2016新课标创新人教生物选修3 2.1.2 植物细胞工程的实际应用
选修3-2-1.2植物细胞工程的实际应用
一、植物繁殖的新途径 1.微型繁殖
概念：应用组织培养技术，快速繁殖植物（也叫 快速繁殖技术）
1.微型繁殖
优点： （高保真-无性繁殖）
①实际上是无性繁殖，能保持亲本的优良性状 ②取材少，培养周期短，繁殖率高，便于自动 化管理，进行工厂化培养。 作物栽培
产业化育苗
生菜 兰花
无籽西瓜
生产生活中，病毒容易沿植物体的维 管组织传播，而分生组织区中缺乏维管系 统，因此不含病毒。用做组织培养的植物 材料可以是植物体任何类型的组织细胞。 怎样利用植物组织培养技术解决？
ddtt
P： F1 F2
第 年 第 年 1
高杆抗病 DDTT
× 矮杆感病
P
高杆抗病 高杆抗病 F1 DdTt DdTt ↓× D_T_ D_tt ddT_ ddtt 配子： DT Dt dT dt 矮抗
×
↓
高杆抗病 DDTT
× 矮杆感病
ddtt
第 年
1
F3
第 年
第 年
2 3 4
花药离体培养
第 年
2
ddTT
生长
单倍体 DT 幼苗：
Dt
秋水 仙素
dT
dt
纯合体: DDTT DDtt ddTT ddtt
矮抗
选育出需要 的矮抗纯种
选择矮秆抗病 即为新品种
2.突变体及利用
体细胞诱变育种
(1)产生:在植物组织培养过程中,由于培养细胞 分生状态 而易受培养条件和 一直处于不断的_________ 突变 外界压力的影响而产生______. (2)利用:从产生突变的个体中筛选对人类有用 突变体 进而培育成新品种. 的_______, (3)实例:抗花叶病毒的 甘蔗\抗盐碱的野生烟 草\抗除草剂的白三叶 草等.
高中生物选修三专题二2.1.2《植物细胞工程的实际应用》教案
专题二细胞工程2.1.2植物细胞工程的实际应用一、教材分析《植物细胞工程的实际应用》是人教版高中生物选修三《现代生物科技专题》专题2第一节《植物细胞工程》第2课时的教学内容。
第1节课已经学习了细胞的全能性、植物组织培养技术、植物体细胞杂交技术等三方面内容。
在此基础上，本节主要学习植物细胞工程的三方面应用，即植物繁殖的新途径、作物新品种的培育，以及细胞产物的工厂化生产等内容。
二、教学目标1．知识目标：（1）、掌握微型繁殖和植物组织培养的联系（2）、掌握作物脱毒、人工种子的制备过程和意义（3）、了解单倍体育种和突变体的利用2．能力目标：搜集有关细胞工程研究进展和应用方面的资料，进行整理、分析和交流3．情感、态度和价值观目标：1认同细胞学基础理论研究与技术开发之间的关系；2、关注细胞工程研究的发展和应用前景。
三、教学重点难点1.教学重点植物细胞工程应用的实例2、教学难点掌握作物脱毒、人工种子的制备过程四、学情分析本节教材内容对学生来说，第一课时已经学习了植物细胞工程的基本技术的知识，这节课学习起来有一定的基础。
教师可采用学案导学、让学生理解记忆为主结合讨论的方法。
五、教学方法：1．学案导学：见后面的学案。
2．理解记忆为主结合讨论的方法六、课前预习1、通过预习课本、查阅资料，列举植物组织培养技术在我们生活中的应用。
2、说出人工种子制备技术的过程。
3、说出人参皂甙的工厂化生产过程。
七、课时安排：1课时八、教学过程(一)预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）合作探究、精讲点拨【问题探究】1、植物微型繁殖技术高效快速的实例有哪些？2、什么是人工种子？制备人工种子技术是什么？3、工厂化生产人参皂甙的基本过程是什么？【精讲点拨】在植物微型繁殖新途径的教学中，首先可由植物组织培养技术引入，让学生回忆植物组织培养技术的基本原理和过程，思考利用这项技术能做哪些工作？再逐一讲解微型繁殖技术、作物脱毒及人工种子。
高中生物选修3优质教学设计13：2.1.2 植物细胞工程的实际应用 教案
植物细胞工程的实际应用教学目标（1）掌握微型繁殖和植物组织培养的联系（2）掌握作物脱毒、人工种子的制备过程和意义（3）了解单倍体育种和突变体的利用（4）了解细胞产物的实例教学重难点植物细胞工程在作物繁殖和育种两方面的应用。
教学过程1．微型繁殖(1)概念：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。
(2)优点2．作物脱毒(1)取材：无病毒的茎尖组织。
(2)优点：提高作物产量和品质。
3．人工种子(1)概念：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，经过人工薄膜包装得到的种子。
(2)人工种子在适宜条件下可萌发长成幼苗。
作物新品种的培育和细胞产物的工厂化生产1．作物新品种的培育(1)单倍体育种①原理：细胞的全能性和染色体变异。
②过程：花药单倍体植株纯合子植株。
③优点：a．后代是纯合子，能稳定遗传。
b．明显缩短了育种年限。
(2)突变体的利用①产生：在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态，因此容易受培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而产生突变。
②利用：从产生突变的个体中筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。
2．细胞产物的工厂化生产(1)细胞产物的种类：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。
(2)实例：我国利用植物组织培养技术实现了大量生产人参皂甙干粉；另外，三七、紫草和银杏的细胞产物也都已经实现了工厂化生产。
[总结升华]1．作物脱毒、人工种子(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)，这样才能繁殖出无毒的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。
②人工种皮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。
③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。
2．人工种子与天然种子的区别(1)人工种子是通过植物组织培养产生的，属于无性繁殖，可保持亲本的优良性状。
人教版生物选修3讲义：专题2 2.1.2 植物细胞工程的实际应用
2.1.2 植物细胞工程的实际应用1．简述微型繁殖技术。
(重点)2．理解掌握利用植物组织培养的技术培养脱毒苗和人工种子。
(重、难点)3．理解植物组织培养技术在细胞产物的工厂化生产领域的应用。
(重点)1．微型繁殖(1)概念：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，保持优良品种的遗传特性②高效快速地实现种苗的大量繁殖③可实现工厂化生产2．作物脱毒(1)选材部位：植物的分生区附近。
(2)选材原因：分生区附近的病毒极少，甚至无病毒。
(3)实例：目前采用茎尖组织培养技术来脱除病毒，在马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝、香蕉等主要经济作物上已获得成功。
3．人工种子(1)概念：以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。
(2)特点①后代无性状分离。
②不受季节、气候和地域限制。
(3)实例：我国已成功地把芹菜、花椰菜、桉树和水稻的胚状体制备成了人工种子。
[合作探讨]探讨1：植物组织培养可以进行快速繁殖的原因是什么？提示：植物组织培养到愈伤组织的阶段，细胞进行有丝分裂，细胞分裂速度较快，从而获得大量的组织细胞，然后不断地分割、移瓶、诱导再分化形成新植株。
植物组织培养在实验室进行，受季节、气候等条件限制较小。
探讨2：作物培养过程中为什么要进行作物脱毒，如何进行作物脱毒？提示：对于无性繁殖的作物，病毒在作物体内逐年积累，就会导致作物产量降低、品质变差。
而植物分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，因此切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植物就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。
探讨3：根据种子发育所需的营养物质，分析人工种皮内应含有哪些有效成分？提示：适宜的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等。
[思维升华]1．微型繁殖(1)本质：微型繁殖实际上是一种无性繁殖，能保持亲本的一切优良性状，这项技术只运用了植物组织培养技术，因此该过程只涉及有丝分裂，不涉及减数分裂。
高中生物选修3精品学案：2.1.2 植物细胞工程的实际应用
2.1.2 植物细胞工程的实际应用[学习目标] 1.说明植物细胞工程在植物繁殖方面的应用。
2.列举植物细胞工程在作物新品种培育方面的应用。
3.概述细胞产物的工厂化生产的原理。
[核心素养] 1.社会责任：列举植物细胞工程在实际生活中的例子，培养理论联系实际的能力，并通过查阅资料，扩大学生的知识面及其知识深度。
2.生命观念：会用生命观念解释植物细胞工程给人们带来的影响。
一、植物繁殖的新途径1.微型繁殖(1)概念：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，保持优良品种的遗传特性②高效快速地实现种苗的大量繁殖③可实现产业化生产2.作物脱毒(1)选材部位：无病毒的植物分生区附近的部位。
(2)优点：提高作物的产量和品质。
(3)实例：脱毒马铃薯的培育。
3.人工种子(1)概念：以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。
(2)优点 ①繁殖周期短。
②后代不发生性状分离，能够保持亲本的优良性状。
③不受季节、气候和地域的限制，并可节约土地。
归纳总结关于人工种子(1)各部分的功能针对植物种类和土壤等条件，在人工种子的包裹剂(人工种皮)中应具有适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等。
为了促进胚状体的生长发育，还可以向人工种皮中加入一些植物生长调节剂。
(2)制备流程：诱导植物愈伤组织的形成→体细胞胚的诱导→体细胞胚的成熟→机械化包装→储藏或种植。
1.如图为培育甘蔗脱毒苗的两条途径，研究发现经②过程获得的幼苗脱毒效果更好。
下列相关叙述错误的是()A.①过程所取茎尖中的叶原基具有较高的分裂、分化能力B.②过程的作用可能是阻碍病毒等进入茎尖分生组织C.③④过程中基因的选择性表达导致了细胞脱分化D.培养基A、B中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同[答案] C[解析]③④过程中基因的选择性表达导致了细胞再分化，C错误。
2.(2019·陕西西安一中高二期中)下图是人工种子的结构简图，下列相关叙述不正确的是()A.人工种子的胚乳中含有胚状体发育所需要的营养物质，还可以添加农药和植物激素B.人工种子胚状体还未分化出胚芽、胚轴和胚根等结构C.人工种子可以工业化生产，播种人工种子可节省大量粮食D.人工种子的获得，可以只进行有丝分裂[答案] B[解析]人工胚乳中含有胚状体发育所需要的营养物质，还可以添加农药和植物激素，A项正确；人工种子的胚状体已经分化出胚芽、胚轴和胚根等结构，B项错误；人工种子可以工业化生产，播种人工种子可节省大量粮食，C项正确；人工种子的胚状体一般是体细胞通过植物组织培养获得的，是无性生殖，其细胞只进行有丝分裂，D项正确。
高中生物选修3优质教学设计6：2.1.2 植物细胞工程的实际应用 教案
2.1.2 植物细胞工程的实际应用●课标要求简述植物的组织培养。
●课标解读1．理解植物细胞工程在植物微型繁殖、作物新品种培育、细胞产物工厂化生产中的作用。
2．说出植物细胞工程的实际应用。
●教学地位本节属于了解性内容，主要介绍了植物组织培养技术在各个方面的应用，属于“植物细胞工程的基本技术”的拓展。
高考中，往往以植物细胞工程的实际应用为背景，考查植物细胞工程的基本技术等内容。
●教法指导1．植物繁殖新途径的教学中，让学生回忆植物组织培养技术的基本原理和过程，并思考利用这项技术能做到哪些工作？再针对教材归纳的几个方面进行讲解。
2．对于脱毒苗的培育、细胞产物的工厂化生产等内容，由于学生知识储备不够，可让学生先自行阅读教材，在分析这些应用中应用到植物组织培养技术的环节。
●新课导入建议上一节学习了植物组织培养技术的原理及操作程序，可回忆这些内容，进而提出这项技术有哪些应用？可尝试让学生回答，然后教师对学生的[答案]进行归纳，即植物繁殖、植物育种等方面，从而引入新课。
●教学流程设计学生课前预习：阅读教材P38～43，填写【课前自主导学】，完成“思考交流”。
⇒步骤1：情景导课：以【新课导入建议】引出本节课题。
⇒步骤2：引入新课的基础上，对植物组织培养技术的应用进行归纳，即三个方面：植物繁殖的新途径、作物新品种的培育、细胞产物的工厂化生产。
⇒步骤3：通过【课堂互动探究】探究1，具体分析植物组织培养技术在植物繁殖方面的应用。
完成例1。
⇓步骤6：理解并记忆【结论语句】。
通过【当堂双基达标】进行当堂检测验收。
⇐步骤5：引导学生通过合作，整理本节重点、难点内容，利用【本课知识小结】进行总结，建立知识网络。
抢答方式完成【正误判断】。
⇐步骤4：利用【课堂互动探究】探究2，弄清楚植物组织培养技术在作物育种方面的应用，并与其他育种方式进行比较。
完成例2。
课前自主导学植物繁殖的新途径1.微型繁殖 (1)概念：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。
高中生物选修三课件：2.1.2 植物细胞工程的实际应用
•1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。
•2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。
•3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。
•4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。
•5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
提示：可以利用植物组织培养技术来大量生产紫杉
醇。现在国内外的科学家们正在研究利用植物细胞
培养技术来大量培育红豆杉细胞，希望利用这种方
法来大量生产紫杉醇。国内外许多实验室开展了用 组织培养法生产紫杉醇的研究，红豆杉属的11种植 物现都在进行组织培养。ESC Agenetics公司宣布 他们用细胞培养法所得紫杉醇的含量是树皮的2～5 倍。国内外在分化细胞株系和培养条件方面做了不
提示： ①人工种子一般植物组织培养到胚状体，细胞代谢产 物一般培养到愈伤组织 ②人工胚乳含胚状体发育所需的营养物质外，还可以 添加各种附加成分，如养分、无机盐、有机氮源、固 氮细菌、防病虫农药、有益菌、植物生长调节剂、除 草剂等，以利于幼苗的茁壮成长，提高作物产量。 ③人工种皮应具有透水、透气的特点。
体细胞胚的诱导 ↓
体细胞胚的成熟 ↓
体细胞胚的机械化包裹 ↓
贮藏或种植
3.请查阅相关文献，设计出一种植物花药组织培养
和染色体加倍的实验流程。
6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月2021/11/192021/11/192021/11/1911/19/2021
•7、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去，他的生活就会变得不堪忍 受。他不仅应该是一个学生，而且首先应该是一个有多方面兴趣、要求和愿望的人。2021/11/192021/11/19November 19, 2021
人教版高中生物选修3 2.1《植物细胞工程的实际应用》教案
2.1.2 植物细胞工程的实际应用【学习目标】1.通过资料分析、师生交流，能够掌握微型繁殖和植物组织培养的联系；2.通过查阅资料、阅读文本，能够掌握作物脱毒、人工种子的制备过程和意义；3.通过观察图片、资料分析，能够了解单倍体育种和突变体的利用，并了解细胞产物的例子。
【教学重点和难点】1.植物细胞工程应用的实例。
2.掌握作物脱毒、人工种子的制备过程。
【教学过程】导入：植物细胞工程的实际应用。
生产实践的需求催生了科学技术并使其不断发展，科学技术又要应用、服务于生产实践。
无籽西瓜：炎炎夏日将至，能祛暑、解渴、利尿的盛夏佳果——西瓜纷纷上市了，品种丰富，价格不一。
可是大部分市售西瓜都是有籽西瓜，为什么好吃方便不吐籽的无籽西瓜总是难觅身影呢？无籽西瓜的培育及推广种植的困难：（学生回忆培育过程教师提出问题）科学家应用多倍体育种的方法，培育出的三倍体无籽西瓜，具有无籽、含糖高、口感好等特点。
但因其不结种子，每年必须用四倍体和二倍体西瓜杂交培育种子，不仅增加了生产成本，也给无籽西瓜的推广种植带来困难。
如何大面积推广种植无籽西瓜，在酷暑将至，市场需求渐增时尽快上市呢？想办法，解决问题：相信办法总比问题多，大家来帮瓜农出主意、想办法，以使我们在难耐的夏日里，解暑水果的选择上，有更多一些的选择。
教师：人们形象地把用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，叫做植物的微型繁殖技术（也叫快速繁殖技术）。
【微型繁殖与无性生殖】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，因此能保证亲、子代遗传特性不变。
利用这种技术能高效快速实现种苗的大量繁殖。
过渡：解决了无籽西瓜推广种植、尽快上市的问题后，对于吃到无籽西瓜这只是个开始。
农作物种植过程中的问题总是会接踵而至。
如何解决无籽西瓜推广种植遇到的新问题？（大家已经预想到该问题也已有了较好的解决办法，提前预防，有备无患）其实，不单无籽西瓜被没有种子不好推广的问题困扰着，其他能用种子繁殖的植物也被种子的局限性困扰着。
选修三2.1.2植物细胞工程的实际应用
机物，供试管苗生长发育。 （4）试管苗的细胞核中含_________条脱氧核糖核苷酸链。 （5）培育成的试管苗可能出现的基因型有_____________。 [解析]考查对植物组织培养过程的掌握。 要准确解答此题需要从 以下几个方面入手： ①愈伤组织的形成过程中，不断地从培养基中吸取营养。供生物 细胞生活的营养物质主要有无机物（水、无机盐） 、有机物（糖类、 脂类、蛋白质、维生素）等物质。 ②植物激素的种类很多，要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应 有细胞分裂素和植物生长素两大类。 ③试管苗是花药离体培养后得到的单倍体植株。其有叶绿体，可 以进行光合作用。 ④单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体， 由水 稻的基因型为 AaBb 可知此水稻为二倍体。已知水稻的体细胞中含有 24 条染色体，则单倍体细胞中含有 12 条染色体，12 个 DNA 分子。每 个 DNA 分子由两条平行的脱氧核糖核苷酸链盘旋而成， 所以试管苗的 细胞核中含有 24 条脱氧核苷酸链。 基因型为 AaBb 的水稻产生配子时， 依据基因的自由组合定律，结果♀、♂配子各有四种，即 AB、aB、 Ab、ab。 [答案]（1）水、无机盐、维生素和小分子有机物 （2）细胞分 裂素 植物生长素 （3）叶绿体 （4）24 （5）AB、aB、 Ab、ab
学情分析 学法指导 教 技 能
学
1、 2、 、了
型繁殖 植物组织培养的 作物 、人工种 的 体育种 体的 用 程
、了 细胞产物的 程 方
目
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
细胞工程
应用方面的
，
、分析 交 。
法 情 1、
标
细胞学基础 细胞工程 的
技术 应用 。
间的
2、 、
教学 教学 教学 教学方法
人教版高中生物选修三专题2细胞工程 2.1.2植物细胞工程的实际应用(共21张PPT)
后代都是纯合子，明显缩短育种年限。 成就： 1号烟草品种、中花8号、11号水稻。
2、突变体的利用
产生：
植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处 于不断的分生状态，易受到培养条件和外界 压力的影响而产生突变
利用：
筛选对人们有利突变体,进而培育新品种
成就：
已筛选到抗病、抗盐、含高蛋白及高产的 突变体，如抗烟草花叶病毒的甘蔗。
【答案】A
【例4】 请回答： （1）植物微型繁殖技术属于植物组织培养的范畴。 遗传特性 该技术可以保持品种的 ，繁殖种苗的速 快 度 。离体的叶肉细胞在适宜的条件下培养， 最终能够形成完整的植株，说明该叶肉细胞具有 遗传信息 该植物的全部 。 （2）把试管苗转接到新的培养基上时，需要在超 净工作台上进行，其原因是避免微生物 的污染。 （3）微型繁殖过程中，适宜浓度的生长素单独使 用可诱导试管苗 生根，而与 细胞分裂素 配比适 宜时可促进芽的增殖。若要抑制试管苗的生长， 促进愈伤组织产生和生长，需要使用的生长素调 2,4—D 节剂是 （脱落酸、2、4—D）。
作物上已获得成功
一、植物繁殖的新途径
3.神奇的人工种子 天然种子的缺陷 人工种子的概念
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。
胚状体
在组织培养过程中，由愈伤组织再分化形 成的类似于胚的结构。
人工种子的组成
胚状体（不定芽、顶芽和腋芽）+人工种皮
（4）将某植物试管苗培养 在含不同浓度蔗糖的培养基 上一段时间后，单株鲜重和 光合作用强度的变化如图。 据图分析，随着培养基中蔗糖浓度的增加，光合作 用强度的变化趋势是 逐渐减小 ，单株鲜重的 变化趋势是 先增加后下降 。据图判断，培养基 中不含蔗糖时，试管苗光合作用产生的有机物的 量 不能（能、不能）满足自身最佳生长的需要。 （5）据图推测，若要在诱导试管苗生根的过程中 提高其光合作用能力，应 降低 （降低，增加） 培养基中蔗糖浓度，以便提高试管苗的自养能力。
高中生物选修三2.1.2 植物细胞工程的应用
原理：染色体变异
优点：缩短育种年限，获得优良纯种。 缺点：但方法复杂，技术要求高。 技术：
植物组织培养技术，获得单倍体
秋水素处理单倍体的幼苗，使染色体加倍
二、作物新品种的培育
2.突变体的利用
（1）产生原因：在植物组织培养过程中，易受到培养条 件和外界压力（如射线、化学物质）的影响而产生突变。
（2）利用：筛选对人们有利突变体,进而培育新品种
作物脱毒材料: 分生区（如茎尖）的细胞 ——无病毒或极少
作物脱毒方法: 进行植物组织培养 结果: 脱毒苗
脱毒产品
香蕉
菠
萝
甘蔗
马铃薯
一 植物繁殖的新途径
（三）神奇的人工种子
（1）人工种子概念
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。
结构：人工薄膜+人工胚乳+胚状体（不定芽、顶芽、腋芽）
微型繁殖 的应用：
生菜 兰花
杨树
无籽西瓜
荷兰花卉 作物栽培
工业化生产
2、作物脱毒
脱毒
无性繁殖的
草莓
作物，容易 将病毒传染
病毒积累，导致 作物产量降低、
给后代。 品质变差。
植物分生区（如茎尖）
病毒极少。切取茎尖
进行组织培养，可获
得脱毒苗。
作物脱毒
脱毒原因：进行无性繁殖的作物，易积累感染 的病毒，导致产量降低，品质变差。
诱变处理
脱分化
再分化
外植体
愈伤组织
多种 突变体
筛选 新 品种
（3）实例：抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的野生烟 草、抗除草剂的白三叶草
三 细胞产物的工厂化生产
1.细胞产物种类： 蛋白质,脂肪,糖类,药物,香料,生物碱等
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2.1.2 植物细胞工程的实际应用一、植物繁殖的新途径(阅读教材P38～40)1．微型繁殖(1)概念：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。
(2)优点⎩⎪⎨⎪⎧ ①保持优良品种的遗传特性②高效快速地实现种苗的大量繁殖③可实现工厂化生产(3)实例：兰花、生菜、杨树以及无子西瓜试管苗的产业化生产。
2．作物脱毒(1)取材：无病毒的茎尖组织。
(2)优点：提高作物产量和品质。
(3)实例：脱毒马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝和香蕉等的培育。
3．人工种子(1)概念：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，经过人工薄膜包装得到的种子。
(2)人工种子在适宜条件下可萌发长成幼苗。
(3)实例：将芹菜、花椰菜、桉树和水稻等的胚状体制成人工种子。
二、作物新品种的培育和细胞产物的工厂化生产(阅读教材P40～41)1．作物新品种的培育(1)单倍体育种 ①原理：细胞的全能性和染色体变异。
②过程：花药――→离体培养单倍体植株――→人工诱导染色体加倍纯合子植株。
③优点：a ．后代是纯合子，能稳定遗传。
b ．明显缩短了育种年限。
④实例：单育1号烟草、京花1号小麦等。
(2)突变体的利用①产生：在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态，因此容易受培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而产生突变。
②利用：从产生突变的个体中筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。
③实例：抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的野生烟草、抗除草剂的白三叶草等。
2．细胞产物的工厂化生产(1)细胞产物的种类：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。
(2)技术基础：植物组织培养技术。
(3)实例：我国利用植物组织培养技术实现了大量生产人参皂甙干粉；另外，三七、紫草和银杏的细胞产物也都已经实现了工厂化生产。
[共研探究]植物细胞工程作为一门新兴的生物技术，已经普遍应用于社会生产的方方面面。
下面图示都利用了植物组织培养，观察并回答问题。
1．微型繁殖(图1)(1)概念：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。
②选取材料少。
③繁殖速度快，周期短。
④不受季节、气候、自然灾害等因素的影响。
⑤可实现工厂化生产。
2．作物脱毒(图2)(1)取材：无病毒的茎尖组织。
因为在植物分生区附近，细胞分裂十分迅速，病毒来不及侵入。
(2)图2所示脱毒草莓产品品质优良，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。
3．人工种子(1)概念：以通过植物组织培养的方法获得的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，外面包被上人工薄膜，在适宜的条件下可以发芽长成幼苗的种子。
(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)在人工种子中，人工种皮是保证包裹在其中的胚状体顺利生长成小植株的关键部分。
针对植物种类和土壤等条件，在人工种子的包裹剂中还可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等。
为了促进胚状体的生长发育，还可以向人工种皮中加入一些植物生长调节剂。
(4)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提高植物的繁殖能力。
④可人为控制植物的生长发育与抗逆性。
⑤便于贮存和运输。
[总结升华]1．作物脱毒、人工种子(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)，这样才能繁殖出无毒的幼苗。
(2)人工种子①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。
②人工种皮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。
③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。
2．人工种子与天然种子的区别(1)人工种子是通过植物组织培养产生的，属于无性繁殖，可保持亲本的优良性状。
(2)自然种子是通过有性生殖产生的，可表现出双亲的遗传性状。
[对点演练]1．下面对人工种子的叙述不正确的是()A．人工种子的胚乳中含有胚状体发育所需的营养物质，还可以添加农药和植物激素B．人工种子可以工业化生产，播种人工种子可节省大量的粮食C．人工种子克服了有些作物品种繁殖能力差，结种困难或发芽率低等问题D．人工种子的胚状体还未分化出胚芽、胚轴和胚根等结构解析：选D人工种子是经植物组织培养获得具有生根发芽能力的胚状结构后，包裹人工种皮而形成的。
在人工种子胚乳中，除了添加种子萌发所需的营养物质外，还可添加农药、植物激素、固氮菌等。
[共研探究]1．作物新品种的培育除传统的杂交育种外，还有单倍体育种、人工诱变育种、基因工程育种等。
在单倍体育种领域，科学家成功地培育出中花8号、11号水稻和京花1号小麦等作物新品种。
观察图示，回答相关问题：(1)中花11号水稻是单倍体育种的成就，其育种原理是染色体变异。
(2)单倍体育种过程中，用秋水仙素诱导染色体加倍，原理为秋水仙素抑制纺锤体的形成，细胞不能正常分裂，从而使染色体数目加倍。
(3)请用箭头和文字表达单倍体育种的过程。
提示：花药离体培养――→脱分化愈伤组织――→再分化单倍体植株――→染色体加倍正常植株(4)在植物组织培养过程中，愈伤组织阶段容易发生突变得到突变体。
(5)突变体育种的原理是基因突变或染色体变异，诱变育种的原理为基因突变。
诱变育种属于突变体育种的一种。
2．组织培养技术除了在农业上的应用外，还广泛应用于细胞产物的工厂化生产。
这些细胞产物包括蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。
观察下图回答相关问题：(1)完善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)――→脱分化愈伤组织――→分散开细胞悬液――→发酵、提取细胞产物(2)思考工厂化生产人参皂甙的基本过程，回答相关问题。
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(填“液体”或“固体”)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。
(3)根据生产的目的不同，植物组织培养的阶段不同：①若获得人工种子，则培养到胚状体阶段。
②若提取细胞产物，则培养到愈伤组织阶段。
③若培养新个体，则培育到试管苗阶段。
(4)我国利用植物组织培养技术实现了细胞产物的工厂化生产，如人参皂甙、三七、紫草和银杏。
[总结升华]2．单倍体育种与多倍体育种的异同(1)相同点：单倍体育种和多倍体育种均需要用秋水仙素诱导染色体数目加倍。
(2)不同点：单倍体育种需要植物组织培养先形成单倍体幼苗，但多倍体育种一般不使用植物组织培养技术。
3．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。
[对点演练]2．如图列举了几种植物的育种方式，请据图回答相关问题：(1)甲育种方式称为________。
(2)通过丁方式可以获得脱毒苗，培养过程中c常常取用茎尖的原因是________。
(3)乙方式通常用射线处理植物的愈伤组织能获得较好效果，原因是________。
(4)丙方式将外源目的基因导入受体植物细胞，最常采用的方法是________。
(5)甲、丙两种育种方式与传统杂交育种相比，其优点是________。
解析：(1)由a、b两种细胞通过一定的技术手段获得c，属于植物体细胞杂交，能克服远缘杂交不亲和的障碍。
(2)植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少，甚至没有病毒，因此常用茎尖组织培养技术获得脱毒苗。
(3)由于愈伤组织一直处于不断分裂的状态，容易受到培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而发生突变。
(4)将外源基因导入植物受体细胞中，最常用的是农杆菌转化法。
(5)植物体细胞杂交和基因工程都能克服不同物种间远缘杂交不亲和的障碍，而传统杂交育种由于生殖隔离而不能实现种间杂交。
答案：(1)植物体细胞杂交(2)茎尖所含病毒较少，甚至不含病毒(3)愈伤组织细胞处于不断分裂的状态，易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变(4)农杆菌转化法(5)能克服不同物种间远缘杂交不亲和的障碍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：选A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；扦插的葡萄枝长成新个体属于无性生殖中的营养生殖。
2．下列有关植物细胞工程应用的叙述，不正确的是()A．利用植物组织培养技术培育脱毒苗，获得抗病毒的新品种B．利用组织培养技术获得人工种子，能保持亲本的优良性状C．利用细胞培养技术获得紫草素，实现了细胞产物的工厂化生产D．利用植物体细胞杂交技术获得“萝卜—甘蓝”，克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍解析：选A脱毒苗的含义是脱掉病毒或者基本上不带病毒，而不是产生抗病毒能力。
产生抗病毒能力一般需要使用转基因技术。
3．下列哪种生物不能通过突变体的利用而获得()A．抗除草剂的白三叶草B．生产胰岛素的大肠杆菌C．高产水稻D．蛋白质含量高的小麦解析：选B基因突变能产生新的基因，从而产生新的性状，A、C、D选项中的生物均能通过基因突变产生；胰岛素是高等动物的蛋白质，一般通过转基因技术获得能够生产胰岛素的大肠杆菌。
4．(2014·江苏高考)为了获得植物次生代谢产物，先用植物外植体获得愈伤组织，然后在液体培养基中悬浮培养。
请回答下列问题：(1)外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为________________________________________________________________________。
(2)在愈伤组织悬浮培养时，细胞干重、蔗糖浓度和pH的变化如图所示。
细胞干重在12 d后下降的原因有__________________________；培养液中蔗糖的作用是____________、____________。
(3)多倍体愈伤组织细胞产生的次生代谢产物量常高于二倍体。
二倍体愈伤组织细胞经________处理，会产生染色体加倍的细胞。