2.1.2植物细胞工程的应用

冠县一中生物选修3学案编号04主备人：石永生把关人：梁敬民252.1.2植物细胞工程的应用课前预习学案一、预习目标1、掌握微型繁殖和植物组织培养的联系2、掌握作物脱毒、人工种子的制备过程和意义3、了解单倍体育种和突变体的利用二、预习内容（一）植物繁殖的新途径1.微型繁殖（1）微型繁殖技术：用于优良品种的技术。（2）特点：①保持优良品种的。②高效快速地实现种苗。2.作物脱毒（1）材料：植物的（如）。分生区附近的病毒极少，甚至。（2）脱毒苗：切取（例如茎尖）进行组织培养获得的。3.人工种子（1）概念：植物组织培养得到的、、顶芽和等为材料，经过人工包装得到的种子。（2）特点：①后代无。②不受、和限制。（二）作为新品种的培育1.单倍体育种（1）方法：离体培养植株纯合子植株。（2）优点：①后代是纯合子，能。②明显缩短了。2.突变体的利用（1）产生原因：在植物的组织培养过程中，易受培养条件和外界压力（如、等）的影响而。（2）利用：筛选出对人们有用的，进而培育成。（三）细胞产物的工厂化生产染色体加倍冠县一中生物选修3学案编号04主备人：石永生把关人：梁敬民261.细胞产物种类：、脂肪、糖类、、香料、生物碱等。2.技术：植物技术。3.实例：我国利用植物组织培养技术实现了大量生产；另外，三七、紫草和银杏的也都已经实现了工厂化生产。三、提出疑惑同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中疑惑点疑惑内容课内探究学案一、学习目标及重难点1、掌握微型繁殖和植物组织培养的联系2、掌握作物脱毒、人工种子的制备过程和意义3、了解单倍体育种和突变体的利用学习重点：植物细胞工程应用的实例学习难点：掌握作物脱毒、人工种子的制备过程二、学习过程（一）、植物繁殖的新途径1.微型繁殖技术为什么能保持亲本的优良性状？2.培育植物的茎尖可得到脱毒苗，其中的原因是什么？3.人工种子在生产上有哪些优点？应用的主要技术是？（二）、作物新品种的培育1.单倍体育种的原理是什么？2.体细胞诱变育种对什么材料进行诱变处理？冠县一中生物选修3学案编号04主备人：石永生把关人：梁敬民27(三)、细胞产物的工厂化生产1.应用什么技术来实现细胞产物的工厂化生产？2.人工培养到什么阶段提取细胞中的成分？三、当堂检测1.对人工种子正确的理解是（）A.通过科学手段人工合成的B.种皮能够自我生成C.利用植物组织培养技术获得D.种子发芽率低2.下列那种生物不能通过突变体育种而获得（）A.抗除草剂的白三叶草B.生产胰岛素的大肠杆菌C.高产的水稻D.蛋白质含量高的小麦3在人工种子的培育中应用的主要技术是（）A.有性杂交B.植物体细胞杂交C.植物组织培养D.细胞全能性4.两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因按照自由组合定律遗传，要培育出基因型为aabb的新品种，最简捷的方法是（）A.单倍体育种B.杂交育种C.人工诱变育种D.细胞工程育种5.下图为植物植株培养的基本过程，则制作人工种子和生产治疗烫伤、割伤的药物——紫草素，应分别选用的编号是（）①②③④A.④②B.③②C.③④D.④③课后练习与提高1．马铃薯利用它的块茎进行无性繁殖，种植的世代多了以后往往会感染病毒而减产，为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳办法是（）A．选择优良品种进行杂交B．进行远缘植物体细胞杂交C．利有芽尖进行组织培养D．人工诱导基因突变2．用植物组织培养技术，可以培养或生产出（）A．食品添加剂B．无病毒植物C.人工种子D．前三项都是3.甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法脱分化再分化冠县一中生物选修3学案编号04主备人：石永生把关人：梁敬民28快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的（）A.有丝分裂B.分化C.减数分裂D.全能性4．科学工作者把胡萝卜的韧皮部细胞分离出来，将单个细胞放入培养基中培养，获得了许多完整的植株，这些植株的特点是（）A．彼此性状相似B．变异频率较高C．单倍体D．都是纯合子5．水稻（基因型为AaBb）的花药通过无菌操作，接入试管，经过如下过程培育试管苗。以下选项中正确的是（）A．a用花药离体培养法获得单倍体植株；b通过有丝分裂产生愈伤组织；c培养基中至少应有乙烯和脱落酸；d试管苗的生长发育不需要光照B．a用花药离体培养法获得二倍体植株；b通过减数分裂产生愈伤组织；c培养基中至少应有生长素和细胞分裂素；d试管苗的生长发育不需光照C．a用花药离体培养法获得单倍体植株；b通过有丝分裂产生愈伤组织；c培养基中至少应有生长素和细胞分裂素；d试管苗的生长发育需要光照D．a用花药离体培养法获得二倍体植株；b通过有丝分裂产生愈伤组织；c培养基中至少应有乙烯和脱落酸；d试管苗的生长发育需要光照6．植物的微型繁殖技术是指（）A．植物体细胞杂交技术B．嫁接C．营养繁殖D．植物组织培养7．下列哪一项不是单倍体育种的优点（）A．缩短育种年限B．变异率高C．得到稳定遗传的优良品种D．节约人力、物力8．胚状体是在植物组织培养的哪一阶段上获得的（）A．愈伤组织B．再分化C．形成完整蜘蛛D．取离体组织9．人参皂苷干粉可以通过下列何种技术获得（）A．杂交育种B．植物细胞培养C．多倍体育种D．单倍体育种10．下列四个选项中没有采取植物组织培养技术的是（）A．花药离体培养得到单倍体植株B．秋水仙素处理幼苗获得多倍体植株C．人工种子的培育D．“番茄——马铃薯”杂种植株的培育过程11．植物的微型繁殖的优点是（）A．取材少B．培养周期短C．繁殖率高D．以上都是12．对人工种子正确的解释是（）A．通过科学手段人工合成的种子B．利用植物组织培养技术获得的种子冠县一中生物选修3学案编号04主备人：石永生把关人：梁敬民29C．种皮能自我生成的种子D．人工种子发芽率低13．（2005，广东）两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因按自由组合定律遗传,要培育出基因型为aabb的新品种，最简捷的方法是（）A．单倍体育种B．杂交育种c．人工诱变育种D．细胞工程育种二、非选择题1.植物组织培养的培养基中加有激素。下表是培养基中两种植物激素在不同比例时的实验结果。请分析回答：1234激素种类及浓度关系6—BA6—BA＞IBA6—BA=IBA6—BA＜IBA结果组织块产生愈伤组织愈伤组织分化出芽愈伤组织不断生长愈伤组织有长根趋势（1）6—BA属于_____________类激素，它的作用是________________。（2）IBA属于_____________类激素，它在本实验中的作用是__________________。（3）在植物组织培养中，脱分化可用的激素组合是实验_____________和实验_____________中的激素浓度关系，再分化时可用的激素组合是实验_____________和实验_____________中的激素浓度关系。（4）植物组织培养的培养基中，除激素外，还必须含有_______________________，它的成分至少应该含有_______________________、_______________________等。（5）判断愈伤组织是否产生，依据是看是否产生了____________的细胞。2.植物组织培养技术应用广泛。科学家通过植物组织培养方法，诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状结构，然后将胚状体包埋在个亿能提供营养的胶质中，便形成“人工种子”。我国科学家利用组织培养技术已成功地在烟草、水稻、小麦等植物上诱导出胚状体。（1）通过试管培养植物组织，获得胚状体要经过_____________、_____________过程。（2）用于植物组织培养的培养基中除了植物激素、蔗糖和维生素等有机物外，还应有____________，且操作过程应在____________条件下进行。（3）若胚状体在试管中继续培养，则可培育出完整的植株幼苗，这体现了植物细胞的____________。3．美国科学家将分离得到的成熟胡萝卜根的韧皮部细胞进行培养，由单个细胞发育成完整的新植株（如下图）。请据图回答：冠县一中生物选修3学案编号04主备人：石永生把关人：梁敬民30（1）这种生殖方式属于___________________。（2）图中③过程叫________________，④过程叫_____________，此处的“细胞团”在生物学上叫做_______________________。（3）本实验说明植物细胞具有___________________。（4）在培养试管植物时，试管内应加入植物所必需的矿质元素。其中应大量供给的元素是___________________。4．传统农作物育种途径往往是通过杂交获得，随着生物工程技术的不断发展，新品种的培育途径逐渐被扩宽。目前至少有7种培育农作物新品种的途径被广泛应用。下图为水稻的几种不同的育种方法示意图。请据图回答：（1）图中A、D方向所示的途径表示_____________育种方式，A→B→C的途径表示_____________育种方式。两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因按自由组合定律遗传,要培育出基因型为aabb的新品种，最简捷的途径是__________。这两种育种方式相比较，后者优越性主要表现在____________________________________。（2）B方法为________________________。（3）E方法原理为________________________。上述培育新品种的方法中原理相同的有_______________。（4）G所示过程可以采用花粉粒通道法，这是基因工程操作“四步曲”的___________环节。检测目的基因是否表达的方法有_______________。（5）科学家从悬浮培养的单细胞或胚囊中，通过植物组织培养技术获得胚状体，并将其包埋在一个能提供营养的胶质中，外包裹上人造种皮，制成人工种子。目前，我国科学家利用植物组织培养技术已在烟草、水稻、小麦和玉米等植物上成功诱导出胚状体，而美、日等国正着手将人工种子商品化。离体细胞进行植物组织培养获得胚状体需要通过______________、____________过程。人工种子中包埋胚状体的胶质可看作玉米种子的________结构。（6）由人工种子萌发出的植株与天然种子萌发出的植株有何区别？____________________冠县一中生物选修3学案编号04主备人：石永生把关人：梁敬民313.下图是“白菜一甘蓝”(均为二倍体)杂种植株培育过程，及杂种植株在密闭玻璃温室中一昼夜C02浓度变化曲线。请据图回答有关问题：(1)图中①过程用到的酶是，作用的结果是获得。②过程常用的试剂是，与其相比，动物细胞融合过程中特有的方法是用来处理。若在容器中放置若干A、B，诱导完成且假设所有细胞发生了融合（只考虑细胞两两融合），然后经③过程，形成的细胞的类型有种。图中原生质体A和原生质体B能融合形成一个杂种细胞，所依据的生物学原理是。(2)通常情况下，白菜和甘蓝杂交是不成功的，原因是。通过上述方法得到的新植株(是、否)可育，这是因为。(3)白菜细胞与甘蓝细胞的原生质体融合成功的标志是。(4)图中④过程是，特别需要控制好的一个外界条件是；愈伤组织的细胞特点是，培养一段时间后，将生长良好的愈伤组织转接到培养基上，培养一段时间后，该愈伤组织就可诱导出试管苗；在④⑤过程中,细胞分裂的主要方式是有丝分裂,此种分裂方式的重要意义(或称特征)是_____________________________________________________________________________。(5)上述方法的优点是。其基础是。(6)该植株经过一昼夜后，(能否)积累有机物。(7)与曲线中C02浓度变化有关的细胞器是，请写出其增加膜面积的结构名称。