2.1.2植物細(xì)胞工程的應(yīng)用導(dǎo)學(xué)案高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

第2章第1節(jié)植物細(xì)胞工程的應(yīng)用導(dǎo)學(xué)案班級姓名學(xué)號(hào)預(yù)習(xí)目標(biāo)：【生命觀念】舉例說明植物細(xì)胞工程利用快速繁殖、作物脫毒、次生代謝產(chǎn)物生產(chǎn)、單倍體育種等方式有效提高了生產(chǎn)效率。【科學(xué)思維】簡述植物組織培養(yǎng)過程中，細(xì)胞容易獲得突變體的原因。預(yù)習(xí)重難點(diǎn)：【重點(diǎn)】舉例說明植物細(xì)胞工程利用快速繁殖、作物脫毒、次生代謝產(chǎn)物生產(chǎn)、單倍體育種等方式有效提高了生產(chǎn)效率。【難點(diǎn)】簡述植物組織培養(yǎng)過程中，細(xì)胞容易獲得突變體的原因。預(yù)學(xué)案自主學(xué)習(xí)溫故知新：寫出植物組織培養(yǎng)技術(shù)的流程一、植物繁殖的新途徑1．快速繁殖(1)快速繁殖技術(shù)：快速繁殖優(yōu)良品種的技術(shù)。(2)特點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖；能保持親本。2．作物脫毒(1)選材部位：植物的。(2)選材原因：的病毒極少，甚至。(3)實(shí)例：目前采用培養(yǎng)技術(shù)來脫去病毒，在、草莓、甘蔗、菠蘿、香蕉等主要經(jīng)濟(jì)作物上已獲得成功。二、作物新品種的培育1．單倍體育種(1)過程：離體培養(yǎng)→植株eq\o(→,\s\up9(染色體加倍))純合子植株。(2)優(yōu)點(diǎn)：①后代是純合子，能。②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)過程中，由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于__________的狀態(tài)，易受和的影響而。(2)概念：即用______、____________等對不斷增殖的細(xì)胞進(jìn)行誘變；從產(chǎn)生突變的個(gè)體中篩選出對人們有用的_________，進(jìn)而培育成新品種。（3）原理：____________和________________________。三、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)1．次生代謝物(1)概念：植物代謝會(huì)產(chǎn)生一些一般認(rèn)為的產(chǎn)物。(2)作用：在植物等方面發(fā)揮作用，也是很多、和等的重要來源。2．生產(chǎn)技術(shù)手段：技術(shù)。3．優(yōu)點(diǎn)：。4.實(shí)例：利用紫草細(xì)胞的組織培養(yǎng)生產(chǎn)的具有抗菌、消炎和抗腫瘤等活性。利用紅豆杉細(xì)胞的組織培養(yǎng)生產(chǎn)的具有高抗癌活性。探究案合作探究合作探究一：植物繁殖的新途徑（一）快速繁殖回顧植物組織培養(yǎng)的流程，閱讀教材39頁內(nèi)容，回答下列問題：植物組織培養(yǎng)可以進(jìn)行快速繁殖的原因是什么？（2）快速繁殖與傳統(tǒng)繁殖技術(shù)相比，有何特點(diǎn)？為什么快速繁殖能保持親本的優(yōu)良性狀？（3）快速繁殖技術(shù)用于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的實(shí)例有哪些？（二）作物脫毒觀看視頻，并結(jié)合教材中第40頁的相關(guān)文字，討論以下問題：（1）為什么要進(jìn)行作物脫毒？（2）要想使作物脫毒最佳選材部位是哪里？為什么選擇該部位？（3）作物脫毒的流程是怎么樣的？當(dāng)堂判一判：1．葡萄的扦插、桃樹的嫁接、石榴的壓條繁殖方式都屬于微型繁殖。()2．脫毒苗培育所選的組織培養(yǎng)材料可以來自植株的任何部位。()3.取莖尖分生組織進(jìn)行組織培養(yǎng)，可獲得抗毒苗。()4.作物脫毒與微型繁殖相比較，二者無本質(zhì)區(qū)別，只是取材部位不同。（）5.從植物體上獲取的任何細(xì)胞，經(jīng)組織培養(yǎng)得到的植株與親本性狀一定都完全一致。（）合作探究二：作物新品種的培養(yǎng)（一）單倍體育種（1）單倍體育種的過程包括幾步？具體流程？（2）單倍體育種的原理有哪些？（3）單倍體植株的特點(diǎn)、單倍體育種的優(yōu)點(diǎn)是什么？單倍體植株的特點(diǎn)：單倍體育種優(yōu)點(diǎn)：明顯育種年限，后代都是遺傳性狀穩(wěn)定的純合子。（二）突變體的利用（1）在植物組織培養(yǎng)過程中哪個(gè)階段容易得到突變體？得到的突變體一定符合需要嗎？（2）突變體育種的過程？(3)突變體育種的原理和優(yōu)點(diǎn)：原理：和植物細(xì)胞的全能性優(yōu)點(diǎn)：提高愈傷組織的，可以獲得高抗、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆的新品種，加快育種進(jìn)程。當(dāng)堂判一判：1.單倍體育種過程中可用秋水仙素誘導(dǎo)染色體加倍。（）2.單倍體育種和多倍體育種過程都經(jīng)過植物組織培養(yǎng)技術(shù)。（）3．單倍體育種和突變體培育的遺傳學(xué)原理是一致的。()合作探究三：細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)是植物組織培養(yǎng)技術(shù)與發(fā)酵工程技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生的一項(xiàng)新技術(shù)，該技術(shù)近年來發(fā)展迅速，我國在該領(lǐng)域取得了不少進(jìn)展。觀察植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)來大量生產(chǎn)人參皂甙干粉過程，討論學(xué)習(xí)：（1）細(xì)胞產(chǎn)物的種類有哪些？（2）細(xì)胞產(chǎn)物運(yùn)用的技術(shù)是什么？與植物組織培養(yǎng)技術(shù)基本流程有什么區(qū)別？（3）工廠化人參皂苷的優(yōu)勢有哪些？（4）細(xì)胞產(chǎn)物工廠化生產(chǎn)的實(shí)例還有哪些？當(dāng)堂判一判：1．突變體培育通常對植物的愈傷組織進(jìn)行誘變處理，而工廠化生產(chǎn)的細(xì)胞產(chǎn)物也來自愈傷組織細(xì)胞。()2．工廠化生產(chǎn)的細(xì)胞次生代謝物，其化學(xué)成分都是蛋白質(zhì)。()3.細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)主要是利用促進(jìn)細(xì)胞生長的培養(yǎng)條件，提高了單個(gè)細(xì)胞中次生代謝物的含量。（）課堂小結(jié)：建構(gòu)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)鞏固——當(dāng)堂檢測1．通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)繁育農(nóng)作物，其優(yōu)點(diǎn)不包括()A．加快繁育速度 B．保持親本優(yōu)良性狀C．培育出無病毒植株 D．改變植物的基因型2.在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，絕大部分生物技術(shù)已迅速轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，形成了新興的生物工程新產(chǎn)業(yè)。下列關(guān)于植物細(xì)胞工程的研究成果及運(yùn)用，不正確的是()A．利用組織培養(yǎng)技術(shù)培育脫毒苗，并不能獲得具有抗病毒的新品種B．單倍體育種利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得了單倍體植株C．利用組織培養(yǎng)技術(shù)快速繁殖獲得鐵皮石斛種苗，能保持親本的優(yōu)良性狀D．利用細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)獲得紫草素，實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)3．利用玉米(2N=20,基因型為BbTt)幼苗的芽尖細(xì)胞進(jìn)行實(shí)驗(yàn),不正確的是()A.圖中過程②發(fā)生了基因重組,過程③中在顯微鏡下能看到4個(gè)染色體組B.幼苗1和幼苗2的獲得都運(yùn)用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)C.植株A為二倍體,植株C屬于單倍體D.利用幼苗2進(jìn)行育種的最大優(yōu)點(diǎn)是明顯縮短育種年限,植株B純合的概率為25%4．圖為利用體細(xì)胞誘變育種技術(shù)獲得抗除草劑白三葉草的過程。不正確的是()A．該育種過程依據(jù)的原理有基因重組和植物細(xì)胞具有全能性B．用射線照射愈傷組織是因?yàn)榇藭r(shí)細(xì)胞分裂旺盛，容易發(fā)生突變C．過程①②培養(yǎng)基中植物激素用量和比例不同D．過程③通常采用的篩選方法是向白三葉草幼苗噴灑除草劑5.下圖是通過植物細(xì)胞工程技術(shù)獲得紫杉醇的途徑，下列相關(guān)敘述正確的是()A．①過程是脫分化，②過程是再分化B．②過程中需用一定濃度的胰蛋白酶處理愈傷組織C．③過程需使用液體培養(yǎng)基，有利于細(xì)胞增殖D．此工程運(yùn)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，目的是獲取高產(chǎn)紫杉醇種苗第2章第1節(jié)植物細(xì)胞工程的應(yīng)用導(dǎo)學(xué)案班級姓名學(xué)號(hào)預(yù)習(xí)目標(biāo)：【生命觀念】舉例說明植物細(xì)胞工程利用快速繁殖、作物脫毒、次生代謝產(chǎn)物生產(chǎn)、單倍體育種等方式有效提高了生產(chǎn)效率?！究茖W(xué)思維】簡述植物組織培養(yǎng)過程中，細(xì)胞容易獲得突變體的原因。預(yù)習(xí)重難點(diǎn)：【重點(diǎn)】舉例說明植物細(xì)胞工程利用快速繁殖、作物脫毒、次生代謝產(chǎn)物生產(chǎn)、單倍體育種等方式有效提高了生產(chǎn)效率?！倦y點(diǎn)】簡述植物組織培養(yǎng)過程中，細(xì)胞容易獲得突變體的原因。預(yù)學(xué)案自主學(xué)習(xí)溫故知新：寫出植物組織培養(yǎng)技術(shù)的流程一、植物繁殖的新途徑1．快速繁殖(1)快速繁殖技術(shù)：快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)。(2)特點(diǎn)：高效、快速實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖；能保持親本優(yōu)良遺傳性狀。2．作物脫毒(1)選材部位：植物的頂端分生區(qū)附近。(2)選材原因：頂端分生區(qū)附近的病毒極少，甚至無病毒。(3)實(shí)例：目前采用莖尖組織培養(yǎng)技術(shù)來脫去病毒，在馬鈴薯、草莓、甘蔗、菠蘿、香蕉等主要經(jīng)濟(jì)作物上已獲得成功。二、作物新品種的培育1．單倍體育種(1)過程：花藥離體培養(yǎng)→單倍體植株eq\o(→,\s\up9(染色體加倍))純合子植株。(2)優(yōu)點(diǎn)：①后代是純合子，能穩(wěn)定遺傳給后代。②明顯縮短了育種年限。2．突變體的利用(1)產(chǎn)生原因：在植物的組織培養(yǎng)過程中，由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于_不斷增值_的狀態(tài)，易受培養(yǎng)條件和誘變因素的影響而產(chǎn)生突變。(2)概念：即用_射線、__化學(xué)物質(zhì)_等對不斷增殖的細(xì)胞進(jìn)行誘變；從產(chǎn)生突變的個(gè)體中篩選出對人們有用的__突變體_，進(jìn)而培育成新品種。（3）原理：__突變_和_植物細(xì)胞全能性_。三、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)1．次生代謝物(1)概念：植物代謝會(huì)產(chǎn)生一些一般認(rèn)為不是植物基本的生命活動(dòng)所必需的產(chǎn)物。(2)作用：在植物抗病、抗蟲等方面發(fā)揮作用，也是很多藥物、香料和色素等的重要來源。2．生產(chǎn)技術(shù)手段：植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)。3．優(yōu)點(diǎn)：不占用耕地，幾乎不受季節(jié)、天氣等的限制。4.實(shí)例：利用紫草細(xì)胞的組織培養(yǎng)生產(chǎn)的紫草寧具有抗菌、消炎和抗腫瘤等活性。利用紅豆杉細(xì)胞的組織培養(yǎng)生產(chǎn)的紫杉醇具有高抗癌活性。探究案合作探究合作探究一：植物繁殖的新途徑（一）快速繁殖回顧植物組織培養(yǎng)的流程，閱讀教材39頁內(nèi)容，回答下列問題：（1）植物組織培養(yǎng)可以進(jìn)行快速繁殖的原因是什么？植物組織培養(yǎng)到愈傷組織階段，細(xì)胞進(jìn)行旺盛、快速的有絲分裂，從而獲得大量的組織細(xì)胞。不斷地對愈傷組織進(jìn)行分割、移瓶、誘導(dǎo)再分化就可以形成大量的新植株（2）快速繁殖與傳統(tǒng)繁殖技術(shù)相比，有何特點(diǎn)？為什么快速繁殖能保持親本的優(yōu)良性狀？高效、快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖；能保持親本的優(yōu)良性狀——無性繁殖；一般不受季節(jié)、氣候等條件的限制。（3）快速繁殖技術(shù)用于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的實(shí)例有哪些？甘蔗、桉樹和鐵皮石斛等試管苗的產(chǎn)生已經(jīng)成一定規(guī)模（二）作物脫毒觀看視頻，并結(jié)合教材中第40頁的相關(guān)文字，討論以下問題：（1）為什么要進(jìn)行作物脫毒？進(jìn)行無性繁殖的作物，它們感染的病毒很容易傳播給后代。病毒在作物體內(nèi)逐年積累，就會(huì)導(dǎo)致作物產(chǎn)量降低，品質(zhì)變差。（2）要想使作物脫毒最佳選材部位是哪里？為什么選擇該部位？頂端分生區(qū)附近(如莖尖)；病毒極少，甚至無病毒（3）作物脫毒的流程是怎么樣的？當(dāng)堂判一判：1．葡萄的扦插、桃樹的嫁接、石榴的壓條繁殖方式都屬于微型繁殖。(×)2．脫毒苗培育所選的組織培養(yǎng)材料可以來自植株的任何部位。(×)3.取莖尖分生組織進(jìn)行組織培養(yǎng)，可獲得抗毒苗。(×)4.作物脫毒與微型繁殖相比較，二者無本質(zhì)區(qū)別，只是取材部位不同。（√）5.從植物體上獲取任何細(xì)胞，經(jīng)組織培養(yǎng)得到的植株與親本性狀一定都完全一致。（×）合作探究二：作物新品種的培養(yǎng)（一）單倍體育種（1）單倍體育種的過程包括幾步？具體流程？（2）單倍體育種的原理有哪些？染色體變異，其中花藥離體培養(yǎng)利用了植物細(xì)胞的全能性（3）單倍體植株的特點(diǎn)、單倍體育種的優(yōu)點(diǎn)是什么？單倍體植株的特點(diǎn)：長得弱小，高度不育單倍體育種優(yōu)點(diǎn)：明顯縮短育種年限，后代都是遺傳性狀穩(wěn)定的純合子。（二）突變體的利用（1）在植物組織培養(yǎng)過程中哪個(gè)階段容易得到突變體？得到的突變體一定符合需要嗎？愈傷組織。在植物的組織培養(yǎng)過程中，愈傷組織細(xì)胞處在分裂過程中，細(xì)胞要進(jìn)行DNA分子復(fù)制，更易受培養(yǎng)條件和誘變因素(如射線、化學(xué)物質(zhì)等)的影響而產(chǎn)生突變。由于突變（基因突變+染色體變異）是不定向的，產(chǎn)生的變異不一定符合需要（2）突變體育種的過程？誘變處理誘導(dǎo)分化(3)突變體育種的原理和優(yōu)點(diǎn)：原理：突變和植物細(xì)胞的全能性優(yōu)點(diǎn)：提高愈傷組織的突變率，可以獲得高抗、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆的新品種，加快育種進(jìn)程。當(dāng)堂判一判：1.單倍體育種過程中可用秋水仙素誘導(dǎo)染色體加倍。（√）2.單倍體育種和多倍體育種過程都經(jīng)過植物組織培養(yǎng)技術(shù)。（×）3．單倍體育種和突變體培育的遺傳學(xué)原理是一致的。(×)合作探究三：細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)是植物組織培養(yǎng)技術(shù)與發(fā)酵工程技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生的一項(xiàng)新技術(shù)，該技術(shù)近年來發(fā)展迅速，我國在該領(lǐng)域取得了不少進(jìn)展。觀察植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)來大量生產(chǎn)人參皂甙干粉過程，討論學(xué)習(xí)：（1）細(xì)胞產(chǎn)物的種類有哪些？初生代謝物和次生代謝物（2）細(xì)胞產(chǎn)物運(yùn)用的技術(shù)是什么？與植物組織培養(yǎng)技術(shù)基本流程有什么區(qū)別？（3）工廠化人參皂苷的優(yōu)勢有哪些？植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，原理是細(xì)胞增殖，只需要到達(dá)愈傷組織階段（4）細(xì)胞產(chǎn)物工廠化生產(chǎn)的實(shí)例還有哪些？利用紫草細(xì)胞的組織培養(yǎng)生產(chǎn)的紫草寧具有抗菌、消炎和抗腫瘤等活性。利用紅豆杉細(xì)胞的組織培養(yǎng)生產(chǎn)的紫杉醇具有高抗癌活性。當(dāng)堂判一判：1．突變體培育通常對植物的愈傷組織進(jìn)行誘變處理，而工廠化生產(chǎn)的細(xì)胞產(chǎn)物也來自愈傷組織細(xì)胞。(√)2．工廠化生產(chǎn)的細(xì)胞次生代謝物，其化學(xué)成分都是蛋白質(zhì)。(×)3.細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)主要是利用促進(jìn)細(xì)胞生長的培養(yǎng)條件，提高了單個(gè)細(xì)胞中次生代謝物的含量。（×）課堂小結(jié)：建構(gòu)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)鞏固——當(dāng)堂檢測1．通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)繁育農(nóng)作物，其優(yōu)點(diǎn)不包括(D)A．加快繁育速度 B．保持親本優(yōu)良性狀C．培育出無病毒植株 D