高中生物专题二细胞工程第6课时植物细胞工程的实际应用学案新人教版选修3Word文件下载.docx

高中生物专题二细胞工程第6课时植物细胞工程的实际应用学案新人教版选修3Word文件下载.docx

《高中生物专题二细胞工程第6课时植物细胞工程的实际应用学案新人教版选修3Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中生物专题二细胞工程第6课时植物细胞工程的实际应用学案新人教版选修3Word文件下载.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。

（2）特点：

①无性繁殖，能够保持种苗的优良遗传特性（如图1）。

②选取材料少；

繁殖速度快，周期短；

不受季节、气候、自然灾害等因素的影响。

③可实现工厂化生产。

小贴士　微型繁殖是用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，实际上是无性生殖的一种。

在繁殖的过程中，细胞进行有丝分裂，因此亲、子代细胞内DNA相同，具有相同的基因，能保证亲、子代遗传特性不变。

利用这种技术能高效快速地实现种苗的大量繁殖。

2．作物脱毒

（1）取材：

无病毒的茎尖组织。

（2）图2所示脱毒草莓产品品质优良，要得到脱毒苗，材料选取的关键是选取植物的茎尖（或根尖）来作为植物组织培养的外植体。

这是因为植物的分生组织细胞中一般是不含病毒的。

如果将未被病毒感染的植株的分生组织用植物组织培养的方法培育幼苗，用于生产，可以避免病毒对作物的影响，大大提高作物的产量。

小贴士　病毒是寄生性生物，在用种子繁殖或用植物根、茎无性繁殖过程中，种子、根、茎的细胞中可能携带着病毒并传给下一代，使其繁殖的子代感染病毒。

3．人工种子

以植物组织培养获得的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，外面包被上人工薄膜，在适宜的条件下以萌发长成幼苗的种子。

（2）结构：

由胚状体、作为保护性外壳的人工种皮和提供发育所需营养的人工胚乳组成。

如图所示：

（3）优点

①属于无性生殖，无天然种子因有性生殖引起的基因重组而发生性状分离的现象。

②生产上不受季节、气候和地域的限制。

③利于农业生产的规范化、标准化和机械化管理。

归纳提炼

作物脱毒、人工种子的培育过程均采用组织培养技术

（1）作物脱毒主要是强调组织培养的取材一定是无毒的（如茎尖、根尖），才能繁殖出无毒的幼苗。

（2）人工种子的培育也是采用组织培养技术，但是只需培育得到胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等材料，包上人工种皮就可形成人工种子。

它含有胚状体发芽所需要的营养成分或植物激素，还应含有杀菌剂，以防播种后微生物的侵害，相当于种子的子叶或胚乳。

人工种子发芽得到的幼苗能保持亲本的优良性状，另外还不受气候、季节和地域的限制。

活学活用

1．下面为番茄植物组织培养过程的流程图解，以下相关叙述不正确的是（　　）

a,b,c,d,e,

A．脱分化发生在b步骤，形成愈伤组织，在此过程中植物激素发挥了重要作用

B．再分化发生在d步骤，是愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程

C．从叶组织块到种苗形成的过程说明番茄叶片细胞具有全能性

D．人工种子可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题

答案　B

解析　由愈伤组织形成胚状体结构的过程叫再分化，发生在c过程，故选项B错。

b过程是指植物组织形成愈伤组织的过程，叫脱分化；

脱分化、再分化都是由培养基中不同激素及其浓度比决定的；

植物组织培养技术的原理是植物细胞的全能性；

人工种子的优点是可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。

探究点二　作物新品种的培育和细胞产物的

工厂化生产

1．单倍体育种

（1）原理：

植物细胞的全能性。

（2）方法：

植物的组织培养技术及染色体变异。

（3）过程：

花药离体培养愈伤组织单倍体植株正常植株。

（4）优点：

单倍体经过染色体加倍，获得的后代为纯合子，可明显缩短育种年限（一般为2年）。

（5）缺点：

技术相当复杂，需要与杂交育种结合，其中的花药离体培养过程需要组织培养技术的支持，多限于植物。

2．突变体育种

基因突变和植物细胞的全能性。

（2）过程

（3）优点：

提高了愈伤组织的突变率，可以获得高抗、高产、优质、抗逆的新品种，加快了育种进程。

（4）缺点

①突变不定向，需要处理大量突变材料。

②突变少利多害，符合人们需要、有利的品种比较少。

3．细胞产物的工厂化生产

（1）写出细胞产物工厂化生产流程

外植体（离体的植物器官、组织或细胞）愈伤组织细胞悬液细胞产物。

（2）完善下列工厂化生产人参皂甙的基本过程

①选择人参根作为外植体进行培养，产生愈伤组织，经过培养选择找到增殖速度快而且细胞内人参皂甙含量高的细胞株作为种子。

②将第一步选择的细胞株放在发酵罐中的适合培养液中进行液体培养，增加细胞数量。

③将发酵罐中培养的细胞进行破碎，从中提取人参皂甙。

小贴士　植物组织培养的目的不同，培养阶段也不同：

若获得人工种子，则培养到胚状体阶段；

若提取细胞产物，则培养到愈伤组织阶段；

若获得新个体，则培养到试管苗阶段。

植物组织培养与植物细胞培养的区别

（1）含义不同：

植物组织培养是指在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，把植物离体的器官、组织或细胞培养成完整的植物体。

而植物细胞培养是将组织培养过程中形成的愈伤组织或其他易分散的组织置于液体培养基中，进行悬浮培养，得到分散游离的悬浮细胞，通过继代培养使细胞增殖，从而获得大量的细胞群体的一种技术。

（2）目的不同：

植物组织培养的目的是得到更多的植物体，而植物细胞培养的目的是获得人类所需要的细胞代谢产物。

2．在植物组织培养过程中，容易获得突变体的主要原因是（　　）

A．培养的细胞一直处于不断的分裂状态

B．培养基营养丰富，易于植物生长

C．纺锤丝的形成容易受抑制

D．DNA复制容易受抑制

答案　A

植物细胞工程的实际应用

1．下列属于植物的微型繁殖技术的是（　　）

A．兰花的茎尖组织培育成兰花幼苗

B．水稻种子萌发并长成新个体

C．扦插的葡萄枝长成新个体

D．柳树芽发育成枝条

解析　解答本题需要从两个方面入手，首先，水稻种子萌发并长成新个体、柳树芽发育成枝条均属于个体发育部分；

其次，扦插的葡萄枝长成新个体属于无性生殖中的营养生殖。

2．对人工种子正确的解释是（　　）

A．通过科学手段人工合成的种子

B．利用植物组织培养技术获得的种子

C．种皮能自我生成的种子

D．人工种子发芽率低

解析　人工种子就是以通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。

该种子在适宜条件下同样能萌发长成幼苗，因此人工种子的发芽率并不低。

3．下图表示某植物的培育过程，请据图判断下列说法中错误的是（　　）

A．A→F不能体现细胞的全能性

B．C中是高度液泡化的薄壁细胞

C．植株A和F中的染色体组数不同

D．植株F一般不能直接应用于生产

解析　图中所示B→F为花药离体培养得到单倍体幼苗，体现了生殖细胞也具有全能性。

但F与A中的染色体组数不同，一般需经人工诱导染色体数目加倍后才可应用于生产。

4．关于番茄—马铃薯杂种植株，下列叙述不正确的是（　　）

A．若番茄细胞内有m条染色体，马铃薯细胞内有n条染色体，则“番茄—马铃薯”细胞内含（m＋n）条染色体

B．过程②结束后需要淘汰自身融合的细胞

C．过程③不存在细胞分裂

D．这项技术已经广泛应用到杂种植物的培育中

答案　D

5．人工种子是人们模仿天然种子的结构制造出来的生命有机体，它能像天然种子一样萌发生长。

人工种子的核心部分是被外层物包埋的具有类似种子胚功能的胚状体，胚状体不同于一般种子的胚，它是由非合子细胞分化形成的类似于胚的结构物，所以又称“体细胞胚”“花粉胚”。

胚状体可从悬浮培养的单细胞中得到，也可以通过试管培养的茎尖、芽尖、子房、花粉等获得。

将胚状体包埋在一个能提供营养的胶质中，经过人工薄膜包装，便成了所谓的“人工种子”。

其培育过程如图所示：

请根据以上材料回答下列问题：

（1）人工种子依据的原理是______________________，经过________________技术培育而成。

（2）包埋胚状体的胶质可以看做是种子的哪部分结构？

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

（3）某二倍体植物基因型为DdTt，利用这种生物技术采用花药离体培养的方法，可培育成“花粉胚”，也可制成人工种子，这种种子萌发形成的个体为________，基因型为__________________。

（4）如果外植体为植物的茎尖，通过①的处理可使细胞彼此分离，可加入________。

A．15%的盐酸B．淀粉酶

C．果胶酶D．胰蛋白酶

（5）②表示脱分化过程，其实质是__________________；

③表示再分化过程，其实质是________________________________________________________________________。

（6）从上面所述胚状体的类型分析，人工种子萌发长成的植株是否可育？

________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

答案　

（1）植物细胞的全能性　植物组织培养　

（2）胚乳或子叶　（3）单倍体　DT、Dt、dT、dt　（4）C　（5）使细胞恢复分裂　基因的选择性表达，导致细胞形态、结构和功能的改变　（6）若是由花粉发育而来的则不可育，若是由茎尖、根尖等营养器官发育而来的则可育

解析　

（1）人工种子依据的原理是植物细胞的全能性，经过植物组织培养技术培育而成。

（2）包埋胚状体的胶质可以看做是提供营养的胚乳或子叶。

（3）某二倍体植物基因型为DdTt，采用花药离体培养的方法，可培育成“花粉胚”，也可制成人工种子，这种种子萌发形成的个体为单倍体，其基因型有DT、Dt、dT、dt。

（4）如果外植体为植物的茎尖，通过①的处理可使细胞彼此分离，可加入果胶酶使细胞间的物质分解。

（5）②表示脱分化过程，其实质是使细胞恢复分裂；

③表示再分化过程，其实质是基因的选择性表达，导致细胞形态、结构和功能的改变。

（6）人工种子萌发长成的植株是否可育主要看离体培养材料的来源。

基础过关

知识点一　植物繁殖的新途径

1．下列属于微型繁殖的是（　　）

A．马铃薯的块茎繁殖B．小麦的种子繁殖

C．一片花瓣的繁殖D．柳树的扦插繁殖

答案　C

解析　微型繁殖是利用植物组织培养技术，将离体的植物组织、器官、细胞进行培养，获得大量相同子代的过程。

2．人们利用植物的微型繁殖技术来进行工厂化生产，这是利用了该项技术的哪些特点（　　）

A．操作简单

B．使优良性状组合在一起

C．培育新的性状

D．高效性和保持种苗的优良遗传特性

答案