2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修三2-1-2植物細(xì)胞工程的應(yīng)用學(xué)案

第2課時(shí)植物細(xì)胞工程的應(yīng)用[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.通過(guò)對(duì)植物細(xì)胞工程應(yīng)用實(shí)例的分析，了解這些應(yīng)用涉及的技術(shù)流程和應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)。2.認(rèn)同植物細(xì)胞工程在生產(chǎn)實(shí)踐中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。一、植物繁殖的新途徑1．快速繁殖(1)概念：用于快速繁殖優(yōu)良品種的，也叫作。(2)特點(diǎn)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①高效、快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖,②無(wú)性繁殖，保持優(yōu)良品種的遺傳特性,③可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)))(3)實(shí)例：一些優(yōu)良的、經(jīng)濟(jì)林木、和瀕危植物等都實(shí)現(xiàn)了利用快速繁殖技術(shù)來(lái)提供苗木。甘蔗、等試管苗的生產(chǎn)，已形成一定規(guī)模。2．作物脫毒(1)選材①部位：植物頂端附近(如莖尖)。②原因：，甚至。(2)優(yōu)點(diǎn)：提高作物的。(3)實(shí)例：采用莖尖組織培養(yǎng)技術(shù)脫去病毒，已在馬鈴薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠蘿和香蕉等許多作物上獲得成功。判斷正誤(1)快速繁殖不僅可以高效、快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖，還可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性()(2)作物脫毒后不再感染病毒()(3)脫毒草莓能明顯提高產(chǎn)量，但品質(zhì)沒(méi)有發(fā)生變化()(4)作物脫毒所培養(yǎng)材料常選自頂端分生組織()(5)快速繁殖本質(zhì)上是一種無(wú)性繁殖()探討點(diǎn)快速繁殖和作物脫毒1．快速繁殖得到的產(chǎn)品會(huì)不會(huì)出現(xiàn)性狀分離？原因是什么？提示不會(huì)；快速繁殖利用了，屬于，可以。2．經(jīng)植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育出的脫毒苗抗病毒嗎？為什么？提示不抗病毒?！懊摱尽迸c“抗毒”不同，前者指的是，受病毒感染的機(jī)會(huì)少，而后者指的是。核心歸納比較兩種植物繁殖新途徑繁殖新途徑取材優(yōu)點(diǎn)技術(shù)快速繁殖(微型繁殖)取材廣泛①高效、快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖；②保持優(yōu)良品種的遺傳特性植物組織培養(yǎng)作物脫毒頂端分生區(qū)附近獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的無(wú)病毒植物[典題應(yīng)用]1．某株名貴花卉用種子繁殖會(huì)發(fā)生性狀分離。為了防止性狀分離并快速繁殖，可利用該植株的一部分器官或組織進(jìn)行離體培養(yǎng)，發(fā)育出完整的植株。進(jìn)行離體培養(yǎng)時(shí)不應(yīng)采用該植株的()A．莖尖B．子房壁C．葉片 D．花粉粒2．利用馬鈴薯的塊莖進(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)病毒幼苗的最佳方法是()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．利用芽尖進(jìn)行組織培養(yǎng) D．人工誘導(dǎo)基因突變二、作物新品種的培育和細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)1．單倍體育種(1)原理：和。(2)過(guò)程：花藥(或花粉)eq\o(→,\s\up7(離體培養(yǎng)))eq\o(→,\s\up7(人工誘導(dǎo)),\s\do5(染色體加倍))eq\o(→,\s\up7(選擇))優(yōu)良品種。(3)優(yōu)點(diǎn)：①子代是能的純合子。②極大地縮短了。③是進(jìn)行和研究的理想材料。(4)實(shí)例①世界上第一個(gè)單倍體作物新品種——。②單倍體育種與常規(guī)育種相結(jié)合的新品種：水稻、、油菜、和甜椒等。2．突變體的利用(1)原理：在植物的組織培養(yǎng)過(guò)程中，由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷增殖的狀態(tài)，因此它們?nèi)菀资艿?如等)的影響而產(chǎn)生突變。(2)利用：篩選出有用的，培育新品種。如培育抗病、抗鹽、高產(chǎn)以及蛋白質(zhì)含量高的突變體。(3)實(shí)例：抗花葉病毒的甘蔗、抗鹽堿的煙草等。3．細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生長(zhǎng)(1)次生代謝物①定義：植物代謝產(chǎn)生的，一般認(rèn)為不是植物的產(chǎn)物。②本質(zhì)：，如酚類、萜類和含氮化合物等。③作用：在植物抗病、抗蟲等方面發(fā)揮作用，還是藥物、香料和色素等的重要來(lái)源。(2)技術(shù)：，指在離體條件下對(duì)進(jìn)行培養(yǎng)使其的技術(shù)。(3)實(shí)例：人參、三七、紫草和紅豆杉的細(xì)胞產(chǎn)物都已實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)。(4)優(yōu)勢(shì)：不占用耕地，幾乎不受等的限制，因此對(duì)于保護(hù)具有重要意義。判斷正誤(1)單倍體育種的過(guò)程就是花藥離體培養(yǎng)的過(guò)程()(2)突變體育種常用射線、化學(xué)物質(zhì)處理愈傷組織()(3)次生代謝物在植物抗病、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(lái)源()(4)紫杉醇存在于紅豆杉屬植物體內(nèi)，是初生代謝物，具有高抗癌活性，現(xiàn)在已被廣泛用于乳腺癌的治療()(5)植物細(xì)胞培養(yǎng)的原理是利用了植物細(xì)胞的全能性()特別提醒植物組織培養(yǎng)和植物細(xì)胞培養(yǎng)的比較比較項(xiàng)目植物組織培養(yǎng)植物細(xì)胞培養(yǎng)目的獲得植物體獲得細(xì)胞產(chǎn)物原理植物細(xì)胞的全能性細(xì)胞增殖過(guò)程應(yīng)用快速繁殖、作物脫毒、單倍體育種等細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)，如紫草寧、人參皂苷、紫杉醇等核心探討探討點(diǎn)單倍體育種和突變體的應(yīng)用1．回答與單倍體育種有關(guān)的問(wèn)題：(1)以流程圖的形式表示單倍體育種過(guò)程。提示。(2)單倍體育種具有什么優(yōu)點(diǎn)？提示。(3)單倍體育種為什么能為體細(xì)胞誘變育種和研究遺傳突變提供理想材料？提示，染色體加倍后得到的植株的隱性性狀容易顯現(xiàn)。2．如圖表示突變體的利用過(guò)程，請(qǐng)據(jù)圖分析回答下列問(wèn)題：(1)突變體育種的原理是什么？提示。(2)在培養(yǎng)至愈傷組織時(shí)進(jìn)行誘變處理的原因是什么？提示愈傷組織細(xì)胞的狀態(tài)，此時(shí)易發(fā)生基因突變。(3)誘導(dǎo)分化得到的突變體都可以利用嗎？為什么？提示。因?yàn)榛蛲蛔兙哂卸嗪ι倮?，即得到的突變體大多是有害的。核心歸納四種育種方法的比較育種方法原理過(guò)程優(yōu)點(diǎn)快速繁殖細(xì)胞的全能性脫分化、再分化保持優(yōu)良品種的遺傳特性突變體的利用基因突變、細(xì)胞的全能性對(duì)愈傷組織進(jìn)行誘變處理后再篩選提高突變率，獲得優(yōu)良性狀單倍體育種細(xì)胞的全能性、染色體變異花藥離體培養(yǎng)、秋水仙素誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍明顯縮短育種年限植物體細(xì)胞雜交細(xì)胞膜的流動(dòng)性、細(xì)胞的全能性原生質(zhì)體融合、雜種細(xì)胞組織培養(yǎng)打破生殖隔離，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交典題應(yīng)用3．如圖是利用某種植物(基因型為AaBb)產(chǎn)生的花粉進(jìn)行單倍體育種的示意圖。據(jù)圖判斷，下列敘述錯(cuò)誤的是()花粉eq\o(→,\s\up7(①))幼苗Aeq\o(→,\s\up7(②))植株BA．過(guò)程②通常使用的試劑是秋水仙素，作用時(shí)期為細(xì)胞有絲分裂前期B．通過(guò)過(guò)程①②得到的植株既有純合子又有雜合子C．過(guò)程①屬于植物的組織培養(yǎng)，在此過(guò)程中必須使用一定量的植物激素或植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑D．與雜交育種相比，該育種方法的優(yōu)點(diǎn)是能明顯縮短育種的年限4．如圖是通過(guò)植物細(xì)胞工程技術(shù)獲得紫杉醇的途徑，下列敘述正確的是()A．該途徑依據(jù)的原理是植物細(xì)胞具有全能性B．過(guò)程①需控制好培養(yǎng)基中植物激素的比例C．經(jīng)過(guò)程①細(xì)胞的形態(tài)和結(jié)構(gòu)未發(fā)生變化D．過(guò)程③需使用固體培養(yǎng)基，有利于細(xì)胞增殖答案：一：1.（1）植物組織培養(yǎng)技術(shù)微型繁殖技術(shù)（3）觀賞植物無(wú)性繁殖作物桉樹和鐵皮石斛2.（1）分生區(qū)病毒極少無(wú)病毒（2）產(chǎn)量和品質(zhì)判斷正誤答案(1)√(2)×(3)×(4)√(5)√核心探討探討點(diǎn)：1.植物組織培養(yǎng)技術(shù)無(wú)性繁殖保持親本的優(yōu)良性狀2.本身病毒少，甚至無(wú)病毒[典題應(yīng)用]1.答案D2.答案C二：1、細(xì)胞的全能性染色體變異（2）單倍體植株純合二倍體植株（3）穩(wěn)定遺傳育種的年限體細(xì)胞誘變育種遺傳突變（4）單育1號(hào)煙草玉米甘藍(lán)2.（1）培養(yǎng)條件和誘變因素射線、化學(xué)物質(zhì)（2）突變體3.（1）基本生命活動(dòng)所必需小分子有機(jī)化合物植物細(xì)胞培養(yǎng)單個(gè)植物細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)增殖（4）季節(jié)、天氣社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境判斷正誤答案(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×核心探討探討點(diǎn)：1.