【導(dǎo)學(xué)案】第二章第1節(jié)植物細(xì)胞工程第2課時(shí)-導(dǎo)學(xué)案高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

1、高二生物 選擇性必修3 第二章第1節(jié)植物細(xì)胞工程（第2課時(shí)：植物細(xì)胞工程的應(yīng)用）（帶解析答案）4學(xué)習(xí)目標(biāo)1.概述植物組織培養(yǎng)的原理和過(guò)程,并嘗試進(jìn)行植物組織培養(yǎng)。2.概述植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的原理、過(guò)程和意義。3.歸納并舉例說(shuō)明植物細(xì)胞工程的應(yīng)用。重難點(diǎn)重點(diǎn):1.植物組織培養(yǎng)的原理和過(guò)程。2.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的過(guò)程。難點(diǎn):嘗試進(jìn)行植物組織培養(yǎng)。學(xué)習(xí)過(guò)程一、植物細(xì)胞工程的應(yīng)用【自主學(xué)習(xí)】閱讀教材39-41頁(yè)，回答以下內(nèi)容1.植物繁殖的新途徑(1)快速繁殖:植物的快速繁殖技術(shù)也叫作微型繁殖技術(shù),是用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù),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&#

2、160;   的遺傳特性。(2)作物脫毒:植物頂端分生區(qū)附近    (如莖尖)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),可獲得脫毒苗。2.作物新品種的培育:(1)單倍體育種:方法:_花藥離體_培養(yǎng)單倍體植株 _純合子_植株。優(yōu)點(diǎn):后代是純合子,明顯_縮短_了育種年限。(2)突變體的利用a.產(chǎn)生: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)菀资艿脚囵B(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。b.利用:從產(chǎn)生突變的個(gè)體中可以

3、篩選出對(duì)人們有用的突變體,進(jìn)而培育成新品種。c.實(shí)例:如抗花葉病毒的甘蔗、抗鹽堿的煙草等。3.細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)(1)次生代謝物: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。次生代謝物是一類小分子有機(jī)化合物,在植物細(xì)胞中含量很低。(2)技術(shù):植物細(xì)胞培養(yǎng)    ,即在離體條件下對(duì)單個(gè)植物細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行培養(yǎng)使其增殖的技術(shù)。(3)實(shí)例a.紫草寧是從紫草細(xì)胞中提取的一種藥物和色素,具有抗菌、消炎和抗腫瘤等活性。b.紫杉醇是存在于紅豆杉屬植物體內(nèi)的一種次生代謝物,具有高抗癌活性。c.利用人參細(xì)胞培養(yǎng)來(lái)生產(chǎn)人參中重要的活性成分人參皂苷。【知識(shí)

4、拓展】初生代謝是生物生長(zhǎng)和生存所必需的代謝活動(dòng),在整個(gè)生命過(guò)程中一直進(jìn)行。次生代謝不是生物生長(zhǎng)所必需的,一般在特定的組織或器官中,并在一定的環(huán)境和時(shí)間條件下才進(jìn)行?！竞献魈骄俊恐参锛?xì)胞工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)方面有著廣泛的應(yīng)用，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，尤其是在植物的快速繁殖、新品種的培育以及細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)方面發(fā)揮了重要作用。請(qǐng)結(jié)合教科書第39-41頁(yè)的相關(guān)內(nèi)容，回答下列問(wèn)題：(1)單倍體育種與花藥離體培養(yǎng)是同一種技術(shù)嗎,有何區(qū)別?(科學(xué)思維:分析與綜合)提示:不是?；ㄋ庪x體培養(yǎng)技術(shù)是單倍體育種中的一項(xiàng)技術(shù)手段,通過(guò)花藥離體培養(yǎng)得到單倍體植株后再用秋水仙素處理就能夠得到最終所需要的植株

5、。(2)秋水仙素處理幼苗后并非所有處理細(xì)胞的染色體都加倍,為什么?(科學(xué)思維:分析與綜合)提示:根據(jù)秋水仙素作用機(jī)理,只對(duì)處于細(xì)胞分裂前期的細(xì)胞有作用,只有幼苗部分細(xì)胞的染色體加倍,根細(xì)胞的染色體不會(huì)加倍。【知能素養(yǎng)提升】1.單倍體育種、突變體的利用和細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)比較習(xí)題鞏固1.如圖是利用某植物(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()A.過(guò)程通常使用的試劑是秋水仙素,作用時(shí)期為有絲分裂前期B.通過(guò)過(guò)程得到的植株既有純合子又有雜合子C.過(guò)程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

6、年限【解析】選B。該過(guò)程是單倍體植株育種過(guò)程,所以過(guò)程是花藥離體培養(yǎng),獲得的是單倍體植株,基因型為AB、Ab、aB、ab 4種,經(jīng)染色體加倍后的植株B都為純合子,B錯(cuò)誤;過(guò)程使用秋水仙素使染色體數(shù)目加倍,其作用機(jī)理是抑制有絲分裂前期紡錘體的形成,到后期染色單體分開(kāi)后不能向細(xì)胞兩極移動(dòng),A正確;過(guò)程屬于植物組織培養(yǎng),需要生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的誘導(dǎo),C正確;雜交育種需要連續(xù)多年進(jìn)行選擇獲得純合體,與之相比,該育種方法的優(yōu)點(diǎn)是能明顯縮短育種年限,D正確。2.(2021·天津模擬)科研人員研究了馬鈴薯莖尖外植體大小對(duì)幼苗的成苗率和脫毒率的影響,結(jié)果如圖。相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是 ()A.培育脫毒苗所依

7、據(jù)的原理有基因突變和細(xì)胞全能性B.培育脫毒苗的過(guò)程中涉及脫分化和再分化兩個(gè)階段C.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明莖尖越小脫毒率越高,成苗率越低D.根據(jù)本實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)脫毒苗時(shí)莖尖的適宜大小為 0.27 mm【解析】選A。馬鈴薯莖尖病毒極少甚至無(wú)病毒,因此可利用馬鈴薯莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)形成脫毒苗,所依據(jù)的原理是細(xì)胞全能性,A錯(cuò)誤;培育脫毒苗的過(guò)程中涉及脫分化和再分化兩個(gè)階段,B正確;由圖可知,莖尖越小,脫毒率越高,成苗率越低,C正確;在莖尖外植體大小為0.27 mm時(shí),脫毒率和成苗率均較高,因此馬鈴薯脫毒培養(yǎng)中莖尖外植體的適宜大小為0.27 mm,D正確。3.紫杉醇是一種生物堿類化合物,是目前已發(fā)現(xiàn)的最優(yōu)秀的天然抗癌藥

8、物。如圖是通過(guò)植物細(xì)胞工程技術(shù)獲得紫杉醇的途徑,據(jù)圖回答下列問(wèn)題:(1)該途徑_(填“體現(xiàn)”或“不體現(xiàn)”)植物細(xì)胞的全能性,原因是_。過(guò)程中生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素的用量比值應(yīng)_(填“高”“低”或“適中”)。 (2)過(guò)程需使用液體培養(yǎng)基,其優(yōu)點(diǎn)在于_。 (3)根據(jù)紫杉醇的化學(xué)本質(zhì),可以判斷有關(guān)基因控制紫杉醇合成的方式是_。 (4)若通過(guò)誘變育種技術(shù)選育紫杉醇含量高的細(xì)胞,可對(duì)圖中的_進(jìn)行誘變處理,然后進(jìn)行篩選。 【解析】(1)細(xì)胞全能性以細(xì)胞發(fā)育成個(gè)體為標(biāo)志,而圖中并沒(méi)有形成完整植物體,因此不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性。當(dāng)生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素的用量比值適中時(shí),有利于愈傷組織的形成。(2)液體培養(yǎng)基可以使培養(yǎng)細(xì)胞與培養(yǎng)液充分接觸,有利于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的充分利用,有利于培養(yǎng)細(xì)胞的增殖。(3)紫杉醇的化學(xué)本質(zhì)不是蛋白質(zhì),因此可以判斷有關(guān)基因通過(guò)控制酶的合成控制代謝,進(jìn)而控制紫杉醇的合成