《2.1.1植物细胞工程的基本技术》教学设计
一、教学目标：
知识目标
1.简述植物细胞全能性的含义。
2.简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。
3.尝试或了解植物组织培养过程。
能力目标
1.通过对植物组织培养和植物体细胞杂交的过程设计，培养知识的迁移能力。
2.通过对基本概念、基本原理的正确理解和掌握，逐步形成判断、分析、综合等思维能力。
情感、态度和价值观目标
通过对植物组织培养和植物体细胞杂交的设计，体验植物组织培养，激发学生勇于探索、敢于实践科学精神。
二、学情分析
学生已经具备了一定的细胞学基础，一些内容和原理在必修模块中已埋下伏笔，但作为一项新内容。尤其是植物体细胞杂交技术，学生以前没有涉及，因此在理解上存在困难。教师在教学中可采用创设情景、问题驱动、层层设疑并结合讨论的方法实现教学目标。
三、重难点
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和过程。
教学难点：
植物组织培养的实验。
四、教学过程
2.1第一学时
活动一、导入：在正式上课之前，我们先来看一个新闻报道。
现实真的有点残酷，我相信同学们也在思考，如果我们不对这些濒危植物加以保护，不久之后它们将会从我们的身边消失，如何挽救这一现状呢？
我们可以用到植物组织培养技术，这属于我们要研究的专题二
细胞工程的范畴。
所谓细胞工程他指的就是在利用分子生物学以及细胞生物学的原理，在细胞整体水平或者是细胞器水平上，按照人们的意愿去改变细胞内的遗传物质进而获得细胞产品的一项技术，根据操作的对象，我们可以把它分成植物细胞工程和动物细胞工程这两部分，那么，这节课我们共同学习植物细胞工程的相关内容。
活动二、活动
温故知新：我们来看张图片，这么多美丽的菊花，带给我们视觉的享受，但是这些菊花并不是通过有性生殖这样的传统技术去种植得到的，而是通过菊花的花瓣来培育整个植株，那为什么用菊花的花瓣就可以培育成整个植株呢？它的原理是？
对，细胞的全能性，这也是我们今天所要学习的植物细胞工程的理论基础
细胞全能性是我们必修一的内容，我们来回顾一下：
1.什么是细胞的全能性呢？
2.为什么细胞会具有全能性呢？
3.理论上来讲，每个细胞都有发育成完整个体的潜能，但是不同细胞它的全能性的程度相同吗？
①
我们来比较一下，这几种细胞它的全能性的高低，受精卵
生殖细胞
还有体细胞
谁的全能性最高啊？也就是说受精卵是最容易发育成完整个体的②
那植物细胞和动物细胞相比呢？
植物细胞的全能性更容易体现出来
那么既然植物细胞的全能性比较高，我们怎么把它的全能性给它表现出来呢？也就是说，用什么样的技术可以把一块组织去培育成一个完整个体呢？
关于植物组织培养这项技术，在必修一的时候我们有一个初步的认识，还记不记得当时我们用什么实验材料了？
用胡萝卜的根的细胞来进行组织培养，那这个图大家还记得吗？我们先用这个胡萝卜的根的细胞然后经过诱导，得到的这个叫什么？
在由愈伤组织去诱导得到什么？
胚状体，然后去生根发芽得到幼苗，最后发育成一个个体，和原来的一模一样，这是我们对植物组织培养的一个初步了解，活动三、活动
合作探究、精讲点拨：今天，我们来阅读一下教材33-35
页，来详细研究一下植物组织培养技术的方法，在阅读的同时，思考前面的这几个问题。3min
讨论一下3min
我们首先来看第一个问题，请同学回答一下
1.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？
避免杂菌在上面迅速生长消耗营养，且有些杂菌会危害培养物的生长。所以我们看植物组织培养过程要在超净工作台上进行，都是无菌的。切取的时候也要对外植体进行消毒
2.那我们在切取的时候，比如胡萝卜作为实验材料，我们选择的是胡萝卜的，这四部分哪部分的细胞最好呢？
①为什么？容易形成愈伤组织！细胞分裂旺盛。
②那么我们选取别的地方不行吗？能不能也得到愈伤组织呢？只是不容易
因为我们刚才说了，理论上来讲植物细胞都是具有全能性的！
③
那不仅说明这几个地方的细胞可以形成愈伤组织，生殖细胞可以吗？花药离体培养
部位选好了就可以接种了，把它放到适宜的培养基中去培养这些细胞，我们来看一看培养室。你看这些架子上都是。所以植物组织培养可以大规模培养，得到大量子代。当然，在得到子代之前，我们首先要获得什么？先有外植体得到愈伤组织。
3.愈伤组织有什么特点？具有很强的分裂
分化能力，愈伤组织是一团白色或淡黄色的。它的分化程度比较低，分裂能力比较强。
①
而我们之前选择的那个胡萝卜根部细胞的分化程度呢？已经高度分化了。我们知道在生物体内，由分化程度低的细胞到高度分化的细胞的过程叫分化。
②
那么由高度分化的细胞到分化程度很低的愈伤组织的过程，正好与之相反。叫?脱分化。
③
这个过程就得到了愈伤组织，实际上就是使细胞回到了类似于受精卵状态。之后我们要想在得到生根发芽，需要什么过程？再分化。经过再分化才可以得到幼苗！那我们不能让它一直待在锥形瓶中，移栽到大田中。这就是植物组织培养的大致过程。
4.现在我们来看
顺序是打乱的.找同学排序。
①在脱分化和再分化过程中是否需要给予一定的光照呢？
5.那我们就要考虑了，在植物组培过程当中，植物细胞的全能性可以体现，最后得到了一个个体，那这个细胞如果还在原来的植物体内，这个全能性能体现出来吗？想想表现全能性需要哪些条件？离体，激素，营养。在整个培养过程中还需要适宜的温度和ph。
①在这些条件中
哪个是决定脱分化和再分化的主要因素？
我们总结一下。所以呢，在不同过程需要不同的条件。这样才会得到我们想要的结果！这就是植物组织培养的过程。
过渡：那植物组织培养这项技术，它可以用少量的实验材料去获得大量的相同性状的子代，科学家研究出这项技术之后，并没有就此满足
而是开始了其他的探究。
活动四、活动
设疑引新知：比如说，我们来看这两种植物我们都认识吧？番茄
土豆
我们都知道西红柿是在地上结的，土豆地下结，如果我们能培养出这样的一种神奇的植物，地上结番茄，地下结土豆，是不是很节省空间啊，是不是可以有很大的经济效益啊。
这个想法很好啊，那我们怎样去实现它？
想一想
咋得到啊
。大家有没有好的办法啊？
如果说按照咱们以前学过遗传的那部分内容，你要想把两个品种的优良性状集中在一个品种上，正常我们用什么方法？杂交！可是能够杂交的生物必须得是：同一物种，番茄和马铃薯是不同物种不能杂交，存在生殖隔离。
那生殖细胞虽然不能杂交
科学家想到了好办法
用植物的体细胞来进行杂交，介绍概念和意义。
那我们就一起重走一遍科学家们的探索之路来看看他们是如何得到这个杂种植株的。
活动五、自主探究，理解新知：下面请同学们自主阅读教材36页第三段，解决黑板上的这几个问题。
1．你认为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？
2．有没有一种温和的去壁方法呢？
3．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？诱导融合的方法？
4．如果两个来源不同的原生质体发生了融合，若只考虑两两融合，可形成几种融合细胞？下一步该做何处理？
5．如何将杂种细胞培育成杂种植株？
这个过程大体上分为
去壁、融合以及植物组织培养技术三个阶段。
那么得到的这个杂种植株是不是真的地上结番茄，地下结马铃薯呢？很遗憾让大家失望了。并没有。这是为什么呢？
关键是它们这些基因在一起的时候会互相干扰到底表达哪些基因，基因表达受多种因素的影响。
虽然出现了这样一个失败的例子，可是科学家并没有就此放手，而是继续的进行其他的植物体细胞杂交，那最后也有成功的，比如说白菜和甘蓝的体细胞融合在一起得到了白菜
甘蓝，有什么优点呢？
活动六、畅所欲言，巧谈新知：有同学可能觉得这有什么意思啊，跟原来差的也不多呀，当然如果你觉得这个不过瘾的话，我们来个大胆的假设：异想天开！能不能得到这样的牛呢？
来异想天开
能不能得到这样的牛？
不过这个也有一定科学道理的，介绍眼虫那个。、活动六、引导小结，升华新知：先找学生谈，最后总结
活动七、课堂练习，运用新知。
1、植物组织培养依据的原理、培养过程的顺诹及
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、②
⑧
⑥
⑦
③
⑨、④
B.①、②
⑦
⑥
⑧
③
⑨、⑤
C.①、⑥
②
⑨
⑧
③
⑦、⑤
D.①、②
⑨⑧
⑥
⑦
③、④
2、（多选）要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，需要（）
A、具有完整细胞核的细胞
B、离体状态
C、导入外源基因
D、一定的营养物质和激素
3、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
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