摘要 敘述通過“植物細(xì)胞工程”一節(jié)的教學(xué)，讓學(xué)生初步了解和掌握植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)手段，認(rèn)識生物科學(xué)，了解生物科學(xué)發(fā)展前景和在實踐中的廣泛應(yīng)用：培養(yǎng)學(xué)生小組合作和獨(dú)立解決問題能力。

關(guān)鍵詞 植物細(xì)胞工程 植物組織培養(yǎng) 植物細(xì)胞的全能性

中圖分類號 G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 B

1 教材分析及設(shè)計思路

“植物細(xì)胞工程”是蘇教版高中生物教材選修3第二章“細(xì)胞工程”的第二節(jié)，本節(jié)主要學(xué)習(xí)內(nèi)容是植物細(xì)胞工程的技術(shù)手段之一：植物組織培養(yǎng)技術(shù)及依據(jù)的理論基礎(chǔ)、應(yīng)用于農(nóng)作物育種的廣闊前景。其中植物組織培養(yǎng)的原理和過程是教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，它承載著學(xué)生認(rèn)識科學(xué)技術(shù)、了解生物科學(xué)發(fā)展的前景以及科學(xué)探究能力等科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)。

設(shè)計思路：依據(jù)細(xì)胞全能性原理可以進(jìn)行植物組織培養(yǎng)，學(xué)生在必修I模塊已有了初步認(rèn)識，讓學(xué)生通過回顧已掌握的知識，創(chuàng)設(shè)問題情景，激發(fā)學(xué)生積極思維，積極討論，共同協(xié)助，培養(yǎng)學(xué)生小組解決問題和提出問題的能力。在討論解決問題的過程中加深對知識的理解。本節(jié)知識起承上啟下的作用，所以通過回顧已有知識加深新舊知識的聯(lián)系，引出植物細(xì)胞工程的技術(shù)手段之一，植物的組織培養(yǎng)技術(shù)，并且這部分內(nèi)容與人類生產(chǎn)、生活密切相關(guān)，所以應(yīng)該緊密聯(lián)系生活實際，舉出相應(yīng)的實例，加強(qiáng)對知識宏觀七的把握，要求學(xué)生用舉例方式說出植物組織培養(yǎng)技術(shù)在農(nóng)，林業(yè)及瀕危植物的保護(hù)等方面的具體應(yīng)用。

2 教學(xué)目標(biāo)

2.1 知識目標(biāo)

(1)簡述植物組織培養(yǎng)的概念和過程。

(2)捕述人工種子的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用。

(3)植物組織培養(yǎng)在生產(chǎn)實際中的應(yīng)用。

2.2 能力目標(biāo)

(1)培養(yǎng)閱讀能力，觀察能力，思維能力，小組互助合作學(xué)習(xí)能力。

(2)嘗試植物組織培養(yǎng)技術(shù)，學(xué)會制作人工種子模型。

2.3 情感態(tài)度與價值觀

(1)形成生物體結(jié)構(gòu)與功能，局部與整體相統(tǒng)一的觀點(diǎn)。

(2)認(rèn)識生物科學(xué)的技術(shù)手段及生物科學(xué)的進(jìn)展，正確理解科學(xué)、技術(shù)、社會之間的關(guān)系，激發(fā)樂于學(xué)習(xí)生物科學(xué)的興趣。

(3)體驗人工種子設(shè)計的科學(xué)性和巧妙性。

(4)培養(yǎng)學(xué)生對社會的責(zé)任感，并激發(fā)求知欲。

3 教學(xué)過程

3.1 課前準(zhǔn)備

教師要求學(xué)生課前搜索現(xiàn)代生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用及成果(重點(diǎn)了解植物組織培養(yǎng)技術(shù))。教師準(zhǔn)備：馬鈴薯、人工胚乳、花生等實驗材料；多媒體課件：番茄一馬鈴薯圖片，植物組織培養(yǎng)的過程的視頻材料(胡蘿卜形成層培養(yǎng)過程)，人工種子圖片。

3.2 創(chuàng)設(shè)情景，引出新課

我國人口眾多，隨著人口快速增長與人均占有耕地面積逐漸減少之間的矛盾日益突出，因而糧食問題已成為人們亟待解決的緊迫問題，于是人們提出一個夢想：番茄的果實和馬鈴薯的塊莖是經(jīng)常食用的蔬菜，能否讓一株植株地上部分結(jié)番茄，地下部分長馬鈴薯呢?這個幻想可能實現(xiàn)嗎?(圖片展示番茄——馬鈴薯)現(xiàn)在已經(jīng)被成功培養(yǎng)，就是應(yīng)用植物細(xì)胞工程的技術(shù)手段(引入新課)。

問題討論：

①植物細(xì)胞工程的理論基礎(chǔ)是什么?通常采用的技術(shù)手段有哪些?

②植物組織培養(yǎng)技術(shù)的理論基礎(chǔ)是什么?

③什么叫做細(xì)胞全能性?

④為何已分化的細(xì)胞仍具有發(fā)育成完整個體的潛能?

⑤動物細(xì)胞具有全能性嗎?

⑥生物體所有細(xì)胞全能性都一致嗎?

教學(xué)意圖：教師設(shè)計的一系列問題，學(xué)生回顧原有的知識通過小組討論分析思考，在解決問題的過程中掌握知識；開展“自主、合作、探究”式學(xué)習(xí)活動，理出細(xì)胞全能性和植物組織培養(yǎng)的知識結(jié)構(gòu)和層次；對必修I課中與上述兩知識點(diǎn)有關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行全面、充分地復(fù)習(xí)；找出新舊知識之間的聯(lián)系與區(qū)別。

3.3 學(xué)習(xí)植物細(xì)胞的全能性

教師糾錯并歸納總結(jié)細(xì)胞的全能性概念、原因。

問題討論：

①具有全能性一定能表現(xiàn)出全能性嗎?(展示圖片：科學(xué)家利用菊花花瓣培養(yǎng)的菊花)

②為什么植物的一個花瓣就可以培育出完整的植株呢?

③為什么植物的花瓣在植物體內(nèi)沒有能發(fā)育成完整的植株呢?

④怎樣才能由一塊組織通過培養(yǎng)得到一株完整植株，應(yīng)該如何操作?

教學(xué)意圖：由一個知識點(diǎn)過渡到另一個知識點(diǎn)，在問題的積極探討中，充分激發(fā)學(xué)生思維。自然而然的過渡可以更好地激發(fā)學(xué)生求知欲。

3.4 學(xué)習(xí)植物組織培養(yǎng)技術(shù)：

概念：分析把握三個要點(diǎn)：①原理；②條件；③材料。

過程：請閱讀課本第46-47頁有關(guān)內(nèi)容和圖示，分小組討論分析和回答以下問題：

①植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的條件有哪些?

②在植物組培過程中，為什么要進(jìn)行一系列的消毒、滅菌，并且要求無菌操作?

③為什么切取胡蘿卜根的形成層，其他部分也能培養(yǎng)成小植株嗎?

④培養(yǎng)基的成分有哪些?

⑤請學(xué)生們根據(jù)上述過程概括出植物組織培養(yǎng)技術(shù)的流程圖，并與其他同學(xué)交流。

然后播放胡蘿卜形成層組織培養(yǎng)的有關(guān)視頻，總結(jié)歸納。

教學(xué)意圖：通過獨(dú)立閱讀，培養(yǎng)學(xué)生一定的自學(xué)能力，歸納總結(jié)能力；小組合作探討、相互啟發(fā)，實現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，對知識的理解更加深刻；視頻及圖片具有直觀、生動、形象等特點(diǎn)，能激發(fā)學(xué)生的探究欲望和學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生所學(xué)知識立足于實際，增強(qiáng)知識的可信度。

拓展：(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?

3.5 強(qiáng)調(diào)幾個概念

教師需要強(qiáng)調(diào)愈傷組織、植物細(xì)胞的脫分化、植物細(xì)胞的再分化等概念。

教師設(shè)問：既然愈傷組織能發(fā)育成植物，那能不能把愈傷組織先保存起來，像種子一樣等需要時再用呢?可以制成人工種子。

3.6 學(xué)習(xí)人工種子

教師講述：這個設(shè)想最初是由英國科學(xué)家于1978年提出的。這一設(shè)想引起人們極大興趣。因為不少植物需要生長數(shù)年才能結(jié)出種子；優(yōu)良雜種的后代因發(fā)生性狀分離而喪失其優(yōu)良特性；種子的生產(chǎn)受季節(jié)、氣候和地域的限制；制種需要占用大量土地。(啟發(fā)學(xué)生回憶玉米、小麥等植物種子的結(jié)構(gòu))要求學(xué)生按這種思路，來研究人工種子的制備。(教師發(fā)給學(xué)生材料，由學(xué)生根據(jù)課本第47頁，制作“人工種子”模型。)

教學(xué)意圖：促進(jìn)學(xué)生角色的轉(zhuǎn)變，由被動接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥膮⑴c者，讓他們在實踐活動中體驗、領(lǐng)悟生物知識；培養(yǎng)學(xué)生動腦、動手的習(xí)慣，加深對知識的理解和掌握。

3.7 在輕松愉快的學(xué)習(xí)環(huán)境中歸納總結(jié)和拓展

植物細(xì)胞工程中應(yīng)用到的技術(shù)手段包括植物組織培養(yǎng)、植物細(xì)胞培養(yǎng)、植物體細(xì)胞雜交，其中植物組織培養(yǎng)是基礎(chǔ)，它的應(yīng)用在現(xiàn)代農(nóng)林業(yè)中越來越廣泛，可以快速繁育無病毒的植株，并能保持母本的優(yōu)良形狀。

3.8 布置課后作業(yè)

根據(jù)人工種子的制作要求，教師可進(jìn)一步讓學(xué)生提供其他可以做人工種子模型的材料，并討論：

人工種子有哪些優(yōu)點(diǎn)呢?

同時舉例說出植物組織培養(yǎng)在農(nóng)林業(yè)及瀕危植物保護(hù)等方面有哪些應(yīng)用。

4 課后反思

本節(jié)課引課新穎自然，激發(fā)學(xué)生對新知識極大的興趣，教師創(chuàng)設(shè)一系列問題情景，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課堂回顧和談?wù)?，分小組解決。討論很激烈，充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。以舊知識引出新知識，使學(xué)生在已有掌握知識水平上加深和拓寬；新知識點(diǎn)由學(xué)生閱讀后，根據(jù)教師所設(shè)計的問題，討論解決。在真正意義上做到把課堂還給學(xué)生，充分發(fā)揮教師的指導(dǎo)作用，學(xué)生通過討論對知識的掌握更加深入，并發(fā)揮小組合作學(xué)習(xí)的優(yōu)勢，拓寬了知識面。