植物细胞工程的基本技术教案

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1、2.1.1　植物细胞工程的基本技术教学建议本节教材内容对学生来说,有一定的困难,教师可采用讲授为主结合讨论的方法进行教学。1.在细胞的全能性及细胞分化的实质这部分内容的教学中,可用教材上的菊花图引入本节的标题,同时提出一个问题——为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株呢?以引入本节课的第一个知识点——细胞的全能性及分化。关于细胞的全能性和细胞分化这部分内容,因为学生在必修模块中学过,所以可通过提问的方式让学生回顾,教师再根据学生的回答情况按教材上的内容进行讲解。2.通过“怎样把植物的一个花瓣培育成完整的植株”这个问题引入本

2、节课的重点及难点——植物组织培养技术。本节应当尽量创造条件完成“胡萝卜的组织培养”这个实验。3.在植物体细胞杂交技术的教学中,首先可通过教材上的番茄—马铃薯实例引入,让学生思考,如果要实现这一设想,你认为可以采用哪些方法?随后让学生分析植物体细胞杂交技术的概念,再根据此概念,结合学生已有知识来回答下述问题。(1)要想让两个来自不同种植物的体细胞融合在一起,遇到的第一个障碍是什么?(2)有没有一种温和地去除细胞壁的方法?[学科网](3)如果两个来源不同的原生质体发生融合形成了杂种细胞,下一步该对此细胞作何种处理?(4)如何将杂种

3、细胞培育成杂种植株?最后按教材上的植物体细胞杂交技术流程图进行总结,重点讲解。参考资料植物组织培养中的愈伤组织的形成及再分化植物组织培养中使用的外植体一般是高度分化了的细胞,在植物体中是不会再分裂繁殖的,只是执行某种功能直至死亡。这些细胞在培养基上培养时会由原来的分化状态变成分生状态的细胞,分裂产生愈伤组织,这个过程称为脱分化过程。组织培养的研究结果表明分化细胞的脱分化需要两个条件,即创伤和外源激素。目前人们对于脱分化过程的本质还不清楚。分化细胞在细胞周期中是处于一种相对静止状态的细胞(G0期细胞),脱分化是要打破这种状态,使

4、细胞进入细胞周期中的G1期,并沿着G1期→S期→G2期→M期的循环进行细胞分裂,形成愈伤组织。现在发现细胞周期受基因调控,一种称为编码细胞周期依赖性激酶的基因和一种细胞周期蛋白可能与植物细胞脱分化的第一次分裂启动有关。那么,什么因素诱导细胞周期调控基因的作用,培养实践证明与外源激素有关。至于激素如何诱导以及诱导作用的过程目前仍不清楚,有待深入研究。当细胞脱分化形成愈伤组织后,经过一段时期的分裂,细胞群体又会产生分化,形成分生细胞或分生细胞团,由此再生成植株有两条途径:一是形成体细胞胚(功能类似于受精过程产生的胚),通过体细胞胚

5、形成再生植株;二是通过器官发生的途径再生植株,分生细胞在一定的诱导条件下重建芽的分生组织,分化出芽后再生根,成为完整的植株。对于植物组织培养来说,光照条件非常重要,包括光照强度、时间和波长。但在愈伤组织的诱导阶段往往要暗培养,而在分化再生的过程中一定要有光照。愈伤组织诱导阶段的暗培养有利于细胞脱分化产生愈伤组织,如果在光照条件下容易分化产生维管等组织,不利于产生大量的愈伤组织。