2019年人教版高二生物选修三学案：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

【导学目标】

1.理解植物细胞工程在植物繁殖、作物新品种的培育、细胞产物的工厂化生产中的作用。

2.说出植物细胞工程的实际应用。

【自主学习】

一、植物繁殖的新途径

1.微型繁殖

(1)概念：用于 优良品种的 技术。

(2)特点：属于 繁殖，能够保持 的遗传特性，还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。

(3)实例：20世纪60年代，荷兰的科学家就成功地实现了利用 来培育兰花。

2．作物脱毒

(1)选材部位：植物的 附近。

(2)选材原因：分生区附近的病毒极少，甚至 。

(3)实例：目前采用 培养技术来脱除病毒，在 、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 、 、顶芽和腋芽等为材料，经过人工 包装得到的种子。

(2)特点

①后代 。

②不受 、 和 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。

二、作物新品种的培育

1.单倍体育种

(1)过程：花药离体培养―→单倍体植株

――→染色体加倍纯合子植株。

(2)优点 ①后代是纯合子，能稳定遗传。 ②明显缩短了育种的年限。

2．突变体的利用

(1)产生原因：在植物的组织培养过程中，易受 和 (如射线、化学物质等)的影响而 。

(2)利用：筛选出对人们有用的 ，进而培育成新品种。 三、细胞产物的工厂化生产

1.细胞产物种类： 、脂肪、糖类、 、香料、生物碱等。

2．技术： 技术。

3．实例：我国利用植物组织培养技术实现了大量生产 ；另外，三七、紫草和银杏的 也都已经实现了工厂化生产。

思考交流

1．植物组织培养可以进行快速繁殖的原因是什么？

2．脱毒苗培育时常用茎尖作材料，为什么不用根尖或其他分生区呢？

正误判断

1．微型繁殖技术实际是通过植物组织培养技术来完成的。( )

2．进行作物脱毒时，只能选取无病毒的茎尖进行组织培养。( )

3．利用人工种子繁殖时，其后代无性状分离。( )

4．单倍体育种不能得到作物新品种。( )

5．人参皂甙的工厂化生产利用了植物细胞的全能性。( )

【合作探究】

一、植物繁殖的新途径

什么是植物的微型繁殖？其实质和原理分别是什么？什么是人工种子？人工种子主要由哪几部分组成？

二、作物新品种培育方法的比较

作物新品种的培育方法主要有哪几种？单倍体育种与花药离体培养有何异同？人工种子与单倍体育种有什么区别？

例1下图所示为植株繁殖的四种人工方式示意图，请据图回答：

原生质体

(1)图中单倍体植株通常的获取方式是________。若图中单倍体细胞含2个染色体组，A有4个染色体组，则③过程所用化学试剂的作用是_________________________________________。

(2)图中B和C过程的不同点是________________________________________，这种不同主要的决定因素是________________________。

(3)若想在C过程中获得突变体，进而培育成新品种植株，应用物理诱变或化学诱变的方法处理________。(4)若要获得水稻的“人工种子”，则应选用图中的________结构，该结构与正常受精卵形成的________有类似的结构和发育过程。

(5)若D为胡萝卜—羊角芹，②过程常用的物理方法有________________等；经融合处理后，已经融合的细胞类型有________________种(若融合的细胞只考虑两两融合)。

【答案】(1)花药离体培养抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成

(2)B 过程中形成的是胚状体，而C 过程形成的是丛芽 细胞分裂素与生长素的比值

(3)愈伤组织

(4)胚状体 胚

(5)离心、振动、电激 3

【达标检测】

课堂达标

1．下图为植物组织培养的基本过程，若制作人工种子，生产治疗烫伤、割伤的药物——紫草素，应分别选用编号( )

①――→脱分化②――→再分化③―→④

A ．④②

B ．③②

C ．③④

D ．④③

2．甘薯种植多年后往往会感染病毒而减产，为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳办法是( )

A ．选择优良品种进行杂交

B ．进行远缘体细胞杂交

C ．利用芽尖进行组织培养

D ．人工诱导基因突变

3．下列对人工种子正确的叙述是( )

A ．通过科技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 ．种皮能够自我生成的种子

D ．人工种子发芽率低

4．用杂合子种子尽快获得纯合子植株的方法是( )

A ．种植→F 2→选出性状不分离者→纯合子

B ．种植→秋水仙素处理→纯合子

C ．种植→生长素处理→纯合子

D ．种植→花药离体培养→单倍体幼苗→秋水仙素处理→纯合子

5．下列育种措施，可以增加植物突变体出现的是( )

A ．采用嫁接方法培育苹果新品种

B ．将鱼的抗冻蛋白基因导入烟草受精卵中，培育抗冻烟草

C ．用紫外线对组织培养中的愈伤组织进行照射

D ．使用秋水仙素对棉花植株进行处理

6．植物组织培养是克隆植物的一种方法，过程如下图所示，回答相应的问题。

(1)为了获得脱毒植株，外植体往往取自植物的花芽、叶芽等处的分生组织，其原因是________________________________________________________________________。

(2)培养皿中的培养基除添加营养物质外，还需要添加植物激素，其目的是诱导外植体________________________________________________________________________。

(3)在生产实践中为获得大量的细胞产物(如紫杉醇)，可将①________放入液体培养基中经机械作用分散成单个细胞，制备成细胞浮液，再经过________即可获得大量细胞。