(教用word)第2章 第1节 第2课时 植物细胞工程的应用-【提分教练】2022-2023学年新教材高中生物选择性必修3 生物技术与工程(人教版2019)

第2课时　植物细胞工程的应用 学习任务目标 1．采用归纳与概括、演绎与推理等方法，说明生物工程与技术的原理及其与社会之间的关系。 2．基于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 2．作物脱毒 二、作物新品种的培育 1．单倍体育种 (1)取材：花药(花粉)。 (2)过程：花药单倍体植株纯合植株。 (3)优点 ①极大地缩短育种年限，节约了大量的人力和物力。 ②进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料。 (4)应用 ①我国培育出世界上第一个单倍体作物新品种——单育1号烟草。 ②与常规育种结合，培育出水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等新品种。 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增殖的状态而易受到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：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。如：抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草等。 三、细胞产物的工厂化生产 1．次生代谢物 (1)定义：不是(填“是”或“不是”)植物基本的生命活动所必需的产物。 (2)种类：小分子有机化合物，如：酚类、萜类和含氮化合物等。 (3)作用：对植物抗病、抗虫等方面发挥重要作用，还是药物、香料和色素的重要来源。 2．植物细胞培养 (1)含义：指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。 (2)优势：不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，对社会、经济、环境保护有重要意义。 (3)应用：紫杉醇、紫草宁、人参皂苷等。 植物细胞工程的应用 下图表示基因型为AaBb的水稻的花药通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下形成试管苗的培育过程。已知花药壁细胞属于体细胞。据图探究下列问题： 探究1．试管苗可能出现的基因型有几种？ 提示：基因型为AaBb的水稻可产生4种花粉，花药壁细胞也可经植物组织培养形成试管苗，因此试管苗的基因型共有AaBb、AB、Ab、aB、ab 5种。 探究2．使试管苗细胞中的染色体数目加倍，一般常采用什么方法？可否处理试管苗所结的种子？ 提示：用秋水仙素处理单倍体的芽尖，抑制纺锤体形成，从而使染色体数目加倍。试管苗为单倍体，高度不育，难以得到其种子。 探究3．若通过该过程没有获得优良高产新品种，如果你是研究人员，你应该怎么办？ 提示：可以诱变处理愈伤组织，从突变体中筛选出优良高产新品种。 化学家从红豆杉树皮中分离出高抗癌活性的紫杉醇，从此，国家重点保护珍稀植物——红豆杉遭受了掠夺式地砍伐。为拯救红豆杉，同时获得紫杉醇，科研小组设计了如下图所示的实验流程。请回答下列问题： (1)选用茎尖分生组织进行组织培养可以获得脱毒苗，原因是茎尖分生组织细胞的_________________________________________。 (2)紫杉醇作为常见的细胞产物，抗癌效果显著，通常取自愈伤组织的________(填细胞器名称)。 (3)现有植物甲中提取的物质X，能提高紫杉醇的抗癌效果。科研小组欲获得既能产生紫杉醇又能产生物质X的植株，可利用________技术获得杂种植株。该方法首先要利用________(填物质名称)除去细胞壁获得具有活力的原生质体，再经________(填试剂名称)诱导融合形成杂种细胞。该技术的优点是______________________。 解析：(1)茎尖分生组织细胞的病毒极少，甚至无病毒，因此选用茎尖分生组织进行组织培养可以获得脱毒苗。(2)紫杉醇是从红豆杉树皮中分离出来的高抗癌活性的物质，作为常见的细胞产物，通常取自愈伤组织的液泡。(3)植物甲可以产生物质X，红豆杉可以产生紫杉醇，利用植物体细胞杂交技术将两种植物的体细胞融合获得杂种细胞，再将获得的杂种细胞培养成杂种植株，则该杂种植株的细胞既能产生紫杉醇又能产生物质X。在植物体细胞杂交过程中，首先要利用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁获得具有活力的原生质体，再经聚乙二醇诱导融合形成杂种细胞。植物体细胞杂交技术的优点是克服远缘杂交不亲和的障碍。 答案：(1)病毒极少，甚至无病毒　(2)液泡　(3)植物体细胞杂交　纤维素酶和果胶酶　聚乙二醇　克服远缘杂交不亲和的障碍 【思维升华】植物组织培养与植物细胞培养的比较 项目 植物组织培养 植物细胞培养 利用原理 细胞的全能性 细胞增殖 培养基 固体培养基 液体培养基 培养对象 离体的植物器官、组织、细胞或原生质体 由愈伤组织分散得到的悬浮细胞 培养过程 外植体愈伤组织芽、根→植物幼苗 愈伤组织→分散成悬浮细胞→继续培养→细胞次生代谢物 培养目的 植物幼苗 细胞的次生代谢物 联系 植物组织培养是植物细胞培养的基础；它们都属于植物细胞工程的范畴 1．