山東省平邑縣高中生物 第二章 細(xì)胞工程 2.1.2 植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用學(xué)案新人教版選修3.doc

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2.1.2 植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用 【導(dǎo)學(xué)目標(biāo)】 1.理解植物細(xì)胞工程在植物繁殖、作物新品種的培育、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)中的作用。 2.說出植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用。 【自主學(xué)習(xí)】 一、植物繁殖的新途徑 1.微型繁殖 (1)概念：用于 優(yōu)良品種的 技術(shù)。 (2)特點(diǎn)：屬于 繁殖，能夠保持 的遺傳特性，還可以高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖。 (3)實(shí)例：20世紀(jì)60年代，荷蘭的科學(xué)家就成功地實(shí)現(xiàn)了利用 來培育蘭花。 2．作物脫毒 (1)選材部位：植物的 附近。 (2)選材原因：分生區(qū)附近的病毒極少，甚至 。 (3)實(shí)例：目前采用 培養(yǎng)技術(shù)來脫除病毒，在 、草莓、甘蔗、菠蘿、香蕉等主要經(jīng)濟(jì)作物上已獲得成功。 3．人工種子 (1)概念：以植物組織培養(yǎng)得到的 、 、頂芽和腋芽等為材料，經(jīng)過人工 包裝得到的種子。 (2)特點(diǎn) ①后代 。 ②不受 、 和 限制。 (3)實(shí)例：我國(guó)已成功地把芹菜、花椰菜、桉樹和水稻的胚狀體制備成了人工種子。 二、作物新品種的培育 1.單倍體育種 (1)過程：花藥離體培養(yǎng)―→單倍體植株純合子植株。 (2)優(yōu)點(diǎn) ①后代是純合子，能穩(wěn)定遺傳。 ②明顯縮短了育種的年限。 2．突變體的利用 (1)產(chǎn)生原因：在植物的組織培養(yǎng)過程中，易受 和 (如射線、化學(xué)物質(zhì)等)的影響而 。 (2)利用：篩選出對(duì)人們有用的 ，進(jìn)而培育成新品種。 三、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn) 1.細(xì)胞產(chǎn)物種類： 、脂肪、糖類、 、香料、生物堿等。 2．技術(shù)： 技術(shù)。 3．實(shí)例：我國(guó)利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了大量生產(chǎn) ；另外，三七、紫草和銀杏的 也都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工廠化生產(chǎn)。 思考交流 1．植物組織培養(yǎng)可以進(jìn)行快速繁殖的原因是什么？ 2．脫毒苗培育時(shí)常用莖尖作材料，為什么不用根尖或其他分生區(qū)呢？ 正誤判斷 1．微型繁殖技術(shù)實(shí)際是通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)來完成的。( ) 2．進(jìn)行作物脫毒時(shí)，只能選取無病毒的莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)。( ) 3．利用人工種子繁殖時(shí)，其后代無性狀分離。( ) 4．單倍體育種不能得到作物新品種。( ) 5．人參皂甙的工廠化生產(chǎn)利用了植物細(xì)胞的全能性。( ) 【合作探究】 一、植物繁殖的新途徑 什么是植物的微型繁殖？其實(shí)質(zhì)和原理分別是什么？什么是人工種子？人工種子主要由哪幾部分組成？ 二、作物新品種培育方法的比較 作物新品種的培育方法主要有哪幾種？ 單倍體育種與花藥離體培養(yǎng)有何異同？人工種子與單倍體育種有什么區(qū)別？ 例1 下圖所示為植株繁殖的四種人工方式示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答： 原生質(zhì)體 (1)圖中單倍體植株通常的獲取方式是________。若圖中單倍體細(xì)胞含2個(gè)染色體組，A有4個(gè)染色體組，則③過程所用化學(xué)試劑的作用是_________________________________________。 (2)圖中B和C過程的不同點(diǎn)是________________________________________，這種不同主要的決定因素是________________________。 (3)若想在C過程中獲得突變體，進(jìn)而培育成新品種植株，應(yīng)用物理誘變或化學(xué)誘變的方法處理________。(4)若要獲得水稻的“人工種子”，則應(yīng)選用圖中的________結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)與正常受精卵形成的________有類似的結(jié)構(gòu)和發(fā)育過程。 (5)若D為胡蘿卜—羊角芹，②過程常用的物理方法有________________等；經(jīng)融合處理后，已經(jīng)融合的細(xì)胞類型有________________種(若融合的細(xì)胞只考慮兩兩融合)。 【答案】　　(1)花藥離體培養(yǎng)　抑制細(xì)胞有絲分裂過程中紡錘體的形成 (2)B過程中形成的是胚狀體，而C過程形成的是叢芽　細(xì)胞分裂素與生長(zhǎng)素的比值 (3)愈傷組織 (4)胚狀體　胚 (5)離心、振動(dòng)、電激　3 【達(dá)標(biāo)檢測(cè)】 課堂達(dá)標(biāo) 1．下圖為植物組織培養(yǎng)的基本過程，若制作人工種子，生產(chǎn)治療燙傷、割傷的藥物——紫草素，應(yīng)分別選用編號(hào)(　　) ①②③―→④ A．④②　　　　　 B．③② C．③④ D．④③ 2．甘薯種植多年后往往會(huì)感染病毒而減產(chǎn)，為此農(nóng)戶都希望得到無病毒的幼苗進(jìn)行種植。獲得無病毒幼苗的最佳辦法是(　　) A．選擇優(yōu)良品種進(jìn)行雜交 B．進(jìn)行遠(yuǎn)緣體細(xì)胞雜交 C．利用芽尖進(jìn)行組織培養(yǎng) D．人工誘導(dǎo)基因突變 3．下列對(duì)人工種子正確的敘述是(　　) A．通過科技手段人工合成的種子 B．利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得的種子 C．種皮能夠自我生成的種子 D．人工種子發(fā)芽率低 4．用雜合子種子盡快獲得純合子植株的方法是(　　) A．種植→F2→選出性狀不分離者→純合子 B．種植→秋水仙素處理→純合子 C．種植→生長(zhǎng)素處理→純合子 D．種植→花藥離體培養(yǎng)→單倍體幼苗→秋水仙素處理→純合子 5．下列育種措施，可以增加植物突變體出現(xiàn)的是(　　) A．采用嫁接方法培育蘋果新品種 B．將魚的抗凍蛋白基因?qū)霟煵菔芫阎校嘤箖鰺煵? C．用紫外線對(duì)組織培養(yǎng)中的愈傷組織進(jìn)行照射 D．使用秋水仙素對(duì)棉花植株進(jìn)行處理 6．植物組織培養(yǎng)是克隆植物的一種方法，過程如下圖所示，回答相應(yīng)的問題。 (1)為了獲得脫毒植株，外植體往往取自植物的花芽、葉芽等處的分生組織，其原因是________________________________________________________________________。 (2)培養(yǎng)皿中的培養(yǎng)基除添加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外，還需要添加植物激素，其目的是誘導(dǎo)外植體________________________________________________________________________。 (3)在生產(chǎn)實(shí)踐中為獲得大量的細(xì)胞產(chǎn)物(如紫杉醇)，可將①________放入液體培養(yǎng)基中經(jīng)機(jī)械作用分散成單個(gè)細(xì)胞，制備成細(xì)胞浮液，再經(jīng)過________即可獲得大量細(xì)胞。 (4)組織培養(yǎng)過程需要植物生長(zhǎng)和繁殖的最適條件，否則在光學(xué)顯微鏡下可能觀察到發(fā)生________________異常，進(jìn)而使植物出現(xiàn)遺傳不穩(wěn)定甚至不育。 (5)植物組織培養(yǎng)技術(shù)不僅應(yīng)用于花卉、果樹的快速、大量繁殖以及脫毒植株的獲取，還廣泛用于______________、________________、________________等育種過程中。 課外強(qiáng)化 1．某株名貴花卉用種子繁殖時(shí)會(huì)發(fā)生性狀分離，為了防止性狀分離并快速繁殖，可利用該植物體的一部分器官或組織進(jìn)行離體培養(yǎng)，但不能采用該植株的(　　) A．莖尖　　 B．芽　　 C．葉片　　 D．花粉粒 2．在下列各育種方式中，與組織培養(yǎng)技術(shù)無關(guān)的是(　　) A．利用花藥離體培養(yǎng)得到單倍體植株 B．秋水仙素處理二倍體幼苗，獲得四倍體植株 C．通過組織培養(yǎng)培育人工種子 D．通過體細(xì)胞雜交培養(yǎng)“番茄—馬鈴薯”雜種植株 3．右圖表示一人工種子，下列與人工種子培育生產(chǎn)過程有關(guān)的敘述，不正確的是(　　) A．人工種子一般用離體的植物細(xì)胞通過組織培養(yǎng)技術(shù)獲得 B．胚狀體是由愈傷組織分化而成，離體細(xì)胞只有形成愈傷組織才能表現(xiàn)出全能性 C．同一批次的人工種子可以保證具有相同的基因型 D．胚狀體是由未分化的、具有分裂能力的細(xì)胞構(gòu)成的 4馬鈴薯種植多年后易積累病毒而導(dǎo)致品種退化。目前生產(chǎn)上采用莖尖分生組織離體培養(yǎng)的方法快速繁殖脫毒的種苗，以保證該品種的品質(zhì)和產(chǎn)量水平。這種通過分生組織離體培養(yǎng)獲得種苗的過程涉及細(xì)胞的(　　) ①有絲分裂　 ②分化　 ③減數(shù)分裂 ?、苋苄? A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④ 5．百合利用它的球莖進(jìn)行無性繁殖，種植的世代多了，以后往往會(huì)感染病毒而減產(chǎn)，為此農(nóng)戶都希望得到無病毒的幼苗進(jìn)行種植。在最短時(shí)間內(nèi)獲得大量無病毒幼苗的最佳方法是(　　) A．花藥離體培養(yǎng) B．選取成熟組織進(jìn)行培養(yǎng) C．利用莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng) D．人工誘導(dǎo)基因 6．下面為番茄植物組織培養(yǎng)過程的流程圖解，以下相關(guān)敘述不正確的是(　　) A．脫分化發(fā)生在b步驟，形成愈傷組織，在此過程中植物激素發(fā)揮了重要作用 B．再分化發(fā)生在d步驟，是愈傷組織重新分化成根或芽等器官的過程 C．從葉組織塊到種苗形成的過程說明番茄葉片細(xì)胞具有全能性 D．人工種子可以解決有些作物品種繁殖能力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問題 7．下圖列舉了幾種植物的育種方式，請(qǐng)據(jù)圖回答相關(guān)問題。 (1)甲育種方式稱為________________。 (2)通過丁種方式可以獲得脫毒苗，培養(yǎng)過程中c常常取用莖尖的原因是_________________________。 (3)乙方式處理植物的愈傷組織能獲得較好效果，原因是______________________________。 (4)丙方式將外源目的基因?qū)胧荏w植物細(xì)胞，最常采用的方法是____________。在通過丙方式獲得轉(zhuǎn)基因植株的過程中，核心步驟是__________________________________________。 (5)甲、丙兩種育種方式與傳統(tǒng)雜交育種方式相比，其優(yōu)點(diǎn)是________________________________。