“菊花的组织培养”教学设计

魏长杰

一、教学设计思想

在实践当中利用植物的组织培养技术，不但能实现植物优良品种的快速的大量的繁殖，还能培养出不含病毒的植物幼苗，从而实现植物的连续快速生产，缩短育种周期等。下面主要讲述初步掌握植物组织培养的基本操作原理及基本操作技术。

为体现学生的主体地位，培养学生的参与意识，在引导学生学习“植物组织培养的基本过程”时以案例开始，通过学生的阅读进行资料的收集与整理，从而提炼归纳出基本概念和基本操作流程。同样这种思想在“影响植物组织培养的因素”中也得到了体现。所不同的是，这部分内容鼓励学生积极思考与讨论，发表自己的见解，学会在合作中学习，在合作中提高。关于“实验操作”部分，由于学校缺少这方面的仪器与设备，而且本课题耗时太长（近一个月），不好实际操作，就借助录像资料短片进行教学，效果也还好。

二、教学目标

1.知识目标：识记细胞分化、脱分化、再分化的概念；说明植物组织培养的基本原理；了解植物组织培养的基本技术操作流程。

2.能力目标：充分利用提供的材料，培养学生快速阅读并收集和分析资料的能力，促使学生综合能力的提高。发挥学生的积极性、自觉性和创造性，引导他们进行科学实验的探究。

3.情感态度与价值观目标：结合生产生活实际，通过学习植物组织培养技术，激发学生热爱自然、热爱科学的兴趣与热情，砥砺科学精神，端正科学态度，提高学生的综合实践能力。

三、教学重点与难点

重点：植物组织培养的基本原理和植物组织培养过程中使用的无菌技术。

难点：植物组织培养过程中使用的无菌技术。

四、教学过程

1.创设情景，导入新课

马铃薯的块茎能够发芽生根，秋海棠的叶片能够长成新的植株。自然界的这些现象促使科学家去思考、解释。植物的体细胞或一小部分组织也能像受精卵那样发育为新的个体吗？这节课我们就来探究这一问题。

2.目标展示，明确任务

以菊花的组织培养为例，这节课我们来完成以下学习目标：

（1）说明植物组织培养的基本原理；

（2）识记细胞分化、脱分化、再分化的概念；

（3）了解植物组织培养的基本技术操作流程。

请大家快速阅读课本32页的内容，尝试解决以上三个问题。

3.检查提问，知识点拨

(学生自学后小组讨论，五分钟后边提问边探讨深入)

师：什么是植物细胞的全能性?

生：已分化的植物细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。

师：很好。那么，植物细胞全能性的物质基础是什么呢？

生：生物体的每一个细胞都含有本物种所特有的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必需的全套基因。

师：你认为植物组织培养的理论依据是什么？

生：植物细胞的全能性。

师：好。既然每一个细胞的遗传物质一样，为什么在以后的发育过程中逐渐在形态、结构和功能等方面出现了差异？这是一种什么现象？

生：是细胞的分化。植物个体发育过程中，细胞在形态、结构和生理功能上都会出现稳定性的差异，形成这些差异的过程叫做细胞的分化。细胞分化的实质是特定基因在一定的时间和空间选择性表达的结果。

师：细胞分化后细胞内的遗传物质并不发生改变，但形成不同的RNA和蛋白质。因此细胞的结构和功能变得不一样。通过阅读资料，你能总结出脱分化的概念及脱分化所需要的条件吗？

生甲：由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化，或者叫去分化。

生乙：脱分化所需要的条件有营养物质如水、无机盐、植物激素、特殊有机小分子等。

生丙：还需要适宜的PH值、温度、光照等条件。

生丁：还需要将植物组织或细胞进行脱离母体处理以及整个操作过程的无菌技术。

师：大家答的非常全面，非常好。那么谁能说说离体组织或细胞脱分化后形成了什么？它具有怎样的特点？

生：离体的组织或细胞脱分化后形成愈伤组织。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。

师：很好。脱分化形成的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成根或芽等器官，这个过程叫做再分化。谁能总结植物组织培养的大致过程？

（一生板写）离体的植物器官、组织或细胞→愈伤组织→芽根→植物体

师指导说明两点：①用于离体的植物器官或组织片段，叫做外植体。②愈伤组织经诱导先生出芽再生根，如果反过来先诱导生根，则生芽很困难，植物组织培养不易成功。

4.提出问题，启发探究

在进行植物组织培养实验时，会有哪些影响实验成功的因素呢？阅读课本33页内容，然后用简洁精练的语言总结出至少4项影响因素。（五分钟后，小组讨论交流，组长回答）

生：我们认为影响植物培养的因素有以下几条：①植物材料的选择；②配制适宜的培养基；③恰当使用植物激素；④适宜的PH值、温度、光照等。

师：非常好。其他小组有没有需要补充的内容？

生：我们认为无菌操作是关系植物组织培养是否成功的关键。

师：很好。如果我们进行菊花的植物组织培养应该选择什么部位的材料？为什么？如果让你自选材料，你打算选择什么植物呢？（小组讨论。2分钟后，小组长发言）

生：应选用菊花的未开花的茎上部新萌生的侧枝。原因是该部位生长快，生理状况好，遗传性状稳定，且易脱分化，产生愈伤组织。如果让我们自选材料，我们将选择容易进行扦插或嫁接等无性繁殖的植物，如：芦荟、月季等。

师：回答的非常好。将选取的植物材料进行消毒后接种在适宜的培养基上，进行脱分化诱导，那么进行植物组织培养的MS培养基与实验室培养微生物的培养基在组成上有什么不同吗？

(生回忆前面学过的内容，进行比较得出结论)

生：微生物培养基以有机营养为主，如牛肉膏、蛋白胨固体培养基，而MS培养基则需提供大量无机营养并添加植物激素。

师：很好。植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。阅读课本33页表格及旁栏内容，体会植物激素在植物组织培养中的作用。

（教师准备播放录像，2分钟后师生观看菊花的组织培养的实验操作过程录像约10分钟）

师：录像看完了，大家思考问题：为什么要对外植体进行消毒？如何消毒？在菊花的植物组织培养过程中师如何到无菌操作的？生甲：植物材料小、抗性差，外植体上残留的杂菌与之争夺营养并可能产生有害物质，造成培养物死亡。

生乙：先用流水冲洗再用软刷轻轻刷洗……

5.课堂小结，达标练习

师：这节课我们共同探讨了菊花的植物组织培养原理及其过程，下面我们进行5分钟的达标练习。5分钟后展示学生答案并进行讲评。

五、板书设计

专题三课题1——菊花的组织培养

1.重要概念：①细胞的全能性；②细胞分化；③脱分化；④愈伤组织；⑤再分化

2.原理

3.过程：离体的植物器官、组织或细胞→愈伤组织→芽根→植物体

六、教后反思

本节内容多一些，但由于时间紧而且细胞全能性已经在必修1课本中涉及过，学生不难接受和理解。本节课能体现自主学习、探究学习、合作学习的教学理念，较充分发挥学生的主体地位，但限于教学设备不足，难以让学生亲自进行实验是一遗憾。