2.1.2 植物细胞工程的应用-2021-2022学年新教材高中生物选择性必修三【名师导航】同步Word教参(人教版)

第2课时　植物细胞工程的应用 课标内容要求 核心素养对接 举例说明植物细胞工程利用快速繁殖、脱毒、次生代谢物生产、育种等方式有效提高了生产效率。 社会责任：列举植物组织培养技术在生产实践中的应用，说明植物细胞工程对生产的影响。 一、植物繁殖的新途径 1．快速繁殖 (1)快速繁殖技术：快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。 (2)特点 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去病毒，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。 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。 三、细胞产物的工厂化生产 1．次生代谢物 (1)概念：植物代谢会产生一些一般认为不是植物基本的生命活动所必需的产物。 (2)作用：在植物抗病、抗虫等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源。 2．生产技术手段：植物组织培养技术。 3．优点：生产速度快。 4．实例：利用紫草细胞的组织培养生产的紫草宁具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性。利用红豆杉细胞的组织培养生产的紫杉醇具有高抗癌活性。 判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”) 1．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。 (×) 提示：题述繁殖方式属于无性繁殖，不属于微型繁殖。微型繁殖是指用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。 2．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。 (×) 提示：培育脱毒苗时选用的通常是茎尖等分生组织，原因是该组织附近的病毒极少，甚至无病毒。 3．单倍体育种和突变体培育的遗传学原理是一致的。 (×) 提示：单倍体育种的原理是染色体变异和植物细胞的全能性，突变体育种的原理是基因突变和植物细胞的全能性。 4．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来自愈伤组织细胞。 (√) 5．工厂化生产的细胞次生代谢物，其化学成分都是蛋白质。 (×) 提示：次生代谢物一般不是植物基本生命活动所必需的产物，不是蛋白质。 　植物繁殖的新途径 1．微型繁殖 (1)实质：植物组织培养。 (2)原理：植物细胞的全能性。 (3)优点 ①能保持亲本的一切优良性状，子代个体的遗传物质与亲本相同。 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，有利于进行工厂化生产。 2．作物脱毒 (1)进行作物脱毒的原因 长期进行无性繁殖的作物(如马铃薯和草莓)，它们感染的病毒很容易传给后代。病毒在作物体内逐年积累，从而导致作物产量降低，品质变差。 (2)材料的选取 在植物分生区附近(如茎尖和根尖)，由于代谢十分旺盛、细胞分裂速度快等因素，很少被病毒感染，甚至无病毒。因此，利用植物的分生组织进行组织培养，可以使新长成的植株不带病毒，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。 合作探究：(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。 (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。 1．某株名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。为了防止性状分离并快速繁殖，可以利用该植株的一部分器官或组织进行离体培养，发育出完整的植株。进行离体培养时不应采用该植株的(　　) A．茎尖 　　　　 B．子房壁 C．叶片 D．花粉粒 D　[茎尖一般没有病毒积累，分裂能力强，可作为植物组织培养的材料，A不符合题意；子房壁细胞属于体细胞，可作为植物组织培养的材料，B不符合题意；叶片细胞属于体细胞，可作为植物组织培养的材料，C不符合题意；花粉粒是经减数分裂形成的，在此过程中发生了基因重组，因而不一定能保持亲本的优良性状，D符合题意。] 2．为给工厂化繁殖脱毒甘薯苗提供技术上的支持，科研人员利用植物组织培养技术研究甘薯茎尖(外植体)大小对诱导分化苗和脱毒苗的影响，结果如表所示，下列相关叙述正确的是(　　) 茎尖大小 外植体数