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07_《植物细胞工程》教案(新人教版选修3)
教案:2.1《植物细胞工程》教案(新人教版选修3)
2.1 植物细胞工程
一、教学目标1. 简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。2. 列举植物细胞工程的实际应用。3. 尝试进行植物组织培养。
二、教学重点和难点
1.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。(3) 植物细胞工程应用的实例。
2.教学难点植物组织培养的实验。
三、教学策略
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。教师可采用讲授为主结合讨论的方法进行教学。具体建议如下。
在细胞的全能性及细胞分化的实质、植物组织培养技术这部分内容的教学中,首先可用教材上的菊花图引入本节的标题,同时提出一个问题──为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株呢?以引入本节课的第一个问题──细胞的全能性及分化。关于细胞的全能性和细胞分化这部分内容,因为学生在必修模块中学过,所以可以提问的方式让学生回顾,教师再根据学生的回答情况按教材上的内容进行讲解。然后再通过“怎样把植物的一个花瓣培育成完整的植株”这个问题引入本节课的重点及难点问题──植物组织培养技术。教材这部分的内容是通过实验“胡萝卜的组织培养”来进行讨论和总结的,应当尽量创造条件完成这个实验。在不具备完成该实验条件的学校,可以带领学生参观组培实验室,或让学生观看植物组织培养技术的录像片。同时结合教材的讨论题进行教学,还可再补充两个问题:
(1)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?
(2)决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是什么?
在植物体细胞杂交技术及植物繁殖的新途径的教学中,首先可通过教材上的番茄—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。
① 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。
② 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于质疑的科学精神。
在植物繁殖新途径的教学中,首先可由植物组织培养技术引入,让学生回忆植物组织培养技术的基本原理和过程,思考利用这项技术能做哪些工作?再逐一讲解微型繁殖技术、作物脱毒及人工种子。
微型繁殖技术的特点教师需从教材中提炼出来:① 繁殖速度快;②“高保真”(因为是无性繁殖);③ 不受自然生长季节的限制(因为在具有一定人工设施的室内生产)。
关于植物组织培养的其他应用,应当参照教材的思路,先介绍生产实践中遇到的问题,说明社会生产的实际需要,再介绍科技人员是如何应用植物组织培养技术解决这些问题的。例如,关于在作物脱毒中的应用,应当先介绍长期进行无性繁殖的作物,易积累感染的病毒,导致产量降低,品质变差,而植物的分生区一般不会感染病毒,用分生区的细胞进行组织培养,就能得到大量的脱毒苗。这样进行教学,一是能够让学生更好地理解先进技术的应用价值,二是能够调动学生的学习兴趣,三是有利于培养学生分析问题、解决问题的能力。
在细胞产物的工厂化生产的教学中,尽管此内容是植物组织培养技术在另一方面的重要应用,但由于学生对此内容易于理解,所以教师可先让学生阅读教材,再结合资料分析,师生共同讨论资料分析中的讨论题。
四、答案和提示
2.1.1植物细胞工程的基本技术
(一) 思考与探究
1.为什么“番茄—马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想像的那样,地上长番茄、地下结马铃薯?
提示:1978年,梅尔彻斯(Melchers)等人首次获得了马铃薯与番茄的属间体细胞杂种。他们将培育的二倍体马铃薯品系和番茄叶片细胞进行融合,所产生的杂交株被称
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