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”这个问题引入本节课的重点及难 点植物组织培养技术。本节应当尽量创
2、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? (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
3、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(G 0期细胞),脱分化是要打破这种状态,使细胞进入细胞周期中的 G1期,并沿 着 G1期S 期G 2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
4、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。
