新版高中生物第1節(jié) 二 植物細(xì)胞工程的應(yīng)用

第1節(jié)植物細(xì)胞工程二植物細(xì)胞工程的應(yīng)用人教版高中生物學(xué)習(xí)目標(biāo)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)。1.文化基礎(chǔ)：通過(guò)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)用優(yōu)勢(shì)。2.自主發(fā)展：嘗試運(yùn)用所學(xué)植物細(xì)胞工程的知識(shí)解決生產(chǎn)、生活中的問(wèn)題。3.社會(huì)參與：認(rèn)同植物細(xì)胞工程的重要應(yīng)用價(jià)值。鐵皮石斛（學(xué)名：DendrobiumofficinaleKimuraetMigo）從社會(huì)中來(lái)(3)特點(diǎn)一、植物繁殖的新途徑1．快速繁殖技術(shù)（微型繁殖）(1)概念：快速繁殖優(yōu)良品種的____________________________技術(shù)。③可實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)植物組織培養(yǎng)①_________________繁殖，保持優(yōu)良品質(zhì)的優(yōu)良性狀。②高效、快速地實(shí)現(xiàn)種苗的_______________________________。無(wú)性大量繁殖(2)實(shí)質(zhì)：植物組織培養(yǎng)。(4)原理：植物細(xì)胞的全能性。(5)優(yōu)點(diǎn)：①能保持親本的一切優(yōu)良性狀，子代個(gè)體的遺傳物質(zhì)與親本相同。②選材少，培養(yǎng)周期短，繁殖率高。③不受自然生長(zhǎng)季節(jié)的限制，便于自動(dòng)化管理，有利于進(jìn)行工廠化生產(chǎn)。2．作物脫毒(1)選材部位：植物的_____________________附近(如莖尖和根尖)。分生區(qū)(2)選材原因：分生區(qū)附近的病毒極少，甚至_____________________。代謝十分旺盛、細(xì)胞分裂速度快等。因此，利用植物的分生組織進(jìn)行組織培養(yǎng)，可以使新長(zhǎng)成的植株不帶病毒，從而獲得脫毒苗。用脫毒苗進(jìn)行繁殖，種植的作物就不會(huì)或極少感染病毒。無(wú)病毒未脫毒馬鈴薯脫毒馬鈴薯(4)進(jìn)行作物脫毒的原因長(zhǎng)期進(jìn)行無(wú)性繁殖的作物(如馬鈴薯和草莓)，它們感染的病毒很容易傳給后代。病毒在作物體內(nèi)逐年積累，從而導(dǎo)致作物產(chǎn)量降低，品質(zhì)變差。(3)實(shí)例：目前采用_______________________培養(yǎng)技術(shù)來(lái)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。莖尖組織思考與討論(1)植物組織培養(yǎng)可以進(jìn)行快速繁殖的原因是什么？提示：植物組織培養(yǎng)到愈傷組織階段，細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，細(xì)胞分裂速度較快，從而獲得大量的組織細(xì)胞，然后不斷地分割、移瓶、誘導(dǎo)再分化形成新植株。植物組織培養(yǎng)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，受季節(jié)、氣候等條件限制較小。(2)作物培養(yǎng)過(guò)程中為什么要進(jìn)行作物脫毒，如何進(jìn)行作物脫毒？提示：對(duì)于無(wú)性繁殖的作物，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。而植物分生區(qū)附近的病毒極少，甚至無(wú)病毒，因此切取一定大小的莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)，再生的植物就有可能不帶病毒，從而獲得脫毒苗。二、作物新品種的培育1．單倍體育種(1)原理：整個(gè)單倍體育種過(guò)程的原理是_____________________，其中花藥離體培養(yǎng)利用了植物細(xì)胞的__________________。染色體變異全能性(2)優(yōu)點(diǎn)：①后代是純合子，能__________________________。穩(wěn)定遺傳②明顯縮短了________________________。育種的年限離體培養(yǎng)人工誘導(dǎo)染色體加倍選擇優(yōu)良品種植物組織培養(yǎng)技術(shù)(3)玉米單倍體育種過(guò)程：4.思考與討論（1）花藥離體培養(yǎng)獲得的單倍體幼苗如何誘導(dǎo)染色體加倍？原理是什么？提示：可用適宜濃度的秋水仙素處理幼苗誘導(dǎo)染色體加倍，也可低溫誘導(dǎo)染色體加倍。其原理都是抑制紡錘體的形成。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___________________(如射線、化學(xué)物質(zhì)等)的影響而_________________。培養(yǎng)條件誘變因素產(chǎn)生突變(2)利用：篩選出對(duì)人們有用的______________，進(jìn)而培育成_____________。突變體新品種（3）思考與討論

為什么用物理或化學(xué)因素處理愈傷組織更易誘發(fā)突變？產(chǎn)生的變異一定符合需要嗎？提示：因?yàn)橛鷤M織細(xì)胞處在分裂過(guò)程中，細(xì)胞要進(jìn)行DNA分子復(fù)制，因此更易發(fā)生突變。由于突變是不定向的，產(chǎn)生的變異不一定符合需要。歸納提升單倍體育種和突變體育種的比較項(xiàng)目原理優(yōu)

點(diǎn)缺

點(diǎn)實(shí)

例單倍體育種染色體變異明顯縮短育種年限技術(shù)含量高單育1號(hào)煙草、中花8號(hào)、11號(hào)水稻和京花1號(hào)小麥等突變體育種基因突變產(chǎn)生新基因,大幅度改良某些性狀可用突變體少,需處理大量材料抗花葉病毒的甘蔗、抗鹽堿的煙草等三、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______________________的產(chǎn)物。生命活動(dòng)所必需(2)作用：在植物______________________等方面發(fā)揮作用，也是很多_________、香料和色素等的重要來(lái)源?？共　⒖瓜x(chóng)藥物2．生產(chǎn)技術(shù)手段：__________________________技術(shù)。植物組織培養(yǎng)3．優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)速度快，提高生產(chǎn)速度、便于操作管理。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。紫草寧紫杉醇5．細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)過(guò)程：外植體脫分化愈傷組織分散開(kāi)細(xì)胞懸液細(xì)胞產(chǎn)物發(fā)酵提取紫草細(xì)胞脫分化愈傷組織選擇增殖速度快且細(xì)胞內(nèi)紫草寧含量高的細(xì)胞培養(yǎng)大量細(xì)胞擴(kuò)大培養(yǎng)紫草寧提取6．工廠化生產(chǎn)人參皂苷干粉過(guò)程：四、到社會(huì)中去如果有商店正在出售“手指植物”這種植物，你可以做個(gè)市場(chǎng)調(diào)查，了解它們的銷售情況和經(jīng)濟(jì)效益，分析它們?yōu)槭裁词軞g迎，并寫(xiě)出調(diào)查報(bào)告。提示：手指植物的制作方法用到了植物組織培養(yǎng)技術(shù)。在制作過(guò)程中，一定要注意做好滅菌和消毒工作，為了防止污染可在培養(yǎng)基中加入一定量的抑菌劑。另外，還可以根據(jù)個(gè)人喜好，在培養(yǎng)基中加入適量的色素或者熒光劑，使手指植物更有觀賞價(jià)值。五、總結(jié)和練習(xí)1．在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中，容易獲得突變體的主要原因是(

)A.培養(yǎng)的細(xì)胞一直處于不斷的分生狀態(tài)B.培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)豐富，易于植物生長(zhǎng)C.紡錘絲的形成容易受到抑制D.DNA的復(fù)制容易受到抑制提示：在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中，培養(yǎng)的細(xì)胞一直處于不斷的分生狀態(tài)，容易受到一些條件的影響而產(chǎn)生突變。A2.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，可以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．花粉粒提示