2.1.2植物细胞工程的应用（教学设计）-2023-2024学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

新教材生物学 人教版 选择性必修3 生物技术与工程 第2章 第1节 教学设计 第2章　细胞工程 第1节　植物细胞工程 第2课时 植物细胞工程的应用 目录 一、核心素养对接 二、必备知识 三、探究实践 四、深化归纳 五、应用创新 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 第2章　细胞工程 第1节　植物细胞工程 第2课时 植物细胞工程的应用 一、核心素养对接 1．基于生产和生活需要，通过查阅相关资料，设计并实施恰当可行的实验方案。 2．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。 二、必备知识 （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脱去病毒，已在马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等许多作物上获得成功。 （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，遗传性状相对稳定。 ②极大地缩短了育种的年限。 微思考 利用玉米的花粉离体培养获得单倍体，然后人工诱导染色体加倍，短时间内可获得纯合的二倍体。所有植物均可利用单倍体育种快速获得纯合子吗？ 提示：不是。多倍体的植物产生的花粉中可能含有等位基因，如基因型为AAaa的个体，其花粉有AA、Aa、aa三种，通过单倍体育种也可能得到杂合子。 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：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)定义：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：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．方法：对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖。 3．优势 不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，对于社会、经济、环境保护具有重要意义。 4．应用：杉醇、紫草宁、人参皂苷等。 微思考 传统生产紫杉醇的方法不利于对野生红豆杉的保护，我国科学家经过多年研究，筛选出高产紫杉醇细胞。请简要表述工业化生产紫杉醇的方法。 提示：利用植物组织培养技术把高产的红豆杉细胞培养成愈伤组织，从中提取紫杉醇，进行加工生产。 判一判(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。 三、探究实践 核心点一：植物繁殖的新途径 合作探究 　　植物组织快速繁殖技术具有所需材料极少(只需少量的茎尖、叶片、茎切段或其他器官)、繁殖周期短、繁殖速度快，可大量生产高质、均一的无病毒苗木，不受季节和气候条件限制，节省大量人力及物力等优点。 目前采用茎尖组织培养技术脱去病毒，已在马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等许多作物上获得成功。人们用组织培养技术培育出的脱毒马铃薯，要比未脱毒的马铃薯增产50%以上；脱毒草莓的产量和品质也明显优于没有脱毒的草莓。 1．快速繁殖得到的产品会不会出现性状分离？原因是什么？ 提示：不会。快速繁殖利用的是植物组织培养技术，属于无性繁殖，可以保持亲本的优良性状。 2．经植物组织培养技术培育出的脱毒苗抗病毒吗？为什么？ 提示：不抗病毒。“脱毒”与“抗毒”不同，前者指的是本身病毒极少，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。 3．马铃薯、草莓和香蕉脱毒苗产量和品质明显提高，为什么小麦和玉米脱毒苗却基本没有变化？ 提示：马铃薯、草莓和香蕉进行无性繁殖，感染的病毒很容易传递给子代，而小麦和玉米是通过种子繁殖，感染的病毒不容易传递给子代。 核心点二：作物新品种的培育 合作探究 　　单倍体育种的流程图 正常植株―→花药单倍体幼苗纯合子―→选择