植物体细胞杂交技术教学设计.doc

植物体细胞杂交技术 教学设计玉屏民族中学 陈芸 2013.51、 教材分析本节课于教材中的地位：“植物体细胞杂交技术”人教版高中生物选修3现代生物科技专题二，第一节第一部分第二小节内容，本节课以上一专题基因工程为依托，以较为抽象的基因、蛋白质等分子水平上升到宏观的细胞水平，旨在让学生了解细胞工程技术的基础理论和方法步骤。同时，也为后面将要学习的动物细胞工程、胚胎工程打下基础。二、学情分析经过必修课的学习，学生已经具备了一定的细胞学基础，再加上基因工程相关知识，为新知识的学习奠定了良好的认知基础。选修3主要以现代生物前沿科学生物工程为主，对于学生来说比较陌生，但在生活中却经常会听说过，例如，转基因克隆羊、试管婴儿等。所以在这册书的学习中，教师应该将理论知识与实际生活相联系，激发学生的学习兴趣，将抽象复杂的知识及实验技术与日常生活融合在一起，传授给学生。三、教学目标1、细胞的全能性（理解）。2、植物细胞工程的主要技术植物组织培养和植物体细胞杂交（知道）。3、通过对植物体细胞杂交技术取得的进展和尚未解决的问题，激发学生探索生命科学奥秘的兴趣。同时，使学生在学习过程中学会用发展的眼光看待问题，分析问题，不墨守陈规，不拘泥于原有知识的限制而勇于开拓，推陈出新。4、创设问题情境，在质疑、探究的学习过程中，培养学生独立思考，推理判断和创造性思维能力。四、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。 五、教学难点 植物体细胞杂交的原理。六、课时安排一课时。七、教学过程旧知回顾： 师：同学们，上节课我们学习了植物的组织培养技术，请问同学们还记得什么是植物的组织培养吗？ 生：植物组织培养（plant tissue culture）就是在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工培植的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。 师：通过者项技术，我们能把已经分化了的离体的植物组织、器官和细胞培养成一株完整的植株，它依据的基本原理是什么？ 生：细胞具有全能性。 师：细胞具有全能性:具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能，也就是说，每个生物细胞都具有全能型的特点。因此，在理论上生物体的任何一个细胞都具有发育成完整植株的潜力。但是，在生物的生长发育过程中，细胞并不会表现出全能性，而是分化成各种组织和器官。这是因为在特定的时间和空间条件下。细胞中的基因会有选择性地表达出各种蛋白质，从而构成生物体的不同组织和器官。教师请同学回顾植物组织培养的基本过程： 师：植物组织培养所得的植株是新品种吗？为什么？生：不是新品种。因为在组织培养中细胞内遗传物质没有改变。导入新课植物组织培养没有改变生物的遗传物质，因而仅仅是植物的一种繁殖方式。而目前人们需要的一些具有有优良性状的植物新品种。如何才能更多地创造出更多的、符合人们需要的植物新品种呢？知识新授二 植物体细胞杂交技术（板书）问题情境： 20世纪60年代，有的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。提出问题：如果要实现这一设想，你认为可以采用哪些方法？教师鼓励学生自由联想，大胆迁移，使学生在最佳思维状态下进入下一学习环节。教师明确：植物体细胞杂交是用两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，并且把杂种细胞培育成新植株的方法（强调起止点）。提出渐进式问题，引导学生进行思维探究，使学生在获取知识的同时，受到科学方法的训练和培养：请学生们回顾植物细胞结构，并请两名学生到黑板上画出植物细胞的结构模式图，与此同时，教师借助于学生们画的两幅植物细胞结构模式图，引导学生认识植物体细胞杂交过程：师：请同学观察一下这两幅植物细胞的结构模式图，这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么？生：细胞壁。师：有没有一种温和的去壁方法呢？生：据已有的知识积累，可联想到酶有专一性，而细胞壁的主要成分是纤维索和果胶，所以用纤维素酶和果胶酶去壁将不会对去掉细胞壁的由质膜包裹，具有生活力的裸露细胞造成损伤。师：引导学生认识原生质体和原生质层的区别后，提问：若干的两种原生质体混合在一起，两种原生质体就能融合形成一个细胞吗？生：不能。师：经过漫长的进化过程，有性杂交中精子和卵细胞能够自然发生融合形成受精卵。而原生质体融合是人为的，两种原生质体不能自然融合，因而需要人工诱导，迫使二者融合。那么诱导原生质体融合的方法有哪些呢？生：阅读课本P36，并回答：物理法、化学法。物理法：离心、振动、电激等。化学法：一般用聚乙二醇（PEG）。师：借助于植物的结构模式图动态地给学生讲解两个来至两个不同植物的细胞融合的过程。 师：如果两个来源不同的原生质体发生了融合，下一部该做何处理？生：应该诱导其再生壁，才能成为完善的杂种细胞。师：那么所有的细胞都是我们所需要的细胞吗？生：不是，这里存在三种不同的细胞，只有杂种细胞才是我们所需要的细胞？师：因此，我们还需要筛选才能得到我们所需要的杂种细胞。得到杂种细胞了，可是我们并没有得到我们所需要的新品种啊？那现在我们该怎么做，才能得到我们所需要的新品种呢？生：可将植物组织培养技术迁移运用于此问题的解决。播放课件：用植物体细胞杂交过程，把以上零散的知识串接起来，使知识条理化、系统化，便于学生的理解和掌握。师生共同归纳植物体细胞杂交的过程。（见“板书设计”）教师点拨：1人工诱导原生质体融合有物理法和化学法两大类，物理法是利用离心、振动、电刺激促使原生质体的融合；化学法是用聚乙二醇（PEG）等试剂作为诱导剂诱导融合。2在细胞杂交过程中，除了形成AB型融合细胞外，还能形成AA型和BB型两种融合细胞，但只有AB型细胞是植物体细胞杂交所需的杂种细胞。因此，在杂种细胞形成后还应有一个筛选过程。3指出植物体细胞杂交过程中已取得的进展和尚未解决的问题，激发学生热爱生物科学的情感和探索生命科学奥秘的兴趣。总结：在学完三个知识点后，需引导学生清理知识问的脉络（例如：细胞全能性是植物组培的理论基础，而植物组培又是植物体细胞杂交的技术环节之一），抓住主线，把零散的知识系统化，做到融会贯通。智能训练：出示“白菜甘蓝”的投影照片。设计方案：白菜和甘蓝两种植物之间存在着生殖隔离，不能进行传统的有性杂交。那么，如何才能获得如图这样的“白菜甘蓝”植株呢？抓住学生思维的兴奋点，促其联系实际解决问题，不仅巩固强化了所学知识，而且培养了学生运用所学知识分析问题、解决问题的能力，实现知识的正向迁师：你认为植物体细胞杂交技术利用了哪些生物学基本原理？生：细胞膜具有一定的流动性；细胞具有全能性。师：你认为用植物体细胞杂交技术有何现实意义？植物体细胞杂交成功的实例：烟草海南烟草；胡萝卜羊角芹；白菜甘蓝。 现实意义：1.克服远源杂交不亲和的障碍； 2.打破物种之间的生殖隔离，实现远源杂交。 3.扩大了遗传重组的范围。优点简介:生长期短，耐热性强，易于储存。归纳总结 植物体细胞杂交（plant somatic hybridization）是指将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合形成杂种细胞，并将杂种细胞培育成新的植物体的技术。八、课堂小结植物体细胞杂交技术基本过程： 九、课堂练习 1.在植物体细胞杂交过程中，常用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体。这是因为（B）A.纤维素酶和果胶酶容易制取B.细胞壁的主要成分是纤维素和果胶C.纤维素酶和果胶酶的成本低D.纤维素酶和果胶酶的催化能力强2.植物体细胞杂交过程中，细胞融合成功的标志是（D）A.细胞膜发生融合 B.细胞质发生融合C.细胞核发生融合 D.形成新的细胞壁3. 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（B） 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4.与有性杂交相比，植物体细胞杂交