人教版选修3 2.1.2　植物细胞工程的实际应用 学案.doc

21.2植物细胞工程的实际应用1.植物组织培养技术不仅可以保持优良品种的遗传特性，还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。2植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少，甚至无病毒，因此用分生区组织进行组织培养，再生的植株就不会或极少感染病毒。3人工种子就是以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。4单倍体育种是通过花药培养获得单倍体植株，染色体加倍后当年便可获得稳定遗传的优良品种，极大地缩短了育种年限。5植物微型繁殖和用人工种子繁殖属于无性繁殖，细胞产物的工厂化生产培养到愈伤组织阶段即可。一、植物繁殖的新途径1微型繁殖(1)概念：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。(2)优点：保持优良品种的遗传特性。高效快速地实现种苗的大量繁殖。2作物脱毒(1)取材：分生区附近(如茎尖)，因为此处细胞内的病毒极少，甚至无病毒。(2)优点：提高作物的产量和品质。3人工种子(1)概念：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。(2)优点：繁殖周期短；后代不发生性状分离，能够保持亲本的优良性状；不受季节、气候和地域的限制，并可节约土地。二、作物新品种的培育1单倍体育种(1)方法：花药的离体培养。(2)过程：(3)优点：后代是纯合子，能稳定遗传；明显缩短了育种年限。2突变体的利用(1)原理：在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而产生突变。(2)利用：从产生突变的个体中筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。三、细胞产物的工厂化生产1细胞产物的种类：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。2技术基础：植物组织培养技术。3实例：我国利用植物组织培养技术实现了大量生产人参皂甙干粉；另外，三七、紫草和银杏的细胞产物也都已经实现了工厂化生产。1植物的微型繁殖技术是指()a基因工程育种b植物体细胞杂交技术c嫁接d通过植物组织培养快速繁殖的技术解析：选d微型繁殖技术即快速繁殖技术，是通过植物组织培养技术实现的。2若要获得脱毒苗，培养时一般选取植物体的哪一部分组织()a叶b花粉c根 d茎尖解析：选d茎尖位于植物分生区附近，病毒极少，甚至无病毒。因此，若要获得脱毒苗，一般选取植物体的茎尖组织进行培养。3胚状体是在植物组织培养的哪一阶段上获得的()a愈伤组织的形成中 b再分化c形成完整植株 d脱分化解析：选b植物体的根、茎、叶细胞一般都具有全能性，在一定的营养和激素条件下，可以脱分化形成愈伤组织。将愈伤组织转接到含有不同激素成分的培养基上，就可以诱导其再分化生成胚状体或丛芽，所以胚状体是在植物组织培养的再分化阶段形成的。4下列哪一项不是单倍体育种的优点()a缩短育种年限 b得到稳定遗传的优良品种c突变率高 d节约人力、物力解析：选c由于单倍体育种通过染色体加倍后当年就可获得纯合的，能稳定遗传的正常植株，所以缩短了育种年限，节约了人力和物力。5人参皂甙干粉工厂化生产所采用的技术为()a杂交育种 b植物组织培养c多倍体育种 d单倍体育种解析：选b人参皂甙等细胞产物的工厂化生产是通过利用植物组织培养技术来实现的。1微型繁殖(1)实质：植物组织培养。(2)原理：植物细胞的全能性。(3)优点：能保持亲本的一切优良性状，子代个体的遗传物质与亲本相同；选材少，培养周期短，繁殖率高；不受自然生长季节的限制，便于自动化管理，有利于进行工厂化生产。2作物脱毒(1)进行作物脱毒的原因：长期进行无性繁殖的作物(如马铃薯和草莓)，它们感染的病毒很容易传播给后代。病毒在作物体内逐年积累，从而导致作物产量降低，品质变差。(2)材料的选取：在植物分生区附近(如茎尖和根尖)，由于代谢十分旺盛、细胞分裂速度快等因素，很少被病毒感染，甚至无病毒。因此，利用植物的分生组织进行组织培养，可以使新长成的植株不带病毒，从而获得脱毒苗。用脱毒苗进行繁殖，种植的作物就不会或极少感染病毒。3人工种子(1)结构(如图)：(2)制备流程：诱导植物愈伤组织的形成体细胞胚的诱导体细胞胚的成熟机械化包装储藏或种植。(3)优点：解决了某些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。不发生性状分离。天然种子由于在遗传上具有因减数分裂引起的重组现象，因而会造成某些遗传性状的改变，而人工种子则可以完全保持优良品种的遗传特性。繁殖周期短。天然种子在生产上受季节的限制，一般每年只能繁殖12次，有些甚至十几年才繁殖一次，而人工种子生产不受季节限制，且快捷高效。可控制植物的生长发育与抗逆性。针对植物种类和土壤条件，在人工种子的包裹剂中还可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等，可控制植物的生长发育和增强抗逆性。便于贮藏和运输。试管苗的大量贮藏和运输也是相当困难的。人工种子则克服了这些缺点，人工种子外层是起保护作用的薄膜，类似天然种子的种皮，因此，可以很方便地贮藏和运输。不受季节、气候和地域等条件的限制。用人工种子播种可以节约粮食。题组冲关1利用根尖、叶片、茎段、花粉粒在无菌条件下，培养在人工配制的培养基上，使之发育成完整的植株，此法可用来培养植物新品种，可在短期内大量繁殖植物，还可以防止病毒侵染。下列关于这种技术的叙述，正确的是()此技术利用了植物细胞的全能性此技术利用了植物组织培养，可快速繁殖生物体此技术属于细胞工程的应用领域之一此技术是一种无性繁殖方式a bc d解析：选d对根尖、叶片、茎段、花粉粒等进行培养利用了植物组织培养技术，该技术的原理是植物细胞具有全能性；该技术可快速大量繁殖具有某性状的植物个体；植物组织培养属于细胞工程的一项重要技术；植物组织培养若培养根尖、叶片、茎段等，则属于无性繁殖，若培养花粉粒，则属于有性生殖。2下图是人工种子的结构简图，对其叙述不正确的是()a人工种子的人工胚乳中除含有胚状体发育所需要的营养物质外，还可以添加农药和植物激素b人工种子可以工业化生产，播种人工种子可节省大量粮食c人工种子克服了有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题d人工种子的胚状体还未分化出胚芽、胚轴和胚根等结构解析：选d人工种子较普通种子有很多优点，可以添加农药及植物激素，节省了大量种子、克服了结子困难等问题，而胚状体已分化出胚芽、胚根、胚轴等结构。1单倍体育种(1)原理：整个单倍体育种过程的原理是染色体变异，其中花药离体培养利用了植物细胞的全能性。(2)过程： (3)优点：明显缩短育种年限，后代不发生性状分离。2突变体的利用(1)原理：基因突变和植物细胞的全能性。(2)过程： (3)优点：提高愈伤组织的突变率，可以获得高抗、高产、优质、抗逆的新品种，加快育种进程。3.细胞产物的工厂化生产(1)过程：(2)举例：工厂化生产人参皂甙干粉。 (3)优点：提高生产速度、便于操作管理。题组冲关3在植物组织培养过程中，容易获得突变体的主要原因是()a培养的细胞一直处于不断的分生状态b培养基营养丰富，易于植物生长c纺锤丝的形成容易受到抑制ddna的复制容易受到抑制解析：选a在植物组织培养过程中，培养的细胞一直处于不断的分生状态，容易受到一些条件的影响而产生突变。4用纯种的高杆(d)抗锈病(t)小麦与矮秆(d)易染锈病(t)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下：f1雄配子幼苗下列有关此种育种方法的叙述，正确的是()a这种育种方法叫杂交育种b过程必须使用生长素处理c这种方法的最大优点是缩短育种年限d过程必须经过受精作用解析：选c该育种方法为单倍体育种，是杂交，是减数分裂；是花药离体培养，是用秋水仙素处理使单倍体的染色体数目加倍。过程利用了植物组织培养技术，不需要受精，而是由雄配子直接发育成幼苗。随堂基础巩固1下列属于植物细胞工程实际应用实例的是()制造人工种子培育抗盐植物培育抗病毒烟草培育单倍体生产脱毒植株abc d解析：选c培育抗病毒烟草是转基因技术的应用。2通过植物组织培养技术繁育农作物的优点不包括()a加快繁育速度 b保持亲本优良性状c培育出无病毒植株 d改变植物的基因型解析：选d植物组织培养技术不仅可以高效快速地实现种苗的大量繁殖，还可以保持优良品种的遗传特性，并通过作物脱毒提高作物产量，改善作物品质。3下列有关植物细胞工程在生产上的应用，叙述不正确的是()a利用植物茎尖进行组织培养，可以获得脱毒苗b用人工薄膜将愈伤组织包装可制成人工种子c利用细胞培养工业化生产人参皂甙，提高产量d对愈伤组织进行诱变处理，从分化的植株中筛选新品种解析：选b所谓人工种子，就是以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。4人工种子是以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。下列与人工种子的形成过程无关的是()a细胞的脱分化和再分化 b细胞全能性c细胞的有丝分裂 d细胞的减数分裂解析：选d人工种子的获得应用了植物组织培养技术，该技术不涉及细胞的减数分裂。5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方法是()a选择优良品种进行杂交b进行远缘植物体细胞杂交c利用芽体进行组织培养d人工诱导基因突变解析：选c无性繁殖的生物，感染病毒后很容易传播给后代，病毒在生物体内积累就会导致作物产量降低，品质变差。植物分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，因此，切取一定大小的茎尖或芽体进行组织培养，再生植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒植株。6人工种子比天然种子有许多优越性，下列对其优越性的叙述不正确的是()a可使自然状态下不结子的植物得以繁殖b防止性状分离c可以随意改变植物的遗传性状d可快速、大量繁殖解析：选c人工种子是无性繁殖得到的，能保持亲本的优良遗传特性。7下图是利用花药进行离体培养过程的示意图，请利用所学知识回答相关问题：(1)该过程利用的现代生物技术称为_，其原理是_；在培养过程中需要添加一些植物生长调节物质，主要是_。(2)若h中是纯合二倍体，则g中需要用_处理，该育种方法的优点是_；育种中若产生了变异，其可遗传的变异类型有_。(3)若利用此项技术培育相关组织制造治疗烫伤、割伤的药物紫草素，培养将进行到_(填字母)；若想制作人工种子，应该选用_(填字母)。解析：(1)外植体离体培养，先脱分化形成愈伤组织，然后再分化形成完整植株的技术叫植物组织培养，该技术的原理是植物细胞的全能性，在培养过程中需要加入一定浓度的生长素和细胞分裂素，保证脱分化和再分化过程的进行。(2)由花药离体培养