2.2通过体细胞杂交可获得新的植物体教学设计-2024-2025学年高二下学期生物浙科版（2019）选择性必修3

2.2 通过体细胞杂交可获得新的植物体 教学设计

一、教学目标

（一）生命观念

1. 理解植物体细胞杂交的概念、原理和过程，能够从细胞水平阐述植物体细胞杂交技术实现远缘杂交的机制，形成结构与功能观、进化与适应观。

2. 认识植物体细胞杂交技术在培育植物新品种方面的应用，理解其对生物多样性和农业生产的重要意义，树立生物进化和生物与环境相适应的观念。

（二）科学思维

1. 能够运用归纳与概括、演绎与推理等方法，分析植物体细胞杂交过程中各个步骤的原理和目的，培养逻辑思维能力。

2. 学会对植物体细胞杂交技术的优缺点进行批判性思考，提出合理的改进建议，培养创新思维和科学探究能力。

（三）科学探究

1. 能够根据植物体细胞杂交的原理，设计简单的实验方案，尝试解决实际问题，培养实验设计和动手操作能力。

2. 在探究过程中，学会观察、记录和分析实验现象，培养科学探究的基本技能和严谨的科学态度。

（四）社会责任

1. 了解植物体细胞杂交技术在农业生产、环境保护等方面的应用前景，关注科学技术对社会发展的影响，增强社会责任感。

2. 能够运用所学知识，向公众宣传植物体细胞杂交技术的相关知识，倡导科学精神，促进科学技术的普及和应用。

二、教学重难点

（一）教学重点

1. 植物体细胞杂交的概念、原理和过程。

2. 植物体细胞杂交技术在农业生产中的应用。

（二）教学难点

1. 植物体细胞杂交过程中杂种细胞的筛选和培养。

2. 理解植物体细胞杂交技术打破生殖隔离的原理和意义。

三、教学准备

1. 多媒体课件，包含植物体细胞杂交的相关文字、图片、动画等资料。

2. 相关的练习题和测试题，用于课堂练习和课后巩固。

3. 实验器材和试剂（如果条件允许，可准备相关实验材料进行演示实验）。

四、教学过程

（一）组织教学（1 分钟）

教师提前到达教室，检查教学设备是否正常运行，准备好教学资料。上课铃响后，师生互相问好，营造良好的课堂氛围。

（二）新课导入（5 分钟）

教师提出问题：“在传统的植物杂交育种中，我们通常会遇到什么问题？”引导学生思考，然后举例说明不同种植物之间存在生殖隔离，难以进行有性杂交。

接着，教师展示一些通过常规育种方法难以培育出的具有优良性状的植物品种，如兼具抗寒和高产特性的植物，激发学生的兴趣和好奇心。

教师引出课题：“为了解决这些问题，科学家们发明了一种新的技术——植物体细胞杂交技术。今天我们就一起来学习通过体细胞杂交可获得新的植物体。”

（三）知识讲解（15 分钟）

1. 植物体细胞杂交的概念

教师通过举例说明，让学生理解植物体细胞杂交的概念。例如，将番茄和马铃薯的体细胞进行融合，试图培育出一种地上结番茄、地下长马铃薯的新植株。然后给出植物体细胞杂交的定义：将不同种植物的体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。

2. 植物体细胞杂交的原理

教师引导学生回顾细胞的结构和功能，以及细胞全能性的概念。然后讲解植物体细胞杂交的原理是细胞膜的流动性和细胞的全能性。在细胞融合过程中，细胞膜具有流动性，能够使不同细胞的膜相互融合；而杂种细胞具有全能性，能够发育成完整的植物体。

3. 植物体细胞杂交的过程

教师利用多媒体课件，以番茄  马铃薯的体细胞杂交为例，详细讲解植物体细胞杂交的过程：

（1）去除细胞壁，制备原生质体

教师讲解去除细胞壁的方法，通常使用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞，因为植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。去除细胞壁后得到的原生质体具有更大的可塑性，有利于细胞融合。

举例说明：就像剥去橘子的外皮，才能更好地进行后续操作。

（2）原生质体的融合

教师介绍原生质体融合的方法，包括物理法（如离心、振动、电激等）和化学法（如聚乙二醇（PEG）诱导等）。通过动画演示，让学生直观地了解原生质体融合的过程。

例如：物理法就像把两个小球通过外力挤压在一起，化学法则是利用化学物质使两个小球相互粘连。

（3）杂种细胞的筛选和培养

教师讲解杂种细胞筛选的重要性和方法。由于融合过程中会产生多种类型的细胞，如未融合的细胞、同种细胞融合的细胞和杂种细胞等，需要进行筛选才能得到所需的杂种细胞。筛选方法可以根据细胞的特性，如形态、颜色、生长特性等进行。

接着，讲解杂种细胞的培养过程，杂种细胞需要在合适的培养基上进行培养，使其分裂和分化，逐渐形成愈伤组织，再诱导愈伤组织分化形成胚状体，最终发育成完整的植物体。

（4）植物体细胞杂交过程总结

教师引导学生回顾植物体细胞杂交的过程，用流程图的形式进行总结，帮助学生梳理思路，加深理解。

（四）实例分析（8 分钟）

教师展示番茄  马铃薯、白菜 - 甘蓝等植物体细胞杂交的实例，分析这些实例的成功之处和存在的问题。

1. 番茄  马铃薯