高中生物-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

2.1.1植物细胞工程的基本技术教学设计一、教材分析《植物细胞工程的基本技术》是专题2《细胞工程》的第一节的第一部分内容，也是《细胞工程》的核心内容之一，涉及的知识点主要有细胞的全能性、植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术。二、教学目标知识目标：1.简述理解掌握植物组织培养的原理和流程2.简述植物体细胞杂交技术的原理和流程能力目标：1.尝试植物组织培养技术，培养学生实验能力以及勇于实践的科学精神和科学态度。2.运用细胞的基础知识，分析细胞工程的理论基础。情感态度价值观：1.体验植物组织培养技术2.通过联系知识与生产实践的关系，激发学生对生物学科的兴趣与热爱生物学的情感。三、教学重点和难点教学重点：1.植物组织培养的原理和过程。2.植物体细胞杂交的原理。教学难点：植物组织培养的实验四、学情分析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。五、教学方法学案导学法、探究讨论法、直观教学法、多媒体辅助教学六、课前准备1、学生的学习准备：预习《植物细胞工程的基本技术》，完成相关的导学案2、教师的教学准备：多媒体课件制作，设计课前预习学案，课内探究学案七、课时安排：1课时八、教学过程（一）导入新课，展示目标教学设计：导言“东晋人陶渊明写了“采菊东篱下，悠然见南山”的名句，而菊花也逐渐成了超凡脱俗的隐逸者之象征。历代文人墨客爱菊者不乏其人。每年秋天的菊花展都吸引众多的游客。现在需要短时间内准备数千盆各种菊花盆栽。”展示图片，提出问题“假设你是一个花卉培植基地的专家，现主办方邀请你们负责这个工作。那么你敢接受这项任务吗？”引出课题及教学目标。设计意图：精彩的导言和精美的图片，容易引起学生的兴趣，活跃课堂。思考题，唤起学生求知的欲望，以高昂的热情进入学习角色。（二）温故知新，复习细胞全能性教学设计：对同学们所交导学案的相关内容进行评价，展示优秀作业。并通过全批全改精准把握学生知识点的掌握情况，进行进一步的归纳总结和即时训练。设计意图：通过填写导学案，检查学生对细胞全能性的掌握情况，可以做到有的放矢，避免盲目性，并节约课堂时间（三）问题驱动，观看视频教学设计：给出一系列问题，让学生带着问题观看菊花组织培养的操作视频。01.从植物生长发育角度总结植物组织培养的流程02.结合预习深入理解几个重要概念：外植体、愈伤组织、脱分化、再分化、胚状体03.从技术角度总结植物组织培养包括哪些环节？04.培养基中需要添加哪些成分？05.培养过程中需要注意的环境条件？06.在操作中需要注意的问题有哪些？设计意图：由于高中实验室条件的限制，没办法直接组织学生进行实际操作，因此通过问题驱动，让学生有目的，有目标的观看视频，提高观看的有效性。（四）合作探究、精讲点拨教学设计：学生每四至六人为一组，进行合作探究，交流观看体会，思考并回答相关的问题，并动手绘制植物组织培养的流程。进过充足的讨论后，由小组派代表进行展示讲解。教师和其他组同学进行纠正补充，进一步进行归纳总结。1.植物组织培养技术的流程脱分化再分化移栽离体的植物组织、器官、细胞——→愈伤组织——→胚状体—→试管苗—→植株2.相关名词解释脱分化：由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程愈伤组织：一种高度液泡化无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松无规则的组织。再分化：一种高度液泡化无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松无规则的组织。3.培养基中需要添加哪些成分01无机营养成分：水及部分无02有机营养成分：氮源：维生素和氨基酸、碳源：2%—5%的蔗糖、琼脂03植物激素：生长素，细胞分裂素4.培养过程中需要注意的环境条件？5.确保严格的无菌条件学生归纳：概念：植物组织培养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，培养在人工配制的培养基上，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。教师展示思维导图。设计意图：通过自主探究，发挥学生的能动性；小组合作使学生学会倾听和表达，学会协作，提高学习效率，降低植物组织培养的实验流程知识点的难度，使部分基础稍差的学生在合作中同样获得发展。以实例为依据，进行直观教学，对抽象的知识具体化，便于学生掌握概念。（五）奇思妙想，引出新知教学设计：通过ps菊花人参的奇思妙想，引起学生的注意，并播放番茄-马铃薯的小视频，引出植物体细胞杂交技术的概念：将不同的植物体细胞，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。给出一系列思考题，引导学生自学：1.细胞壁是否需要去除，如何去除？2.原生质体如何融合？融合的基础是什么？3.融合完成的标志？杂交技术成功的标志？4.融合后一定能得到符合我们意愿的杂种细胞？5.杂种植株一定能符合我们意愿的表达性状吗？师生共同总结归纳：①为什么要除去细胞壁，如何除去？纤维素酶和果胶酶②如何诱导原生质体融合？原生质体融合成功的标志是什么？融合的过程:细胞膜融合——细胞质融合——细胞核融合物理方法（离心、振动、电激）和化学方法（聚乙二醇）；再生出细胞壁。③如何将杂种细胞培育与杂种植物？利用植物组织培养技术将杂种细胞培养成杂交植株（脱分化和再分化）植物体细胞杂交技术包括植物细胞融合和植物组织培养两个过程。④融合的细胞中，两两融合的细胞有几种？对融合的细胞如何处理得到所需杂交细胞。3种；需进行筛选⑤杂种植株一定能符合我们意愿的表达性状吗？未能让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良。但可以克服不同生物远缘杂交的障碍，出现自然界没有的新品种。设计意图：教师通过创设问题情境来展开教学活动，在围绕一系列问题的探究中，学生通过观察、体验、推理、归纳等思维活动获取知识。这样“变教为诱，变学为思”，彻底改变了过去的“灌输式”教学模式，使教学效率更高，使学生主体本身得到全面发展。（六）构建网络，当堂检测。教学设计：给出整节课的思维导图，构建知识网络。并给出适当的练习题，巩固所学知识。教学设计：帮助学生形成系统的知识体系，有助于知识的掌握。通过及时的巩固，提高学生利用所学生物知识解决问题的能力。（七）分层布置课后作业必做：完成本节课的知识整理，做完诊断案习题。选做：通过各种途径了解植物组织培养的成功案例，并分析总结植物组织培养的应用。九、教学反思本节课为是一节新授课，经过精心准备，不断打磨，本节课较好得完成了教学目标，当然也有不完善的地方，总结这些得与失、亮点与缺憾，有助于提高个人教学功底。首先，采用整体优化设计，课堂各环节的设计合理，非常连贯。充分体现了自主探究的思想，教师通过紧密联系现实和诱导学生展开想象，创设问题情境，开展教学活动，通过提出一系列问题引导学生思考，充分把学生积极性调动起来，学生回答问题积极，思维活跃。其次让学生自己分组讨论，而且能很好的把自己的想法表达出来，通过学生的表达论述很好的完成了教学的三维目标，调动学生的积极性并锻炼思维表达能力和团体协作意识。学生参与度高。再次注重了学习新内容的同时复习相关的旧知识，这样让知识有机地结合在一起，课堂上讲完一个知识点都进行了及时归纳、总结，帮助学生理清知识点网络，便于对知识的理解和记忆。本节课也有一些缺憾，如学案设计可以进一步优化，设计脉络可以更加清晰，课件也可以根据学生实际继续完善。教师与学生的互动可以更加充分；在时间上略显紧张，学生的表达仍不够充分。此外，板书有所忽略，语言不够精炼，还需要进一步的锤炼。总之，本节教学内容由于涉及的内容比较抽象，又有较多的学生自主探究活动，有一定难度。欣慰的是，通过我的努力调动，课堂中学生参与度很高，积极主动探究，课堂气氛比较活跃，节奏紧凑，教学效果比较理想。植物细胞工程的基本技术学情分析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。植物细胞的全能性与细胞分化的概念，虽然在《必修一分子细胞》有系统的出现，但是学生无法与本节课的内容进行有效联系.因此，必须安排学生进行回顾总结，再导入主题工程技术的学习。植物组织培养技术、植物体细胞杂交技术是主要学习内容，要从理论基础、研究意义、以及操作方法三个方面来系统学习，重点和难点应该放在理论基础和操作方法，即“为什么”和“怎么办”。由于两大技术存在在很多新的知识，尤其是技术流程中的一些细节，又如植物组织培养基的成分等，教材都没有做详细的说明，所以学生在理解上存在着障碍。由于高二年级的学生有比较强的好奇心以及显示欲.同时经过高中一年生物教学的思维锻炼,已经初步具备了提出问题,分析问题和解决问题的能力,基于学生的以上心理特点及认知水平,所以采取自主探索,合作交流的学习方法.这样可以使学生积极参与教学过程。在教学过程中展开思维,进一步培养学生的生物学科素养。植物细胞工程的基本技术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。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。“兴趣是最好的老师,有兴趣不是负担”在本节课的设计中，我首先精心设计了密切联系生活的情景导入——美丽的菊花展，并精心设计问题，让学生都非常急迫的吸收知识从而解决各自的问题，效果非常好。“发现问题才能激发学生的求知欲”我在课堂中先给出一系列问题，让学生带着问题观看了实验室进行菊花组织培养操作的视频，充分调动了学生学习知识的积极性，激发了学生的学习热情。在课堂实际展开时，学生探究的热情高涨，积极地讨论，分析。为了进一步激发学生的兴趣，我还充分运用现代教育技术手段，进行多种媒体组合的优化教学，克服课堂教学中那种死板的缺乏生气的单向度的教学过程，为学生的更优发展提供优良的教学环境。很好的达到了学习的目的。“在小组合作中学会思考，学会与他人的交流”我在本节课中针对难点问题设计了两次小组合作。在课堂实际展开时，学生都能够积极主动的交流，某方面成绩好的学生可以帮助这方面学习差的学生，知识技能互补，互相帮助，使不同的学生都得到相应的发展。弥补了教师一个人不能面向每个学生进行教学的不足。同时，在小组汇报时，我鼓励学生大胆说出自己的观点，并给予及时的肯定和表扬，增强学生的勇气和信心。虽然可能还存在一定的问题，如小组合作学习时间有点少；汇报交流时，个别小组不太积极。但整体效果不错。最后通过当堂检测，可以看出本节课的目标达成率较高，基本上满足了大部分同学的学习要求，是每一个学生都有收获。植物细胞工程的基本技术教材分析《植物细胞工程的基本技术》是人教版高中生物选修三《现代生物科技专题》专题2第一节《植物细胞工程》第1小节的教学内容，主要学习细胞的全能性、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。植物细胞的全能性与细胞分化的概念，虽然在《必修一分子细胞》有系统的出现，但是在本节内容的教学内容中仍旧有重要的铺垫作用，是理解植物细胞工程技术的理论基础，因此，必须安排学生进行回顾总结，再导入主题工程技术的学习。植物组织培养技术、植物体细胞杂交技术是主要学习内容，要从理论基础、研究意义、以及操作方法三个方面来系统学习，重点和难点应该放在理论基础和操作方法，即“为什么”和“怎么办”。由于两大技术存在在很多新的知识，尤其是技术流程中的一些细节，因此细胞工程技术要点就成为难点之一植物细胞工程的基本技术评测练习【当堂巩固】1.下列属于组织培养的是：（）

A.花粉培养成单倍体植株B.芽发育成枝条

C.根尖分生区发育成成熟区D.未受精的卵发育成植株

答案：A解析：将花粉培养成单倍体植株，即花药离体培养，属于植物组织培养，A正确；芽发育成枝条是自然生长过程，不属于组织培养，B错误；根尖分生区发育成成熟区是自然生长过程，不属于组织培养，C错误；D、未受精的卵发育成个体（如雄峰是由蜂王的卵细胞直接发育而来），属自然生长，不属于组织培养，D错误．2.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

答案：C解析：A、可以给植物组织或器官更好的生长环境，也防止种间竞争所以是对的，A正确；B、该阶段要进行细胞的增殖和细胞的脱分化，这就必须要有适宜的养料和激素，必须要有适宜的温度，这样，才能保证细胞进行正常的新陈代谢，B正确；C、当植物还在脱分化形成愈伤组织的时候不能进行光合作用，所以自然也就不需要光照，如果有光就不形成愈伤组织，而是形成维管组织，C错误；D、生长激素是动物激素，应是生长素和细胞分裂素，D正确9．下图为“番茄—马铃薯”的培育过程示意图，请据图回答问题。(1)在“番茄—马铃薯”的培育过程中，运用了植物细胞工程中的__________技术，原理是________________________。

(2)可用___________对番茄和马铃薯细胞进行处理获得原生质体；诱导番茄和马铃薯原生质体融合的化学试剂一般用___________。

(3)愈伤组织常用作诱变育种的理想材料，理由是________________。

(4)不同物种生物之间存在着天然的____________，用传统的有性杂交方法不可能得到二者的杂种后代，而体细胞杂交具有_____________的优势。

(5)植物组织培养的培养基中除了含有一定的营养物质之外，还必须含有________________，从而促进愈伤组织的形成和再分化。答案：(1)植物体细胞杂交细胞膜的流动性和细胞的全能性

(2)纤维素酶和果胶酶聚乙二醇(PEG)

(3)愈伤组织处于不断地分裂状态，容易受到培养条件的影响而产生基因突变

(4)生殖隔离克服远缘杂交的障碍

(5)植物激素

【解析】要形成番茄一马铃薯杂交植株，必须通过植物体细胞杂交。该技术运用了细胞膜具有流动性的原理及植物细胞具有全能性的原理。植物体细胞杂交时，首先要用酶解法去除细胞壁，形成原生质体，然后用促融方法促进原生质体融合，常用的化学促融剂是聚乙二醇（PEG）。愈伤组织具有旺盛的分裂增生能力，不断进行DNA复制，容易发生基因突变，因此，可施予一些诱导因素，使其发生更多的变异。自然条件下，物种之间存在生殖隔离。植物组织培养基除含有水、矿质离子、蔗糖、维生素等营养物质外，还必须含有一定浓度的植物激素，如生长素、细胞分裂素，它们存在的比例不同，可诱导根或芽的分化。【课后练习】1．细胞具有全能性的原因是()A．生物体细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能B．生物体的每一个细胞都具有全能性C．生物体的每一个细胞都含有个体发育的全部基因D．生物体的每一个细胞都是由受精卵发育来的2．细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象，下列不正确的是()A．分化发生在生物体的整个生命进程中B．分化是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果C．脱分化能够使高度分化的细胞恢复分裂能力D．分化过程中遗传物质发生了改变3．用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，下列说法错误的是（）A.该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的B.该愈伤组织的细胞没有全能性C.该愈伤组织是有排列疏松的薄壁细胞组成D.该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构4．下面关于植物细胞工程的叙述，正确的是()①不同种植物叶肉细胞融合时，应先去掉细胞膜②叶肉细胞脱分化后，可形成具有分裂能力的薄壁细胞③叶肉细胞经过再分化过程，可形成愈伤组织④叶肉细胞离体培养时，可以表现出细胞全能性A．①③B．②④C．①②④D．②③④5．甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗,以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的()。A.有丝分裂 B.分化 C.减数分裂 D.全能性6．某科技活动小组将二倍体番茄植株的花粉按下图所示的程序进行实验。下列根据图示实验的分析，错误的是()A．植株A高度不育，说明该植物的生殖细胞不具有全能性B．植株A的细胞能进行正常的有丝分裂，但不能进行正常的减数分裂C．在植株B的细胞中，通常每对同源染色体上的成对基因都是纯合的D．由花粉到植株A需要用含有有机物的培养基来培养7．以下不能说明细胞全能性的实例是()A．胡萝卜韧皮部细胞培育出植株B．紫色糯性玉米种子培育出植株C．转入抗虫基因的棉花细胞培育出植株D．番茄与马铃薯体细胞杂交后培育出植株8．采用植物体细胞杂交技术可获得番茄一马铃薯杂种植株，下列分析不正确的是()A．这种生殖方式属于有性生殖B．克服了远缘杂交不亲和的障碍C．需要用植物组织培养的方法获得植株D．这项研究可用于培育作物新品种9．阅读下列植物体细胞杂交过程图，下列说法错误的是()A．过程①需要使用纤维素酶和果胶酶B．原生质体融合常用化学方法是用聚乙二醇C．原生质体两两融合后的细胞类型有4种D．原生质体能融合说明细胞膜具有流动性10．基因型为AaBb的水稻(含24条染色体)的花药通过无菌操作接入试管后，在一定条件下形成试管苗，如下图所示，问：(1)愈伤组织是花药细胞不断分裂后形成的不规则的细胞团，愈伤组织形成过程中，必须从培养基中获得等营养物质。此时它的新陈代谢类型是____。(2)要促进花药细胞分裂生长，培养基中应有、两类激素。(3)愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再由芽发育成叶和茎。这一过程必须给予光照，其原因是（细胞结构）能利用光能制造有机物，供试管苗生长发育。(4)试管苗的细胞核中含有条脱氧核糖核酸链。(5)培育成的试管苗可能出现的基因型有。答案：1—5：CDBBC6—9：ABAC10．（1）水、无机盐、维生素和小分子有机物异养需氧型（2）细胞分裂素植物生长素（3）叶绿体（4）24（5）AB、aB、Ab、ab《植物细胞工程的基本技术》课后反思本节课为是一节新授课，经过精心准备，不断打磨，本节课较好得完成了教学目标，当然也有不完善的地方，总结这些得与失、亮点与缺憾，有助于提高个人教学功底。1．反思教学过程中的亮点首先，采用整体优化设计，课堂各环节的设计合理，非常连贯。充分体现了自主探究的思想，教师通过紧密联系现实和诱导学生展开想象，创设问题情境，开展教学活动，通过提出一系列问题引导学生思考，充分把学生积极性调动起来，学生回答问题积极，