内容正文:
植物细胞工程的应用
第2课时
第2章 细胞工程
人教版高中生物 选择性必修3
举例说明植物细胞工程的应用有效提高了生产效率。(重点)
马铃薯、草莓和香蕉等通常是用无性繁殖的方式进行繁殖的,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,就会导致作物产量降低,品质变差。采取怎样的措施能避免这些情况发生?
可以通过引进优良品种或培育脱毒苗来避免这些情况发生。
脱毒马铃薯田和被病毒感染的未脱毒的马铃薯叶片(左上)
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目标一
植物繁殖的新途径
资料1 病毒引起的植物病害有500多种。受害植物包括粮食作物、蔬菜、果树和花卉等。而且没有有效的防治办法,只能拔除,造成经济损失。病毒多集中在种子、老叶等器官中,在幼嫩的器官和未成熟的组织中较少,在分生区几乎不含病毒。
你有什么启发?
活动1
分析作物脱毒
选材原因:_________________________________
1.选用材料:___________________________________________
该部位的病毒极少,甚至无病毒
植物顶端分生区附近(如茎尖、芽尖、根尖)
2.脱毒过程:
茎尖
脱分化
愈伤组织
再分化
芽、根
脱毒苗
3.实例:
马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等。
脱毒苗≠抗毒苗,前者指的是本身病毒少,甚至无病毒,受病毒感染的机会少,而后者指的是能抵抗病毒的感染。
活动1
分析作物脱毒
1.1 快速繁殖
20世纪60年代,荷兰科学家成功地利用植物组织培养技术来培育兰花。目前,荷兰的兰花生产已发展成举世闻名的兰花产业。
用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,称为快速繁殖技术,
也叫微型繁殖技术。
我国组织培养技术也已经广泛应用于兰花种苗的规模化繁殖,使得名贵兰花的价格大幅下降,普通百姓也能购买和观赏。
1.概念:
1.1 快速繁殖
一些优良的观赏植物、经济林木、无性繁殖作物和濒危植物等都实现了利用快速繁殖技术来提供苗木。
2.优点:
①高效、快速地实现种苗的大量繁殖;
②无性繁殖,保持优良品种的遗传特性;
③可实现产业化生产。
3.实例:
铁皮石斛
甘蔗、桉树和铁皮石斛等试管苗的产生已形成一定规模。
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
大量组织细胞,然后不断地分割、移瓶、
诱导再分化形成新植株。并且,植物组织
培养在实验室进行,受季节、气候等条件
限制较小。
活动2
分析快速繁殖
1.为什么植物组织培养可以进行快速繁殖?
2.快速繁殖中能否用花粉作为外植体?
为什么?
不能,因为用花粉做外植体会出现性状分离。
活动2
分析快速繁殖
1.(2022·黑龙江哈尔滨高二期末)重瓣紫堇具有较高观赏和药用价值,但自然状态下几乎高度不育。目前可采用微型繁殖技术推广种植。下列相关叙述错误的是
A.微型繁殖技术的原理是植物细胞具有全能性
B.微型繁殖技术常采用花粉作为外植体,可以保持亲本的优良性状
C.微型繁殖技术可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖
D.微型繁殖技术属于无性繁殖
√
解析 花粉是雄配子,采用花粉离体培养得到的是单倍体,其植株会发生性状分离,不能保持亲代的优良性状,B错误。
导 练
2.(2022·广东实验中学高二期中)病毒感染果蔬后,会借助胞间连丝等结构扩散,导致果蔬产量和品质退化。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/个 分化苗数/苗 脱毒苗数/苗
小于0.3 mm 20 1 1
0.3~0.5 mm 20 10 7
大于0.5 mm 20 13 4
A.植株茎尖细胞中不含病毒的原因可能是该组织胞间连丝不发达
B.脱分化过程中应给予光照促进叶绿素合成从而进行光合作用
C.培育脱毒苗依据的原理有基因突变和细胞的全能性
D.0.3~0.5 mm大小的茎尖最有利于获得抗病毒苗
√
导 练
解析 根据题干信息“病毒感染果蔬后,会借助胞间连丝等结构扩散”可知,植株茎尖细胞中不含病毒的原因可能是该组织胞间连丝不发达,A正确;
脱分化形成愈伤组织的过程中应该避光处理,B错误;
培育脱毒苗依据的原理没有基因突变,C错误;
0.3~0.5 mm大小的茎尖最有利于获得脱毒苗,但是培育的脱毒苗不具有抗病毒的能力,D错误。
导 练
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目标一
作物新品种的培育和细胞产物的工厂化生产
2.1 单倍体育种
1.过程:
2.1 单倍体育种
1.过程:
秋水仙素
单倍体幼苗
优良品种
愈伤组织
纯合二倍体植株
花药
染色体
数目加倍
脱分化
再分化
秋水仙素处理
花药离体培养
(植物细胞的全能性)
(染色体数