介绍。以番

2、茄马铃薯实例引入，让学生思考20世纪60年代，一些科学家提出这样一个设想：让番茄与马铃薯杂交，培育出地上结番茄果实，地下结马铃薯块茎的植物。如果要实现这一设想，你认为可以采用哪些方法？这样一来一下子就把学生吸引到本节课要解决的问题植物体细胞杂交技术上。 随后让学生分析植物体细胞杂交技术的概念，再根据此概念，结合学生原有的植物细胞结构特点、酶的特性及新学习的植物组织培养技术的知识来回答下述问题：（1）要想让两个来自不同植物的体细胞融合在一起，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？（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）如何

3、将杂种细胞培育成杂种植株？与学生一起讨论后，再按教材上的植物体细胞杂交技术流程图进行总结，重点讲解以下内容： 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。 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。最后要特别强调植物体细胞杂交技术的意义，以及植物体细胞杂交已取得的进展和尚未解决的问题，使学生认同科学是一个不断发展的过程，激发学生探索生命科学奥秘的兴趣及勇

4、于质疑的科学精神。体细胞杂交是克服植物有性杂交不亲和性、打破物种之间的生殖隔离、扩大遗传重组范围的一种手段。操作过程包括：原生质体制备、原生质体融合、杂种细胞筛选、杂种细胞培养、杂种植株再生以及杂种植株鉴定等步骤。在中学阶段可重点关注原生质体制备、原生质体融合、杂种细胞培养、杂种植株再生即可。 学情分析学生刚刚接触选修现代生物科技专题的学习，在理解过程中还存在一定的难度。很多内容比较深，教材介绍的比较浅显，学生学习过程中不免有很多疑惑。植物体细胞杂交内容不多，也不太难。但学生心中仍然有很多疑问，比如为什么要去掉细胞壁？去壁后为什么可以再生细胞壁？什么叫种间、属间杂交？细胞核最终怎样实现融合？克

5、服远缘杂交不亲和的障碍是什么意思？番茄马铃薯杂交植物为何没有出现理想的性状？动植物细胞间是否可以实现融合？.这部分内容很容易激发学生及学习兴趣，但正真弄懂还是不易，老师的角色重点应该放在灵活处理学生的疑惑，帮助学生内化本节知识要点。 教学目标知识目标：描述植物体细胞杂交的技术和原理能力目标：理解植物体细胞杂交技术的过程情感态度与价值观目标： 理解生物技术的发展与困难，还有尚未解决的难题等待我们将来去解决，学习科学家想到就去大胆尝试，科学发展之路向来不会是一帆风顺的。 培养学生的学习责任感，激发学生终身学习的愿望和能力。教学重点：植物体细胞杂交技术的过程教学难点：植物体细胞杂交技术的过程教学用具

6、：PPT,实体投影仪教学过程教学环节教学活动设计意图引 入以pomato单词引入，并出示番茄-马铃薯的理想图片，吸引学生，请学生说出番茄-马铃薯的培育思路，并通过与嫁接获得的地上结番茄、地下长马铃薯植株的比较，进一步抓住学生。吸引学生，激发学生学习兴趣，了解自学情况。破 疑与学生一块分析解决共性问题与个性疑问，资料详实、丰富，挠到了学生的痒处。解决学生疑问，让课堂更有针对性。练习分析请学生分析训练题中的要点，提高学生表达能力。提高学生分析问题的能力，语言表达能力。知识内化分步请学生画出植物体细胞杂交的流程图，投影展示，再汇总，不仅锻炼了学生的动手能力，还通过展示促进同学间相互学习，更重要的是潜

7、移默化的帮助学生将知识内化于心，突破重难点。加深对课本知识的理解，将知识内化，突破重难点。板书设计二、植物体细胞杂交技术1概念： 将不同种的植物体细胞，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、过程： (1)分析： 去壁的原因：细胞壁阻碍了细胞间的杂交。 去壁的方法：用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁，获得原生质体。 酶解法去壁的优点：催化分解细胞壁，而对细胞膜没有破坏作用，不影响原生质体的活 性。 酶解法去壁的原理：植物细胞壁的化学成分主要是纤维素和果胶；酶具有专一性。(2)诱导原生质体融合的方法 物理法：离心、振动、电激等。 化学法：用聚乙二醇(PEG)诱导。（

8、3）原生质体融合的原理：细胞膜具有流动性。（4）植物细胞融合完成的标志：杂种细胞再生出细胞壁。（5）体细胞融合成功后培养基中共有5种细胞类型(A、B、AA、BB、AB)，其中两两融合的 细胞类型有3种，而真正符合要求的是AB，因此要对融合细胞进行筛选。3意义：克服远缘杂交不亲和的障碍，打破物种间的生殖隔离。4、生殖方式：无性生殖5、变异类型：染色体变异6、与植物组织培养技术的关系：植物组织培养技术是植物体细胞杂交技术的基础。教学特色、效果及教学反思（1000字以上）教学特色： 本节课最大的特色是巧妙利用翻转课堂的模式。倡导学生主动参与，乐于探究，凸显学生在学习中的发现、探究、研究等活动，更多地

9、由学生自己来发现、提出问题，分析和解决问题。教师则由知识的传授者转变成学生主动学习的服务者。改变学生的学习态度，培养学生的学习责任感，激发终身学习的愿望和能力。 这节课要突破的重点知识是植物体细胞杂交的过程。课前学生学习任务安排合理紧凑，包括1、学生阅读课本相关内容；2、设置问题串，帮助学生理解学习内容；3、精选5道训练题，帮助学生巩固学习内容；4、设置笔记框架，帮助学生梳理课本内容；5、设置质疑区，激发的学生质疑精神，进而调动学生主动解决疑问的潜在欲望。认真收集学习信息，统计学生训练题的正误率，分析可能原因；收集学生提出的疑问，查找科学有效的资料；检查学生的笔记填写，分析薄弱之处。课堂稳步推

10、进，线条清晰，思路流畅，以pomato单词引入，吸引学生，请学生说出番茄-马铃薯的培育思路，并通过与嫁接获得的地上结番茄、地下长马铃薯植株的比较，进一步抓住学生。紧接着破疑，与学生一块分析解决共性问题与个性疑问，资料详实、丰富，挠到了学生的痒处。第三个环节，分析练习，请学生分析训练题中的要点，提高学生表达能力。最后，将知识内化，请学生分步画出植物体细胞杂交的流程图，投影展示，再汇总得到植物体细胞杂交的全过程，不仅锻炼了学生的动手能力，还通过展示促进同学间相互学习，更重要的是潜移默化的帮助学生将知识内化于心，突破重难点。教学效果： 课后与学生沟通，学生普遍觉得这是一种非常好的课堂新模式。课堂更具

11、有针对性，效率更高。很多时候，基础知识只需要课前通过阅读、观看视频，老师提供阅读提纲，笔记框架就可以了。课堂上高效解答班级共性的疑问，或练习出错部分归纳。最终将知识内化处理检验即可。 学生掌握的很好，不仅弄懂了知识的内涵与外延，还提高了语言表达能力，书写能力，让课堂很有趣。师生间交流无障碍。教学反思：下课后，我仍处于一种兴奋状态，相信我的学生与我一样，很开心，同时收获又很大。整节课思路相当清晰，引入，破疑，练习分析，知识内化，抓住了重点。是一堂真正解决学生需求的课。不罗嗦，也不乏味，学生参与度很高。 让我没有想到的是，尽管这节课内容比较简单，同学们的思维仍然非常活跃，提出了很多令人意想不到的问

12、题，可能我们平常思维固化，认为很多知识是理所当然的，根本没有意识到学生会产生疑问，或许我们自己多没有想过，例如，学生问原生质体怎么能再生出细胞壁？一种植物细胞融合前需除掉细胞壁，那么同种植物细胞融合是否仍需要出去细胞壁呢？植物体细胞杂交与多倍体育种有何关系？教学过程中，还可以更加优化，做到更好。如可以更好的管理记录学生回答问题、内容呈现的成绩，实现真正的组与组之间的PK，在课后应适当的给予奖励；中间的释疑环节要是更紧凑一点就更好了。这样就可以给学生留足写概念图、流程图的时间了。 21植物细胞工程（第二课时）（学案） 植物体细胞杂交技术【教学目标】 简述植物体细胞杂交技术。【教学难点】植物体细胞

13、杂交的原理。课前加油站1、 阅读选修P36-37，重点分析图2-5。2、完成创新设计、分层训练相应内容。问题串引导理解1、要想让两个来自不同植物的体细胞融合在一起，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？该方法的利用了什么原理？3、什么叫原生质体？4、诱导原生质体融合的方法有哪些？5、为什么两个原生质体能发生融合，这与细胞膜的什么特性有关？6、诱导融合后可能出现哪几种类型的细胞？7、杂种细胞形成的标志是什么？融合形成了杂种细胞，下一步该对此细胞做何种处理？8、将杂种细胞培育成杂种植株需要用到什么技术手段？9、“番茄-马铃薯”杂种植株为何没有出现理想的情况？10、植物组织培养

14、与植物体细胞杂交有什么关系？归纳整理二、植物体细胞杂交技术1概念：将不同种的植物体细胞，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 过程： 分析：(1) 去壁的原因：细胞壁阻碍了细胞间的杂交。 去壁的方法：用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁，获得原生质体。 酶解法去壁的优点：催化分解细胞壁，而对细胞膜没有破坏作用，不影响原生质体的活性。 酶解法去壁的原理：植物细胞壁的化学成分主要是纤维素和果胶；酶具有专一性(2)诱导原生质体融合的方法 物理法：离心、振动、电激等。 化学法：用聚乙二醇(PEG)诱导。（3）原生质体融合的原理：细胞膜具有流动性。（4）植物细胞融合完成的标志

15、：杂种细胞再生出细胞壁。（5）体细胞融合成功后培养基中共有5种细胞类型(A、B、AA、BB、AB)，其中两两融合的细胞类型有3种，而真正符合要求的是AB，因此要对融合细胞进行筛选。3意义：克服远缘杂交不亲和的障碍，打破物种间的生殖隔离。4 生殖方式：无性生殖5、 变异类型：染色体变异6、 与植物组织培养技术的关系：植物组织培养技术是植物体细胞杂交技术的基础。课堂检测1下图所示为植物体细胞杂交技术的过程，下列相关叙述错误的是(D)AA细胞和B细胞诱导融合前要先去除细胞壁，可用纤维素酶和果胶酶处理B从A细胞和B细胞到C细胞的过程中，常用离心、振动、电激或聚乙二醇(PEG)诱导融合CA细胞和B细胞融

16、合完成的标志是再生出新的细胞壁D植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种细胞2、A种植物细胞(基因型为Aa)、B种植物细胞(基因型为Bb)去掉细胞壁后，诱导两种细胞的原生质体融合，形成单核的杂种细胞。则经过组织培养得到的杂种植株是(C)A二倍体，基因型为AaBbB二倍体，基因型为AAaaBBbbC四倍体，基因型为AaBbD四倍体，基因型为AAaaBBbb3植物体细胞杂交尚未解决的问题有(C)A去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体B将杂种细胞培育成植株C让杂种植物按照人们的需要表现亲代的优良性状D尚未培育出属间杂种植物4植株甲是二倍体水稻，利用植株甲获得了植株乙，而后利用植株甲和乙又获得植株丙和丁。培养

17、过程如图所示。下列有关叙述正确的是(C)A用秋水仙素处理植株甲的雌蕊柱头可获得植株乙B植株丙与植株丁的体细胞中染色体组的数目相同C植株丁的花药离体培养可得到植株丙D获得植株丙和植株丁的过程都属于有性生殖5、利用体细胞杂交技术获得了“番茄马铃薯”杂种植株，实验过程如图所示，遗憾的是该杂种植株并非是想象中的地上长番茄、地下结马铃薯的“超级作物”。(1)材料中所用到的植物体细胞杂交技术应用到原生质体融合和植物组织培养_技术，该技术的理论基础是植物细胞的全能性。原生质体融合的原理是细胞膜具有一定的流动性 。(2)图中步骤所示植物细胞用_纤维素酶和果胶酶_细胞壁，分离出有活力的 原生质体 。(3)图中过程细胞两两融合时，可出现_3_种融合细胞，要促进杂种细胞分裂生长，培养基中应有生长素和细胞分裂素两类激素。是再生细胞壁 的过程，与此过程密切相关的细胞器的主要是高尔基体。(4)由杂种细胞培育成试管苗，需要经过细胞的_脱分化_和 再分化过程。(5) 若番茄是二倍体，内含2A条染色体；马铃薯是四倍体，内含4B条染色体。 a、将番茄和马铃薯采用杂交育种方法培育(假设能成功)，后代应含A+2B条染色体，3个染色体