高中生物教学论文 植物细胞工程与动物细胞工程的比较
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第一节植物细胞工程课标内容要求核心素养对接1.阐明植物组织培养技术是利用细胞全能性,在无菌条件下,将离体的植物器官、组织、细胞或原生质体等,在培养基上培养,使其发育成部分或完整植株的技术。
2.概述植物体细胞杂交是将不同植物体细胞在一定条件下融合成为杂种细胞,继而培育成新植物体的技术。
生命观念:通过植物组织培养技术理解细胞的全能性及原因。
科学思维:理解植物组织培养和植物体细胞杂交技术的原理,以流程图形式表示植物组织培养和植物细胞杂交的过程。
科学探究:尝试探究植物生长素和细胞分裂素的使用顺序及比例对植物组织培养的影响。
一、植物组织培养技术1.概念:利用细胞全能性,在无菌条件下,将离体的植物器官、组织、细胞或原生质体等,在培养基上培养,使其发育成部分或完整植株的技术。
2.具体步骤选材:外植体:用于植物组织培养的材料如离体的植物器官、组织、细胞或原生质体。
植物的茎尖、根尖、幼嫩的叶片、花药是植物组织培养中常用的外植体。
↓消毒:用消毒剂除去外植体表面的微生物,消毒后的外植体需要用无菌水充分冲洗,以避免消毒剂对外植体的生长、分化过程产生不良影响。
↓接种:无菌条件下,将外植体置于适宜的培养基上的操作。
接种用的培养基一般都要含有适量的水分、无机盐、碳源、氮源、维生素以及植物激素等。
↓诱导脱分化:将已有特定结构和功能的植物组织,在一定条件下,诱导其细胞改变发育途径,逐步失去原有的分化状态,转变为具有分生能力的细胞的过程。
脱分化后形成愈伤组织。
↓诱导再分化:愈伤组织生长一段时间后,将其转移到新的培养基上继续培养,经诱导分化,形成芽和根等器官,或进一步发育成完整植株,也可以诱导形成胚状体。
↓炼苗移植:使分化形成的幼小植株逐渐适应自然环境,保证幼苗移植到大田能顺利成活。
二、植物体细胞杂交技术1.概念:将自发或人工融合的杂种细胞培育成新品种植物体的技术。
2.环节原生质体的制备:酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除细胞壁→低速离心分离提纯↓原生质体融合的诱导:化学融合法[聚乙二醇法(PEG)]和物理融合法(电融合法) ↓杂种细胞筛选和培养:两两融合有AA、BB、AB三种类型;融合成功的标志:再生出细胞壁↓杂种细胞脱分化和再分化:技术是植物组织培养,原理是植物细胞的全能性↓杂种植株的再生和鉴定3.应用实例白菜—甘蓝、萝卜和甘蓝、烟草和番茄、马铃薯和番茄、水稻和稻稗。
植物细胞工程与动物细胞工程的相同点
一、理论基础
植物细胞工程和动物细胞工程的理论基础是相同的,都基于细胞生物学、分子生物学和遗传学的基本原理。
两者都是通过研究和操作细胞,实现细胞的繁殖、诱导分化以及新功能的赋予。
二、细胞培养
两者都涉及到细胞培养技术,即通过人工方法为细胞提供适宜的生长条件,使其在体外环境中存活和增殖。
植物细胞和动物细胞在培养过程中的营养需求、环境控制以及生长特性的差异是两者技术的不同点。
三、基因工程技术
植物细胞工程和动物细胞工程都广泛使用了基因工程技术。
通过基因导入、基因编辑等技术,可以实现细胞的遗传改良和新性状的创造。
虽然两者在基因操作的具体方法上有所不同,但基本原理和技术手段是相似的。
四、生长因子和激素
在植物细胞工程和动物细胞工程中,生长因子和激素都起到了关键的作用。
它们可以调控细胞的生长、分化以及代谢过程。
尽管植物和动物细胞对生长因子和激素的需求有所不同,但总体来说,两者的作用机制是相似的。
五、相同的工具酶
在两种工程中,许多工具酶如限制性内切核酸酶、DNA连接酶、聚合酶等都有广泛的应用。
这些酶在基因操作、DNA重组等方面起到了关键的作用。
尽管某些酶在植物和动物细胞中的活性可能会有所不同,但它们的基本功能是相似的。
植物细胞工程在高中生物教案中的应用方法随着生物科技的不断发展,植物细胞工程技术已经成为了生物领域中的一项重要技术。
在高中生物教育中,植物细胞工程的应用已经被广泛地普及和推广。
它不仅有助于高中生物学科知识的理解,还可以帮助学生更好地了解生物技术在未来的应用和发展前景。
本篇文章就针对植物细胞工程在高中生物教学中的应用方法进行详细介绍。
一、植物细胞工程技术的概述植物细胞工程技术是指以体外培养的方式,将植物细胞通过生物特定的操作方式来改造,从而实现对植物遗传物质的编辑和修改。
植物细胞工程技术主要包括基因工程、转化技术、细胞培养和鉴定等方面。
在现代生物科技研究中,植物细胞工程技术已经成为了植物生物学和生物技术学科发展中不可或缺的重要手段。
二、植物细胞工程在高中生物教育中的应用方法1、利用基因工程技术培养学生的实验技能基因工程技术是植物细胞工程技术中最为关键的环节之一。
在高中生物教育中,基因工程技术可以被运用到很多的实验教学中。
例如生物转化实验、农业转基因实验等。
这些实验能够帮助学生更好地掌握实验技能和实验操作方法,从而增强实验能力和科研能力。
2、引导学生了解生物技术的发展历史和实际应用植物细胞工程技术的应用是与人类社会的发展息息相关的。
在高中生物教育中,植物细胞工程技术的实际应用可以被用来引导学生学习生物技术在不同领域的实际应用,如农业、医疗等方面。
通过了解植物细胞工程技术的发展历史,学生能够对生物科技的未来发展趋势和前景有更深入的了解。
3、在高中生物课程中引入植物细胞工程实验植物细胞工程实验是开展植物细胞工程技术研究的有力手段之一。
在高中生物课程中,引入植物细胞工程实验可以帮助学生了解植物细胞工程技术的实验方法和操作流程,加深对生物技术的理解和认识。
同时,通过实验,学生也能够更好地掌握科学研究中的实际操作技能,提高实验能力和探究精神。
三、植物细胞工程技术在高中生物教育中的教学效果1、培养学生的实验能力和实践能力基于植物细胞工程技术的实验设计,更加注重培养学生的实验能力和实践能力。
《植物细胞工程的应用》说课稿尊敬的各位评委老师:大家好!今天我说课的题目是《植物细胞工程的应用》。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教学方法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析《植物细胞工程的应用》是高中生物选修 3 现代生物科技专题中的重要内容。
在此之前,学生已经学习了植物细胞工程的基本技术,如植物组织培养和植物体细胞杂交等,为本节内容的学习奠定了基础。
本节课主要介绍了植物细胞工程在植物繁殖、作物新品种培育、细胞产物的工厂化生产等方面的应用,不仅能够让学生进一步理解植物细胞工程的原理和技术,还能够让学生体会到生物科学技术在生产生活中的重要作用,激发学生对生物科学的兴趣和探索欲望。
二、学情分析授课对象为高中学生,他们已经具备了一定的生物学基础知识和思维能力,对生物科学技术充满好奇和探索欲望。
但是,学生对于植物细胞工程的应用还缺乏系统的认识和深入的理解,需要通过具体的实例和实践操作来加深对知识的掌握。
三、教学目标1、知识目标(1)举例说明植物细胞工程在植物繁殖新途径、作物新品种培育、细胞产物的工厂化生产等方面的应用。
(2)了解植物细胞工程应用的成果和发展前景。
2、能力目标(1)通过对植物细胞工程应用实例的分析,培养学生的信息获取能力、逻辑思维能力和语言表达能力。
(2)通过小组讨论和合作探究,培养学生的团队合作能力和创新思维能力。
3、情感态度与价值观目标(1)体会生物科学技术在生产生活中的重要作用,增强学生对生物科学的兴趣和热爱。
(2)培养学生的社会责任感和创新意识,激发学生为推动生物科学技术的发展而努力学习的热情。
四、教学重难点1、教学重点(1)植物细胞工程在植物繁殖新途径、作物新品种培育、细胞产物的工厂化生产等方面的应用。
(2)植物细胞工程应用的实例分析。
2、教学难点(1)植物细胞工程在作物新品种培育中的原理和方法。
(2)植物细胞工程应用中的伦理和社会问题。
人教版普通高中教科书生物学选择性必修3《生物技术与工程》修订情况简介8丹(人民教育出版社课程教材研究所北京100081)摘要人教版普通高中教科书生物学选择性必修3《生物技术与工程》继承原高中生物选修教材的优点,依据新课标要求编写而成%编写思路上遵循从个体水平到细胞水平再到分子水平,由易到难、由具体到抽象的思路组织了前三章的内容,并在此基础上再引导学生关注生物技术的安全性与伦理问题%编写体例与整套教材既基本保持一致,又具有自己的风格和特色%主要内容则是在原来三本高中生物选修教材的基础上进行了取舍、整合和扩充%教材的主要特色包括:渗透社会主义核心价值观、弘扬中华优秀传统文化、重视创设真实的问题情境、全面培养思维能力、反映生物科技新进展以及优化装帧设计%关键词高中生物学选择性必修3人教版教材修订人教版普通高中教科书生物学选择性必修3《生物技术与工程》已于2020年秋季投入使用,为了帮助教师更好地理解和使用新教材,下面对教材修订的情况进行简要介绍%1编写思路《生物技术与工程》模块的内容包括基因工程、细胞工程、发酵工程等,它们分别涉及分子水平、细胞水平和个体水平的操作。
细胞工程和基因工程的内容相对艰深,离学生的生活经验较远,如果一开始就让学生学习,可能会使他们产生畏难心理,影响学习的积极性。
因此,教材遵循从个体水平到细胞水平再到分子水平,由易到难、由具体到抽象的思路组织了前三章的内容,并在此基础上再引导学生关注生物技术的安全性与伦理问题。
教材第1章发酵工程先以学生熟悉的传统发酵技术引入,并让学生亲自动手制作传统发酵食品来激发他们的学习兴趣;然后介绍微生物培养的有关技术,丰富学生对生物技术的认知;进而建立起技术与工程的联系,让学生了解发酵工程的基本环节和应用。
第2章细胞工程则按照操作对象的不同,分别以植物细胞工程、动物细胞工程和胚胎工程各为一节来组织内容;这三节又基本遵循着“工程的原理"涉及的技术"工程(技术)的应用”的思路来进行编写。
《植物细胞工程》教学建议
1.在植物繁殖新途径的教学中,首先可由植物组织培养技术引入,让学生回忆植物组织培养技术的基本原理和过程,思考利用这项技术能做哪些工作。
再逐一讲解微型繁殖技术、作物脱毒及人工种子。
2.关于植物组织培养的其他应用,应当参照教材的思路,先介绍生产实践中遇到的问题,说明社会生产的实际需要,再介绍科技人员是如何应用植物组织培养技术解决这些问题的。
例如,关于在作物脱毒中的应用,应当先介绍长期进行无性繁殖的作物,易积累感染病毒,导致产量降低,品质变差,而植物的分生区一般不会感染病毒,用分生区的细胞进行组织培养,就能得到大量的脱毒苗。
这样进行教学,一是能够让学生更好地理解先进技术的应用价值,二是能够调动学生的学习兴趣,三是有利于培养学生分析问题、解决问题的能力。
3.在作物新品种的培育中,教材仅举了单倍体育种和突变体的利用两个实例。
考虑到学生已了解单倍体、突变育种等基本知识,所以简单地介绍此部分内容即可。
4.细胞产物的工厂化生产是植物组织培养技术与发酵工程相结合的一项新技术。
尽管此内容是植物组织培养技术在另一方面的重要应用,但由于学生对此内容易于理解,所以教师可先让学生阅读教材,再结合资料分析,师生共同讨论资料分析中的讨论题。
高中生物教学案例分析论文_高中生物课堂趣味教学案例分析(优秀8篇)高中生物教学案例范文:动物的攻击行为和防御行为篇一一、教学目标:1、使学生了解动物的攻击行为和防御行为的概念和意义。
2、通过阅读和讨论,在学生了解动物攻击行为和防御行为概念的基础上设计一个观察或实验方案,培养其实验能力。
3、通过引导学生将所学的动物的攻击行为和防御行为方面的知识,用于观察或实验设计,教育学生注重理论联系实际;通过小组讨论、合作学习,培养学生团队精神。
二、重点、难点分析1、本课的重点是动物攻击行为和防御行为的概念。
本章的主要内容是介绍了六种主要的动物行为类型。
其中,首先介绍了动物的攻击行为和防御行为。
同种动物个体之间争夺生存空间和生活条件的斗争产生攻击行为;不同种动物之间保护自己、防御敌害的行为是防御行为。
这是动物的最基本的生存行为方式,是本节的重点。
2、若不安排观察动物的攻击行为和防御行为,本课无难点。
在第一节介绍了研究动物行为的方法后,根据学校的条件和学生的情况适当安排一些观察活动,则不仅有利于学生理解动物攻击行为和防御行为的概念,而且有利于培养学生的观察能力,也是对学生进行科学方法的训练。
如安排此项活动,则难点在于就近选择适于进行观察的动物;安排观察的时间、地点和观察方式;如何组织学生分组进行观察;怎样使每个学生都能参与观察活动和指导学生设计、制作观察记录表等。
三、教学过程设计(一)本节课的参考课时为1课时(二)教学过程1、复习动物行为的概念,讲评小组观察计划和实验设计:可以将学生小组所画的概念图用投影片打在屏幕上,请该组学生介绍他们画概念图的思路,通过交流概念图的绘制情况复习动物行为的概念。
对有些小组进行的观察计划或实验设计进行讲评,主要表扬小组对学习生物学的积极性,说明学习科学必须注重观察和实验,建议小组继续完善本组的观察计划或实验设计,并帮助小组尽量实施其计划。
2、引入新课:课前,尽量准备关于动物攻击行为和防御行为的录像片,如电影《生物的进化》中有两只斗鸡相互攻击的生动镜头;中央电视台播放的《动物世界》栏目中有许多动物攻击与防御行为的节目,如“兔子”、“白犀牛”、“克什米尔赤鹿”等录像片中都有精彩的镜头。
植物细胞工程与动物细胞工程的主要区别
理解:
(1)动、植物细胞均具有全能性,但植物细胞全能性相对容易表现出来,所以前者一般只能获得细胞群(细胞株或细胞系),而后者的培养可获得完整的个体。
(2)植物细胞培养可根据需要控制培养阶段,如想繁殖名贵花卉和果树、培养无病毒植株及转基因植物需要经脱分化、再分化培养长成完整植株;如果想生产药物、食品添加剂、香料、色素等则需将材料脱分化处理培养成愈伤组织。
(3)动物细胞培养过程中,需不断用胰蛋白酶处理材料的原因是为了分解细胞间或细胞与瓶壁间相连的蛋白质类物质,使细胞成单个,避免细胞间相互接触抑制细胞的增殖。
(4)动物细胞培养的一个应用是检测有毒物质的毒性,其原理是用添加检测物质的培养基培养动物细胞,根据培养细胞中发生染色体变异的细胞占总培养细胞的比例而推测检测物质的毒性。
高中生物《细胞工程》教案一、教学目标1. 理解细胞工程的概念及其应用。
2. 掌握细胞工程的基本技术和方法。
3. 能够分析细胞工程在生物技术和生产实践中的重要性。
二、教学内容1. 细胞工程的概念:介绍细胞工程的定义和基本原理。
2. 细胞工程技术:介绍植物细胞工程和动物细胞工程的基本技术,包括细胞培养、细胞融合、遗传转化等。
3. 细胞工程应用:介绍细胞工程在农业、医药、环境保护等领域的应用实例。
三、教学重点与难点1. 教学重点:细胞工程的概念、技术和应用。
2. 教学难点:细胞工程技术的原理和方法。
四、教学方法1. 讲授法:讲解细胞工程的概念、技术和应用。
2. 案例分析法:分析细胞工程在实际生产中的应用实例。
3. 小组讨论法:分组讨论细胞工程技术在解决实际问题中的应用。
五、教学准备1. 教材:《高中生物》细胞工程相关章节。
2. 参考资料:细胞工程相关的论文、书籍、案例等。
3. 教学工具:投影仪、PPT、黑板、粉笔等。
六、教学过程1. 导入:通过展示细胞工程的应用实例,引发学生对细胞工程的兴趣。
2. 新课导入:介绍细胞工程的概念和基本原理。
3. 课堂讲解:讲解细胞工程的技术和方法,包括细胞培养、细胞融合、遗传转化等。
4. 案例分析:分析细胞工程在农业、医药、环境保护等领域的应用实例。
5. 小组讨论:分组讨论细胞工程技术在解决实际问题中的应用。
6. 总结与复习:回顾本节课的重点内容,进行复习和巩固。
七、课堂练习1. 填空题:填写细胞工程的定义、技术及应用。
2. 选择题:判断细胞工程技术在实际应用中的正确实例。
3. 简答题:简述细胞工程技术在农业、医药、环境保护等领域的应用。
八、课后作业1. 阅读材料:阅读一篇关于细胞工程的论文或书籍,了解最新研究进展。
九、教学评价1. 课堂参与度:评价学生在课堂讲解、案例分析、小组讨论等环节的参与程度。
2. 课堂练习:评价学生在课堂练习中的表现,包括填空题、选择题和简答题。
植物细胞工程与动物细胞工程的比较
植物细胞工程的技术手段主要有植物组织培养和植物体细胞杂交,其中植物组织培养是植物细胞工程的基础;动物细胞工程的技术手段主要有动物细胞培养、动物细胞融合、单克隆抗体的制备、胚胎移植和核移植,其中动物细胞培养是动物细胞工程的基础。
动、植物细胞工程的原理和技术手段有相似之点,但也存在不同之处,现对两者的主要技术手段加以分析比较:
一、植物细胞的组织培养与动物细胞培养 1.过程
⑴植物组织培养
⑵动物细胞培养
二、植物体细胞杂交与动物细胞融合(单克隆抗体制备) 1.过程
⑴植物体细胞杂交:
细胞悬浮液 10代细胞 50代细胞 …… 细胞株 细胞系 原代培养 传代培养 再分化 激素、光离体的植物器官、组织或细胞 脱分化 营养物、激素 愈伤组织 根、芽 植物体 胚状体 人工种子 人造胚乳和种皮 发育
⑵动物细胞融合(单克隆抗体制备):
2.两者的比较
三、胚胎移植与核移植
1.哺乳动物的胚胎移植:指在体外完成受精作用和早期的胚胎发育,然后将早期的胚胎转移到母体的子宫发育。
试管动物是指的体外受精和早期胚胎发育生物。
试管牛的培育过程如下图所示:
2.核移植:核移植是动物克隆技术的基础。
鲤鲫移核鱼的培育过程如下图所示:
值得注意的是:克隆多莉羊是把来自高度分化的体细胞的核移植到去核的卵细胞中形成的重组细胞培育而来的;
【例释1】某同学在学习“细胞工程”时,列表比较了动植物细胞工程的有关内容,你
A .0
B .1
C .2
D .3
解析:动物的组织块剪碎后只能用胰蛋白酶处理,而不能用胃蛋白酶处理;植物的原生质体的促融方法可用物理法或化学法,而不用生物法;植物组织培养的培养基中的糖用的是蔗糖,而不用葡萄糖。
答案:D
【例释2】如图是“白菜—甘蓝”杂种植株的培育过程。
下列说法正确的是
A .图示“白菜—甘蓝”植株不能结籽
B .愈伤组织的代谢是自养需氧型
C .上述过程中包含着有丝分裂,细胞分化和减数分裂等过程
D .“白菜—甘蓝”杂种植株具有的性状是基因选择性表达的结果
解析:白菜和甘蓝都是二倍体,它们的体细胞杂交后培育的“白菜—甘蓝”植株中有两个染色体组来自白菜,两个染色体组来自甘蓝,因此“白菜—甘蓝”属于异源四倍体,是可育的,能产籽;愈伤组织是一种高度液泡化的呈无定型状态的薄壁细胞,不能进行光合作用
动物→排卵→体外受精−−→−培育胚胎−−→−移植
母牛子宫→试管牛(激素处理) (激素处理) (兼有鲤鱼、鲫鱼特点,具有正常生殖能力)
重组细胞→鲤鲫移核鱼 ⎭ ⎬ ⎫
鲤鱼:囊胚细胞核 鲫鱼:去核未受精卵
制造有机物,因此愈伤组织的代谢类型是异养需氧型;上述过程包括去壁、原生质体融合、植物组织培养等过程,其结果是形成“白菜—甘蓝”幼苗,并未发育到性成熟个体,因此整个过程中有有丝分裂和细胞分化,没有减数分裂过程;任何性状都是基因选择性表达的结果。
答案:D
【例释3】下图是单克隆抗体制备流程阶段示意图。
(1)技术是单克隆抗体制备技术的基础。
(2)根据培养基的用途分类,图中培养基属于培养基。
(3)单克隆抗体与常规的血清抗体相比,最大的优越性是。
(4)动物细胞融合除了采用植物细胞原生质体融合常用诱导剂外,还可以采用。
(5)选出的杂交瘤细胞既具备骨髓瘤细胞的特点,又具备淋巴细胞的特点。
(6)淋巴细胞是由动物体中的细胞分化、发育而来。
解析:动物细胞培养技术是其他动物细胞工程技术的基础,单克隆抗体也可通过微生物培养来生产。
由图中文字信息可知HAT培养基能选择出杂交瘤细胞,淘汰其他细胞,从用途来看HAT培养基是选择培养基。
单克隆抗体源于单个效应B细胞与骨髓瘤细胞融合的杂交瘤细胞产生,与血清抗体相比,具有特异性强,灵敏度高等特点。
杂交瘤细胞具备双亲的遗传物质,因此既具备骨髓瘤细胞无限增殖的特点,又具备效应B细胞分泌特异性抗体的特点。
此外淋巴细胞应由骨髓中的造血干细胞分裂分化而来。
答案:(1)动物细胞培养(微生物培养)(2)选择(3)特异性强,灵敏度高(4)灭活的病毒(5)在体外大量增殖分泌特异性抗体(6)骨髓造血干【例释4】我国第一只转基因牛“滔滔”的培育程序如下图所示。
请回答问题:
(1)写出图中所示细胞工程名称:
B c d
(2)培育转基因牛“滔滔”的技术路线中关键环节是
A.b B.c C.d D.e
(3)从遗传学原理说明基因牛“滔滔”与亲本甲、乙的最根本的区别是什么?
(4)从图中可知,“滔滔”培育过程中至少要用到的基因操作工具有。
(5)分子生物学测定法可鉴定出生的动物是否整合了外源基因。
如果要使出生的动物整合率在理论上提高到100%,那么在什么时候鉴定?
(6)请举一例,说明转基因牛“滔滔”培育成功的最突出的实际意义。
解析:本例细胞工程为知识载体,融合了基因工程的内容。
要重点掌握以“多利”为模型的高等动物克隆技术路线,基因工程的基本步骤、应用,并以此作类比、迁移和运用。
要特别关注现代生物技术对人类社会生产与生活造成的影响,并运用所学知识进行辨证地分析。
答案:(1)b指体外受精;c指显微注射法;d指胚胎移植;(2)B;(3)转基因牛“滔滔”中含有外源基因;(4) 限制酶、DNA连接酶、运载体;(5)在胚胎移植前对外源基因在胚胎体内是否已经整合作分子生物学鉴定,从中挑选出有外源基因的整合胚胎进行移植;(6)转基因动物培育成功有远大前景:①通过转基因动物生产药物,是迄今人们所想象得出的最为有效、先进的手段;②转基因动物就如一座“动物药厂”,其乳腺可以源源不断地分泌目的基因产物(药物蛋白)。
转基因技术应用于人类本身可以进行遗传病基因治疗。