引論：我們?yōu)槟砹?篇培育超級(jí)作物實(shí)踐活動(dòng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

教育部發(fā)布的《關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意見》提出：要強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐操作、親身感悟，組織開展好基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和拓展性實(shí)驗(yàn)［１］?！镀胀ǜ咧猩飳W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（２０１７年版２０２０年修訂）》理念之一是“教學(xué)過(guò)程重實(shí)踐”，強(qiáng)調(diào)要關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的實(shí)踐經(jīng)歷，從而加深學(xué)生對(duì)生物學(xué)概念的理解［２］。依據(jù)上述指導(dǎo)思想，若以培育超級(jí)作物“Ｐｏｍａｔｏ”作為教學(xué)主線，最佳的設(shè)計(jì)方案無(wú)疑是重現(xiàn)梅爾徹斯培育“Ｐｏｍａｔｏ”的部分實(shí)驗(yàn)過(guò)程，帶領(lǐng)學(xué)生開展原生質(zhì)體的分離、純化、融合的實(shí)踐活動(dòng)，有利于更好地達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。

１梅爾徹斯文獻(xiàn)資料的利用

梅爾徹斯文獻(xiàn)資料［３］中有些內(nèi)容可以轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源，如培育“Ｐｏｍａｔｏ”的實(shí)驗(yàn)流程、細(xì)胞融合的圖片資料、雜種植株的表型特征圖片資料、雜種植株的形態(tài)學(xué)、細(xì)胞學(xué)、生物化學(xué)鑒定資料等均可用于課堂教學(xué)，真實(shí)的實(shí)驗(yàn)可作為教學(xué)資源為學(xué)生搭建學(xué)習(xí)支架。

１．１實(shí)驗(yàn)過(guò)程將番茄葉肉細(xì)胞（淡綠色，２ｎ＝２４）和馬鈴薯愈傷組織（無(wú)色，２ｎ＝２４）分別置于較高滲透壓（如０．５ｍｏｌ／Ｌ甘露醇）溶液中，用纖維素酶和崩潰酶／果膠酶處理４—５ｈ，去除細(xì)胞壁獲得原生質(zhì)體。兩者原生質(zhì)體在聚乙二醇溶液中１０ｍｉｎ，可以發(fā)現(xiàn)許多融合產(chǎn)物產(chǎn)生。將融合形成的雜種細(xì)胞轉(zhuǎn)移到富含營(yíng)養(yǎng)的培養(yǎng)基上，培養(yǎng)出愈傷組織，將愈傷組織再生出的小植株移植到土壤中。上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程，是教師將文獻(xiàn)資料中的核心內(nèi)容進(jìn)行了簡(jiǎn)化后梳理而成，該過(guò)程與教材中關(guān)于植物體細(xì)胞雜交技術(shù)流程一致，可作為教學(xué)資源用于課堂教學(xué)。

１．２圖片資源培育“Ｐｏｍａｔｏ”的實(shí)驗(yàn)選用一直保持浸泡培養(yǎng)的馬鈴薯愈傷組織，制備無(wú)色的原生質(zhì)體，用溫室栽培的番茄（突變株）葉肉細(xì)胞，制備淡綠色原生質(zhì)體。選用兩種不同顏色的原生質(zhì)體進(jìn)行融合，利用兩種原生質(zhì)體顏色不同篩選融合原生質(zhì)體，圖１顯示融合原生質(zhì)體的細(xì)胞質(zhì)尚未混合。該篩選融合原生質(zhì)體的方法與學(xué)生實(shí)踐中的方法一致。借助實(shí)驗(yàn)過(guò)程的照片資料，利于學(xué)生理解篩選融合原生質(zhì)體的方法。梅爾徹斯培育成功的雜種植株如圖２所示。通過(guò)觀察不難發(fā)現(xiàn)，與預(yù)期的形態(tài)相差甚遠(yuǎn)，由此學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，從而激發(fā)探究欲望。研究表明，其原因可能是關(guān)鍵基因沒(méi)有表達(dá)，也利于學(xué)生辯證地理解結(jié)構(gòu)與功能觀。

１．３雜種植株的鑒定①形態(tài)學(xué)鑒定：植株在葉片形狀和花的形態(tài)上與用于原生質(zhì)體融合的馬鈴薯和番茄品種明顯不同，花和葉具有雜種的特點(diǎn)，但并沒(méi)有產(chǎn)生真正意義上的塊莖。②細(xì)胞學(xué)鑒定：科學(xué)家對(duì)一些愈傷組織再生出的芽進(jìn)行染色體計(jì)數(shù)，結(jié)果如表１。③生物化學(xué)方法鑒定：１，５二磷酸核酮糖羧化酶（ＲｕＢＰＣａｓｅ）由大小兩個(gè)亞基組成，小亞基由核基因編碼，大亞基由葉綠體ＤＮＡ上基因編碼，科學(xué)家檢測(cè)了四株植物ＲｕＢＰＣａｓｅ大小亞基的來(lái)源，結(jié)果如圖３。充分利用這三方面的鑒定資料，通過(guò)設(shè)置相關(guān)問(wèn)題，如依據(jù)表型進(jìn)行雜種植株的鑒定是否可靠？染色體數(shù)目接近４８能否確定為雜種植株？ＲｕＢＰＣａｓｅ檢測(cè)結(jié)果說(shuō)明什么？這些問(wèn)題的設(shè)計(jì)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，同時(shí)也利于學(xué)生理解科學(xué)研究的思路和方法。

２學(xué)生實(shí)踐活動(dòng)

教學(xué)中增加培育“Ｐｏｍａｔｏ”的部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，包括原生質(zhì)體的分離、純化和融合過(guò)程。在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，學(xué)生能更好地理解去除細(xì)胞壁的方法、誘導(dǎo)融合的方法、篩選的必要性。增加課標(biāo)要求以外的學(xué)生實(shí)踐活動(dòng)，是充分利用學(xué)校的現(xiàn)有條件，為學(xué)生提供可能的實(shí)踐機(jī)會(huì)，將理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相互融合，進(jìn)而利于學(xué)生深入理解植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的原理和流程。但由于實(shí)驗(yàn)條件所限，未能實(shí)踐植物體細(xì)胞雜交的全部實(shí)驗(yàn)操作。

２．１實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備①實(shí)驗(yàn)材料：選取了多種實(shí)驗(yàn)材料，不僅選用番茄和馬鈴薯（包括番茄葉、番茄果實(shí)、馬鈴薯塊莖、馬鈴薯組培苗），還選用了其他實(shí)驗(yàn)材料（包括白菜葉、甘藍(lán)葉、西藍(lán)花花球、菜花花球以及鐵皮石斛愈傷組織），以期探究適宜分離原生質(zhì)體的實(shí)驗(yàn)材料。②試劑配制［４］：配制的溶液中，最主要的是酶解液，酶解液成分中纖維素酶、果膠酶、離析酶用于酶解細(xì)胞壁；甘露醇用于調(diào)節(jié)滲透壓，實(shí)驗(yàn)中需配制較高滲透壓的甘露醇溶液；ＭＥＳ可用于調(diào)節(jié)ｐＨ（緩沖劑），牛血清蛋白可減少或防止降解細(xì)胞壁過(guò)程中對(duì)細(xì)胞器的破壞；ＣａＣｌ２具有保護(hù)細(xì)胞膜的作用。

２．２實(shí)驗(yàn)過(guò)程①分離并純化原生質(zhì)體具體操作過(guò)程如圖４［４］。學(xué)生疑惑１：為什么在切材料和酶解材料過(guò)程中都使用較高滲透壓的甘露醇？釋疑：在切材料時(shí)使用較高滲透壓的甘露醇，可使細(xì)胞出現(xiàn)微弱的質(zhì)壁分離，利于完整的原生質(zhì)體的釋放。酶解材料過(guò)程中使用較高滲透壓的甘露醇，可防止去除細(xì)胞壁后水分大量進(jìn)入原生質(zhì)體，導(dǎo)致原生質(zhì)體吸水脹破。疑惑２：去除細(xì)胞壁時(shí)不僅加入相關(guān)酶，還使用了較高滲透壓的甘露醇、ＣａＣｌ２、牛血清蛋白、ＭＥＳ，還要控制酶解時(shí)間、酶解溫度、離心機(jī)轉(zhuǎn)速……其目的是什么？釋疑：確保原生質(zhì)體的結(jié)構(gòu)不被破壞，保持其形態(tài)和活力，只有確保結(jié)構(gòu)的完整，才能行使相應(yīng)功能。結(jié)果展示如圖５。②原生質(zhì)體融合具體操作過(guò)程如圖６［４］。結(jié)果展示如圖７。學(xué)生疑惑１：需要提供什么證據(jù)才能證明原生質(zhì)體正在融合？釋疑：最直接的證據(jù)就是看到原生質(zhì)體融合過(guò)程的連續(xù)動(dòng)態(tài)變化。在１小時(shí)內(nèi)，將連續(xù)拍攝的１５張馬鈴薯菜花原生質(zhì)體融合照片，制成動(dòng)態(tài)的視頻，證明馬鈴薯菜花兩個(gè)原生質(zhì)體正在融合（圖７Ｄ）。疑惑２：為什么要對(duì)融合的原生質(zhì)體進(jìn)行篩選Ａ．番茄葉肉；Ｂ．番茄果肉；Ｃ．馬鈴薯葉肉；Ｄ．馬鈴薯塊莖Ｅ．白菜葉肉；Ｆ．甘藍(lán)葉肉；Ｇ．菜花花球；Ｈ．西藍(lán)花花球Ａ．白菜甘藍(lán)；Ｂ．西藍(lán)花菜花；Ｃ．馬鈴薯菜花；Ｄ．馬鈴薯菜花（融合動(dòng)態(tài)過(guò)程）；Ｅ．菜花菜花；Ｆ．甘藍(lán)甘藍(lán)；Ｇ．馬鈴薯馬鈴薯；Ｈ．馬鈴薯菜花（３個(gè)原生質(zhì)體）圖７顯微觀察不同實(shí)驗(yàn)材料的原生質(zhì)體融合釋疑：實(shí)驗(yàn)觀察到未融合的原生質(zhì)體、同種的兩個(gè)原生質(zhì)體融合、不同種的兩個(gè)原生質(zhì)體融合、不同種的三個(gè)原生質(zhì)體發(fā)生融合、同種或不同種的多個(gè)原生質(zhì)體融合現(xiàn)象，能夠說(shuō)明融合是不定向的，因此我們需要篩選出雜種細(xì)胞。疑惑３：ＰＥＧ為什么能夠促進(jìn)原生質(zhì)體融合？釋疑：普遍認(rèn)為，ＰＥＧ能夠改變細(xì)胞的膜結(jié)構(gòu)，使兩個(gè)細(xì)胞接觸處質(zhì)膜的脂類分子發(fā)生疏散和重組，從而導(dǎo)致質(zhì)膜相互親和、融合。疑惑４：是否必須選用不同顏色的原生質(zhì)體進(jìn)行融合，否則就無(wú)法篩選？釋疑：利用物理特異性的差異篩選，如原生質(zhì)體大小、顏色、形態(tài)……也可用不同熒光素分別標(biāo)記親本原生質(zhì)體。利用細(xì)胞系互補(bǔ)篩選：只有互補(bǔ)的雜種細(xì)胞能夠生長(zhǎng)。利用生長(zhǎng)特異性差異篩選：利用細(xì)胞生長(zhǎng)和分化能力的差異。關(guān)注學(xué)生的實(shí)踐經(jīng)歷，在實(shí)踐中加深學(xué)生對(duì)于原理和過(guò)程的深入理解，體會(huì)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)，只有確保結(jié)構(gòu)的完整，才能行使相應(yīng)功能。教師與學(xué)生針對(duì)技術(shù)難題，進(jìn)一步梳理歸納，形成完整的技術(shù)流程。

３總結(jié)

本節(jié)內(nèi)容側(cè)重生命觀念中“結(jié)構(gòu)與功能觀”的形成與應(yīng)用。學(xué)生基于已有認(rèn)知進(jìn)行方案的設(shè)計(jì)、分析方案的可行性、通過(guò)實(shí)驗(yàn)解決技術(shù)難題等活動(dòng)中，運(yùn)用“結(jié)構(gòu)與功能觀”解決和解釋概念形成過(guò)程中的相關(guān)問(wèn)題。本節(jié)課充分體現(xiàn)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步對(duì)人類生產(chǎn)生活產(chǎn)生的影響，同時(shí)也體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)概念形成的重要作用。（基金項(xiàng)目：北京市教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃課題“基于學(xué)習(xí)單元模式下的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施策略研究”，Ｎｏ．ＣＤＤＢ２１４１８）

作者:郭秋榮 王冉 王銀環(huán) 單位:北京市昌平區(qū)教師進(jìn)修學(xué)校 北京市昌平區(qū)第一中學(xué)