高中生物《植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用》學(xué)案1 新人教版選修3

1、2.1.2 植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用課標(biāo)要求1、能力要求1、理解微型繁殖技術(shù)的應(yīng)用2、了解單倍體育種過(guò)程和優(yōu)點(diǎn)3、了解細(xì)胞產(chǎn)物的的生產(chǎn)和意義內(nèi)容要求1、掌握微型繁殖和植物組織培養(yǎng)的聯(lián)系2、掌握作物脫毒、人工種子的制備過(guò)程和意義3、了解單倍體育種和突變體的利用4、了解細(xì)胞產(chǎn)物的例子微型繁殖作物脫毒人工種子植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用植物繁殖的新途徑單倍體育種突變體的利用細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)體系作物新品種的培育重難熱點(diǎn)歸納微型繁殖與無(wú)性生殖微型繁殖是用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)，實(shí)際上是無(wú)性生殖的一種。在繁殖的過(guò)程中，細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，因此親、子代細(xì)胞內(nèi)DNA相同，具有相同的基因，因此能

2、保證親、子代遺傳特性不變。利用這種技術(shù)能高效快速實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖。微型繁殖與作物脫毒、人工種子、單倍體育種作物脫毒、人工種子、單倍體育種的培育過(guò)程均有采用微型繁殖的技術(shù)。作物脫毒主要是強(qiáng)調(diào)微型繁殖的取材一定是無(wú)毒（的如莖尖、根尖），才能繁殖出無(wú)毒的幼苗。人工種子采用的還是微型繁殖的技術(shù)，但是只需培育得到胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽，包上人工種皮就可形成人工種子。人工種子與微型繁殖得到的幼苗一樣能保持親本的優(yōu)良性狀，另外還可不受氣候、季節(jié)和地域的限制。單倍體育種的優(yōu)點(diǎn)是后代無(wú)性狀分離，后代都是純合子，能夠穩(wěn)定遺傳，明顯縮短育種年限。單倍體育種從本質(zhì)上說(shuō)屬于有性生殖，這一點(diǎn)與微型繁殖有所區(qū)別。但單

3、倍體育種首先要進(jìn)行花藥離體培養(yǎng)，采用還是微型繁殖的技術(shù)，然后用秋水仙素處理，獲得純合子。經(jīng)典例題剖析1.甘薯種植多年后易積累病毒而導(dǎo)致品種退化。目前生產(chǎn)上采用莖尖分生組織離體培養(yǎng)的方法快速繁殖脫毒的種苗，以保證該品種的品質(zhì)和產(chǎn)量水平。這種通過(guò)分生組織離體培養(yǎng)獲得種苗的過(guò)程不涉及細(xì)胞的A.有絲分裂 B.分化C.減數(shù)分裂D.全能性解析考查植物組織培養(yǎng)的原理、過(guò)程。植物組織培養(yǎng)的原理是植物細(xì)胞的全能性。過(guò)程是：離體的植物器官、組織或細(xì)胞愈傷組織根、芽植物體。此過(guò)程是一個(gè)無(wú)性繁殖的過(guò)程，細(xì)胞數(shù)目增多的方式是有絲分裂，并且涉及細(xì)胞的分化。答案C2.基因型為AaBb的水稻（含24條染色體）的花藥通過(guò)無(wú)菌操

4、作接入試管后，在一定條件下形成試管苗，問(wèn)：（1）愈傷組織是花粉細(xì)胞不斷分裂后形成的不規(guī)則的細(xì)胞團(tuán)，愈傷組織形成過(guò)程中，必須從培養(yǎng)基中獲得_等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。（2）要促進(jìn)花粉細(xì)胞分裂生長(zhǎng)，培養(yǎng)基中應(yīng)有_和_兩類激素。（3）愈傷組織分化是指愈傷組織形成芽和根，再由芽發(fā)育成葉和莖。這一過(guò)程必須給予光照，其原因是_能利用光能制造有機(jī)物，供試管苗生長(zhǎng)發(fā)育。（4）試管苗的細(xì)胞核中含_條脫氧核糖核苷酸鏈。（5）培育成的試管苗可能出現(xiàn)的基因型有_。解析考查對(duì)植物組織培養(yǎng)過(guò)程的掌握。要準(zhǔn)確解答此題需要從以下幾個(gè)方面入手：愈傷組織的形成過(guò)程中，不斷地從培養(yǎng)基中吸取營(yíng)養(yǎng)。供生物細(xì)胞生活的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)主要有無(wú)機(jī)物（水、無(wú)機(jī)鹽）

5、、有機(jī)物（糖類、脂類、蛋白質(zhì)、維生素）等物質(zhì)。植物激素的種類很多，要促進(jìn)花粉細(xì)胞分裂生長(zhǎng)，培養(yǎng)基中應(yīng)有細(xì)胞分裂素和植物生長(zhǎng)素兩大類。試管苗是花藥離體培養(yǎng)后得到的單倍體植株。其有葉綠體，可以進(jìn)行光合作用。單倍體是指體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體，由水稻的基因型為AaBb可知此水稻為二倍體。已知水稻的體細(xì)胞中含有24條染色體，則單倍體細(xì)胞中含有12條染色體，12個(gè)DNA分子。每個(gè)DNA分子由兩條平行的脫氧核糖核苷酸鏈盤(pán)旋而成，所以試管苗的細(xì)胞核中含有24條脫氧核苷酸鏈?；蛐蜑锳aBb的水稻產(chǎn)生配子時(shí)，依據(jù)基因的自由組合定律，結(jié)果、配子各有四種，即AB、aB、Ab、ab。答案（1）水、無(wú)機(jī)

6、鹽、維生素和小分子有機(jī)物 （2）細(xì)胞分裂素 植物生長(zhǎng)素 （3）葉綠體 （4）24 （5）AB、aB、Ab、ab基礎(chǔ)試題訓(xùn)練一、選擇題1馬鈴薯利用它的塊莖進(jìn)行無(wú)性繁殖，種植的世代多了以后往往會(huì)感染病毒而減產(chǎn)，為此農(nóng)戶都希望得到無(wú)病毒的幼苗進(jìn)行種植。獲得無(wú)病毒幼苗的最佳辦法是 （ ）A選擇優(yōu)良品種進(jìn)行雜交B進(jìn)行遠(yuǎn)緣植物體細(xì)胞雜交C利有芽尖進(jìn)行組織培養(yǎng)D人工誘導(dǎo)基因突變2用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，可以培養(yǎng)或生產(chǎn)出 （ ）A食品添加劑 B無(wú)病毒植物 C.人工種子 D前三項(xiàng)都是3.甘薯種植多年后易積累病毒而導(dǎo)致品種退化。目前生產(chǎn)上采用莖尖分生組織離體培養(yǎng)的方法 快速繁殖脫毒的種苗，以保證該品種的品質(zhì)和產(chǎn)量水平

7、。這種通過(guò)分生組織離體培養(yǎng)獲得種苗的過(guò)程不涉及細(xì)胞的（ ）A.有絲分裂B.分化C.減數(shù)分裂D.全能性4科學(xué)工作者把胡蘿卜的韌皮部細(xì)胞分離出來(lái)，將單個(gè)細(xì)胞放入培養(yǎng)基中培養(yǎng)，獲得了許多完整的植株，這些植株的特點(diǎn)是（ ）A彼此性狀相似 B變異頻率較高C單倍體 D都是純合子5水稻（基因型為AaBb）的花藥通過(guò)無(wú)菌操作，接入試管，經(jīng)過(guò)如下過(guò)程培育試管苗。以 下選項(xiàng)中正確的是（ ）Aa用花藥離體培養(yǎng)法獲得單倍體植株；b通過(guò)有絲分裂產(chǎn)生愈傷組織；c培養(yǎng) 基中至少應(yīng)有乙烯和脫落酸；d試管苗 的生長(zhǎng)發(fā)育不需要光照Ba用花藥離體培養(yǎng)法獲得二倍體植株； b通過(guò)減數(shù)分裂產(chǎn)生愈傷組織；c培養(yǎng) 基中至少應(yīng)有生長(zhǎng)素和細(xì)胞分

8、裂素；d試管苗的生長(zhǎng)發(fā)育不需光照Ca用花藥離體培養(yǎng)法獲得單倍體植株；b通過(guò)有絲分裂產(chǎn)生愈傷組織；c培養(yǎng)基中至少 應(yīng)有生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素；d試管苗的生長(zhǎng)發(fā)育需要光照Da用花藥離體培養(yǎng)法獲得二倍體植株；b通過(guò)有絲分裂產(chǎn)生愈傷組織；c培養(yǎng)基中至 少應(yīng)有乙烯和脫落酸；d試管苗的生長(zhǎng)發(fā)育需要光照6植物的微型繁殖技術(shù)是指（ ）A植物體細(xì)胞雜交技術(shù) B嫁接C營(yíng)養(yǎng)繁殖 D植物組織培養(yǎng)7下列哪一項(xiàng)不是單倍體育種的優(yōu)點(diǎn)（ ）A縮短育種年限 B變異率高C得到穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良品種 D節(jié)約人力、物力8胚狀體是在植物組織培養(yǎng)的哪一階段上獲得的（ ）A愈傷組織 B再分化C形成完整蜘蛛 D取離體組織9人參皂苷干粉可以通過(guò)下列何

9、種技術(shù)獲得（ ）A雜交育種 B植物細(xì)胞培養(yǎng)C多倍體育種 D單倍體育種10運(yùn)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，可以培育或生產(chǎn)出（ ）A細(xì)胞產(chǎn)物生物堿 B無(wú)病毒植物C人工種子 D以上都是11下列四個(gè)選項(xiàng)中沒(méi)有采取植物組織培養(yǎng)技術(shù)的是（ ）A花藥離體培養(yǎng)得到單倍體植株 B秋水仙素處理幼苗獲得多倍體植株C人工種子的培育 D“番茄馬鈴薯”雜種植株的培育過(guò)程12植物的微型繁殖的優(yōu)點(diǎn)是（ ）A取材少 B培養(yǎng)周期短C繁殖率高 D以上都是13對(duì)人工種子正確的解釋是（ ）A通過(guò)科學(xué)手段人工合成的種子 B利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得的種子C種皮能自我生成的種子 D人工種子發(fā)芽率低14（2005，廣東）兩個(gè)親本的基因型分別為AAbb和

10、aaBB，這兩對(duì)基因按自由組合定律遺傳,要培育出基因型為aabb的新品種，最簡(jiǎn)捷的方法是（ ） A單倍體育種 B雜交育種 c人工誘變育種 D細(xì)胞工程育種15下列敘述中，與植物體細(xì)胞雜交密切相關(guān)的是ABC A利用離心、振動(dòng)、電刺激等誘導(dǎo) B 利用聚乙二醇（PEG）等試劑誘導(dǎo)C 克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙 D 快速繁殖、培育無(wú)病毒植物二、非選擇題1.植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中加有激素。下表是培養(yǎng)基中兩種植物激素在不同比例時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。請(qǐng)分析回答：1234激素種類及濃度關(guān)系6BA6BAIBA6BA=IBA6BAIBA結(jié)果組織塊產(chǎn)生愈傷組織愈傷組織分化出芽愈傷組織不斷生長(zhǎng)愈傷組織有長(zhǎng)根趨勢(shì)（1）6BA屬于_

11、類激素，它的作用是_。（2）IBA屬于_類激素，它在本實(shí)驗(yàn)中的作用是_。（3）在植物組織培養(yǎng)中，脫分化可用的激素組合是實(shí)驗(yàn)_和實(shí)驗(yàn)_中的激素濃度關(guān)系，再分化時(shí)可用的激素組合是實(shí)驗(yàn)_和實(shí)驗(yàn)_中的激素濃度關(guān)系。（4）植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中，除激素外，還必須含有_，它的成分至少應(yīng)該含有_、_等。（5）判斷愈傷組織是否產(chǎn)生，依據(jù)是看是否產(chǎn)生了_的細(xì)胞。2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用廣泛。科學(xué)家通過(guò)植物組織培養(yǎng)方法，誘導(dǎo)離體的植物組織形成具有生根發(fā)芽能力的胚狀結(jié)構(gòu)，然后將胚狀體包埋在個(gè)億 能提供營(yíng)養(yǎng)的膠質(zhì)中，便形成“人工種子”。我國(guó)科學(xué)家利用組織培養(yǎng)技術(shù)已成功地在煙草、水稻、小麥等植物上誘導(dǎo)出胚狀體。（1）通

12、過(guò)試管培養(yǎng)植物組織，獲得胚狀體要經(jīng)過(guò)_、_過(guò)程。（2）用于植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中除了植物激素、蔗糖和維生素等有機(jī)物外，還應(yīng)有_，且操作過(guò)程應(yīng)在_條件下進(jìn)行。（3）若胚狀體在試管中繼續(xù)培養(yǎng)，則可培育出完整的植株幼苗，這體現(xiàn)了植物細(xì)胞的_。3美國(guó)科學(xué)家將分離得到的成熟胡蘿卜根的韌皮部細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，由單個(gè)細(xì)胞發(fā)育成完整的新植株（如下圖）。請(qǐng)據(jù)圖回答：（1）這種生殖方式屬于_。（2）圖中過(guò)程叫_，過(guò)程叫_，此處的“細(xì)胞團(tuán)”在生物學(xué)上叫做_。（3）本實(shí)驗(yàn)說(shuō)明植物細(xì)胞具有_。（4）在培養(yǎng)試管植物時(shí)，試管內(nèi)應(yīng)加入植物所必需的礦質(zhì)元素。其中應(yīng)大量供給的元素是_。4.中科院上海植物生理生態(tài)研究所在“神舟四號(hào)”飛

13、船進(jìn)入太空后為一對(duì)“新人”黃花煙草原生質(zhì)體和革新一號(hào)煙草原生質(zhì)體舉辦了特殊的“婚禮”。將兩個(gè)“新人”放入融合器中，當(dāng)充滿液體的融合器加上直流電場(chǎng)，兩個(gè)原本相互游離的細(xì)胞一下子貼到一起，開(kāi)始了“竊竊私語(yǔ)”。緊接著，在瞬間高壓脈沖的作用下，細(xì)胞膜被擊出了一個(gè)小孔，透過(guò)這微小的空間，兩股細(xì)胞質(zhì)展開(kāi)了“心靈溝通”。漸漸地，細(xì)胞核也扭擺著“親熱”起來(lái)，20min后，它們倆已是你中有我，我中有你，一個(gè)新生命就這樣誕生了。地面實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：用于融洽的兩個(gè)“新人”，一個(gè)開(kāi)的是粉花（標(biāo)記為“一號(hào)”），一個(gè)開(kāi)的是黃花（標(biāo)記為“二號(hào)”）融合后的細(xì)胞再生植株開(kāi)的是黃花，但形狀卻和一號(hào)相同（稱“一號(hào)形狀”，另一個(gè)稱“二

14、號(hào)形狀”）。這種“太空煙草”比普通煙草個(gè)子矮，株稈粗，煙葉多，是我國(guó)太空育種試驗(yàn)的一項(xiàng)重大成果。據(jù)此回答下列問(wèn)題： （1）由于細(xì)胞的密度不同，因此在地面上進(jìn)行細(xì)胞融合非常困難。從理論上講，在太空中細(xì)胞更容易融合，可能的原因是 。在顯微鏡下觀察，“新人”的細(xì)胞膜融合在一起，使細(xì)胞呈圓球狀，這是因?yàn)槟ぞ哂?特性?！凹?xì)胞婚禮”中用到的誘導(dǎo)融合技術(shù)是 。（2）兩種煙草原生質(zhì)體融合時(shí)， 類型是我們需要的，這樣的細(xì)胞經(jīng)組織培養(yǎng)后，再生的植株屬 倍體。（3）植物體細(xì)胞融合技術(shù)與傳統(tǒng)的有性雜交相比，其優(yōu)點(diǎn)是 。（4）“太空煙草”能穩(wěn)定遺傳嗎？為什么？ 。創(chuàng)新應(yīng)用訓(xùn)練1傳統(tǒng)農(nóng)作物育種途徑往往是通過(guò)雜交獲得，隨著

15、生物工程技術(shù)的不斷發(fā)展，新品種的培育途徑逐漸被擴(kuò)寬。目前至少有7種培育農(nóng)作物新品種的途徑被廣泛應(yīng)用。下圖為水稻的幾種不同的育種方法示意圖。請(qǐng)據(jù)圖回答：（1）圖中A、D方向所示的途徑表示_育種方式，ABC的途徑表示_育種方式。兩個(gè)親本的基因型分別為AAbb和aaBB，這兩對(duì)基因按自由組合定律遺傳,要培育出基因型為aabb的新品種，最簡(jiǎn)捷的途徑是_。這兩種育種方式相比較，后者優(yōu)越性主要表現(xiàn)在_。（2）B方法為_(kāi)。（3）E方法原理為_(kāi)。上述培育新品種的方法中原理相同的有_。（4）G所示過(guò)程可以采用花粉粒通道法，這是基因工程操作“四步曲”的_環(huán)節(jié)。檢測(cè)目的基因是否表達(dá)的方法有_。（5）科學(xué)家從懸浮培養(yǎng)

16、的單細(xì)胞或胚囊中，通過(guò)植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得胚狀體，并將其包埋在一個(gè)能提供營(yíng)養(yǎng)的膠質(zhì)中，外包裹上人造種皮，制成人工種子。目前，我國(guó)科學(xué)家利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)已在煙草、水稻、小麥和玉米等植物上成功誘導(dǎo)出胚狀體，而美、日等國(guó)正著手將人工種子商品化。離體細(xì)胞進(jìn)行植物組織培養(yǎng)獲得胚狀體需要通過(guò)_、_過(guò)程。人工種子中包埋胚狀體的膠質(zhì)可看作玉米種子的_結(jié)構(gòu)。（6）由人工種子萌發(fā)出的植株與天然種子萌發(fā)出的植株有何區(qū)別？_參考答案：一、選擇題CDCACDBBBDBDBA（ABC）二、非選擇題1、（1）細(xì)胞分裂素 促進(jìn)細(xì)胞分裂 （2）生長(zhǎng)素 促進(jìn)生根 （3）1 3 2 4 （4）營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 有機(jī)物 礦質(zhì)元素 （5）排列松散、無(wú)定形、高度液泡化2、（1）脫分化 再分化（2）水和無(wú)機(jī)鹽 無(wú)菌（3）全能性3、（1）無(wú)性生殖 （2）脫分化 再分化 愈傷組織 （3）全能性 （4）N、P、S、K、Ca、Mg4.（1）重力作用很弱 細(xì)胞膜有具一定的流動(dòng)性 電刺激誘導(dǎo)融合 （2）自身融合 多（或