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2019-2020年高中生物 2.1.1植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)教案 新人教版選修3 教學(xué)建議 本節(jié)教材內(nèi)容對(duì)學(xué)生來說,有一定的困難,教師可采用講授為主結(jié)合討論的方法進(jìn)行教學(xué)。 1.在細(xì)胞的全能性及細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)這部分內(nèi)容的教學(xué)中,可用教材上的菊花圖引入本節(jié)的標(biāo)題,同時(shí)提出一個(gè)問題——為什么植物的一個(gè)花瓣就可以培育出完整的植株呢?以引入本節(jié)課的第一個(gè)知識(shí)點(diǎn)——細(xì)胞的全能性及分化。關(guān)于細(xì)胞的全能性和細(xì)胞分化這部分內(nèi)容,因?yàn)閷W(xué)生在必修模塊中學(xué)過,所以可通過提問的方式讓學(xué)生回顧,教師再根據(jù)學(xué)生的回答情況按教材上的內(nèi)容進(jìn)行講解。 2.通過“怎樣把植物的一個(gè)花瓣培育成完整的植株”這個(gè)問題引入本節(jié)課的重點(diǎn)及難點(diǎn)——植物組織培養(yǎng)技術(shù)。本節(jié)應(yīng)當(dāng)盡量創(chuàng)造條件完成“胡蘿卜的組織培養(yǎng)”這個(gè)實(shí)驗(yàn)。 3.在植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的教學(xué)中,首先可通過教材上的番茄—馬鈴薯實(shí)例引入,讓學(xué)生思考,如果要實(shí)現(xiàn)這一設(shè)想,你認(rèn)為可以采用哪些方法?隨后讓學(xué)生分析植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的概念,再根據(jù)此概念,結(jié)合學(xué)生已有知識(shí)來回答下述問題。 (1)要想讓兩個(gè)來自不同種植物的體細(xì)胞融合在一起,遇到的第一個(gè)障礙是什么? (2)有沒有一種溫和地去除細(xì)胞壁的方法? (3)如果兩個(gè)來源不同的原生質(zhì)體發(fā)生融合形成了雜種細(xì)胞,下一步該對(duì)此細(xì)胞作何種處理? (4)如何將雜種細(xì)胞培育成雜種植株? 最后按教材上的植物體細(xì)胞雜交技術(shù)流程圖進(jìn)行總結(jié),重點(diǎn)講解。 參考資料 植物組織培養(yǎng)中的愈傷組織的形成及再分化 植物組織培養(yǎng)中使用的外植體一般是高度分化了的細(xì)胞,在植物體中是不會(huì)再分裂繁殖的,只是執(zhí)行某種功能直至死亡。這些細(xì)胞在培養(yǎng)基上培養(yǎng)時(shí)會(huì)由原來的分化狀態(tài)變成分生狀態(tài)的細(xì)胞,分裂產(chǎn)生愈傷組織,這個(gè)過程稱為脫分化過程。組織培養(yǎng)的研究結(jié)果表明分化細(xì)胞的脫分化需要兩個(gè)條件,即創(chuàng)傷和外源激素。 目前人們對(duì)于脫分化過程的本質(zhì)還不清楚。分化細(xì)胞在細(xì)胞周期中是處于一種相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)的細(xì)胞(G0期細(xì)胞),脫分化是要打破這種狀態(tài),使細(xì)胞進(jìn)入細(xì)胞周期中的G1期,并沿著G1期→S期→G2期→M期的循環(huán)進(jìn)行細(xì)胞分裂,形成愈傷組織。現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)細(xì)胞周期受基因調(diào)控,一種稱為編碼細(xì)胞周期依賴性激酶的基因和一種細(xì)胞周期蛋白可能與植物細(xì)胞脫分化的第一次分裂啟動(dòng)有關(guān)。那么,什么因素誘導(dǎo)細(xì)胞周期調(diào)控基因的作用,培養(yǎng)實(shí)踐證明與外源激素有關(guān)。至于激素如何誘導(dǎo)以及誘導(dǎo)作用的過程目前仍不清楚,有待深入研究。 當(dāng)細(xì)胞脫分化形成愈傷組織后,經(jīng)過一段時(shí)期的分裂,細(xì)胞群體又會(huì)產(chǎn)生分化,形成分生細(xì)胞或分生細(xì)胞團(tuán),由此再生成植株有兩條途徑:一是形成體細(xì)胞胚(功能類似于受精過程產(chǎn)生的胚),通過體細(xì)胞胚形成再生植株;二是通過器官發(fā)生的途徑再生植株,分生細(xì)胞在一定的誘導(dǎo)條件下重建芽的分生組織,分化出芽后再生根,成為完整的植株。 對(duì)于植物組織培養(yǎng)來說,光照條件非常重要,包括光照強(qiáng)度、時(shí)間和波長(zhǎng)。但在愈傷組織的誘導(dǎo)階段往往要暗培養(yǎng),而在分化再生的過程中一定要有光照。愈傷組織誘導(dǎo)階段的暗培養(yǎng)有利于細(xì)胞脫分化產(chǎn)生愈傷組織,如果在光照條件下容易分化產(chǎn)生維管等組織,不利于產(chǎn)生大量的愈傷組織。