2.1 植物细胞工程（第三课时）导学案-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

学科 生物 年级 高二 时间 课题 2.1 植物细胞工程的应用 课型 新授课 课时 第3课时（共三课时） 主备教师 学习目标 1.采用归纳与概括的方法，阐明植物细胞工程的应用。 2.认同植物细胞工程对社会经济的发展具有重要意义。 植物细胞工程的应用 （一）植物繁殖的新途径 1.快速繁殖 （1）概念：也叫微型繁殖，是用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术 （2）原理： （3）特点： ①无性繁殖，保持优良品种的遗传特性。②高效、快速地实现种苗的大量繁殖。 ③可实现工厂化生产 （4）过程： （5）举例：略 思考与讨论：植物组织培养可以进行快速繁殖的原因是什么？ 2.作物脱毒 （1）培育脱毒苗的原因：无性繁殖的方式进行繁殖的作物，感染的病毒很容易传给后代，并在作物体内逐年积累，会导致作物产量降低、品质变差。 （2）选材部位： 选材原因： （3）方法：植物分生区病毒极少，切取茎尖进行组织培养获得脱毒苗。（即茎尖组织培养技术） （4）优点：脱毒作物的产量和品质明显优于没有脱毒的作物 （5）成果：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。 练一练 1．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 2．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．诱导单倍体幼苗，获得染色体加倍的植株 C．采集幼芽嫁接到合适的其他种类植物体上 D．可以采用幼叶、茎尖等部位的组织进行组织培养 3．研究发现甘蔗茎尖经适当温度处理后组织培养获得的幼苗脱毒效果更好。下列相关叙述错误的是( ) A．甘蔗茎尖与其他成熟组织相比病毒含量更低 B．推测②过程的温度导致部分病毒失去活性 C．过程③、④均属于再分化，培养基A和B的激素比例不同 D．获得的脱毒苗与原甘蔗苗相比细胞核遗传物质发生了改变 （二）作物新品种的培育 1.单倍体育种 （1）过程 （2） 原理： 思维训练：现有高杆（D）抗病（T） 、矮杆（d）易染病（t）两纯系品种。要求用单倍体育种的方法培育出具有优良性状的新品种。 （3）优点： ①极大地缩短了育种的年限。 ②后代大都是纯合子，能稳定遗传。 ③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）实例： 单育1号烟草；水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等作物。 2.突变体的利用 （1）产生原因：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，因此容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）过程： 思考与讨论：诱变处理的对象是哪里？为什么？产生的变异一定符合需要吗？ （3）原理： （4）优点：提高变异的频率，加速育种进程；大幅度地改良某些性状。 （5）实例：已筛选出抗病、抗盐、高产以及蛋白质含量高的突变体，如抗花叶病毒的甘蔗、抗盐 碱的烟草。 练一练： 1．下图是对基因型为Aabb的玉米所作的处理，据图分析下列叙述不正确的是 ( ) A．过程a所采取的技术手段是花药离体培养 B．经过过程a和过程b培养得到的植物能稳定遗传 C．过程b用秋水仙素处理后可以得到4种基因型的玉米 D．d过程需要适当光照 2．研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株， 决定以此为基础培育早熟柑橘新品种。下列叙述错误的是( ) A．要判断该变异株的育种价值，首先要确定它的遗传物质是否发生了变化 B．若该变异株是个别基因的突变体，可采用连续自交的方法，使早熟基因逐渐纯化培育出新品种 C．若欲加快育种进程，可采集变异株的花药进行离体培养，即可获得高度纯合的新品种 D．若该变异株是染色体变异，减数分裂时染色体配对紊乱，可采用植物组织培养方法获得新品种 （三）细胞产物的工厂化生产 1.植物的代谢及代谢产物 （1）初生代谢 初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动，因此在整个生命过程中它一直进行着。 （2）初生代谢物： （3）次生代谢 次生代谢不是生物生长所必需的，一般在特定的组织或器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行。 （4）次生代谢物： 2.细胞产物工厂化生产 利用植物细胞培养来获得目标产物，这个过程就是细胞产物的工厂化生产。 植物细胞培养是指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。 （1）细胞产物种类 蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱(紫草素、人参皂苷、紫杉醇)等。 （2）技术：植物组织培养技术、植物细胞培养 （3）生产过程 3.细胞产物工厂化生产实例 思考与讨论：如何区分植物组织培养和植物细胞培养。二者的原理分别是什么？ 四种利用植物组织培养的育种方法的比较 练一练： 1、紫杉醇是存在于红豆杉属植物体内的一种次生代谢物，具有高抗癌活性，下图是利用植物细胞工程技术获得紫杉醇的工厂化途径。下列相关叙述错误的是( ) A．③过程细胞进行的是有丝分裂 B．紫杉醇不是红豆杉生长和生存所必需的代谢物 C．①、③过程所用的培养基物理性质不同 D．可将高产细胞群直接置于低渗溶液中，使其涨破后提取紫杉醇 2．甲品种青花菜具有由核基因控制的多种优良性状，但属于胞质雄性不育品种。通过植物体细胞杂交，可成功将乙品种青花菜细胞质中的可育基因引入甲品种细胞中。下列错误的是( ) A．植物体细胞杂交是指将不同来源植物的体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，进而培育成新植物体的技术 B．在愈伤组织培养基中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色体加倍的细胞 C．用纤维素酶和果胶酶去除甲、乙品种青花菜的细胞壁，以制备原生质体 D．筛选出的杂种植株含有控制甲品种青花菜优良性状的基因，能通过父本进行传递 3．请回答下列问题： (1)植物的微型繁殖技术属于植物组织培养的范畴。该技术可以保持优良品种的 ，繁殖种苗的速度 。离体的叶肉细胞在适宜的条件下培养，最终能够形成完整的植株，说明该叶肉细胞具有该植物的全部 。 (2)把试管苗转接到新的培养基上时，需要在超净工作台上进行，其原因是避免 的污染。 (3)二倍体植物(基因型为Aa)的花粉离体培养获得的植株进行 才能使其结实产生后代(甲)，否则该植株只有通过 的方式才能产生后代(乙)。甲、乙两种植株中，能产生可育花粉的是甲植株，该植株产生的可育花粉的基因组成种类数为　1　种。花药离体培养在育种上的特殊意义是 ，从而开辟育种新途径。 (4) 将某种植物的试管苗在含不同浓度蔗糖的培养基上培养一段时间后，单株鲜重和光合作用强度的变化如图所示。据图分析，随着培养基中蔗糖浓度的增加，光合作用强度的变化趋势是 ，单株鲜重的变化趋势是 。 (5)据图推测，在培育试管苗的过程中应适当 (填“降低”或“增加”)培养基中蔗糖的浓度，以提高试管苗的光合作用能力。 2.1植物细胞工程的应用--第2课时1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $