2.1 植物细胞工程的应用的导学案-2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修三

二 植物细胞工程的应用的学案 【学习目标】 (一)学习目标 1. 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。 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。 【学习重难点】 (一)学习重难点 【教学重点】 1.植物组织培养的原理和过程。 2.植物体细胞杂交技术的原理。 3.植物细胞工程应用的实例。 【教学难点】植物组织培养的实验。 【预习新知】 (一)作物新品种的培育 1. 单倍体育种 (1)原理: * --→人工诱导染色体加倍 (2)过程:花药(或花粉) 优良品 种。 (③)优点: ①子代是能 的纯合子。 ②极大地缩短了 ③是进行 和研究__ 的理想材料。 (4)实例 ①世界上第一个单倍体作物新品种-一。 ②单倍体育种与常规育种相结合的新品种:水稻、、油菜、 和甜椒等。 2. 突变体的利用 (1)原理: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,因此它们容易 受到. (如 等)的影响而产生突变。 (2)利用:筛选出有用的 培育新品种。如培育抗病、抗盐、高产以及蛋白质含 量高的突变体。 (3)实例:抗花叶病毒的甘藤、抗盐碱的烟草等。 【易错提示】 (一)易错提示 人工种子与天然种子的区别 (1)人工种子是通过植物组织培养产生的,属于无性繁殖,可保持亲本的优良性状。 (2)自然种子是通过有性生殖产生的,可表现出双亲的遗传性状 (1)细胞产物一般是细胞的次生代谢物,不一定是蛋白质。 (2)细胞培养一般是使细胞增殖,也可能会利用组织培养技术,先脱分化然后再分化获得所需的 特定细胞后再进行培养。 单倍体育种与多倍体育种的异后 (1)相同点:单倍体育种和多倍体育种均需要用秋水仙素诱导染色体数目加倍。 (2)不同点:单倍体育种需要植物组织培养先形成单倍体幼苗,但多倍体育种一般不使用植物组 织培养技术。 【深化探究】 (一)深化探究 探讨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的阶段,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。 探讨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茅尖进行组织培养,再生的 植物就有可能不带病毒,从而获得脱毒苗。 探讨3:根据种子发育所需的营养物质,分析人工种皮内应含有哪些有效成分? 提示:适宜的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等。 探讨4:在植物组织培养过程中,为什么培养细胞容易在培养条件和外界压力改变的条件下产 生突变? 提示:因为培养细胞一直处于不断的分生状态. 探讨5:单倍体育种过程中如何诱导染色体加倍?作用原理是什么? 提示:秋水仙素处理。抑制纺锤体的形成,使细胞不能正常分裂,从而使染色体数目加倍。 探讨6:根据生产的目的不同,植物组织培养的阶段不同,如微型繁殖应培养到试管苗阶段。 请分析要生产人参贰干粉,应培养到什么阶段。 提示:愈伤组织阶段 【巩固训练】 (一)巩固l练 1.植物细胞工程具有广泛的应用前景和实用价值,下列相关叙述错误的是( ①脱毒苗是利用茎尖进行组织培养而获得的抗病毒植株 ②利用花药通过植物组织培养获得的单倍体植株可作为研究遗传突变的理想材料 ③利用植物细胞培养生产紫草宁时,不必把外植体培养成完整的紫草植株幼苗 ④同一植株的不同细胞经植物组织培养获得的新个体一定是同物种 A.①② B.①④ C.②③ D.③④ 2.虎头兰的花色泽艳丽、体态优美香味素雅,但其种子繁殖率低,为尽快推广种植,可应用人 工种子技术获得大量优质苗。相关叙述正确的是( A.采用茎尖脱分化形成的愈伤组织制备人工种子 B.人工肠孔中含有无机盐糖类、植物激素、抗生素等 C.人工种皮应具有无毒、抗菌透气等特点 D.通过人工种子繁殖,子代能保持亲代优良性状,不会发生变异 3.下列有关植物细胞工程应用的叙述.错误的是() A.以根尖、茎尖为材料利用组织培养技术可获得具有抗病毒的新品种 B.单倍体育种过程中的某个阶段用到了植物组织培养技术 C.利用植物细胞培养技术获得人参式, 实现了细胞产物的工厂化生产 D.利用植物体细胞杂交技术获得“萝卜甘蓝”,打破了生殖隔离,实现了远缘杂交 4.花挪菜(2n=18)种植时容易遭受病菌侵害形成病斑,紫罗兰(2n=14)具有一定的抗病 性。科研人员利用植物体细胞杂交技术培育了具有抗病性状的花挪菜新品种(过程如图1所 示),并进一步通过蛋白质电泳技术分析了亲本及待测植株中某些特异性蛋白