植物细胞工程的基本技术高中生物优秀教案教学设

本节课遵循《高中生物课程标准》倡导的提高生物科学素养的基本理念来设计。植物组织培养的内容与当前生物技术热点和生产生活实际紧密相连，所以本节课应重视学生理解能力、实际应用能力的培养。将《植物组织培养技术》的知识作为本节课的理论基础，将科学问题解决的过程作为本节课的教学主线，并通过设置一些相互衔接的问题，引导学生思考，将课堂交还给学生，让其在老师的指导下，自主地解决实际问题、获取相关知识，同时提高自身的生物学素养。下面是小编为大家准备以下内容，希望对你们有所帮助，

　植物细胞工程的基本技术高中生物优秀教案教学设计一

课标要求

1、能力要求

1、理解和掌握植物组织培养的操作过程

2、理解和掌握植物体细胞杂交的操作过程

2、内容要求

1、理解植物细胞的全能性

2、了解植物细胞脱分化和再分化的结果

3、掌握植物组织培养的特点

4、理解植物体细胞杂交和植物细胞培养的联系

知识网络体系

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重难热点归纳

理解细胞全能性的概念，把握细胞全能性的特点：

细胞全能性是指生物体的细胞具有形成完整个体的潜能的特性。受精卵、生殖细胞和已分化的体细胞均具有全能性。生物体的细胞具有全能性的根本原因是细胞内含有形成完整个体所需的全套基因。同一个体的每一个已分化的体细胞都由受精卵经有丝分裂而来，体细胞核内基因与受精卵一样，因此都具有全能性。分化的体细胞之所以没有表达出全能性，是因为基因选择性表达。在离体和适当的条件下，分化的体细胞也能表达其全能性。全能性表达的难易程度：受精卵>生殖细胞>体细胞;植物细胞>动物细胞。TyGZKbo01q

植物组织培养操作的特点：

<1)选择外植体时，由于外植体的脱分化难易因植物种类、器官来源及生理状况的不同而有很大差异。花和幼嫩的组织脱分化较为容易，而植物的茎、叶和成熟的老组织则较难。另外制备外植体时应选取有形成层的部分，因为形成层细胞易脱分化。TyGZKbo01q

<2)消毒。植物组织培养要想取得成功，必须有效防止细菌等的污染。因为如果培养基上有细菌等微生物存在时，它们比植物细胞生长、繁殖得更快，而且它们会产生毒素，使培养的植物细胞很快中毒死亡。因此在培养过程中要求进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作。TyGZKbo01q

<3)光照。离体的植物细胞、组织和器官脱分化形成愈伤组织时，需避光处理。愈伤组织再分化形成植物幼苗时，需光照处理。TyGZKbo01q

<4)激素调控：生长素含量高于细胞分裂素时，主要诱导植物组织脱分化和根原基的形成;当细胞分裂素的效应高于生长素时，主要诱导植物组织再分化和芽原基的形成。TyGZKbo01q

3、植物体细胞杂交杂种细胞的筛选和培养：

以烟草与大豆细胞融合为例。烟草与大豆的原生质体融合后，将原生质体转移到适当的培养基上培养，使原生质体再生出细胞壁。这时，在细胞混合物中，不仅有烟草-大豆细胞，还有烟草细胞、大豆细胞、烟草-烟草细胞、大豆-大豆细胞，因此需要对杂种细胞进行筛选。得到烟草-大豆细胞后，再通过植物组织培养技术，培育杂种植株。TyGZKbo01q

经典例题剖析

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

[解读]解答此题需从以下几个方面入手：首先，组织培养是指离体的植物器官、组织或细胞经脱分化形成愈伤组织，再经再分化形成具有根、芽结构的胚状体，然后由胚状体发育成完整植物体的过程。花粉粒能培养成单倍体，是在离体条件下培养形成的。第二，芽发育成枝条、根尖分生区发育成成熟区，是体内分化的器官和组织形成了机体的一部分，未受精的卵发育成植物体，这就是自然情况下单倍体的形成过程，是在母体的调控下完成的。TyGZKbo01q

[答案] A

2.在细胞工程——原生质体融合育种技术中，其技术的重要一环是将营养细胞的细胞壁除去，通常是采用纤维素酶和果胶酶的酶解破壁法处理。如将去掉了细胞壁的成熟植物细胞置于清水中，细胞将：TyGZKbo01q

A.皱缩

B.胀破

C.呈球形

D.保持原状

[解读]成熟植物去壁后，置于清水中，由于细胞内外浓度差较大，又无细胞壁保护，细胞会大量吸水，直至细胞破裂。TyGZKbo01q

[答案]B

3.不能用于人工诱导原生质体融合的方法是

A.振动 B.电刺激

C.PEG D.重压

[解读]原生质体是除去细胞壁的植物细胞，它实际上就是植物细胞的原生质部分。当进行植物体细胞杂交时，先用纤维素酶、果胶酶除去细胞壁，分离出具有活力的原生质体，获得原生质体后就可以进行植物体细胞杂交了。植物体细胞杂交的过程实质是不同植物体细胞的原生质 体融合的过程。将不同植物体细胞放在一起培养，必须通过一定的技术手段进行人工诱导。诱导方法有物理法和化学法两大类。物理法就是利用离心、振动、电刺激等促使原生质体融合;化学法是用聚乙二醇等试剂作为诱导剂诱导细胞的原生质体融合，聚乙二醇 简称为PEG。重压不能促使原生质体的融合。TyGZKbo01q

[答案]D

4.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

[解读]解答该题需从如下三个方面入手分析：

①由离体的植物器官、组织或细胞形成愈伤组织的过程是植物组织培养过程中的一个阶段。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。TyGZKbo01q

②由离体的植物器官、组织形成愈伤组织必须是在无菌条件下，只有在这样的 条件下，才能保证培养产生出的细胞是正常细胞，否则培养基内将长出许多霉菌，与离体细胞争夺营养与生存空间，形不成愈伤组织。TyGZKbo01q

③由于此阶段形成的是愈伤组织，并没有形成具有根、茎、叶的植物体，因此不需要光照。

[答案]C

5.要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，不需要

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

[解读]考查植物组织培养的知识。要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，需要具有完整细胞核的细胞，细胞处于离体状态，培养基中含有一定的营养物质和激素。TyGZKbo01q

[答案]C

基础试题训练

一、选择题

1.植物组织培养是指 < 　)

A.离体的植物器官或细胞培育成愈伤组织

B.愈伤组织培育成植株

C.离体的植物器官、组织或细胞培养成完整植物体

D.愈伤组织形成高度液泡化组织TyGZKbo01q

2.植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是 <　 )

A.植物体细胞的结构组成中不包括细胞 壁

B.细胞壁使原生质体失去活力

C.细胞壁阻碍了原生质体的融合?

D.细胞壁不是原生质的组成部分TyGZKbo01q

3.植物体细胞杂交的结果是 <　 )

A.产生杂种植株　B.产生杂种 细胞

C.原生质体融合 D.形成愈伤组织TyGZKbo01q

4.科学家把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合，培育出的驱蚊草含有香茅醛，能散发出一种特殊的达到驱蚊且对人体无害的效果。下列关于驱蚊草培育的叙述中，错误的是 < )TyGZKbo01q

A.驱蚊草的培育属于细胞工程育种，其优点是能克服远源杂交不亲和的障碍

B.驱蚊草培育过程要用到纤维素酶、果胶酶、PEG等试剂或离心、振动、电刺激等方法

C.驱蚊草培育过程是植物体细胞杂交，不同于植物组织培养，无愈伤组织和试管苗形成

D.驱蚊草不能通过天竺葵和香茅草杂交而获得是因为不同物种间存在生殖隔离

5.<2005，上海)将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时，下列条件中不需要的是 < )

A 、具有完整细胞核的细胞 B、一定的营养物质和植物激素

C、离体状态 D、导入指定基因

6.植物体细胞杂 交的目的中错误的是 <　 )

A.把两个植物体的优良性状集中在杂种植株上 B.获得杂种植株

C.克服远源杂交不亲和的障碍 D.实现原生质体的融合

7.植物组织培养的用途中不正确的是 <　 )

A.快速繁殖 　　B.生产新品种 C.生产生物碱 D.生产白细胞介素-2

8.A种植物的细胞和B种植物细胞的结构如右图所示<仅 显示细胞核)，将A、B两种植物细胞去掉细胞壁后，诱导二者的原生质体融合，形成单核的杂种 细胞，若经过 组织培养后得到了杂种植株，则该杂种植株是 < ) A.二倍体;基因型是DdYyRr TyGZKbo01q

B.三倍体;基因型是DdYyRr

C.四倍体;基因型是DdYyRr

D.四倍体;基因型是 DDddYYyyRRrr

9.以下关于原生质的叙述，正确的是 <　 )

A、原生质泛指细胞内的基质　　　　　　　 B、原生质就是细胞质

C、一个动物细胞就是一团原生质　　　　　 D、细胞膜、细胞核和细胞壁是原生质TyGZKbo01q

10.不能人工诱导原生质体融合 的方法是 <　 )

A.振动 　B.电刺激 　C.PEG试剂 D.重压

11.植物细胞表现出全能性的必要条件是 <　 )

A.给予适宜的营养和外界条件

B.导入其他植物细胞的基因

C.脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件

D.将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内

12.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

13.植物组织培养过程中的脱分化是指 <　 )

A.植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞

B.未成熟的种子经过处理培育出幼苗的过程

　　植物细胞工程的基本技术高中生物优秀教案教学设二

教学目标

1.知识方面

(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)。

2.态度观念方面

(1)通过介绍植物组织培养技术发展简史。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，使学生认识到随着人们视野的不断拓宽，认知的不断加深，科学技术呈现日新月异、日臻完善的发展趋势。从而在学习过程中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。

(2)在植物细胞工程两大技术的学习过程中，渗透科学态度、科学方法和科学精神的养成教育。

3.能力方面

(1)在教学过程中，合理利用录像、软件等相关资料，培养学生的观察能力、思维能力以及整合、运用科学信息的能力

(2)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。

(3)通过联系农业生产实际，培养学生活学活用，理论联系实际的能力。

重点、难点分析

1.植物组织培养是本节的重点。

分析：植物组织培养重点讲述植物组织培养技术和基本原理，即离体培养的植物细胞脱分化和再分化的过程。其不仅在知识上对高二必修课中有关内容进行了深化和扩展，而且还为培育无病毒植株、制备人工种子、培养转基因植物以及植物体细胞杂交等提供技术支持。同时，随着科学技术的不断进步，植物组织培养这门崭新的技术将日益普及和深入，成为现代农业生产中重要的技术手段。

2.植物体细胞杂交是本课的难点。

分析：植物体细胞杂交是在植物组培技术的基础上，借助动物细胞融合的方法发展起来的一门新型生物技术。这部分知识对于学生是全新的，加之与其有关的感性材料不多，因而给教学带来一定难度。

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。

设计思路

1.布置课前预习：要求学生充分复习与本课有关的旧知识，预习新课，并对新知识的框架及层次结构有一个初步的认识。

2.从新旧知识联系入手，进一步深入学习细胞全能性理论，并在学习过程中，渗透对学生能力和方法的培养。

3.充分利用学生已有的知识积累，借助于多种直观教学手段，采用综合——分散——深化的教学方法，引导学生对植物组培知识进行比较广泛、深入的学习。

4.在学习植物体细胞杂交技术时，教师有意识地创设情境，提出渐进式问题，引导学生进行思维探索，并借助于计算机课件，对该技术进行由点及面的学习

5.智能训练，实现知识的正向迁移。

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。

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?

　　植物细胞工程的基本技术高中生物优秀教案教学设三

一、教材及学习任务分析

《生态系统的信息传递》是新课程标准教材(人教版)必修三板块第五章第四节的内容，着重讲述生态系统中的信息类型和信息传递在生物之间的意义。这对于我们整体性了解生态系统的功能有着十分重要的作用。同时也为我们在实际生活中的应用提供了有益的理论基础。是学生理解生态系统十分重要的一个环节。

二、学生学情分析

学生已经有了生态系统相关的知识基础，对于信息的了解也从各个渠道有所涉猎。因此，在学习本节内容时，遇到的学习障碍也会相对较低。同时，学生对于丰富多彩的生物行为也比较感兴趣，这对于本节课的教学来说是一个天然的优势。

三、学习目标的确立

知识目标：1、举例说明生态系统信息传递的例子。

2.说出信息传递在生态系统中的作用

3.说明信息传递在农业生产中的应用

能力目标：能够分析资料，利用已有信息传递知识解决现实问题。

情感态度价值观：热爱自然，热爱生命，学会感受大自然的奥妙。

四、学习的重点和难点

说明生态系统的信息传递在生态系统中的作用

五、教学思路

本节课着重在于学生对于教材资料的分析了解，因此，准备学习资料供学生讨论，在讨论过程中体会生态系统信息传递的作用是十分有效的教学策略。

六、教学准备

生态系统中信息传递的各种实例与资料

七、课时安排：一课时

八、详细教学过程

新课引入：我们现在处在信息社会，我们的身边有着各种各样的信息，文字，语言，书画，视频，手势等等不一而足。那么在生态系统中，生物和生物之间会不会存在信息的交流呢?生物和非生物的环境之间有没有信息交流呢?

教师活动：信息交流大家应该都不陌生，这是我们生活中必不可少的东西，我们通过电视，报纸，等方式可以获取信息，也会通过文字，图片将信息传递出去。请大家举例一些常见的，除人类以外，其他动物的信息交流的方式。

学生活动：学生举例，蜜蜂的跳舞，孔雀的开屏，村庄里狗吠。

【通过人类社会信息传递的对比，让学生充分理解生物之间信息传递的作用。学生理解之后举出自己身边常见的信息传递的例子，在与教师对话的过程中逐步理解信息传递的方式。充分实现了理论联系生活实际。】

教师活动：非常好，生活处处皆学问，那么请观看老师准备的相关资料，来分析以下资料中有没有信息传递存在，如果存在那么是通过什么形式传递的呢?

展示资料，组织学生参与学习讨论。

教师活动：非常好。那么从大家的讨论中我们可以归纳一下，自然界中的信息传递的方式是多种多样的，可以归纳为三种信息的种类：物理信息，化学信息，行为信息。我们再来看一组资料，判定属于什么种类的信息。

学生活动：判定资料中的信息种类。

教师活动：那么这些信息在生态系统中起了什么样的作用呢?

学生活动：不同信息所起的具体作用，一一进行描述。

教师活动：很好，那么我们可以将这些活动进行归纳，所起的作用有两点，一是影响生物的正常生命活动，二是可以改变种间关系。可以举一些例子再加以说明吗?

学生活动：举例说明信息传递所起的作用。

教师活动：信息传递属于生态系统非常重要的一个功能，那么能够在我们的日常生活中起到什么样的作用呢?我们在日常农业生产中有什么样的应用?(比如：养鸡过程中，若在鸡舍增加夜晚灯光照射有利于鸡提高产蛋量。这样做有什么科学道理?对于农业中常见害虫，你有什么防治方法?有没有对环境无害的防治方法呢?)

展示相关的资料。

学生活动：讨论生态系统信息传递在日常生活及农业中的应用。

【通过常见教学素材(光照提高鸡的产蛋率，农业害虫的生物防治等)，实现生活化带入，充分发挥学生学习主体性，在学生在合作交流过程中，通过教师引导实现了理论向实际应用的转化，通过学生身边常见的农业生产中的应用，深入的理解掌握所学知识，理解信息传递在生态系统中的重要作用，可以通过合理利用生态系统信息传递功能，达到保护环境的目的，让学生感受到大自然的奥妙以及学习生物的乐趣，实现本节课能力和情感态度价值观目标。】

总结：生态系统的信息传递是生态系统十分重要的功能，通过信息传递，我们更能够体会到，生态系统是一个有机的整体，目前我们对于生态系统中信息的传递方式只是略知皮毛，相信随着我们不断地研究，信息传递将会为我们带来更为深远的影响。

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