植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用學(xué)案

1、學(xué)案6 植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)1閱讀教材，列舉植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用。(重點(diǎn))2認(rèn)同細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)理論研究與技術(shù)開(kāi)發(fā)之間的關(guān)系?！菊n前自主預(yù)習(xí)案】一、植物繁殖的新途徑1微型繁殖(1)概念：用于_優(yōu)良品種的_技術(shù)。(2)特點(diǎn)：屬于_繁殖，能夠保持_的遺傳特性，還可以高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的_。(3)實(shí)例：20世紀(jì)60年代，荷蘭的科學(xué)家就成功地實(shí)現(xiàn)了利用_來(lái)培育蘭花。2作物脫毒(1)選材部位：植物的_。(2)選材原因：_的_極少，甚至_。(3)實(shí)例：目前采用_培養(yǎng)技術(shù)來(lái)脫除病毒，在_、_、甘蔗、菠蘿、香蕉等主要經(jīng)濟(jì)作物上已獲成功。3神奇的人工種子(1)概念：以植物組織培養(yǎng)得到的_、_、頂芽和_等為

2、材料，經(jīng)過(guò)人工_包裝得到的種子。(2)特點(diǎn)后代_。不受_、_和_限制。(3)實(shí)例：我國(guó)已成功地把_、_、_和_的胚狀體制備成了人工種子。二、作物新品種的培育1單倍體育種(1)方法：_離體培養(yǎng)_植株純合子植株。(2)優(yōu)點(diǎn)：后代是純合子，能_。明顯縮短了_。2突變體的利用(1)產(chǎn)生原因：在植物的組織培養(yǎng)過(guò)程中，易受_和_(如_、_等)的影響而_。(2)利用：篩選出對(duì)人們有用的_，進(jìn)而培育成_。三、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)1細(xì)胞產(chǎn)物種類：_、脂肪、糖類、_、香料、生物堿等。2技術(shù)：_技術(shù)。3實(shí)例：我國(guó)利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了大量生產(chǎn)_；另外，三七、紫草和銀杏的_也都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工廠化生產(chǎn)。【課堂互動(dòng)探究

3、案】探究點(diǎn)一植物繁殖的新途徑植物細(xì)胞工程作為一門新興的生物技術(shù)，已經(jīng)普遍應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)的方方面面。下面圖示都是利用了植物組織培養(yǎng)，觀察并回答問(wèn)題。1微型繁殖(1)概念：用于_優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)。(2)特點(diǎn)：_繁殖，能夠保持種苗的優(yōu)良_特性(如圖1)。選取材料少；繁殖速度_，周期短；不受季節(jié)、氣候、 自然災(zāi)害等因素的影響?？蓪?shí)現(xiàn)_化生產(chǎn)。2作物脫毒(1)取材：無(wú)病毒的_組織。(2)圖2所示脫毒草莓產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)良，要得到脫毒苗，材料選取的關(guān)鍵是選取植物的根尖(或莖尖)來(lái)作為植物組織培養(yǎng)的外植體。這是因?yàn)橹参锏姆稚M織細(xì)胞中一般是不含病毒的。3人工種子(1)概念：以通過(guò)植物組織培養(yǎng)的方法獲得的

4、_、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，外面包被上人工薄膜，在適宜的條件下可以發(fā)芽長(zhǎng)成幼苗的種子。(2)結(jié)構(gòu)：由_、作為保護(hù)性外殼的_和提供發(fā)育所需營(yíng)養(yǎng)的_組成。如下圖： (3)優(yōu)點(diǎn)屬于無(wú)性生殖，無(wú)天然種子因_引起的基因重組而發(fā)生_的現(xiàn)象。生產(chǎn)上不受季節(jié)、氣候和地域的限制。利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化和機(jī)械化管理。【歸納提煉】作物脫毒、人工種子的培育過(guò)程均采用組織培養(yǎng)技術(shù)(1)作物脫毒主要是強(qiáng)調(diào)組織培養(yǎng)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。(2)人工種子的培育也是采用組織培養(yǎng)技術(shù)，但是只需培育得到胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等材料，包上人工種皮就可形成人工種子?！净顚W(xué)活用】1蘭花在我

5、國(guó)種植歷史悠久，“遠(yuǎn)東麒麟”以每盒3萬(wàn)元的價(jià)格在拍賣網(wǎng)賣出。如圖是通過(guò)細(xì)胞培養(yǎng)形成蘭花植株的示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答：(注：胚狀體等同于植物種子的胚的結(jié)構(gòu)。)(1)愈傷組織的分裂能力_，分化能力_，是由植物體細(xì)胞經(jīng)過(guò)_形成的。(2)過(guò)程由愈傷組織形成胚狀體要經(jīng)過(guò)_和_過(guò)程。(3)一個(gè)蘭花莖尖在一年之內(nèi)可以生產(chǎn)出400萬(wàn)株蘭花苗，與有性生殖相比，植物組織培養(yǎng)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在_和_。探究點(diǎn)二作物新品種的培育和細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)(1)中花11號(hào)水稻是單倍體育種的成就，其育種原理是_。(2)請(qǐng)用箭頭和文字表達(dá)單倍體育種的過(guò)程。(3)在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中，_階段容易發(fā)生突變得到突變體。1作物新品種的培育除傳

6、統(tǒng)的雜交育種外，還有單倍體育種、人工誘變育種、基因工程育種等。在單倍體育種領(lǐng)域，科學(xué)家成功地培育出中花8號(hào)、11號(hào)水稻和京花1號(hào)小麥等作物新品種。觀察右圖，回答相關(guān)問(wèn)題：2組織培養(yǎng)技術(shù)除了在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用外，還廣泛應(yīng)用于另一個(gè)重要的領(lǐng)域，即細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。這些細(xì)胞產(chǎn)物包括蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥物、香料、生物堿等。觀察下圖回答相關(guān)問(wèn)題：(2)完善下列工廠化生產(chǎn)人參皂甙的基本過(guò)程。選擇_作為外植體進(jìn)行培養(yǎng)，產(chǎn)生_，經(jīng)過(guò)培養(yǎng)選擇找到增殖速度快而且細(xì)胞內(nèi)_含量高的細(xì)胞株作為種子。將第一步選擇的細(xì)胞株放在發(fā)酵罐中的適合培養(yǎng)液中進(jìn)行_培養(yǎng)，增加細(xì)胞數(shù)量。將發(fā)酵罐中培養(yǎng)的_，從中提取人參皂甙。小貼士植物

7、組織培養(yǎng)的目的不同，培養(yǎng)階段也不同：若獲得人工種子，則培養(yǎng)到胚狀體階段；若提取細(xì)胞產(chǎn)物，則培養(yǎng)到愈傷組織階段；若培養(yǎng)新個(gè)體，則培育到試管苗階段?！練w納提煉】植物組織培養(yǎng)與植物細(xì)胞培養(yǎng)的區(qū)別(1)含義不同：植物組織培養(yǎng)是指在一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件的作用下，把植物離體的器官、組織或細(xì)胞培養(yǎng)成完整的植物體。而植物細(xì)胞培養(yǎng)是將組織培養(yǎng)過(guò)程中形成的愈傷組織或其他易分散的組織置于液體培養(yǎng)基中，進(jìn)行懸浮培養(yǎng)，得到分散游離的懸浮細(xì)胞，通過(guò)繼代培養(yǎng)使細(xì)胞增殖，從而獲得大量的細(xì)胞群體的一種技術(shù)。(2)目的不同：植物組織培養(yǎng)的目的是得到更多的植物體，而植物細(xì)胞培養(yǎng)的目的是獲得人類所需要的細(xì)胞代謝產(chǎn)物?！?/p>

8、活學(xué)活用】2某二倍體植物是雜合子，下圖為其花藥中未成熟花粉在適宜的培養(yǎng)基上培養(yǎng)產(chǎn)生完整植株的過(guò)程。據(jù)圖回答：(1)圖中表示的是該花粉培養(yǎng)過(guò)程中的_過(guò)程，表示的是_過(guò)程，X代表的是_，表示的是_過(guò)程，表示的是誘導(dǎo)_過(guò)程。(2)圖中從愈傷組織形成完整植株的途徑有兩條，具體通過(guò)哪一條途徑取決于培養(yǎng)基成分中_的種類及其濃度配比，最后獲得的來(lái)源于未成熟花粉的完整植株稱為_(kāi)植株(甲)。未成熟花粉經(jīng)培養(yǎng)能形成完整植株，說(shuō)明未成熟花粉具有_。(3)對(duì)植株(甲)進(jìn)行_，才能使其結(jié)實(shí)產(chǎn)生后代(乙)，否則植株甲只有通過(guò)_的方式才能產(chǎn)生后代(丙)。乙、丙兩種植株中，能產(chǎn)生可育花粉的是_植株，該植株群體中每一植株產(chǎn)生可

9、育花粉的基因組成種類數(shù)為_(kāi)種，該群體植株產(chǎn)生可育花粉的基因組成種類數(shù)為_(kāi)種。花藥培養(yǎng)在育種上的特殊意義是_，從而開(kāi)辟育種新途徑?！倦S堂檢測(cè)】1下列屬于植物的微型繁殖技術(shù)的是 ()A蘭花的莖尖組織培育成蘭花幼苗 B水稻種子萌發(fā)并長(zhǎng)成新個(gè)體C扦插的葡萄枝長(zhǎng)成新個(gè)體 D柳樹(shù)芽發(fā)育成枝條2關(guān)于番茄馬鈴薯雜種植株，下列敘述不正確的是()A若番茄細(xì)胞內(nèi)有m條染色體，馬鈴薯含n條染色體，則“番茄馬鈴薯”細(xì)胞內(nèi)含(mn)條染色體 B過(guò)程結(jié)束后需要淘汰自身融合的細(xì)胞 C過(guò)程不存在細(xì)胞分裂 D這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到雜種植物的培育中【課后鞏固驗(yàn)收案】1某優(yōu)良品種水稻的基因型為AaBb，其花藥通過(guò)組織培養(yǎng)形成了試管苗

10、。下列對(duì)這一培養(yǎng)過(guò)程的敘述中，錯(cuò)誤的是()A花粉形成試管苗要經(jīng)過(guò)脫分化和再分化的過(guò)程B試管苗有四種基因型，其體細(xì)胞含有一個(gè)染色體組C通過(guò)該過(guò)程培養(yǎng)出的試管苗還不能直接用于生產(chǎn)D這些試管苗自交，后代性狀不發(fā)生分離2利用植物的莖尖或葉片、莖段、花粉等，在無(wú)菌條件下，培養(yǎng)在玻璃皿中人工配制的培養(yǎng)基上，使它發(fā)育成完整的植株。這種技術(shù)可以用來(lái)培育植物新品種，也可以在較短時(shí)間內(nèi)大量繁殖植物，還可以防止植物病毒的危害。下列關(guān)于這種技術(shù)的敘述中，正確的是()這種技術(shù)利用了植物細(xì)胞的全能性這種技術(shù)叫做組織培養(yǎng)，可以克隆生物體這種技術(shù)屬于細(xì)胞工程的應(yīng)用領(lǐng)域之一這種技術(shù)是細(xì)胞無(wú)性繁殖的方式ABCD3草莓生產(chǎn)上傳統(tǒng)的繁殖方式易將所感染的病毒傳播給后代，導(dǎo)致產(chǎn)量降低、品質(zhì)變差。運(yùn)用微型繁殖技術(shù)可以培育出無(wú)病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本過(guò)程如下：外植體愈傷組織芽、根植株請(qǐng)回答：(1)微型繁殖培育無(wú)病毒草莓苗時(shí)，一般選取_作為外植體，其依據(jù)是_。(2)在過(guò)程中，常用的MS培養(yǎng)基主要成分包括大量元素、微量元素和_，在配制好的培養(yǎng)基中，常常需要添加_，有利于外植體啟動(dòng)細(xì)胞分裂形成愈傷組織，接種后25 d，若發(fā)現(xiàn)外植體邊緣局部污染，原因可能是_。(3)在過(guò)程中，愈傷組織在誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基中未形成根，但分化出了芽，其原因