用流程图以“植物组织培养技术”为框架构建高三生物复习专题

2018-11-05陈丽娟

考试周刊 2018年89期

摘要：流程图广泛用于高中生物复习中，对学生知识的归纳和概念的记忆有一定的帮助。本文主要以《现代生物科技专题》（选修 3）专题 2中“植物组织培养技术”知识点为基本框架，用流程图和一系列问题构建起以该“技术”为核心的专题复习。将高中生物必修和选修3课本有涉及和应用到该“技术”紧密联系在一起。

关键词：植物组织培养技术；流程图；外植体；愈伤组织

“植物组织培养技术”在高中生物必修和选修课本都有涉及。第一次涉及该“技术”是在必修1第六章第2节，该节对“植物组织培养技术”的原理和过程有了大概的介绍。初次应用到该“技术”是在必修2第五章第2节。该节虽然没有明确提到该“技术”，但是，在本节末讲到要获得单倍体方法，应用“花药离体培养技术”；以及课后练习“拓展题”中，涉及如何让三倍体西瓜保持其优良性状，该用什么方法，也隐晦地提到要用“植物组织培养技术”。再次系统地学习“植物的组织培养技术”是在生物的选修部分。

流程图是指流经一个系统的信息流，观点流或部件流的图形代表。它由一些图形符号或者文字说明构成，能够简单、直观地把一些复杂过程阐述出来。在高中生物学习过程中，普遍会遇到一些知识点比较散乱，概念比较难理解，记忆不方便等问题。在教学中，如仅用文字描述晦涩的生物技术流程，学生理解、记忆起来就有很多的困难。如能充分利用流程图，将问题融入流程图中，各种概念一目了然，便于学生理解和构建知识网络。

流程图在高中生物复习中，尤其是在选修3的“生物技术”的学习中，得到广泛的应用。关于这方面的文献和论文很多，在这里就不详细列举。本文主要是以《现代生物科技专题》（选修 3）专题 2中“植物组织培养技术”为基本框架，用流程图和一系列问题构建起以该“技术”为核心专题复习，阐述流程图在该节复习过程中应用。

《现代生物科技专题》（选修 3）专题 2中“植物组织培养技术”流程图如下：

外植体脱分化愈伤组织再分化试管苗移栽大田植株

流程图一

一、基本概念问题设置

通过“流程图一”，联系必修1中涉及“植物组织培养技术”这一知识点，通过如下问题设置，复习该知识点涉及的基本理论和概念。

植物组织培养技术利用的原理：

全能性的概念：

全能性的物质基础：

什么是细胞分化：

一般分化的细胞将保持一直分化后的状态，直到死亡。强调“一般”说明给“分化的细胞”一定条件刺激可以表现出“全能性”，那么需要那些条件呢？

二、外植体

外植体是指离体的组织或器官。在“植物的组织培养技术”中，外植体的选取不同，会使该“技术”在不同“生物技术”中得以应用。通过“流程图一”中核心概念“外植体”，以流程图为纲要，变换“外植体”。将必修2中“单倍体育种”、选修3中“转基因作物”“植物体细胞杂交”“作物的微型繁殖”“脱毒苗”这些看似没有很大关系的知识点联系起来。

（一）外植体是“花药”

若外植体是“花药”，那么“流程图一”可用于“花药离体培养”，该“技术”经常用于“单倍体育种”。写出该过程的流程图，如下图“流程图二”。因为该过程“外植体”取自“生殖器官”即生殖细胞，故该过程属于有性生殖。

离体花药脱分化愈伤组织再分化单倍体一定浓度的秋水仙素目标纯合子植株

流程图二

（二）外植体是“导入目的基因的植物细胞”

若外植体是“导入目的基因的植物细胞”，該过程称它为“转基因作物的培育”。写出该过程的流程图，如下图“流程图三”。因为该过程一般取自植物的体细胞，故该过程属于无性生殖。

导入目的基因的植物细胞脱分化愈伤组织脱分化转基因植物

流程图三

（三）外植体来自“植物体细胞杂交的杂种细胞”

若该过程“外植体”来自“植物体细胞杂交的杂种细胞”，那么“流程图一”应用于“植物体细胞杂交”。写出“植物体细胞杂交”的流程图，如下图“流程图四”。因为该过程一般取自两个植物的体细胞，故该过程属于无性生殖。

杂种细胞脱分化愈伤组织再分化杂种植株

流程图四

以“流程图四”为基本框架，设置如下问题，复习“植物体细胞杂交”这一知识点。

1. 如何去除细胞壁；2. 如何诱导原生质体融合；3. 融合完成的标志是什么；4. 杂交完成的标志是什么；5. 植物体细胞杂交的意义是什么；6. 代表作物；7. 为什么没有用番茄和马铃薯杂交没有地上长番茄，地下长马铃薯；8. 注意辨析植物体细胞杂交和有性杂交的区别。

（四）外植体是“作物的茎尖或芽尖”

若该过程“外植体”来自“作物的茎尖或芽尖”，由于茎尖或芽尖分裂比较旺盛，含的病毒较少，甚至无病毒，可以应用于作物的脱毒。获得的植物是叫“脱毒苗”。写出该过程的流程图，如下图“流程图五”。

作物的茎尖或芽尖脱分化愈伤组织再分化脱毒苗

流程图五

（五）外植体是“三倍体西瓜组织”

该“技术”可以应用于作物的微型繁殖，如“必修2第五章第2节”课后练习讲到，“三倍体西瓜没有种子，要每年制种，很麻烦，有没有别的替代方法？”由于三倍体西瓜，在减数分裂产生配子过程中，发生联会紊乱，不能产生正常配子，不能通过有性生殖使它的优良性状得到保持。那有什么方法可以保持其优良的性状呢？就可以用到组织培养技术。写出该过程的流程图，如下图“流程图六”。

三倍体西瓜组织脱分化愈伤组织再分化三倍体西瓜

流程图六

三、愈伤组织

愈伤组织是指一些分化的细胞，经过激素的诱导后，可以脱分化为具有分生能力的薄壁细胞。在“植物的组织培养技术”中，愈伤组织有很多用处。通过“流程图一”中核心概念“愈伤组织”，回忆起“愈伤组织”的用途。

（一）细胞代谢产物工厂化生产

可以用来生产细胞代谢的产物。如生产治疗烫伤的紫草素，人参皂苷等。细胞产物的工业化生产，从外植体脱分化培养至愈伤组织，一般都用固体或固体培养基。

（二）突变体利用

用一定条件诱导脱分化形成愈伤组织的过程，或者愈伤组织在一定条件再分化的过程中，由于细胞培养一直处于不断的分生状态，因此很容易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变。会出现很多“突变体”。从这些“突变体”中筛选出对人们有用的“突变体”，获得新品种。

（三）人工种子

在愈伤组织的基础上给予一定条件诱导产生胚状体或丛芽，在它们上面包裹着人工种皮和人工胚乳，就形成了“人工种子”。写出该过程流程图，如下图“流程图七”。

外植体脱分化愈伤组织再分化胚状体人工种皮人工胚乳人工种子

流程图七