2024届高三生物一轮复习植物细胞工程导学案

高三生物《植物细胞工程》复习导学案 编写者：余莎 日期：10.18 【教学目标】 1.构建植物细胞工程的知识框架，从单元整体角度构建概念体系 2.应用植物细胞工程的技术，解决生产生活实际问题 【教学过程】 任务一：构建植物快速繁殖的路径。 活动一：针对野生铁皮石斛的濒危问题，思考如何实现铁皮石斛的大量快速繁殖以满足市场需求？(小组4人进行讨论，以流程图的形式写出方法和路径，时间3min。) 外植体 任务二：构建人工种子的培育路径 活动一：野生铁皮石斛种子在自然条件下很难正常萌发和保存，思考如何获得铁皮石斛的种子？ (小组4人进行讨论，以流程图的形式写出路径，时间3min。) 外植体 任务三：构建细胞工业化生产的路径 铁皮石斛含有石斛活性多糖、石斛碱、等多种药用成分。现代研究表明，其具有增强机体免疫力、抗肿瘤、抗衰老，降血糖、降血脂的作用。 如何在短时间获得铁皮石斛中大量重要生物活性物质如石斛活性多糖等多种药用成分？ 活动一：分析工厂化生产石斛多糖的基本流程，回答下列问题。（小组讨论，4min) [1] 该过程的原理是？ [2] 采用纤维素酶和果胶酶的目的是？ [3] 整个过程为什么采用液体培养基？ [4] 需要筛选什么特点的细胞？ [5] 思考其与植物组织培养过程的不同点 [课后完成]技术人员在对铁皮石斛的原球茎（简称PLBs，类似愈伤组织的高级阶段）进行悬浮培养时，发现细胞干重随蔗糖浓度和pH变化而下降。 思考以下问题，根据已有知识，独立思考分析，写出长句表达。 ①愈伤组织细胞干重在后期下降的可能原因有哪些？ ②培养过程中，不断通入无菌空气并进行搅拌的好处是什么？ 任务四：构建脱毒苗和抗毒苗的培育路径 资料1：铁皮石斛组培苗由于反复培养易受病毒的侵染，导致品质退化，通过脱毒技术可提高铁皮石斛的产量和品质。 活动一：小组讨论，补充完善活动一构建的概念图 资料2：2020年10月9日出版的Science杂志报道了中国科技大学赵忠团队的研究成果，发现在植物的茎顶端存在一个非常重要的抗病毒蛋白WUS，它在正常情况下存在于茎尖的干细胞内。一旦病毒侵入植物，这些干细胞内的抗病毒蛋白就会响应病毒，它的表达量会急速提高，同时会离开它原来所在的细胞，到整个植株的顶端，来保护干细胞和它新生的后代细胞免于病毒的侵袭。阐明了植物干细胞广谱抗病毒的机制。 活动二：通过阅读资料2，思考若想获得抗病毒铁皮石斛的新品种可用什么方法？其遗传学原理是什么？需要处理什么结构？ （小组4人讨论，讨论可行的方法，并挑一种阐述上述问题，时间5min） 任务五：构建植物细胞工程概念图 练一练 1.海南粗榧是一种濒危植物，其产生的三尖杉碱对急性及慢性粒细胞白血病和恶性淋巴病有较好的疗效。请回答有关问题: (1)三尖杉碱属于 代谢产物，可以通过二段法进行细胞悬浮培养，即细胞系先在生长培养基中培养一段时间以累积细胞量，再转入生产培养生产。生产培养基中可加入茉莉酸甲酯和水杨酸，推测其目的是 ，从而实现工业化生产。 可采用 方法提取三尖杉碱。 （2）海南粗榧细胞在培养过程中往往会发生 ，可利用这一特性筛选抗致病真菌能力强的细胞。筛选时在培养基中加入 ，并将存活的细胞进一步培养至再生植株。若利用 培养建立的细胞系用于筛选，则可快速获得稳定遗传的抗病植株。 （3）用抗病品种与高产品种进行杂交育种过程中，有时会遇到因胚发育中止而得不到可育种子的情况。若要使该胚继续发育获得植株，可采用的方法是 。 2.三叶青为蔓生的藤本植物，以根入药。由于野生三叶青对生长环境要求苛刻，以及生态环境的破坏和过度的采挖，目前我国野生三叶青已十分珍稀。 （1）为保护三叶青的 多样性和保证药材的品质，科技工作者依据生态工程原理利用 技术，实现了三叶青的林下种植。 （2）依据基因工程原理，利用发根农杆菌侵染三叶青带伤口的叶片，叶片产生酚类化合物，诱导发根农杆菌质粒上vir系列基因表达形 成 和限制性核酸内切酶等，进而从质粒上复制并切割出一段可转移的DNA片段（T-DNA）。T-DNA进入叶片细胞并整合到染色体上，T-DNA上ro