《植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)》教學(xué)研究

貴州省貴陽市第三實驗中學(xué)　　崔熙媛　　王龍舞

《植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)》教學(xué)研究

貴州省貴陽市第三實驗中學(xué)崔熙媛王龍舞

本文從教材分析、學(xué)情分析、命題趨勢和教學(xué)建議四個方面闡述《植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)》第一部分的教學(xué)設(shè)計。

教材分析 學(xué)情分析 命題趨勢 教學(xué)建議

一、教材分析

1.本節(jié)課的地位。《植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)》是人教版高中生物選修3《現(xiàn)代生物科技專題》第二個專題第一部分的內(nèi)容。在考綱要求中屬于Ⅱ類，處了解水平。本節(jié)課以上一專題《基因工程》為依托，從較為抽象的基因、蛋白質(zhì)等分子水平上升到相對宏觀的細(xì)胞水平，旨在讓學(xué)生了解細(xì)胞工程技術(shù)的基本理論和方法步驟。同時，為學(xué)生后面將要學(xué)習(xí)的動物細(xì)胞工程、胚胎工程打下良好的理論基礎(chǔ)。

2.能力要求。①嘗試進行植物組織培養(yǎng)。②運用細(xì)胞的基礎(chǔ)知識，分析細(xì)胞工程的理論基礎(chǔ)。③搜集有關(guān)細(xì)胞工程研究進展和應(yīng)用方面的資料，進行整理、分析和交流。④通常以工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的具體事例為命題背景考查學(xué)生觀察、分析、探究的能力。

3.知識要求。①要求學(xué)生可以簡述植物組織培養(yǎng)技術(shù)的理論和實驗過程，掌握體細(xì)胞雜交的原理和技術(shù)路線，理清細(xì)胞全能性和基因選擇性表達的原因和作用。②簡述植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交技術(shù)及其應(yīng)用。

4.考查題型。從考查形式看，可以分為以下幾種情況：第一基本概念、原理、步驟的識記—填充和簡述。第二基本原理應(yīng)用—簡述。第三基本原理和過程的分析、運用—填充、簡述、作圖。

二、命題趨勢

本節(jié)內(nèi)容在高考中的考查形式以填充、簡述、作圖為主，滿分為15分。2013年全國課標(biāo)卷Ⅱ理綜第40題考查了本節(jié)內(nèi)容。

［生物—選修3：現(xiàn)代生物科技專題］甲、乙是染色體數(shù)目相同的兩種二倍體藥用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小組擬培育同時含有A和B的新型藥用植物?；卮鹣铝袉栴}：

（1）為了培育該新型藥用植物，可取甲和乙的葉片，先用___酶和___酶去除細(xì)胞壁，獲得具有活力的___，再用化學(xué)誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)二者融合。形成的融合細(xì)胞進一步培養(yǎng)形成___組織，然后經(jīng)過___形成完整的雜種植株。這種培育技術(shù)稱為___。

（2）上述雜種植株屬于多倍體，多倍體是指___。假設(shè)甲與乙有性雜交的后代是不育的，而上述雜種植株是可育的，造成這種差異的原因是___。

（3）這處雜交植株可通過制作人工種子的方法大量繁殖。經(jīng)植物組織培養(yǎng)得到的___等材料用人工薄膜包裝后可得到人工種子。

解析：本題主要考查植物細(xì)胞工程的植物體細(xì)胞染交技術(shù)及相關(guān)應(yīng)用。同時，從側(cè)面考查必修教材中的染色體數(shù)目變異以及減數(shù)分裂相關(guān)知識。

（1）該新型藥用植物是通過植物體細(xì)胞雜交技術(shù)獲得的，要獲得有活力的原生質(zhì)體才能進行體細(xì)胞雜交，因此首先用纖維素酶和果膠酶去掉植物的細(xì)胞壁，再用PEG誘導(dǎo)兩者的原生質(zhì)體融合，再采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得雜種植株。植物組織培養(yǎng)的主要過程是：先脫分化形成愈傷組織，再分化形成植物體，利用植物細(xì)胞的全能性。

（2）如果植物甲、乙是兩個物種，兩者不能通過有性雜交產(chǎn)生可育后代。原因是甲、乙有性雜交所產(chǎn)生的后代在減數(shù)分裂過程中同源染色體聯(lián)會異常，存在著生殖隔離。但植物甲、乙通過植物體細(xì)胞雜交技術(shù)產(chǎn)生的后代卻是可育的，因為在減數(shù)分裂過程中同源染色體能完成正常的聯(lián)會，產(chǎn)生正常的配子。由于甲、乙都是二倍體，因此，植物體細(xì)胞雜交得到的后代是異源四倍體。

（3）人工種子生產(chǎn)不受氣候、季節(jié)和地域等因素限制，可以避免后代不發(fā)生性狀分離等。因此，植物細(xì)胞工程重要的應(yīng)用之一是制備人工種子，用到的核心技術(shù)是植物組織培養(yǎng)技術(shù)：將植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽等材料用人工薄膜包裝后可得到人工種子。

三、教學(xué)建議

1.構(gòu)建完整的知識體系。首先，教師要使學(xué)生明確本模塊的知識體系，幫助學(xué)生建立模塊內(nèi)容的整體認(rèn)識。其次，教師展示專題的知識框架，讓學(xué)生了解專題內(nèi)容在考試大綱中的要求。同時，教師可以引導(dǎo)學(xué)生找出本專題和必修內(nèi)容的聯(lián)系。例如，植物細(xì)胞工程技術(shù)可與必修內(nèi)容中細(xì)胞的結(jié)構(gòu)、細(xì)胞的分化、細(xì)胞的全能性及植物的激素調(diào)節(jié)有關(guān)。本節(jié)內(nèi)容涉及眾多概念。下圖以概念圖的形式表示本節(jié)主要概念之間的邏輯關(guān)系。

植物細(xì)胞工程概念圖

2. 借助基本步驟流程圖、過程示意圖，突破重點和難點。本專題的核心內(nèi)容和主干知識是植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的操作程序。教師可利用教材內(nèi)容梳理知識內(nèi)容，構(gòu)建學(xué)科體系，突破重點和難點。試題中經(jīng)常會以簡述或者填圖形式考查學(xué)生應(yīng)用基本原理解決實際問題的能力。所以，教師在平時的授課過程中可以采取默寫或填寫流程圖等形式，訓(xùn)練學(xué)生的圖文轉(zhuǎn)換能力。

3. 加強有效的課堂訓(xùn)練。學(xué)生要狠抓扎實的基本功，如默寫流程圖、挖空填寫、背誦重要的過程、原理等。教師可以利用學(xué)生的早讀時間考察學(xué)生的背誦內(nèi)容。

ISSN2095-6711/Z01-2016-11-0163