（新教材同步備課）2024春高中生物第2章細胞工程第1節植物細胞工程1.1植物細胞工程的基本技術教學實錄新人教版選擇性必修3授課內容授課時數授課班級授課人數授課地點授課時間課程基本信息1.課程名稱：植物細胞工程的基本技術

2.教學年級和班級：高中一年級

3.授課時間：2024年春季學期第2周星期三第3節

4.教學時數：1課時核心素養目標培養學生科學探究精神，通過植物細胞工程的基本技術學習，提高學生的實驗操作技能和觀察能力。強化學生的生物科學思維，理解細胞工程在農業生產中的應用價值，激發學生對生物技術的興趣，提升學生的社會責任感和創新意識。教學難點與重點1.教學重點，

①植物組織培養技術的原理和步驟，包括外植體選擇、培養基配制、無菌操作等關鍵環節。

②植物體細胞雜交技術，包括原生質體融合、再生植株培養等過程，以及影響融合效率的因素。

③植物細胞工程的倫理問題和社會影響，引導學生思考生物技術在農業生產中的應用。

2.教學難點，

①原生質體融合過程中，原生質體融合的機制和影響因素，如細胞壁的去除、融合劑的種類和濃度等。

②植物體細胞雜交后的再生植株培養，如何提高再生率，避免變異和退化等問題。

③結合實際案例，分析植物細胞工程在農業生產中的應用，以及可能帶來的生態和社會影響，引導學生深入思考。教學資源-軟硬件資源：顯微鏡、培養箱、滅菌器、移液器、剪刀、解剖刀、鑷子、無菌操作臺等實驗器材。

-課程平臺：學校生物實驗室預約系統、多媒體教學平臺。

-信息化資源：植物細胞工程相關的教學視頻、實驗操作步驟演示PPT、相關學術論文電子版。

-教學手段：實物演示、多媒體教學、小組討論、課堂實驗操作。教學流程1.導入新課

-詳細內容：首先，通過展示植物生長的圖片和視頻，激發學生對植物生長的興趣。接著，提問學生：“你們知道植物生長的基本過程嗎？”引導學生回顧植物的生長過程，引出細胞分裂和細胞分化的概念。最后，揭示本節課的主題：“植物細胞工程的基本技術”，并簡要介紹植物細胞工程在農業生產中的應用。

2.新課講授

-詳細內容：

1.植物組織培養技術：介紹植物組織培養的基本原理、步驟和應用，包括外植體選擇、培養基配制、無菌操作等關鍵環節。舉例說明不同植物組織培養的成功案例，如水稻、玉米、煙草等。

2.植物體細胞雜交技術：講解原生質體融合、再生植株培養等過程，以及影響融合效率的因素。通過展示實驗圖片和視頻，讓學生直觀了解實驗操作過程。

3.植物細胞工程的倫理問題和社會影響：結合實際案例，分析植物細胞工程在農業生產中的應用，如轉基因植物、生物制藥等。引導學生思考生物技術在農業生產中的利與弊，培養學生的社會責任感。

3.實踐活動

-詳細內容：

1.觀察植物細胞：利用顯微鏡觀察植物細胞的結構，如細胞壁、細胞膜、細胞質、細胞核等。引導學生識別不同類型的植物細胞，并分析其功能。

2.培養植物組織：在實驗室條件下，讓學生親自動手進行植物組織培養實驗，觀察培養過程，了解培養基的配制、無菌操作等關鍵環節。

3.分析實驗結果：引導學生分析實驗數據，總結實驗成功的關鍵因素，如外植體選擇、培養基配方、培養條件等。

4.學生小組討論

-詳細內容舉例回答：

1.為什么植物組織培養需要無菌操作？

回答：無菌操作可以防止細菌、真菌等微生物污染，保證實驗結果的準確性。

2.影響植物細胞雜交效率的因素有哪些？

回答：影響因素包括原生質體融合的條件、培養條件、遺傳背景等。

3.植物細胞工程在農業生產中的應用有哪些？

回答：應用包括轉基因植物、生物制藥、生物農藥等。

5.總結回顧

-內容：首先，對本節課所學內容進行回顧，強調植物細胞工程的基本技術及其在農業生產中的應用。接著，總結本節課的重點和難點，如植物組織培養技術、植物體細胞雜交技術等。最后，鼓勵學生在課后進一步探索植物細胞工程的奧秘，提高自己的生物科學素養。

用時：45分鐘

教學流程具體安排如下：

1.導入新課（5分鐘）

2.新課講授（20分鐘）

-植物組織培養技術（10分鐘）

-植物體細胞雜交技術（10分鐘）

3.實踐活動（15分鐘）

-觀察植物細胞（5分鐘）

-培養植物組織（5分鐘）

-分析實驗結果（5分鐘）

4.學生小組討論（10分鐘）

5.總結回顧（5分鐘）拓展與延伸1.提供與本節課內容相關的拓展閱讀材料

-《植物細胞工程的應用》

-《現代生物技術對農業生產的影響》

-《植物細胞工程的倫理問題與社會責任》

-《植物組織培養技術在植物育種中的應用》

-《植物基因工程與轉基因作物》

2.鼓勵學生進行課后自主學習和探究

-學生可以嘗試查找有關植物細胞工程的歷史發展，了解該領域的重要科學家和他們的貢獻。

-引導學生探究不同植物組織培養技術在不同植物上的應用效果，例如研究不同植物細胞在特定培養基上的生長速度和分化情況。

-探討植物體細胞雜交技術在不同作物改良中的應用實例，如抗病、抗蟲、耐旱等特性的引入。

-學生可以查閱有關植物細胞工程倫理問題的資料，思考生物技術在農業生產中的應用對生態環境和社會的影響，并撰寫一篇小論文。

-通過網絡資源或圖書館，尋找植物細胞工程在醫藥、環保等領域的應用案例，如生物制藥、植物修復污染土壤等。

3.綜合實踐活動

-設計一個植物細胞工程相關的科學探究項目，例如利用植物細胞工程技術進行作物抗病基因的轉化。

-組織學生參觀農業科研機構或企業，了解植物細胞工程在實際生產中的應用。

-安排學生參與生物實驗室的開放活動，親身體驗植物組織培養和植物體細胞雜交的實驗過程。

-鼓勵學生參與科技競賽或創新項目，將植物細胞工程的知識應用于解決實際問題。作業布置與反饋作業布置：

1.閱讀教材中關于植物細胞工程基本技術的相關章節，總結植物組織培養和植物體細胞雜交的主要步驟和注意事項。

2.完成課后練習題，包括選擇題、填空題和簡答題，以檢驗對植物細胞工程基本概念的理解。

3.設計一個簡單的植物組織培養實驗方案，包括實驗目的、材料、方法和預期結果。

4.搜集并整理有關植物細胞工程在農業生產中應用的案例，如轉基因作物、生物制藥等，撰寫一篇簡短的報告。

5.分析一個植物細胞工程相關的倫理問題，如基因編輯技術的潛在風險，并討論如何平衡科學發展和倫理道德。

作業反饋：

1.作業批改時，首先檢查學生對基本概念的理解是否準確，如植物組織培養的步驟、植物體細胞雜交的原理等。

2.對于選擇題和填空題，關注學生是否能夠正確應用所學知識，如正確區分不同類型的培養基、正確描述原生質體融合的過程等。

3.在簡答題中，評估學生是否能夠清晰地表達自己的觀點，如解釋植物組織培養在農業生產中的應用價值，或者討論植物細胞工程倫理問題的兩面性。

4.對于實驗方案的設計，檢查學生是否能夠合理規劃實驗步驟，考慮實驗的可行性和安全性。

5.對于案例分析報告，評估學生是否能夠綜合分析案例，提出有針對性的觀點和建議。

具體反饋內容如下：

-對于總結植物細胞工程基本技術的作業，如果學生能夠準確總結出關鍵步驟和注意事項，給予好評并鼓勵其繼續保持。

-對于課后練習題，如果學生在選擇題和填空題中錯誤較多，指出錯誤原因，并提供正確的答案和解釋，幫助學生糾正錯誤。

-對于實驗方案的設計，如果學生設計的實驗步驟不合理或有安全隱患，提出具體修改意見，指導學生如何改進。

-對于案例分析報告，如果學生能夠全面分析案例，提出合理的觀點和建議，給予肯定并鼓勵其深入思考。

-對于倫理問題的討論，如果學生能夠從不同角度分析問題，提出有建設性的意見，給予鼓勵并引導其進一步探討。典型例題講解1.例題：

植物組織培養過程中，外植體選擇時主要考慮哪些因素？

答案：

-外植體的來源和種類：選擇具有較高再生能力的植物組織，如莖尖、葉片、愈傷組織等。

-外植體的生長狀態：選擇健康、無病蟲害的外植體。

-外植體的發育階段：選擇處于分生狀態的器官或組織，如莖尖、葉片等。

2.例題：

請簡述植物組織培養的培養基配方及其作用。

答案：

-培養基配方：通常包括碳源、氮源、無機鹽、維生素、生長素和細胞分裂素等。

-作用：

-碳源：提供能量和碳骨架。

-氮源：提供氨基酸、蛋白質等。

-無機鹽：提供植物生長所需的礦質元素。

-維生素：維持植物的正常生長和代謝。

-生長素和細胞分裂素：調控植物細胞的分裂和分化。

3.例題：

植物體細胞雜交過程中，原生質體融合的常見方法有哪些？

答案：

-電激融合法：利用電場促進原生質體融合。

-磁場融合法：利用磁場作用促進原生質體融合。

-化學誘導融合法：利用聚乙二醇（PEG）等化學物質誘導原生質體融合。

4.例題：

植物體細胞雜交后，如何提高再生植株的頻率？

答案：

-選擇合適的原生質體融合方法，如電激融合法。

-調整融合后的培養條件，如培養基的成分、pH值、溫度等。

-加強愈傷組織的培養和誘導，如添加生長素和細胞分裂素。

5.例題：

植物細胞工程在農業生產中的應用有哪些？

答案：

-轉基因作物：通過基因工程技術培育具有抗病、抗蟲、耐旱等特性的轉基因作物。

-生物制藥：利用植物細胞培養技術生產藥物，如疫苗、抗生素等。

-生物農藥：利用植物細胞工程生產具有生物活性的農藥，如生物殺蟲劑、生物除草劑等。板書設計1.植物細胞工程的基本技術

①植物組織培養

-原理：利用植物細胞的全能性，通過離體培養形成完整植株。

-步驟：外植體選擇、消毒、誘導愈傷組織、誘導再分化、生根和移栽。

②植物體細胞雜交

-原理：利用原生質體融合技術，將兩個不同植物的細胞融合成一個細胞。

-方法：電激融合、化學誘導融合、聚乙二醇（PEG）融合。

③再生植株培養

-步驟：原生質體融合、愈傷組織培養、再分化、生根、移栽。

2.植物細胞工程的應用

①轉基因作物

-抗病、抗蟲、耐旱等特性。

-應用實例：轉基因抗蟲棉、轉基因抗病水稻。