“菊花的組織培養”教學設計

魏長杰

一、教學設計思想

在實踐當中利用植物的組織培養技術，不但能實現植物優良品種的快速的大量的繁殖，還能培養出不含病毒的植物幼苗，從而實現植物的連續快速生產，縮短育種周期等。下面主要講述初步掌握植物組織培養的基本操作原理及基本操作技術。

為體現學生的主體地位，培養學生的參與意識，在引導學生學習“植物組織培養的基本過程”時以案例開始，通過學生的閱讀進行資料的收集與整理，從而提煉歸納出基本概念和基本操作流程。同樣這種思想在“影響植物組織培養的因素”中也得到了體現。所不同的是，這部分內容鼓勵學生積極思考與討論，發表自己的見解，學會在合作中學習，在合作中提高。關于“實驗操作”部分，由于學校缺少這方面的儀器與設備，而且本課題耗時太長（近一個月），不好實際操作，就借助錄像資料短片進行教學，效果也還好。

二、教學目標

1.知識目標：識記細胞分化、脫分化、再分化的概念；說明植物組織培養的基本原理；了解植物組織培養的基本技術操作流程。

2.能力目標：充分利用提供的材料，培養學生快速閱讀并收集和分析資料的能力，促使學生綜合能力的提高。發揮學生的積極性、自覺性和創造性，引導他們進行科學實驗的探究。

3.情感態度與價值觀目標：結合生產生活實際，通過學習植物組織培養技術，激發學生熱愛自然、熱愛科學的興趣與熱情，砥礪科學精神，端正科學態度，提高學生的綜合實踐能力。

三、教學重點與難點

重點：植物組織培養的基本原理和植物組織培養過程中使用的無菌技術。

難點：植物組織培養過程中使用的無菌技術。

四、教學過程

1.創設情景，導入新課

馬鈴薯的塊莖能夠發芽生根，秋海棠的葉片能夠長成新的植株。自然界的這些現象促使科學家去思考、解釋。植物的體細胞或一小部分組織也能像受精卵那樣發育為新的個體嗎？這節課我們就來探究這一問題。

2.目標展示，明確任務

以菊花的組織培養為例，這節課我們來完成以下學習目標：

（1）說明植物組織培養的基本原理；

（2）識記細胞分化、脫分化、再分化的概念；

（3）了解植物組織培養的基本技術操作流程。

請大家快速閱讀課本32頁的內容，嘗試解決以上三個問題。

3.檢查提問，知識點撥

(學生自學后小組討論，五分鐘后邊提問邊探討深入)

師：什么是植物細胞的全能性?

生：已分化的植物細胞仍然具有發育成完整個體的潛能。

師：很好。那么，植物細胞全能性的物質基礎是什么呢？

生：生物體的每一個細胞都含有本物種所特有的全套遺傳物質，都有發育成完整個體所必需的全套基因。

師：你認為植物組織培養的理論依據是什么？

生：植物細胞的全能性。

師：好。既然每一個細胞的遺傳物質一樣，為什么在以后的發育過程中逐漸在形態、結構和功能等方面出現了差異？這是一種什么現象？

生：是細胞的分化。植物個體發育過程中，細胞在形態、結構和生理功能上都會出現穩定性的差異，形成這些差異的過程叫做細胞的分化。細胞分化的實質是特定基因在一定的時間和空間選擇性表達的結果。

師：細胞分化后細胞內的遺傳物質并不發生改變，但形成不同的RNA和蛋白質。因此細胞的結構和功能變得不一樣。通過閱讀資料，你能總結出脫分化的概念及脫分化所需要的條件嗎？

生甲：由高度分化的植物組織或細胞產生愈傷組織的過程，稱為植物細胞的脫分化，或者叫去分化。

生乙：脫分化所需要的條件有營養物質如水、無機鹽、植物激素、特殊有機小分子等。

生丙：還需要適宜的PH值、溫度、光照等條件。

生丁：還需要將植物組織或細胞進行脫離母體處理以及整個操作過程的無菌技術。

師：大家答的非常全面，非常好。那么誰能說說離體組織或細胞脫分化后形成了什么？它具有怎樣的特點？

生：離體的組織或細胞脫分化后形成愈傷組織。愈傷組織的細胞排列疏松而無規則，是一種高度液泡化的呈無定形狀態的薄壁細胞。

師：很好。脫分化形成的愈傷組織繼續進行培養，又可以重新分化成根或芽等器官，這個過程叫做再分化。誰能總結植物組織培養的大致過程？

（一生板寫）離體的植物器官、組織或細胞→愈傷組織→芽根→植物體

師指導說明兩點：①用于離體的植物器官或組織片段，叫做外植體。②愈傷組織經誘導先生出芽再生根，如果反過來先誘導生根，則生芽很困難，植物組織培養不易成功。

4.提出問題，啟發探究

在進行植物組織培養實驗時，會有哪些影響實驗成功的因素呢？閱讀課本33頁內容，然后用簡潔精練的語言總結出至少4項影響因素。（五分鐘后，小組討論交流，組長回答）

生：我們認為影響植物培養的因素有以下幾條：①植物材料的選擇；②配制適宜的培養基；③恰當使用植物激素；④適宜的PH值、溫度、光照等。

師：非常好。其他小組有沒有需要補充的內容？

生：我們認為無菌操作是關系植物組織培養是否成功的關鍵。

師：很好。如果我們進行菊花的植物組織培養應該選擇什么部位的材料？為什么？如果讓你自選材料，你打算選擇什么植物呢？（小組討論。2分鐘后，小組長發言）

生：應選用菊花的未開花的莖上部新萌生的側枝。原因是該部位生長快，生理狀況好，遺傳性狀穩定，且易脫分化，產生愈傷組織。如果讓我們自選材料，我們將選擇容易進行扦插或嫁接等無性繁殖的植物，如：蘆薈、月季等。

師：回答的非常好。將選取的植物材料進行消毒后接種在適宜的培養基上，進行脫分化誘導，那么進行植物組織培養的MS培養基與實驗室培養微生物的培養基在組成上有什么不同嗎？

(生回憶前面學過的內容，進行比較得出結論)

生：微生物培養基以有機營養為主，如牛肉膏、蛋白胨固體培養基，而MS培養基則需提供大量無機營養并添加植物激素。

師：很好。植物激素中生長素和細胞分裂素是啟動細胞分裂、脫分化和再分化的關鍵性激素。閱讀課本33頁表格及旁欄內容，體會植物激素在植物組織培養中的作用。

（教師準備播放錄像，2分鐘后師生觀看菊花的組織培養的實驗操作過程錄像約10分鐘）

師：錄像看完了，大家思考問題：為什么要對外植體進行消毒？如何消毒？在菊花的植物組織培養過程中師如何到無菌操作的？生甲：植物材料小、抗性差，外植體上殘留的雜菌與之爭奪營養并可能產生有害物質，造成培養物死亡。

生乙：先用流水沖洗再用軟刷輕輕刷洗……

5.課堂小結，達標練習

師：這節課我們共同探討了菊花的植物組織培養原理及其過程，下面我們進行5分鐘的達標練習。5分鐘后展示學生答案并進行講評。

五、板書設計

專題三課題1——菊花的組織培養

1.重要概念：①細胞的全能性；②細胞分化；③脫分化；④愈傷組織；⑤再分化

2.原理

3.過程：離體的植物器官、組織或細胞→愈傷組織→芽根→植物體

六、教后反思

本節內容多一些，但由于時間緊而且細胞全能性已經在必修1課本中涉及過，學生不難接受和理解。本節課能體現自主學習、探究學習、合作學習的教學理念，較充分發揮學生的主體地位，但限于教學設備不足，難以讓學生親自進行實驗是一遺憾。