2.1植物細(xì)胞工程的應(yīng)用（第2課時(shí)）

第二章細(xì)胞工程第1節(jié)第2課時(shí)植物細(xì)胞工程的應(yīng)用（課前+課中+課后，三案一體）課前案【預(yù)習(xí)新知】一、植物繁殖的新途徑1.快速繁殖2.作物脫毒二、作物新品種的培育1.單倍體育種（1）方法：花藥離體培養(yǎng)→單倍體植株→用秋水仙素處理→純合子植株→選擇符合生產(chǎn)要求的植株。（2）優(yōu)點(diǎn)①后代是純合子（填“純合子”或“雜合子”），能穩(wěn)定遺傳。②明顯縮短了育種年限。2.突變體的利用（1）產(chǎn)生原因：植物組織培養(yǎng)過(guò)程中，由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷增殖狀態(tài)而易受培養(yǎng)條件和誘變因素的影響而產(chǎn)生突變。（2）利用：篩選出對(duì)人們有用的突變體，進(jìn)而培養(yǎng)成新品種。三、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)1.依據(jù)的技術(shù)：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)，即植物細(xì)胞培養(yǎng)。2目的：利用植物細(xì)胞培養(yǎng)獲得目標(biāo)產(chǎn)物。3.案例：我國(guó)利用植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了大量生產(chǎn)人參皂苷；另外，三七、紫草等植物的細(xì)胞產(chǎn)物也都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工廠化生產(chǎn)?！绢A(yù)習(xí)自測(cè)】1.葡萄的扦插、桃樹(shù)的嫁接、石榴的壓條繁殖方式都屬于快速繁殖。（X）2.脫毒苗培育所選的組織培養(yǎng)材料可以來(lái)自植株的任何部位。（X）3.單倍體育種需經(jīng)過(guò)花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素的小狐貍。（√）4.單倍體育種和突變體培育的遺傳學(xué)原理是一致的。（X）5.突變體的培育通常對(duì)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(lái)自愈傷組織細(xì)胞。（√）第2課時(shí)植物細(xì)胞工程的應(yīng)用課中案【導(dǎo)】“手指植物”通常培育在裝有彩色固體培養(yǎng)基的小玻璃瓶中，只要保證充足的光照和適宜的溫度，不需要額外補(bǔ)充水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，它們就能在玻璃瓶中生長(zhǎng)三四個(gè)月之久。“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”更具有觀賞價(jià)值?！舅肌?.植物細(xì)胞工程在生產(chǎn)實(shí)踐中有哪些應(yīng)用？2.植物細(xì)胞工程應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐的主要優(yōu)勢(shì)是什么？【議】一、植物繁殖的新途徑1.植物組織培養(yǎng)可以進(jìn)行快速繁殖的原因是什么？愈傷組織細(xì)胞分裂旺盛、快速，對(duì)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。植物組織培養(yǎng)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，一般不受季節(jié)、氣候等條件的限制。2.培育脫毒苗的原因是什么？無(wú)性繁殖的方式進(jìn)行繁殖的作物，感染的病毒很容易傳給后代，并在作物體內(nèi)逐年積累，會(huì)導(dǎo)致作物產(chǎn)量降低、品質(zhì)變差。3.作物脫毒培育的過(guò)程中選材部位和方法是什么？植物頂端分生區(qū)附近（如莖尖）；植物分生區(qū)病毒極少，切取莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)獲得脫毒苗。（即：莖尖組織培養(yǎng)技術(shù)）4.作物脫毒繁殖技術(shù)有什么優(yōu)點(diǎn)？脫毒作物的產(chǎn)量和品質(zhì)明顯優(yōu)于沒(méi)有脫毒的作物二、單倍體育種1.單倍體育種得到的一定是純合子嗎？單倍體育種得到的不一定是純合子，但二倍體植株單倍體育種得到的一定是純合子。2.細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)利用的是植物組織培養(yǎng)過(guò)程中的什么結(jié)構(gòu)？其優(yōu)點(diǎn)是什么？愈傷組織?？梢源罅可a(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)物，工廠化、規(guī)模化程度高?！菊埂繉W(xué)生展示討論結(jié)果【評(píng)】【檢】引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)本節(jié)課內(nèi)容【練】完成課后案第2課時(shí)植物細(xì)胞工程的應(yīng)用課后案1．超低溫冷凍脫毒法是先用超低溫對(duì)細(xì)胞進(jìn)行選擇性破壞，再用組織培養(yǎng)技術(shù)獲得脫毒植株的方法。以馬鈴薯莖尖為材料，采用超低溫冷凍脫毒法可獲得脫毒苗。下列敘述錯(cuò)誤的是（）A．用莖尖能夠獲得脫毒苗的原因是植物頂端分生區(qū)病毒極少或無(wú)病毒B．經(jīng)超低溫冷凍脫毒培養(yǎng)的馬鈴薯比未脫毒的馬鈴薯抗病毒能力更強(qiáng)C．該技術(shù)利用了莖尖分生組織無(wú)成熟液泡不易形成冰晶的特性D．超低溫處理使大多數(shù)細(xì)胞都受到了損傷而死亡，存活下來(lái)的僅有生長(zhǎng)點(diǎn)的分生組織細(xì)胞【答案】B【分析】植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用：微型繁殖、作物脫毒(選材應(yīng)該選擇莖尖組織)、制造人工種子、單倍體育種(最大的優(yōu)點(diǎn)是明顯縮短育種年限，得到的全為純種)、篩選突變體、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)?！驹斀狻緼、植物的分生區(qū)病毒極少甚至無(wú)病毒，因此可將馬鈴薯莖尖接種在培養(yǎng)基中，經(jīng)過(guò)人工培養(yǎng)可獲得脫毒苗，A正確；B、經(jīng)超低溫冷凍脫毒培養(yǎng)的馬鈴薯只是脫毒，并沒(méi)有獲得抗病毒的能力，B錯(cuò)誤；C、莖尖分生組織無(wú)成熟液泡，不易形成冰晶，C正確；D、與傳統(tǒng)莖尖培養(yǎng)脫毒相比，該方法取材不受莖尖長(zhǎng)度限制，傳統(tǒng)莖尖脫毒法切取莖尖的大小與脫毒效果直接相關(guān)，莖尖越小，去病毒機(jī)會(huì)越大，而超低溫冷凍脫毒法是通過(guò)超低溫處理，大多數(shù)細(xì)胞都受到了損傷而死亡，存活下來(lái)的僅有生長(zhǎng)點(diǎn)的分生組織細(xì)胞，D正確。故選B。2．下圖是培育玉米新品種的過(guò)程示意圖，相關(guān)敘述正確的是（）A．花粉離體培養(yǎng)所用的培養(yǎng)基為固體培養(yǎng)基，培養(yǎng)過(guò)程中需要保持黑暗B．植株甲和植株乙都是二倍體，能形成正常的生殖細(xì)胞，自交后代不分離C．秋水仙素的作用原理是抑制紡錘絲的形成，也可能導(dǎo)致基因突變D．植株乙與植株丙進(jìn)行雜交，可以獲得三倍體玉米，三倍體玉米是不育的【答案】C【分析】1、據(jù)圖分析：取植株甲的花粉進(jìn)行花藥離體培養(yǎng)獲得幼苗1（單倍體幼苗），然后經(jīng)秋水仙素處理染色體加倍獲得植株乙（一般為二倍體純合子），幼苗1正常培養(yǎng)獲得植株丙（單倍體植株）。2、雜交育種的原理是基因重組；誘變育種的原理是基因突變；單倍體育種和多倍體育種的原理是染色體數(shù)目變異。【詳解】A、花粉離體培養(yǎng)所用的培養(yǎng)基為固體培養(yǎng)基，培養(yǎng)過(guò)程中一般需要保持適宜強(qiáng)度的光照，A錯(cuò)誤；B、植株甲的基因型未知，自交后代可能會(huì)發(fā)生性狀分離，植株乙是二倍體純合子，自交不發(fā)生性狀分離，B錯(cuò)誤；C、秋水仙素的作用原理是抑制紡錘絲的形成，秋水仙素也可能誘導(dǎo)基因發(fā)生突變，C正確；D、植株丙是單倍體植株，不能產(chǎn)生配子，因此植株乙與植株丙進(jìn)行雜交不能產(chǎn)生子代，D錯(cuò)誤。故選C。3．下列關(guān)于單倍體的敘述錯(cuò)誤的是（

）A．只有一個(gè)染色體組B．.有的單倍體是可育的C．一定是由配子發(fā)育而來(lái)的D．利用單倍體植株培育新品種能明顯縮短育種年限【答案】A【分析】在生物的體細(xì)胞中，染色體數(shù)目不僅可以成倍地增加，還可以成套地減少。例如，蜜蜂的蜂王和工蜂的體細(xì)胞中有32條染色體，而雄蜂的體細(xì)胞中只有16條染色體。像蜜蜂的雄蜂這樣，體細(xì)胞中的染色體數(shù)目與本物種配子染色體數(shù)目相同的個(gè)體，叫作單倍體。【詳解】A、體細(xì)胞中的染色體數(shù)目與本物種配子染色體數(shù)目相同的個(gè)體，即由配子直接發(fā)育而來(lái)的個(gè)體，叫作單倍體；若配子含有兩個(gè)染色體組，其直接發(fā)育而形成的個(gè)體叫做單倍體，但是該單倍體含有2個(gè)染色體組，A錯(cuò)誤；B、四倍體的配子含有2個(gè)染色體組，由四倍體的配子直接發(fā)育而形成的個(gè)體屬于單倍體，但該單倍體含有2個(gè)染色體組可育，故有的單倍體是可育的，B正確；C、由配子不經(jīng)受精，直接發(fā)育而來(lái)，其體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體稱(chēng)為單倍體，故單倍體一定是由配子發(fā)育而來(lái)的，C正確；D、單倍體育種是利用單倍體作為中間環(huán)節(jié)產(chǎn)生具有優(yōu)良性狀的可育純合子的育種方法；利用單倍體植株培育新品種能明顯縮短育種年限，D正確。故選A。4．高山紅景天在清朝時(shí)期曾被康熙欽封為“仙賜草”，由于人類(lèi)的過(guò)度采摘，現(xiàn)僅分布于我國(guó)少部分地區(qū)，為瀕危物種。其植株中含有紅景天苷(一種次生代謝產(chǎn)物)等物質(zhì)，具有抗衰老、抗腫瘤等作用，研究人員擬利用植物細(xì)胞工程技術(shù)有效繁殖和保存紅景天資源，并有望將其次生代謝產(chǎn)物紅景天苷產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。下列有關(guān)敘述正確的是（

）A．紅景天苷是紅景天生命活動(dòng)必需的化合物B．生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素是植物組織培養(yǎng)中影響植物細(xì)胞發(fā)育方向的關(guān)鍵激素C．紅景天的花梗必須要經(jīng)過(guò)高壓蒸汽滅菌處理后才可以進(jìn)行接種培養(yǎng)D．紅景天不同細(xì)胞經(jīng)植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得的新個(gè)體基因型相同【答案】B【分析】植物組織培養(yǎng)過(guò)程是：離體的植物器官、組織或細(xì)胞脫分化形成愈傷組織，然后再分化生成根、芽，最終形成植物體。植物組織培養(yǎng)依據(jù)的原理是植物細(xì)胞的全能