高中生物植物细胞工程的基本技术教学设计学情分析教材分析课后反思.docx

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高中生物植物细胞工程的基本技术教学设计学情分析教材分析课后反思

选修3专题2.1植物细胞工程

2.1.1植物细胞工程的基本技术

教学设计（新授课）

选修3专题2.1植物细胞工程

2.1.1植物细胞工程的基本技术教学设计

新授课

一.教学目标确立依据

1.课程标准要求及解读

（1）课程标准要求：

植物组织培养（Ⅱ）

（2）课程标准解读：

要求学生能了解植物细胞的全能性的概念，会区分不同细胞全能性的大小，学会解释个体中的细胞为什么不能体现全能性，并依此原理，让学生学会植物组织培养的操作方法，学会画植物组织培养的流程图，从而提高学生的操作能力和动手能力。

2.教材分析

（1）地位：

《植物细胞工程的基本技术》是人教版高中生物选修三《现代生物科技专题》专题二第一节第一部分的内容。

本节课以上《基因工程》为依托，从较为抽象的基因和蛋白质等分子水平上升到相对宏观的细胞水平，旨在让学生了解植物细胞工程的基本理论和方法步骤，同时也为后面即将学习的动物细胞工程、胚胎工程打下基础。

（2）内容：

在本小节的教材中，包含两大部分，一是植物细胞的全能性，先用实例引出“花瓣是怎样长成一株完整的植株的？

植物的花瓣为什么能培育出一株完整的植株？

”等问题，由此导入植物细胞全能性的学习，并简单叙述了植物细胞全能性的概念，二是植物组织培养技术，教材中通过“怎样把植物的一个花瓣培育成完整的植株”这个问题引入──植物组织培养技术，并通过实验“胡萝卜的组织培养”来进行讨论和总结的基础上总结出植物组织培养的概念，从而突出本节课的重点和难点植物组织培养。

（3）高考命题分析

本节内容在近4年高考中，没有涉及，但在2010课标全国卷、2009年福建卷、2008年海南卷均以非选择题呈现，有时会与基因工程等相联系，但仍以植物组织培养为中心，考察与此相关的实验技术问题，或者以植物组织培养为背景考察学生的科学探究能力。

3.学情分析

细胞工程看似微观、抽象，很难与学生的生活经验相联系，其实不然。

由于植物微型繁殖技术的迅速发展，学生经常会从各种媒体上看到“试管苗”、“组培苗”的字眼。

而克隆羊多利的诞生更使“克隆”这个生物学的专业术语，成为媒体频频出现的、已不用注解的名词。

细胞工程是建立在对细胞结构、功能、生理等研究基础上的新技术，在必修模块《分子与细胞》中，学生已学过动植物细胞的结构和功能、细胞的分化、全能性和胡萝卜的组织培养，而且高二的多数学生已经掌握了一定的生物学基础知识并具备了独立思考的能力、合作探究的能力，所以这节内容学习起来，难度应该不大。

但是在这节的学习中，要调动学生的情感体验，培养学生正确的科研态度。

二.学习目标

1.知识目标：

（1）学生通过对课本P33的自主学习，在进一步理解全能性的概念的基础上学会用自己的语言进行复述，并从中明确细胞全能性表现的原因及条件；借助小组讨论，区分不同细胞全能性的大小。

（2）学生通过对课本P34-35实验的自主学习，提炼出该实验的实验原理并总结出该实验的注意事项。

（3）学生通过自主学习与合作探究，绘出植物组织培养的流程图。

2.能力目标：

（1）学生在创设的问题情景中，勇于质疑和探究，从而提升自己的独立思考和推理判断的能力

（2）学生活学活用中提高了理论联系实际的能力

3.情感目标：

（1）学生在自主学习与合作探究中养成严谨的科学态度，求实的科研精神以及灵活的科学方法。

（2）通过关注细胞工程研究的发展和应用前景，激发生物学学习的热情，树立学习的信心

三.评价设计

1.学生自主学习描述植物细胞全能性的概念，并明确细胞全能性表现的原因及条件。

评价方法：

学生展示，教师评价

评价指标：

能清晰复述概念并能解释细胞能表现全能性的原因的为合格，能在此基础上明确全能性表现的条件的为优秀。

2.学生从“胡萝卜的组织培养”的实验中，提炼原理及注意事项等。

评价方法：

小组成员自我展示，小组成员自我评价，小组间相互评价。

评价指标：

能清晰提炼出实验原理，并能说出多数的实验注意事项为合格，能完整的归纳出实验注意事项的为优秀。

3.学生通过小组合作探究，画出植物组织培养的流程图

评价方法：

小组成员展示，小组间相互评价。

评价指标：

能基本画出植物组织培养的流程图的为合格，能完整画出流程图的为优秀

4.完成学案中的自我检测题

评价方法：

学生自我评价

评价指标：

正确率在80%以上为合格，正确率在100%为优秀。

四.教学方法

探究法、问题导学法、小组讨论法、比较法、归纳法等

五.课前准备：

教师准备：

课件、导学案、习题、

学生准备：

（1）查找有关植物组织培养的资料；草稿纸；笔

（2）根据导学案预习本节内容。

六、教学流程

教学

内容

时间

设计

教师活动

学生活动

设计意图

导入本节课题

4min

大屏幕展示青岛植物博展会的植物、浙江农业博展会，绵羊多利的照片

展示细胞工程的概念

提出问题:

根据对象不同，细胞工程有几种类型？

屏显植物细胞工程的两项技术手段

引出植物组织培养

出示学习目标

看图思考

带着下面的问题阅读教材P31的概念，并回答以下问题：

1.应用的原理和方法？

2.研究的水平？

3.研究的目的？

归纳总结

明确本节课的任务

通过学生感兴趣的图片，激发学习乐趣和求知欲望。

以问题驱动层层推进教学，同时培养学生自主获取知识的能力和概括归纳能力以及语言表达能力。

水到渠成的过渡到本节小课题

把学习目标直观呈现给学生，让学生做到有的放矢。

目标一

植物细胞全能性

迁移

练习

10min

屏显图片：

展示一个菊花细胞变成一个完整的植株？

提出问题:

这个箭头是如何实现的？

利用的原理是什么？

屏显问题

学生回答过程中进行适时的引导、追问等

巡视学生做题情况

带着下面的问题阅读教材P33-P34

1.细胞全能性的概念？

2.细胞能表达全能性的原因？

3.细胞全能性的大小比较

复述概念

组内相互纠错

做迁移练习

以问题驱动层层推进教学，同时培养学生自主获取知识的能力和概括归纳能力以及语言表达能力。

通过复述，对概念能更有深刻的认识

并且渗透探究性学习，有利于学生间智慧的碰撞，以达到共同进步的目的

通过迁移习题，学生自我检测知识的掌握情况

目标二

植物组织培养的实验

迁移

练习

15min

提出问题:

屏显

1.胡萝卜的组织培养实验的原理是什么？

2.该实验的注意事项有哪些？

提出要求：

从教材实验中能提炼出原理和注意事项。

鼓励学生积极踊跃的展示

自我

对展示过程进行适当的教师评价

归纳整合该实验的条件和该实验的培养基要求

巡视学生做题情况

带着屏显的问题阅读教材P34-P35

小组探究活动

小组成员展示成果

小组成员互相评价

巩固提升

做迁移练习

以问题驱动层层推进教学，同时培养学生自主获取知识的能力和概括归纳能力以及语言表达能力。

分享成果资源进行取长补短。

通过生生互评、师生互评的形式从多方位、多层次、多角度去看待学生，用赏识教育的观点评价学生,激发学生的学习潜力

通过教师的知识整合，让零散的知识系统，更有利于学生的掌握

通过迁移习题，学生自我检测知识的掌握情况

目标三

植物组织培养的流程图

9min

提出要求：

1.用文字和箭头尝试画出植物组织培养的流程图

2.小组交流完善所画植物组织培养的流程图

巡视学生画图情况和小组交流情况

对展示过程进行适当的教师评价

对所画图形进行纠正性评价，然后屏显规范的流程图

强调：

（屏显）

1.脱分化，再分化

2.愈伤组织的特点

3.激素条件

4.植物组织培养的概念

延伸：

（屏显）

植物组织培养的实际应用

自主绘出植物组织培养的流程图

小组探究活动

小组成果展示活动

小组成员互相评价

小组间互相评价

修改完善，巩固提升，完善自我

巩固提升

思考，课后查阅资料

分享成果资源进行取长补短。

通过生生互评、师生互评，激发学生的学习潜力

通过教师的知识整合，让流程图更规范，更清晰，更有益于学生掌握

通过教师的强调，让学生对易错知识点有个更深刻的印象。

把理论与实际联系，让他们意识到人类探索细胞奥秘的过程仍未终结，激发学生探知未知世界的欲望，体现课堂的延续性

课堂自我检测

4min

进行自我检测

小组间交流

通过本练习检查学生本节知识的掌握情况

课堂小结

3min

屏显

颁发小奖状

回顾自己本节课的收获

从获奖同学身上寻找自己这节课的得与失

让学生体现收获的快乐

板书设计

植物细胞工程的基本技术

一、植物细胞的全能性

二、植物组织培养的实验

三、植物组织培养的流程图

2.1.1植物细胞工程的基本技术

一．学情分析

细胞工程看似微观、抽象，很难与学生的生活经验相联系，其实不然。

由于植物微型繁殖技术的迅速发展，学生经常会从各种媒体上看到“试管苗”、“组培苗”的字眼。

而克隆羊多利的诞生更使“克隆”这个生物学的专业术语，成为媒体频频出现的、已不用注解的名词。

细胞工程是建立在对细胞结构、功能、生理等研究基础上的新技术，在必修模块《分子与细胞》中，学生已学过动植物细胞的结构和功能、细胞的分化、全能性和胡萝卜的组织培养，而且高二的多数学生已经掌握了一定的生物学基础知识并具备了独立思考的能力、合作探究的能力，所以这节内容学习起来，难度应该不大。

但是在这节的学习中，要调动学生的情感体验，培养学生正确的科研态度。

二.教学方法

探究法、问题导学法、小组讨论法、比较法、归纳法等

三.评价设计

1.学生自主学习描述植物细胞全能性的概念，并明确细胞全能性表现的原因及条件。

评价方法：

学生展示，教师评价

2.学生从“胡萝卜的组织培养”的实验中，提炼原理及注意事项等。

评价方法：

小组成员自我展示，小组成员自我评价，小组间相互评价。

3.学生通过小组合作探究，画出植物组织培养的流程图

评价方法：

小组成员展示，小组间相互评价。

4.完成学案中的自我检测题

教学反思

一、对教师“教”的反思。

新课标倡导“提高科学素养；面向全体学生；倡导探究性学习；注重与现实生活联系”的教学理念，其中着力于学生自主探究、合作学习意识的培养，所以我在备课过程中，着重思考如何来引导学生自主探究，如何设计问题让重点难点更好的得到解决。

我认为我的亮点1体现在:

在处理植物组织培养过程这个环节，我引导学生自主画图，交流差异，得出结论，整合思维，最终得到一个容易记忆的清晰明确的流程图。

亮点2体现在:

课堂结束后，给学生留有思考空间，激发学生探讨未知的兴趣，从而更好的实现课堂的延续性,可以培养学生的科学潜质。

我的不足主要体现在在教学过程中不能关注到所有的学生，只能将有限的精力放在尽可能多的学生身上，可能有些学生有更好的想法或其他疑惑，但是没有机会提出。

所以我认为在以后的课堂中可以采用写小纸条的方式，让学生及时记录自己的疑惑或想法等，我在课后及时收集整理，在合适的时间给予学生相应的答复，这样可以弥补这一不足。

二、对学生“学”的反思。

新课标倡导“以学生为主体的学习模式，促进学生有个性的发展”。

学生在必修一《分子与细胞》模块中已经学习了关于细胞分化和细胞的全能性，因此他们有一定的理论知识，通过旧知的引入，更好的服务新知，让学生对植物组织培养的原理有个更好的了解，这让大家对重点能得到有效突破，在处理植物组织培养的实验时，学生的热情高涨，尤其是对“小惊喜”的期待，我的亮点1就体现在“小惊喜”即小奖状的设计。

我的亮点2体现在在展示环节:

充分调动学生的积极主动性，让学生用简洁的语言表达自己的观点，积极的评价他人，培养他们敢想敢说，善思善辩的能力，勇于质疑的科研精神。

三、对教学过程的反思。

3.1授课内容上的反思。

我觉得我对教学内容的处理比较适当，重难点突出，突破重难点时注重了“面向全体学生”的观点，以及培养学生“自主探究”的品质。

3.2授课方式上的反思。

在整个教学过程中采用了多种形式,我采用了小组合作、课件呈现、师生互评、生生互评等方法，效果比较不错。

尤其是小组合作，贯彻了整个课堂，在合作探究前，给予明确的任务，对一些基础知识中出现困惑或疑点进行探究，从而使得基础知识和基本技能更好的达成。

比如在《植物组织培养的实验》环节，我要求学生先自主阅读课本，然后交流探究实验的条件，原理和在实验中需要注意的事项，小组成员交流活跃，在过程中我参与到各个小组中，随时了解小组进展情况，并给予适当的指导，在小组展示自己的结果时，和学生一起参与到评价中，抛砖引玉，调动学生的思维，最终涌现出像孙启铭，王海良，曹倩倩等同学，积极大方的呈现小组成果，勇敢质疑老师和其他小组的成果，使得学生的表达能力，合作能力，归纳提升能力都有很大的提高，在后续课堂中，期望能有更多踊跃的学生出现。

在交流完后，我会给予激励性或者矫正性的评价，更好的激发学生的热情，在较难理解的地方，比如植物组织培养需要的条件时，注意迂回策略，设计层层递进的问题，对发散性答案的小组适时拉回学生的思维，让学生的知识更系统，更有利于掌握。

3.3技能技巧上的反思。

合作探究能更好的激发学生的思维火花，但是在使用中，我还存在一定的问题。

比如个别要求可以给的更具体一些，别太笼统，例如在植物组织培养的实验的环节中，我要求学生提炼出相关主要知识点，这个问题就不够明确，让人有点无从下手的感觉。

在以后的问题引导上，需要注意对问题进行具体化、细致化。

3.4课堂评价上的反思，在整节课我运用了教师评价，学生自我评价，小组成员的互相评价，小组间的评价，我在过程中进行了适当的引导，并对学生提出更大的期望，期望有更多的学生参与到科研中去，成为科学家。

课堂“小惊喜”小奖状的设立，让学生确实惊喜了一把，但是在授予环节略显仓促，如果让学生自己评出会更好，而且设计的小组和个人偏多了，这只是个激励评价的手段，适当即可。

在以后的课堂评价中，需要注意不要把一些教学环节流于形式，而且需要将评价主动权放还给学生。

四、对教学“前”与“后”的反思。

课前，小组成员对于课标、教材及教参进行深刻的分析和研究，最后确定了本节课的三个学习目标。

我们预设是它符合学生的学习特点，简单易懂。

课上发现学习目标的设计比较符合学生的学习过程，但不足是如果我能适当进行学法的引导可能会更好。

实际上在整节课结束以后，教学效果比较令人满意，学生对本节课内容比较感兴趣，如果在植物组织培养的实验环节，能插入一个动态的过程图，让学生有个更直观的印象，效果能更好些。

五、对课堂教学的自我反思。

整堂课下来，总体感觉还是很好的。

特别是学生的表现特别令人感动，很投入，很积极。

学生对知识的掌握程度还是不错的。

学生能够将自己定义为课堂的主人，积极主动地参与课堂的各个环节，并且能够对自己的表现予以恰当的评价。

对于我在课堂上的表现，觉得还是可圈可点的。

教态比较自然，课堂的总体掌控做得恰到好处，与学生的互动也很流畅、愉快。

不过在一些细节上还是需要进行进一步的完善和改进。

2.1.1植物细胞工程的基本技术

教材分析

（1）地位：

《植物细胞工程的基本技术》是人教版高中生物选修三《现代生物科技专题》专题二第一节第一部分的内容。

本节课以上《基因工程》为依托，从较为抽象的基因和蛋白质等分子水平上升到相对宏观的细胞水平，旨在让学生了解植物细胞工程的基本理论和方法步骤，同时也为后面即将学习的动物细胞工程、胚胎工程打下基础。

（2）内容：

在本小节的教材中，包含两大部分，一是植物细胞的全能性，先用实例引出“花瓣是怎样长成一株完整的植株的？

植物的花瓣为什么能培育出一株完整的植株？

”等问题，由此导入植物细胞全能性的学习，并简单叙述了植物细胞全能性的概念，二是植物组织培养技术，教材中通过“怎样把植物的一个花瓣培育成完整的植株”这个问题引入──植物组织培养技术，并通过实验“胡萝卜的组织培养”来进行讨论和总结的基础上总结出植物组织培养的概念，从而突出本节课的重点和难点植物组织培养。

《植物细胞工程的基本技术》测试题

单位：

作者：

《植物细胞工程的基本技术》测试题

检测目标：

1、根据新课程标准，精挑习题，对本节基础知识进行巩固，查漏补缺。

试题分为选择题和非选择题，共计100分，并且分层设计习题，分为ABC三个层次，一般学生要求完成AB两个层次习题，对于尖子生要求完成ABC三个层次。

2、通过相关习题练习进一步理解植物细胞的全能性的概念

3、通过相关习题练习进一步理解植物组织培养的过程

一、选择题（A级：

1—10题每题2分，B级：

11—20题每题2分，共计40分）

1．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部条件B.导入其它细胞的基因

C.脱离母体后，给予适宜的营养和外部条件

D.将成熟筛管细胞核移植到去核的卵细胞内

2．以下成为组织培养条件的是（）

①C02②有机物③生长素④细胞分裂素⑤水⑥矿质元素

A.①③⑤⑥B.②③⑤⑥C.②③④⑤⑥D.①②⑤⑥

3．关于操作后出现培养物被污染的情况,正确的叙述是（）

①可立即打开培养瓶,进行清洗②先将所有被污染的培养瓶统一放在高压蒸汽锅内进

行高压蒸汽灭菌,然后再打开培养瓶,进行清洗③按要求操作一定不出现培养物被

污染④细菌污染可能是由接种人员未戴口罩、接种时说话等引起的⑤真菌污染可

能是植物材料灭菌不当引起的（）

A.②③⑤B.②③④⑤C.①③④⑤D.②④⑤

4．无菌技术是植物组织培养能否获得成功的关键,以下说法正确的是（）

①由于植物组织培养所利用的植物材料体积小、抗性差,对无菌操作的要求非常严格

②对培养基及器械用高压蒸汽灭菌③对培养材料进行表面灭菌时一方面要考虑药剂的

消毒效果,另一方面还要考虑植物材料的耐受能力④不同药剂、不同植物材料甚至不

同器官要区别对待⑤对培养材料可用高压蒸汽灭菌⑥如果不小心导致污染,将可能造成培养工作的前功尽弃

A.①②③④⑤B.①②③④C.①②③④⑥D.①②③④⑤⑥

5．愈伤组织分化过程中,当培养基中细胞分裂素/生长素的比值较低时,诱导分化的器官是（）A.根B.芽C.叶D.胚性细胞团

6．当先使用细胞分裂素,后使用生长素时,实验结果是（）。

A.有利于细胞分裂,但细胞不分化B.细胞既分裂又分化

C.分化频率提高D.有利于细胞分化,但不分裂

7．影响植物组织培养的因素包括（）。

①培养基的配制②外植体的选取③激素的运用④消毒⑤温度、pH、光照

A.①②③④⑤B.①②③C.①②③④D.①②③⑤

8.下列描述中，属于改变物种遗传性状的最根本的途径是（）

A．胚胎移植B．基因导入C．克隆D．组织培养

9.在植物组织培养中，切取胡萝卜的外植体时一般选择（）

A．具有木质部的部分B．具有韧皮部的部分

C．具有形成层的部分D．具有髓的部分

10．菊花的组织培养一般选择（）

A．开过花的老枝B．正在开花的枝条

C．未开花植株的茎上部新萌生的侧枝D．任何枝条均可

11．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

12.关于生根的试管苗的移栽,下列说法正确的是（）。

A.关键是既要充分清洗根系表面的培养基,又不能伤及根系

B.一般使用无土栽培的办法

C.在培养基上移栽试管苗后要用5%的高锰酸钾消毒

D.新移栽的试管苗要在温室生长几天,等壮苗后再定植大田

13．用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，下列说法正确的是（）

A.该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的

B.该愈伤组织的细胞没有全能性

C.该愈伤组织是有排列疏松的薄壁细胞组成

D.该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构

14．（2003年高考江苏卷）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

15.1958年，美国科学家斯图尔德用胡萝卜韧皮部细胞培养出完整的胡萝卜植株。

该过程需要（）

A.在无菌条件下切取具细胞核的细胞

B.用酶解法去掉细胞壁

C.适合的光照和温度

D.在培养基中加入一定量的营养物质和激素

16.某名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。

为了防止性状分离并快速繁殖，可以利用该植物的一部分器官或组织进行离体培养，发育出完整植株。

进行离体培养时应采用该植株的（）

A．茎尖B．子房壁C．叶片D．花粉粒

17.用兰花茎尖细胞可快速培养兰花苗，这种生殖方式不能叫（）

A．无性生殖B．组织培养C．植物克隆D．有性生殖

18．要将菊花茎段细胞培养成完整的植株,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

19.运用下列细胞工程技术培育新品种，培养过程中能形成愈伤组织的是（）A.植物组织培养B.动物细胞培养C.动物细胞融合D.动物细胞核移植

20.MS培养基和微生物培养基相比有哪些不同?

（）§1

A.MS培养基不含有机物B.微生物培养基以无机物为主

C.MS培养基不含微量元素D.MS培养基需提供大量无机营养

二、非选择题（共40分）

21.（08海南）某二倍体植物是杂合体，图为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生完整植株的过程。

据图回答：

（1）图中①表示的是该花粉培养过程中的

过程，②表示的是过程，X代表的是，③表示的是

过程，④表示的是诱导过程。

（2）图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条，具体通过哪一条途径主要取决于培养基成分中的种类及最后其浓度配比，获得的来源于未成熟花粉的完整植株都程为

植株（甲）。

未成熟花粉经培养能形成完整植株，说明未成熟花粉具有。

（3）植株甲进行，才能使其结实，产生后代（乙），否则植株甲只有通过

的方式才能产生后代（丙）。

乙、丙两种植株中，能产生可育花粉的是植株，该植株群体中每一植株产生可育花粉基因组成种类数种，该群体植株产生可育花粉的基因组成种类数为种。

花粉培育在育种上的特殊意义是，从而开辟育种新途径。

22.植物组织培养是克隆植物的一种方法，过程如下图所示，回答相应的问题：

（1）为了获得脱毒植株，外植体往往取自植物体的花芽、叶芽等处的分生组织，其原因是。

（2）培养皿中的培养基除添加营养物质外，还需要添加植物激素，目的是诱导外植体。

（3）在生产实践中，为获得大量的细胞产物如：

紫杉醇，可将放入培养基中，经机械作用分散成单个细胞，制备成细胞悬浮液，再经过即可获得大量细胞。

（4）组织培养过程需要植物生长和繁殖的最适

条件，否则在光学显微镜下可观察到发生异常，进而使