2.1.2 植物细胞工程的应用教学设计-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

该高中生物学教学设计聚焦植物细胞工程的应用，涵盖快速繁殖、作物脱毒、单倍体育种、突变体利用及细胞产物工厂化生产五大要点。通过复习植物组织培养和体细胞杂交旧知，以提问“细胞工程在生产中的应用”导入，搭建新旧知识衔接的学习支架。 特色在于采用案例分析法与讨论法，结合甘蔗试管苗、单育1号烟草等实例，通过对比归纳深化科学思维。设置植物组织培养实验，落实探究实践，帮助学生理解细胞全能性的生命观念。既提升学生理论联系实际能力，也为教师提供清晰教学脉络，高效达成课标要求。

教学课题 第2章第1节 植物细胞工程的应用 课时安排 1 课时 主备人 参备人 教学班级 教学课型 新授课 备课 分备时间 集备时间 课标要求 举例说明植物细胞工程在快速繁殖、作物育种、细胞产物生产方面的应用。 教材分析 本节是植物细胞工程的实际应用，承接基础技术，体现生物技术价值，联系生产生活。 学情分析 已掌握组织培养、体细胞杂交基础，对应用实例了解较少，需理论结合实例理解。 教学目标 1.概述植物组织培养和植物体细胞杂交技术的原理和过程。 2.尝试说明植物细胞工程的应用有效提高了生产效率。 3.尝试进行植物组织培养。 教学重点 （1）植物组织培养的原理和过程 （2）植物体细胞杂交技术的原理 （3）植物细胞工程应用的实例 教学难点 植物组织培养的实验 教学方法 案例分析法、讨论法、对比归纳 教学准备 PPT课件、应用实例图、育种流程图、紫杉醇生产案例、对比表格 教学思路 复习导入→快速繁殖→作物脱毒→作物新品种的培育→细胞产物的工厂化生产→习题巩固 教 学 过 程 教学环节 教学内容及教师活动 学生活动 设计意图 复习导入 回顾植物组织培养和植物体细胞杂交的相关内容。提问：植物细胞工程在生产实践中有哪些应用？ 回顾植物组织培养、细胞全能性等旧知，梳理核心要点。 激活旧知、查漏补缺，衔接本节课应用内容。 新知探究：快速繁殖 【知识讲解】 （1）概念：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，也叫作微型繁殖技术。 （2）优点： ①可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖 ②有丝分裂，可以保持优良品种的遗传特性 ③不受自然生长季节的限制，培养周期短 （3）应用：快速繁殖优良的观赏植物、经济林木、无性繁殖作物和濒危植物等。 （4）实例：甘蔗、桉树和铁皮石斛等试管苗的生产，已形成一定规模。 梳理优点，讨论快速繁殖的优势与适用场景。 掌握快速繁殖技术特点，理解保持优良性状的意义。 新知探究：作物脱毒 【知识讲解】 （1）脱毒原因 （2）脱毒方法 注：脱毒苗不等于抗毒苗 （3）优点：明显提高农作物的产量和品质 （4）实例： 在马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等许多作物上获得成功。 分析茎尖无病毒原因，讨论脱毒苗优势，归纳应用价值。 理解脱毒原理，认识提升作物产量品质的作用。 新知探究：作物新品种的培育 【知识讲解】单倍体育种 （1）单倍体：由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而成的个体。 特点：枝叶茎杆弱小，果实多而小，一般高度不育。 （2）单倍体育种原理：植物细胞的全能性、染色体（数目）变异 （3）优点： ①极大地缩短了育种的年限 ②后代都是纯合子，能稳定遗传 ③可作为体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料。 （4）缺点：技术相当复杂 (5)实例 我国科学家在1974年成功培育出世界上第一个单倍体作物新品种—单育1号烟草。 我国科学家把单倍体育种与常规育种结合起来，育成水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等作物的新品种。 【知识讲解】突变体的利用 （1）原理：在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖的状态，因此它们容易受到培养条件和诱变因素(如射线、化学物质等)的影响而产生突变。 突变 = 基因突变 ＋ 染色体变异 （2）实例：抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的野生烟草、抗除草剂的白三叶草 （3）优点：提高愈伤组织的突变率，加速育种进程。 （4）缺点：难以控制突变的方向，需要大量处理实验材料。 梳理育种流程，对比杂交育种，讨论纯合子优势。 研读突变体育种原理，分析愈伤组织易突变原因，小组讨论筛选优良突变体的方法。 掌握育种流程，理解缩短育种年限的核心价值。 理解诱变育种逻辑，掌握突变体筛选要点，提升科学探究与分析归纳能力。 新知探究：细胞产物的工厂化生产 【知识讲解】植物代谢 初生代谢：是生物生长和生存所必需的代谢活动，一直进行。产物如糖类、脂质、蛋白质、核酸等 次生代谢：不是生物生长所必需的，在特定条件下进行。产物是一类小分子有机化合物 ，(如酚类、萜类和含氮化合物等)。 缺点：①植物细胞的次生代谢物含量很低 ②有些产物不能或难以通过化学合成途径得到 利用植物细胞培养来获得目标产物，即目标次生代谢物的过程就是细胞产物的工厂化生产。 【知识讲解】植物细胞培养 1.概念：指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。 2.优势：不占用耕地、不受季节、天气的限制，对社会、经济、环保具有重要意义。 3.实例： 红豆杉→紫杉醇：具有高抗癌活性，已被用于乳腺癌等癌症的治疗。 紫草→紫草宁：抗菌、消炎和抗肿瘤，世界首例药用植物细胞工程产品。 人参→人参皂苷：用组织培养技术生产的人参，生长速度比栽培人参约快100倍以上。 分析愈伤组织易突变原因，讨论筛选突变体的关键。 理解诱变育种逻辑，认识定向筛选的重要性。 巩固新课 小结回顾 梳理：五大应用的原理、实例、优势，归纳核心要点。 课堂检测 PPT 原题，当堂订正。 作业设计 基础性作业 完成教材课后练习与应用 拓展性作业 设计某作物快速繁殖方案 板书设计 2.1 植物细胞工程的应用 1.植物繁殖新途径：快速繁殖、作物脱毒 2.作物新品种的培育：单倍体育种、突变体利用 3.细胞产物的工厂化生产 教学反思 本节课多数学生能掌握植物细胞工程五大应用的原理、实例及优势；但单倍体育种流程、突变体诱变原理理解不够透彻，易混淆相关概念。课堂案例丰富、图解清晰，有效降低抽象知识难度。后续可增加动态流程图、对比表格，强化难点辨析，帮助学生构建清晰知识体系，提升理论联系实际的能力。 学科网（北京）股份有限公司 $