植物细胞工程的实际应用(导学案—)

2.1.2 植物细胞工程的实际应用（学案）
【学习目标】
列举植物细胞工程的实际应用。

【重点和难点】
植物细胞工程应用的实例。

【课前预习案】
【基础知识梳理】
（一）植物繁殖的新途径
1.微型繁殖
（1）微型繁殖技术：用于优良品种的技术。

（2）特点：①保持优良品种的。

②高效快速地实现种苗。

（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）材料：植物的附近（）。

分生区附近的病毒极少，甚至。

（2）脱毒苗：切取进行组织培养获得的。

（3）优点：使农作物。

3.人工种子
（1）概念：一植物组织培养得到的、不定芽、顶芽和等为材料，经过人工包装得到的种子。

（2）特点：①后代不会。

②不受、气候和限制。

（二）作为新品种的培育
1.单倍体育种
染色体加倍
（1）方法：离体培养单倍体植株纯合子植株。

（2）优点：①后代是纯合子，能。

②明显缩短了。

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、等）的影响而。

（2）利用：筛选出对人们有用的，进而培育成。

（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：植物技术。

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。

【课内探究案】
【合作探究】
1 ．通过查阅资料，请你再列举出植物组织培养技术在我们生活中的另外一些应用。

2 ．请查阅植物人工种子制备技术的详细过程，设计出制备技术的主要流程图。

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。

4 ．人们利用植物的微型繁殖技术来进行工厂化育苗生产，这是利用了该项技术的哪些特点？
5 ．人工种子之所以神奇，是由于它具有天然种子不可比拟的特点，想一想它们具有哪些优点？
6 ．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，请探讨人工种皮中应该具有的有效成分是什么？为了促进胚状体的生长发育，我们还可以向人工种皮中加入哪些物质？
7．高效抗癌的药物紫杉醇，虽然能造福人类，但却为濒危的红豆杉带来一场灭顶之灾。

以“我们能否利用植物组织培养技术大量生产紫杉醉，从而拯救红豆杉”为题，与同学展开讨论，说出植物组织培养技术在节约资源、保护环境方面的重要意义。

【课后拓展案】
1．马铃薯利用它的块茎进行无性繁殖，种植的世代多了以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．进行远缘植物体细胞杂交
C．利有芽尖进行组织培养D．人工诱导基因突变
2．用植物组织培养技术，可以培养或生产出（）
A．食品添加剂B．无病毒植物C.人工种子D．前三项都是
3.甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。

目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。

这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的（）
A.有丝分裂
B.分化
C.减数分裂
D.全能性
4．科学工作者把胡萝卜的韧皮部细胞分离出来，将单个细胞放入培养基中培养，获得了许多完整的植株，这些植株的特点是（）
A．彼此性状相似B．变异频率较高C．单倍体D．都是纯合子
5．植物的微型繁殖技术是指（）A．植物体细胞杂交技术B．嫁接C．营养繁殖D．植物组织培养
6．下列哪一项不是单倍体育种的优点（）A．缩短育种年限B．变异率高C．得到稳定遗传的优良品种D．节约人力、物力
7．胚状体是在植物组织培养的哪一阶段上获得的（）A．愈伤组织B．再分化C．形成完整植株D．取离体组织
8．人参皂苷干粉可以通过下列何种技术获得（）A．杂交育种B．植物细胞培养C．多倍体育种D．单倍体育种
9．运用植物组织培养技术，可以培育或生产出（）A．细胞产物——生物碱B．无病毒植物C．人工种子D．以上都是
10．下列四个选项中没有采取植物组织培养技术的是（）A．花药离体培养得到单倍体植株B．秋水仙素处理幼苗获得多倍体植株
C．人工种子的培育D．“番茄——马铃薯”杂种植株的培育过程11．植物的微型繁殖的优点是（）A．取材少B．培养周期短C．繁殖率高D．以上都是
12．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
13.某同学在进行组织培养过程中发现只分裂而不分化出芽和根，可能原因是( )
A.未见阳光
B.培养时间不到
C.培养基营养过多
D.细胞分裂素和生长素配比不对
14.美国科学家将分离得到的成熟胡萝卜根的韧皮部细胞进行培养，由单个细胞发育成完整的新
植株（如下图）。

请据图回答：
（1）这种生殖方式属于___________________。

（2）图中③过程叫________________，④过程叫_____________，此处的“细胞团”在生物学上叫做_______________________。

（3）本实验说明植物细胞具有___________________。

（4）在培养试管植物时，试管内应加入植物所必需的矿质元素。

其中应大量供给的元素是___________________。

15.科学家用植物细胞杂交方法，将番茄的原生质体和马铃薯的原生质体融合，成功地培育出了
“番茄—马铃薯”杂种植株(如图)，其中①～⑤表示过程，英文字母表示细胞、组织或植株。

据图回答下列问题：
(1)实现过程②的技术是，在此之前使用酶处理细胞以除
去细胞壁。

如果将已除去壁的植物细胞放入等渗溶液中，细胞是何形状？。

过程
②如放在神舟六号飞船上则更易进行，这是因为。

与过程③密切相关的具
有单层膜结构的细胞器为。

(2)在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，依据的原理是，其中过程④相
当于过程，⑤涉及的分裂方式为。

(3)若番茄细胞内有m条染色体，马铃薯细胞含n条染色体，则“番茄—马铃薯”细胞内
含条染色体；若杂种细胞培育成为“番茄—马铃薯”植株为四倍体，则此杂种植株的花粉经离体培育得到的植株属于倍体植株。

(4)如果形成c细胞的a、b细胞都是番茄细胞，那么更简单的得到番茄植株f的处理方法
是。

16．传统农作物育种途径往往是通过杂交获得，随着生物工程技术的不断发展，新品种的培育途径逐渐被扩宽。

目前至少有7种培育农作物新品种的途径被广泛应用。

下图为水稻的几种不同的育种方法示意图。

请据图回答：
（1）图中A、D方向所示的途径表示_____________育种方式，A→B→C的途径表示_____________育种方式。

两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因按自由组合定律遗传,要培育出基因型为aabb的新品种，最简捷的途径是__________。

这两种育种方式相比较，后者优越性主要表现在____________________________________。

（2）B方法为________________________。

（3）E方法原理为________________________。

上述培育新品种的方法中原理相同的有_______________。

（4）G所示过程可以采用花粉粒通道法，这是基因工程操作“四步曲”的___________环节。

检测目的基因是否表达的方法有_______________。

（5）科学家从悬浮培养的单细胞或胚囊中，通过植物组织培养技术获得胚状体，并将其包埋在一个能提供营养的胶质中，外包裹上人造种皮，制成人工种子。

目前，我国科学家利用植物组织培养技术已在烟草、水稻、小麦和玉米等植物上成功诱导出胚状体，而美、日等国正着手将人工种子商品化。

离体细胞进行植物组织培养获得胚状体需要通过______________、____________过程。

人工种子中包埋胚状体的胶质可看作玉米种子的________结构。

（6）由人工种子萌发出的植株与天然种子萌发出的植株有何区别？____________________
参考答案：自我检测 CBCBB
课后练习一、选择题 CDCAC DBBBD BDBA （ABC）
二、非选择题
1、（1）细胞分裂素促进细胞分裂（2）生长素促进生根（3）1 3 2 4
（4）营养物质有机物矿质元素（5）排列松散、无定形、高度液泡化
2、（1）脱分化再分化（2）水和无机盐无菌（3）全能性
3、（1）无性生殖（2）脱分化再分化愈伤组织（3）全能性（4）N、P、S、K、Ca、
Mg
4.（1）重力作用很弱细胞膜有具一定的流动性电刺激诱导融合
（2）自身融合多（或四）（3）克服了远缘杂交不亲和的障碍
（4）如果“太空烟草”为纯合子，无性繁殖和有性繁殖都能稳定遗传；如果为杂合子，无性繁殖能稳定遗传，有性繁殖会出现性状分离。

培养过程中也可能会发生基因突变
创新应用训练
1、（1）杂交育种单倍体育种A→B→C1 能较快得到纯合体，缩短育种年限
（2）花药离体培养（3）基因突变A、D和G（或B、K、F）2
（4）目的基因导入受体细胞 DNA杂交等（5）脱分化再分化胚乳
（6）天然种子萌发出的植株属于有性生殖，可能因性状分离而丧失其优良特性。