高中生物-高二生物选修三2.1.1植物细胞工程的基本技术教学设计学情分析教材分析课后反思

专题2细胞工程2.1.1植物细胞工程的基本技术——教学设计【教学模式】自学——指导——启发——探究。【教学手段】实物材料。录像。软件。【课时安排】一课时。【教学过程】一、课前预习，布置预习作业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．对高二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。问题导入：1．结合基因工程成果与展望的有关知识，简述“超级细菌”的培育过程。2．如果将三种假单孢杆菌与第四种假单孢杆菌融合或将其内的细胞器移入第四种假单孢杆菌体内，使之具有分解四种烃类化合物的功能。这样的生物技术应属于何种生物工程？教师启发：从上述两种生物工程技术的异同点出发，总结出何谓细胞工程。学生在教师的引导下，对知识信息进行分析、比较、概括等思维加工，得出相应的思维成果。教师予以适当点拨，师生共同总结：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，通过某种工程学手段，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。采用问题法导入新课较以往的平铺直叙更能激发学生的学习兴趣，拨动其思维之弦，让他们以最佳的精神状态投入到学习活动中去。通过谈话法导出植物组织培养的理论依据是细胞的全能性。二、进行新课（一）细胞的全能性。问题情境：预习中涉及的相关问题。教师置疑：投影显示质疑问题。1．高二必修课中关于细胞全能性有哪些方面的阐述？2．什么是细胞的全能性？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．与必修课中有关内容相比，选修课在知识上有了进一步的深入和发展，具体体现在哪些方面？多向释疑：对于问题1、2，3、4：通过认真的预习，借助已有的知识积累，学生不难做出正确的解释。对于问题5：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。师主释疑：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。当已分化的植物器官、组织或细胞脱离母体后，在一定的营养物质、激素等外界条件作用下分化形成愈伤组织（一种相对没有分化的细胞团），继而在植物激素等诱导下发生再分化，才能表达出全能性。发育成完整植株。对于问题6：侧重于学法指导和学生能力的培养，属较开放议题，只要有理有据，不强求答案的整齐划一。小结：教师带领学生对以上知识点进行概括和梳理，使知识条理化，便于复习和记忆。细胞全能性的典型范例便是植物组织培养，由此自然过渡到植物组织培养。（二）植物组织培养。问题情境：1．放映植物组培的录像（发展史、技术过程、应用等）。2．传看脱毒马铃薯组培苗实验材料。3．用投影仪打出植物组培过程简图。丰富、鲜活的感性材料为学生架起了新旧知识联系的桥梁。在学生充分复习、认真预习的基础上，教师引导学生总结出植物组培的过程。（见“板书设计”）如果到此为止，学生虽抓住了知识的主干，但却错过了深化知识，发展智力等重要环节。所以教师应适时提出启发性问题，引导学生进一步思维探索。例如：1.植物细胞表现出全能性的必要条件是什么？2.离体的器官、组织或细胞如果不进行脱分化处理，能否培养成完整植物体？3.决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是什么？4.在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒，灭菌，并且要求无菌操作？在教师的启发下，学生对问题展开分析、讨论，并给予科学正确的解释。教师做适度的知识扩展，使学生的思维空间得到自然延伸。例如：1．影响脱分化的一个重要因素是植物激素。当细胞分裂素与生长素共同使用时，能强烈促进愈伤组织的形成，而两者不同的浓度配比在再分过程中，分别对诱导根或芽的产生起关键作用。当细胞分裂素与生长素浓度比高时，有利于芽的发生；浓度比低时，有利于根的发生。2．愈伤组织再分化过程应先诱导生芽，再诱导生根。3．愈伤组织的形态发生主要有不定芽方式和胚状体方式两种。教材和录像中介绍的均为不定芽方式，而后者需要在愈伤组织形成后，对其进行处理，形成分散的单个细胞，再诱导其分化出具有胚芽、胚轴、胚根的胚状体，进而发育成完整植株。关于植物组培技术的应用，在录像及必修课教材中均有介绍，教师只要对学生容易忽略的问题予以点拨。例如：生产药物、食品添加剂、香料、色素和杀虫剂时进行的是大规模的细胞培养而非组织培养，前者只需培养至愈伤组织即可，后者则需诱导产生完整的植物体。另外，还可以鼓励学生就制造人工种子时，在胚状体和人工种皮之间添加何种胚乳成分展开设计，为学生创造广泛、自由的思维空间，培养学生多方向、多角度、多层次的发散思维能力。【重点提示】1．在本段教学中，应注意发挥教材的多功能性，深刻发掘教材的内涵，以知识学习为载体，强化学生多方面良好素质和能力的培养。2．在教学过程中，教师应善于从教材内容和学生心理状态出发，精心设计有关问题，启发和引导学生积极思考，认真分析、追究问题的原因，寻求解决的方案。对存在的疑难问题，教师要及时点拨、疏导和指导，激发学生积极地思维，大胆发表自己的见解，充分体现其主体作用，使学生掌握知识，锻炼能力，真正成为学习的主人。3．注意恰当运用多媒体手段辅助教学，为学生提供丰富、生动的素材，加大课容量，提高教学质量。本班学生学情分析学生是学习的主体，教师只有全面了解学生，关注学生的需求，才能在教学上做到有的放矢，游刃有余。

以下是我对高二年级下学期学情分析：

一、班级情况分析

本班共有50名学生，学生有一部分是城镇的，一部分是农村的，父母基本上在学习上帮不了孩子，所有的希望都寄托到老师身上，这对教学工作有一定的影响。另外，一部分学生本身自制力差，学习习惯不好，学习兴趣不浓，这也对老师的教学管理增加了困难。学生层次明显，两极分化严重。

二、学生情况分析

1、学习兴趣与基础

经过一段时间的观察，我发现班上有一大半学生对生物学习没有兴趣，问其原因，大部分都说必修二太难，学不懂，老师讲的都不明白，基础太弱，导致课堂上无所事事。这样越来越对生物没有兴趣。

2、学习习惯

少部分学生有主动学习的行为，比较喜欢上课，学习热情也很高，和老师讲常交流。但仍有大部分学生学习懒散、学习习惯差，粗心大意、书写不认真，不愿思考问题，上课开小差，依赖老师讲解，依赖同学的帮助，作业抄袭等等不良现象。

3、学习成绩

由于两级分化严重，导致成绩差异明显，高分很高，低分太低，相差近100分。有的学生很多初中的知识都不会，甚至在计算上都经常出现错误，从卷面上分析，一部分学生主要是粗心造成的。

三、教师的应对措施

1、抓学习习惯。帮助学生培养良好的学习习惯和学习方法。让学生先认识生物的重要性，提高大家对问题思维能力，分析判断能力，解决问题的能力。再教学生怎样学习，一次慢慢提高学习能力。激发学习兴趣，养成自主学习的习惯和方法。平时在教学中，注意抓好学生的书写、审题与检查等良好的学习习惯。

2、加强基础知识教学。了解到学生目前的学习情况，大部分学生对初中的相关知识掌握不好，利用自习课或课余时间为他们补充初中知识的盲点，加强基础知识。同时在上课的时候，以基础简单题目为主，争取让大部分学生在课堂上有所收获。

3、加强合作学习。对于班级出现的两极分化情况，发动成绩好的学生带动基础薄弱的学生，促使大家共同进步。

4、注重情感交流。在教学的同时，多了解学生的兴趣，投其所好，培养感情，让学生先喜欢你这位老师，才能喜欢你这门课程。古人云“亲其师，信其道”；也有人说，一个好老师，成就孩子的一生。

5、分层教学、因材施教。主要方法是对作业也要分层次布置，基础不同，要求不同。

6、多表扬、多鼓励。对于课堂上踊跃发言和积极进步的学生要及时表扬。并鼓励其他同学向他学习，增加自信心。由于本节内容与社会现实生活的关系比较密切，学生学习了必修三册而且已经具有了直观的感受，可以让学生自己阅读课本并思考，并例举生产实践上存在的一些有关的

植物生长现象，在老师的指导下进行讨论，然后进行归纳总结，得出正确的结论。这样有利于调动学生的积极性，发挥学生的主体作用，让学生对本节知识的认知更清晰、更深刻。课堂效果分析课堂教学效果是教师进行课堂教学的落脚点，一切教学手段的运用和教学方法的选择最终的目的是课堂教学效果的最大化。教师对每一个教学环节的设计和方式、方法的选择都要先问自己一声：这样做的效果会怎样？要紧紧围绕有效和高效这一核心要求来组织和开展教学活动。当然这里所说的效果是一个综合性的教学效果，内容即包括基础知识的掌握情况，又包括基本技能的训练效果，同时也包括学生学习能力的培养和道德情感的教育等。

学生是课堂的主体，通过学生表情的变化、思维的速度，回答问题、练习、测试、动手操作的准确性等信息反馈，可获知教学信息的传输是否畅通，亦可看出新知识新技能的掌握情况。教学任务是否完成不能只看少数尖子学生，大多数中下学生同样也是知识的接受体，从他们身上更能体现教学任务是否完成，以及教师的教学水平、教学质量的高低。

总之，本节课在教师的引导帮助下，全体学生的潜力得到很大限度的挖掘，智力好的学生吃得饱，中等水平的学生吸收得好，差的学生消化得了，学生人人学有所得。课堂教学中充分体现师生平等、教学民主的思想，师生信息交流畅通，情感交流融洽，合作和谐，配合默契，教与学的气氛达到最优化，课堂教学效果达到最大化。教师教得轻松，学生学得愉快。专题2细胞工程2.1.1植物细胞工程的基本技术——教材分析一、教学目的要求知识方面1.简述植物组织培养和体细胞杂交技术及其应用。2.简述动物细胞培养和体细胞核移植技术及其应用前景。3.举例说出动物细胞融合和单克隆抗体技术及其应用。情感态度与价值观方面1.体验植物组织培养技术。2.讨论细胞工程技术的社会意义。3.认同细胞学基础理论研究与技术开发之间的关系。4.关注细胞工程研究的发展和应用前景。能力方面1.尝试进行植物组织培养。2.运用细胞的基础知识，分析细胞工程的理论基础。3.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。二、教学内容的结构和特点（一）教学内容的特点本专题内容包括两部分，即《植物细胞工程》和《动物细胞工程》，其中《植物细胞工程》可用3课时教学，《动物细胞工程》可用3课时教学。本专题的题图是由三幅图合成的：克隆羊多利的照片、细胞核移植和植物组织培养。题图的寓意是表明细胞工程是细胞水平上的操作，它包括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。《科技探索之路──细胞工程的发展历程》，以图配文的形式介绍了细胞工程的来龙去脉，使学生认识到细胞工程不是凭空得来的，而是经过了一代代科学家执著地探索；科学与技术是相互促进的，科学理论要经过技术才能转化为生产力。第一节《植物细胞工程》包括两小节：《植物细胞工程的基本技术》和《植物细胞工程的实际应用》。第一小节，是让学生了解最基础的知识──植物细胞工程基本原理和技术，第二小节是让学生了解它的实际应用。第一小节《植物细胞工程的基本技术》讲述了细胞的全能性、植物组织培养技术、植物体细胞杂交技术等三方面内容，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。在本小节的教材中，首先用实例引出“花瓣是怎样长成一株完整的植株的？植物的花瓣为什么能培育出一株完整的植株？”等问题，由此导入植物细胞全能性的学习。因为学生在必修模块《分子与细胞》中，已经学习过细胞的全能性及分化的知识，所以教材在此只简单叙述了细胞全能性的概念和细胞分化的实质。关于植物组织培养技术，是植物细胞工程中最基本的技术，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，感到细胞工程并不神秘，并且培养学生的动手能力。在植物体细胞杂交技术中，首先是以一个实例“番茄—马铃薯”杂种植株提出问题：“科学家是怎样得到此杂种植株的？”接下来以图文结合的形式介绍了植物体细胞杂交技术的基本过程、概念、已取得的进展和尚未解决的问题。意在使学生认同科学是一个探究过程，激发学生探索生命科学奥秘的兴趣。插入的旁栏──“异想天开”意在活跃学生的思维。第二小节《植物细胞工程的实际应用》讲述了植物繁殖的新途径、作物新品种的培育，以及细胞产物的工厂化生产等三方面的内容。在植物繁殖的新途径中，教材选择了三个实例：微型繁殖、作物脱毒和神奇的人工种子。之所以首先介绍了微型繁殖，因为它是植物组织培养技术应用最为广泛的领域。在作物新品种的培育中，教材仅举了单倍体育种和突变体的利用两个实例。考虑到学生已了解单倍体、突变育种等基本知识，所以教材只对此部分内容做了简单的介绍。细胞产物的工厂化生产是植物组织培养技术与发酵工程相结合的一项新技术。教材先介绍了细胞产物的种类，再简要介绍人参皂甙的工厂化生产过程。为配合抗癌药物──紫杉醇的生产的内容，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，引导学生讨论植物组织培养在节约资源，保护环境方面的重要意义。《动物细胞工程》包括动物细胞的培养、动物体细胞核移植技术及克隆动物、细胞融合和单克隆抗体四部分内容。关于动物细胞的培养，教材用人造皮肤等实例引入主题，同时，配以人造皮肤的图片，以激发学生的兴趣，接着很自然地导入动物细胞培养的内容。教材首先介绍了动物细胞培养的概念，接着以文字叙述、图片、小资料、讨论相结合的形式，介绍细胞培养过程及原理，最后又从学生已有的内环境知识出发，用提问的形式引出细胞培养的条件。对于细胞培养条件，教材用了较多的笔墨，其意图是细胞培养条件的讲述中蕴含了细胞培养的原理。动物体细胞核移植技术及克隆动物，既是动物细胞工程的重点内容，又是近几年来的热点问题，学生对它们有一定的了解，如何做到在原有基础上提高呢？教材首先解释了动物体细胞核移植技术和克隆动物的关系，随后简单介绍了哺乳动物核移植技术的分类，接着用小字介绍核移植技术的发展简史，再将文字、流程图、思考、小资料、讨论等多种形式结合，以我国的克隆牛为例，详细讲解了体细胞核移植技术的过程，最后说明体细胞核移植技术的应用前景及存在的问题。力图使学生在学习知识的同时，受到科技史、科学价值观和爱国主义的教育。在“动物细胞融合”部分，由于考虑到其基本原理与植物的原生质体融合相同，方法也类似，所以只用简洁的文字介绍了动物细胞融合的概念、原理、方法、意义及应用，其间插入了小资料、细胞融合过程的示意图及小字的动物细胞融合技术发展简史。既避免了重复，又突出了动物细胞融合的特点。单克隆抗体是动物细胞工程的新技术，也是本节教材的重点、难点内容。教材先由动物细胞融合的应用引入单克隆抗体，接着又从传统抗体生产存在的问题入手，引出单克隆抗体的概念。随后又提出问题──怎样才能获得单克隆抗体？由此自然过渡到单克隆抗体的制备上。关于单克隆抗体的制备，用讲故事的形式，讲述了两位科学家对单克隆抗体的研究过程，让学生认识到丰富的联系和想像在科学创新中具有重要作用。（二）教学内容的结构三、与学生经验的联系细胞工程看似微观、抽象，很难与学生的生活经验相联系，其实不然。由于植物微型繁殖技术的迅速发展，学生经常会从各种媒体上看到“试管苗”、“组培苗”的字眼。而克隆羊多利的诞生更使“克隆”这个生物学的专业术语，成为媒体频频出现的、已不用注解的名词。细胞工程是建立在对细胞结构、功能、生理等研究基础上的新技术，在必修模块《分子与细胞》中，学生已学过动植物细胞的结构和功能、细胞的分化和全能性；在必修模块《遗传和进化》中，学生已学过生物变异在育种上的应用；在必修模块《稳态与环境》中，学生学习过人体内环境及免疫的知识，而这些都是学习本专题的知识基础。四、与其他专题的联系生物技术各个分支领域是相互渗透、相互促进的。细胞是生物体结构和功能的基本单位，细胞工程中的技术是其他生物工程的基础。例如，细胞工程最主要和基础的技术是动植物细胞的培养技术，而基因工程中受体细胞的培养和筛选，胚胎工程中动物细胞的培养都需要细胞培养的技术。21世纪教育网[课下练习]1．下列植物组织细胞，在条件适宜的情况下，最能表达其全能性的是()A．茎韧皮部细胞 B．叶肉细胞C．受精卵 D．根尖分生区细胞2．下列属于组织培养的是()A．花粉培养成单倍体植株B．植物的枝条插到土里发育成新的个体C．根尖分生区发育成成熟区D．未受精的卵发育成个体A．需要用酶解法制备原生质体B．愈伤组织是一群已经分化的薄壁细胞C．克服了远缘杂交不亲和的障碍D．包含了有丝分裂和细胞分化的过程4．植物组织培养依据的原理、培养过程的顺序及诱导的植物激素分别是()①体细胞全能性②离体植物器官、组织或细胞③根、芽④生长素和细胞分裂素⑤生长素和乙烯⑥愈伤组织⑦再分化⑧脱分化⑨植物体A．①、②⑦⑥⑧③⑨、④B.①、②⑧⑥⑦③⑨、④C．①、⑥②⑨⑧③⑦、⑤D.①、②⑨⑧⑥⑦③、⑤5．基因型为Aa植株的花粉和基因型为Bb植株的花粉，除去细胞壁后，进行原生质体融合，可以得到多少种基因型不同的细胞(不考虑三个及三个以上的细胞融合)()A．6种B．8种C．10种D．12种6．利用植物体细胞杂交技术将白菜和甘蓝(均为二倍体)培育成“白菜—甘蓝”杂种植株(如图所示)，下列说法正确的是()A．图示“白菜—甘蓝”植株不能结子B．植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种细胞C．上述过程中包含着有丝分裂、细胞分化和减数分裂等过程D．“白菜—甘蓝”杂种植株所具有的性状是基因选择性表达的结果7、有关全能性的叙述，不正确的是()A．受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高B．生物体内细胞由于分化，全能性不能表达C．卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性很高D．植物细胞在一定条件下离体培养能表现出全能性8．在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件一般是不需要的()A．消毒灭菌 B．适宜的温度C．充足的光照 D．适宜的养料和激素9、在植物细胞工程中，当原生质体融合成一个细胞后，需要诱导产生细胞壁，参与这一过程的细胞器是()A、叶绿体、高尔基体B、线粒体、高尔基体C、叶绿体、线粒体D、线粒体、内质网10．下图表示胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下，形成试管苗的培育过程，请据图回答下列问题：(1)要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素。营养物质包括________和小分子有机物，激素包括细胞分裂素和________两类植物激素。(2)此过程依据的原理是____________________。A和B阶段主要进行的分裂方式是________，B阶段除了细胞分裂外，还进行细胞________等。(3)此过程需要无菌操作，主要是指对________进行灭菌消毒。B阶段需要光照，原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________________