第2章 第1节 二 植物细胞工程的应用-【高考领航】2021-2022学年新教材高中生物选择性必修3 生物技术与工程同步核心辅导与测评教师用书（人教版）

二　植物细胞工程的应用 [目标领航]　1.了解植物细胞工程在快速繁殖、作物脱毒、单倍体育种、突变体的利用以及细胞产物的工厂化生产等方面的应用。2.了解植物细胞工程应用与生产实践的主要优势。 植物繁殖的新途径 1．快速繁殖 (1)概念：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，被人们形象地称为植物的快速繁殖技术，也叫作微型繁殖技术。 (2)特点：属于无性繁殖，可以保持优良品种的遗传特性，还可以利用高效快速技术来提供苗木。 (3)实例：20世纪60年代，荷兰的科学家就成功地实现了利用组织培养技术来培育兰花。 2．作物脱毒 (1)选材部位：植物的茎尖组织。 (2)选材原因：植物的顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少，甚至无病毒。 (3)优点：提高作物产量和品质。 (4)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、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等主要经济作物上已获得成功。 作物新品种的培育 1．单倍体育种 (1)方法：花药离体培养→单倍体植株纯合二倍体→优良品种。 (2)优点 ①后代是纯合子，能稳定遗传。 ②明显缩短了育种年限。 (3)实例：如水稻、玉米、油菜等。 2．突变体的利用 (1)产生原因：在植物的组织培养过程中，容易受培养条件和诱变因素(如射线、化学物质等)的影响而产生突变。 (2)利用：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、抗盐碱的烟草等。 细胞产物的工厂化生产 1．细胞产物种类：药物、香料、色素等。 2．技术基础 植物细胞培养技术，就是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其繁殖的技术。 3．实例 我国利用植物细胞培养技术实现了大量生产紫草宁；另外在人参、三七等植物细胞的大规模培养也取得了很大进展。 (正确的打“√”，错误的打“×”) 1．微型繁殖技术只保持亲本的优良特性。(×) 2．葡萄的扦插、桃树的嫁接、石榴的压条繁殖方式都属于微型繁殖。(×) 3．脱毒苗培育所选的组织培养材料可以来自植株的任何部位。(×) 4．单倍体育种和突变体培育的遗传学原理是一致的。(×) 5．突变体培育通常对植物的愈伤组织进行诱变处理，而工厂化生产的细胞产物也是来自愈伤组织细胞。(√) 6．工厂化生产的细胞产物，其化学成分都是蛋白质。(×) 7．若要获得脱毒苗，一般选取植物体茎尖。(√) 8．单倍体育种的原理是细胞的全能性和染色体变异。(√) 知识点一　植物繁殖的新途径 1．快速繁殖 (1)概念：植物的快速繁殖技术就是利用植物组织培养的方法将植物体某一部分的组织小块进行培养并诱导其分化成大量的小植株，从而达到快速无性繁殖的目的，也称为试管苗繁殖。 (2)实质：植物组织培养。 (3)原理：植物细胞的全能性。 (4)微型繁殖技术的优点及应用范围 ①能保持亲本的优良性状，子代个体具有的遗传物质与亲本的遗传物质相同。 ②选材少，培养周期短，繁殖率高。 ③不受自然生长季节的限制，便于自动化管理，有利于进行工厂化培养。 ④作物脱毒。 (5)微型繁殖的条件 培养基中加入细胞生命活动所需要的水、矿质元素和小分子有机物，还有植物激素，所有加入的物质必须是无菌的，操作过程也必须在无菌条件下进行。 2．作物脱毒 (1)进行作物脱毒的原因：进行无性繁殖的作物，它们感染的病毒很容易传播给后代；病毒在作物体内逐年积累，导致作物产量降低，品质变差。 (2)材料的选取：植物顶端分生区附近(如茎尖)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，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。用脱毒苗进行繁殖，种植的作物就不会或极少感染病毒。 (3)需要解决的问题：无性繁殖的作物，病毒在作物体内逐年积累，导致作物产量降低，品质变差。 (4)解决方法：切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒。从而获得脱毒苗。 (5)理论基础：植物细胞具有全能性。 (6)特点：繁殖速度快；不受季节和地域的限制。 (7)成果：目前采用茎尖组织培养技术来脱除病毒，已获得脱毒的马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等经济作物。 　脱毒苗≠抗毒苗 (1)脱毒苗是选择植物的分生区如茎尖(刚形成，不含有病毒)进行组织培养而获得的，属于细胞工程的范畴。 (2)抗毒苗是把某抗病毒基因导入到受体植株中，并通过一定的方法培养形成的，属于基因工程的范畴。 人工种子 (1)概念,人工种子是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。人工种子在适宜条件下同样能够萌发长成幼苗。 (2)人工种子的组成及作用 (3)人工种子的制备过程 (4)人工种子的主要优点 可使在自然条件下繁殖能力差、结籽困难或发芽率低的植物得以繁殖。 ②固定杂种优势。天然种子是通过有性繁殖的方式产生的，因而会造成某些遗传性状的改变；而