2.1.2植物细胞工程的应用导学案-2024-2025学年高二下学期生物人教版选择性必修3

2.1.2植物细胞工程的应用学案 【学习目标】 1．通过对植物细胞工程应用实例的分析，了解这些应用涉及的技术流程和应用的优势。 2．认同植物细胞工程在生产实践中具有重要的应用价值。 【学习重难点】 1．简述微型繁殖技术。 2．理解掌握利用植物组织培养的技术培养脱毒苗和人工种子。 3．理解植物组织培养技术在细胞产物的工厂化生产领域的应用。 知识导航 （一）植物繁殖的新途径 1.微型繁殖 （1）概念：用于_快速繁殖优良品种_的__植物组织培养技术_； （2）优点：①_可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖_；②__可以保持优良品种的遗传特性_。 （3）实例：_观赏植物、经济林木、无性繁殖作物、濒危植物__。 2.作物脱毒 （1）适用范围_无性繁殖的作物__ （2）进行作物脱毒的原因：用无性繁殖的方式进行繁殖的作物，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_。 （3）外植体选材部位：_植物顶端分生区附近部位，如茎尖__。 （4）选分生区的原因：_植物顶端分生区附近病毒极少，甚至无病毒__。 （5）优点：__脱毒作物的产量和品质明显优于没有脱毒的作物_。 3.单倍体育种 （1）定义：通过_花药_（或_花粉_）培养获得__单倍体植株___，然后经过__诱导染色体加倍__，_当年__就能培育出__遗传性状相对稳定_的__纯合二倍体植株__。 （2）原理：_染色体（数目）变异__和_植物细胞的全能性_ （3）优点： ①_大地缩短了育种的年限，节约了大量的人力和物力_。 ②__可作为进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料_。 4.突变体的利用 （1）过程： （2）诱变处理对象：一般为_愈伤组织_。 （3）原因：__在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖的状态，因此它们容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变_。 （4）原理：__基因突变_和__植物细胞的全能性__。 （5）优点：通过人工诱变提高愈伤组织的突变率，从而筛选获得抗病、抗盐、高产、优质的新品种，加快育种进程__。 （6）缺点：__突变具有不定向性和低频性，因此需大量处理实验材料___ 5.细胞产物的工厂化生产 （1）植物的代谢产物分类： ①初生代谢产物：初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动； 产物：糖类、脂质、蛋白质、核酸 等 ②次生代谢产物：次生代谢不是生物生长所必需的，一般在特定组织或器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行； 产物：一类小分子有机化合物：如酚类、萜类和含氮化合物 等 （2）细胞产物的工厂化生产的目标产物：__次生代谢产物__ （3）技术—_植物细胞培养_ 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。 （4）细胞产物的工厂化生产的一般过程 （5）优点：__不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，因此对于社会、经济、环境保护具有重要意义。 习题巩固 1．某种极具观赏价值的兰科珍稀花卉很难获得成熟种子。为尽快推广种植，可应用多种技术获得大量优质苗，下列技术中不能选用的是(　　) A．利用茎段扦插诱导生根技术快速育苗 B．采用花粉粒组织培养获得单倍体苗 C．采集幼芽嫁接到合适的其他种类植物体上 D．采用幼叶、茎尖等部位的组织进行组织培养 2．如图为培育甘蔗脱毒苗的两条途径，研究发现经②过程获得的幼苗脱毒效果更好。下列相关叙述错误的是(　　) A．①过程所取茎尖中的叶原基具有较高的分裂、分化能力 B．②过程的作用可能是阻碍病毒等进入茎尖分生组织 C．③④过程中基因的选择性表达导致了细胞脱分化 D．培养基A、B中生长素和细胞分裂素的浓度和比例不同 3．(2020·陕西榆林第二中学高二月考)科研人员研究了马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响，结果如图所示。下列相关叙述错误的是(　　) A．培育脱毒苗所依据的原理有基因突变和细胞的全能性 B．培育脱毒苗的过程涉及脱分化和再分化两个阶段 C．实验结果表明，茎尖越小脱毒率越高，成苗率越低 D．根据本实验可知，培养脱毒苗时茎尖的适宜大小为0.27 mm 4．如图所示为利用体细胞诱变技术获得抗除草剂白三叶草新品种的过程，下列叙述错误的是(　　) A．该育种过程所依据的原理有基因突变和植物细胞的全能性 B．过程①、②分别为脱分化、再分化 C．白三叶草愈伤组织和胚状体的细胞中DNA和RNA种类相同 D．过程③通常采用的筛选方法是向白三叶草幼苗喷洒适宜浓度的除草剂 5．如图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径，下列叙述正确的是(　　) A．该途径依据的原理是植物细胞具有全能性 B．过程①需控制好培养基中植物激素的比例 C．经过程①细胞的形态和结构未发生变化 D．过程③需使用固体培养基，有利于细胞增殖 6．(2024·洛阳高二期末)人们可以利用可遗传变异来改良农作物的性状或对生物进化机制进行科学解释。中国科学院的科研人员利用重离子辐射诱变育种技术，选育了多种粮食作物的优良突变体。下列相关叙述正确的是(　　) A．人工设置诱变条件可让农作物朝人们需要的方向进行突变 B．诱变育种过程可能会导致处理材料细胞中发生染色体变异 C．经诱变育种获得的突变体对自然环境的适应能力更强 D．人为耕种管理的某种农作物种群的基因频率不会发生改变 7．紫草细胞中富含紫草宁，科研人员利用紫草新生的营养芽进行培养获得愈伤组织，再进行细胞悬浮培养，以获得更多的紫草宁。下列叙述正确的是(　　) A．紫草宁是紫草细胞生长和生存所必需的次生代谢物 B．愈伤组织是由高度分化的一团薄壁细胞组成，无特定形态 C．愈伤组织细胞可用于细胞产物的工厂化生产，利用了愈伤组织细胞分裂快、代谢旺盛的特点 D．愈伤组织的诱导受植物激素配比的影响，不受营养物质和光照等因素的影响 8．(2024·黑吉辽，6)迷迭香酸具有多种药理活性。进行工厂化生产时，先诱导外植体形成愈伤组织，再进行细胞悬浮培养获得迷迭香酸，加入诱导剂茉莉酸甲酯可大幅提高产量。下列叙述错误的是(　　) A．迷迭香顶端幼嫩的茎段适合用作外植体 B．诱导愈伤组织时需加入NAA和脱落酸 C．悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团 D．茉莉酸甲酯改变了迷迭香次生代谢产物的合成速率 9．如图表示植株A(杂合子Aa)和植株B培育植株①②③④⑤的过程，下列说法正确的是(　　) A．培育植株①的过程为单倍体育种，获得的植株为纯合子 B．选择植物的愈伤组织进行诱变处理获得优质的突变体，未体现细胞的全能性 C．需要通过植物组织培养技术获得的植株只有①③④ D．植株①②④⑤与植株A基因型相同的概率分别是0、0、1、0(不考虑基因突变) 10．辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域，其获得途径如图所示。下列叙述不正确的是(　　) A．图中愈伤组织、脱毒苗和高产细胞系的获得都体现了植物细胞的全能性 B．图中①和②分别表示辣椒组织培养中细胞的脱分化和再分化过程 C．②过程需要用适宜配比的生长素和细胞分裂素溶液处理 D．用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时，常用的酶是纤维素酶和果胶酶 答案 BCBCB BCBDA 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$