STC理念下《植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)》教學(xué)設(shè)計(jì)

劉夢月

一、教材分析及教學(xué)策略

《植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)》是人教版高中生物選修3專題2第1節(jié)的內(nèi)容，本節(jié)包括“植物組織培養(yǎng)技術(shù)”和“植物體細(xì)胞雜交技術(shù)”兩部分內(nèi)容，其中“植物組織培養(yǎng)技術(shù)”在必修1及選修1中都有介紹，屬于學(xué)生的已有知識，而“植物體細(xì)胞雜交技術(shù)”是一個(gè)全新的領(lǐng)域，對學(xué)生是一個(gè)考驗(yàn)。

教學(xué)策略：1.本節(jié)課以STC（Science and Technology for Children），即孩子們的科學(xué)與技術(shù)，教學(xué)理念為核心指導(dǎo)， 利用教材中的圖片引入本節(jié)內(nèi)容，提出問題。在教學(xué)過程中，不斷利用圖片的新穎性和直觀性，通過關(guān)鍵問題的層層設(shè)疑，引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析并得出結(jié)論，使學(xué)生在積極參與的基礎(chǔ)上強(qiáng)化科學(xué)思維，提高科學(xué)探究能力。2.小組合作學(xué)習(xí)，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生有目的、有選擇地閱讀教材，小組積極討論，對實(shí)驗(yàn)過程自學(xué)、分析、歸納，使學(xué)生主動(dòng)地參與到學(xué)習(xí)中，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的合作精神。學(xué)生拋開課本，大膽想象，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性及創(chuàng)造性。

二、教學(xué)目標(biāo)

1.知識目標(biāo)

（1）理解植物細(xì)胞的全能性，并能說出實(shí)現(xiàn)細(xì)胞全能性的條件；

（2）掌握植物體細(xì)胞雜交的流程及原理。

2.能力目標(biāo)

（1）嘗試自主學(xué)習(xí)及小組合作學(xué)習(xí)；

（2）學(xué)會比較、分析、歸納的科學(xué)方法。

3.情感態(tài)度、價(jià)值觀目標(biāo)

（1）感受生物科學(xué)的價(jià)值；

（2）參與小組合作學(xué)習(xí)，體驗(yàn)合作的樂趣。

三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

1.教學(xué)重點(diǎn)

（1） 植物組織培養(yǎng)的原理和過程。

（2） 植物體細(xì)胞雜交的原理。

2.教學(xué)難點(diǎn)

植物組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)。

四、教學(xué)過程

引課：你知道嗎？用一根嫩枝條就可以培育出10萬株以上的幼苗，這是如何實(shí)現(xiàn)的？你想打破物種的界限，創(chuàng)造出全新的物種嗎？本節(jié)課我們將暢游在《植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)》的世界里，體驗(yàn)科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)過程。

（一）細(xì)胞的全能性及分化

展示圖2-1：利用菊花花瓣培養(yǎng)出的菊花圖片。

提問：為什么植物的一個(gè)花瓣就可以培育出完整的植株？

生：細(xì)胞的全能性！

師：正確，我們一起回顧細(xì)胞的全能性。

幻燈片展示問題：

1.什么是細(xì)胞的全能性？

2.為什么運(yùn)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)能把植物離體器官、組織或細(xì)胞培養(yǎng)成完整植物體？

3.對于受精卵、生殖細(xì)胞和體細(xì)胞及動(dòng)植物細(xì)胞的全能性大小有什么差異？

4.生物體內(nèi)的細(xì)胞為什么沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化成不同的組織器官？

5.植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是什么？

教師啟發(fā)學(xué)生將題目讀懂弄透，對新舊知識進(jìn)行必要的加工和整合，再得出結(jié)論。

教師根據(jù)學(xué)生回答情況，及時(shí)給予贊揚(yáng)或糾正。

師；剛才我們回顧了細(xì)胞的全能性及分化，解決了“為什么”，下面我們來解決“怎么做”。

（二）植物組織培養(yǎng)技術(shù)

1.過程。

請同學(xué)們看書，自學(xué)“胡蘿卜的組織培養(yǎng)”的方法步驟。

小組合作學(xué)習(xí)完成課本討論題1，2，3。

小組展示：植物組織培養(yǎng)技術(shù)的流程圖：

離體的組織、器官、細(xì)胞 愈傷組織 根芽→植株

2.概念。

小組根據(jù)剛才的合作學(xué)習(xí)歸納總結(jié)：植物組織培養(yǎng)的概念。

要求：明確脫分化、再分化的概念及愈傷組織的特點(diǎn)。

幻燈片展示問題：

（1）離體的器官、組織或細(xì)胞如果不進(jìn)行脫分化處理，能否培養(yǎng)成完整的植物體？

（2）決定植物細(xì)胞脫分化、再分化的關(guān)鍵因素是什么？

學(xué)生思考并回答。

教師對學(xué)生的回答積極給予肯定，如：回答得不錯(cuò)。這位同學(xué)已經(jīng)注意到P36“小知識”中培養(yǎng)基的組成。引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注教材細(xì)節(jié)。

3.應(yīng)用。

（1）快速繁殖，培育無病毒植株；

（2）用大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)來生產(chǎn)藥物、食品添加劑、香料、色素、殺蟲劑等；

（3）植物組織培養(yǎng)方法形成胚狀體，包裹上人造種皮，制成人工種子，解決繁殖能力差、發(fā)芽率低等問題。

（三）植物體細(xì)胞雜交技術(shù)

同學(xué)們都知道，馬鈴薯塊莖生長在地下，番茄在地上生長，那我們是否想象過培育出一種地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯的“超級作物”？

生：當(dāng)然想，可是用傳統(tǒng)的有性雜交的方法不可能。

師：為什么？

生：因?yàn)椴煌膬煞N生物之間，存在著生殖隔離。

師：生物學(xué)知識掌握得非常好！那科學(xué)家采用何種美妙的方法最終得到了“番茄—馬鈴薯”雜種植株呢？

下面請大家?guī)е韵聠栴}認(rèn)真閱讀教材P36～P37，了解植物體細(xì)胞雜交技術(shù)，小組合作解決問題。

1.你認(rèn)為兩個(gè)來自不同植物的體細(xì)胞完成融合，遇到的第一個(gè)障礙是什么？

2.有沒有一種溫和的去壁方法呢？

3.為什么兩個(gè)原生質(zhì)體能發(fā)生融合，這與細(xì)胞膜的什么特性有關(guān)？融合的具體操作方法如何？

4.如果兩個(gè)來源不同的原生質(zhì)體發(fā)生了融合，下一步該做何處理？

學(xué)生埋頭認(rèn)真閱讀教材相關(guān)內(nèi)容，小組展開討論，教師巡視。

師：同學(xué)們看書非常仔細(xì)，你們能否預(yù)測一下細(xì)胞融合后會出現(xiàn)哪些組合類型？

生：番茄—馬鈴薯雜種細(xì)胞。

師：只有一種可能嗎？

生：還有番茄—番茄細(xì)胞、馬鈴薯—馬鈴薯細(xì)胞。

師：對！然后再從中可篩選出所需的番茄—馬鈴薯雜種細(xì)胞，如何將雜種細(xì)胞培育成雜種植株？

生：應(yīng)讓雜種細(xì)胞再生出細(xì)胞壁，利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，將雜種細(xì)胞培養(yǎng)成雜種的植株。

師：剛才同學(xué)們的回答非常到位，說明同學(xué)們能夠積極思考，充分做到了合作學(xué)習(xí)，取得了良好的學(xué)習(xí)效果。

師生一起歸納植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的過程。

師：通過剛才的學(xué)習(xí)，請同學(xué)們總結(jié)出植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的概念。

師：同學(xué)們能否“異想天開”，想出其他有利于人類的各種雜交方法？

學(xué)生七嘴八舌地說出各種細(xì)胞的雜交及其美妙的結(jié)果。

師：雖然科學(xué)家歷盡艱辛，終于實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)物種間的雜交，那么這株同時(shí)具有兩個(gè)物種遺傳物質(zhì)的超級植物真的就如人們所愿，地上長番茄，地下結(jié)馬鈴薯呢？這項(xiàng)技術(shù)有意義嗎？

生：能夠克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，培育出自然界中沒有的、具有優(yōu)良品質(zhì)的新品種。

師：科學(xué)家們已培育出，白菜—甘藍(lán)，煙草—海南煙草，胡蘿卜—羊角芹，白菜—甘藍(lán)同普通的菜相比，具有生長期短，耐熱性強(qiáng)和易于貯藏的優(yōu)點(diǎn)。

師：目前，植物體細(xì)胞雜交還有許多理論和技術(shù)問題沒有解決，這項(xiàng)技術(shù)仍然處在研究階段，距離推廣應(yīng)用還有一定差距。但是我們相信經(jīng)過科學(xué)家的不懈努力，讓“番茄—馬鈴薯”在地上結(jié)番茄、地下長馬鈴薯的愿望一定會實(shí)現(xiàn)。

課后反思：本節(jié)課以STC教學(xué)理念為指導(dǎo)，教學(xué)中盡量為學(xué)生提供探究的機(jī)會， 讓學(xué)生直接探索科學(xué)概念和現(xiàn)象， 思考他們的觀察， 通過小組合作學(xué)習(xí)與同學(xué)分享， 將學(xué)到的東西應(yīng)用于新情境，如：植物體細(xì)胞雜交技術(shù)需要植物組織培養(yǎng)技術(shù)，讓學(xué)生通過關(guān)注、探索 、思考，最終會應(yīng)用。

教學(xué)中問題的解決形式主要是小組合作學(xué)習(xí)，如果學(xué)生在自主合作學(xué)習(xí)中有困難，教師應(yīng)該及時(shí)給予幫助指導(dǎo)；或是改變教學(xué)策略，結(jié)束討論，教師整體講解等。學(xué)生在表述時(shí)，教師應(yīng)該及時(shí)給予評價(jià)，并對生物專業(yè)術(shù)語進(jìn)行規(guī)范性引導(dǎo)。