植物细胞工程的应用（第3课时）学习任务单 高二下学期生物人教版选择性必修3

学习任务单

课程信息单元名称第2单元细胞工程年级高二年级学期春季教材版本生物学选择性必修3《生物技术与工程》人民教育出版社（2019年版）课时题目课时3植物细胞工程的应用学生信息姓名学校班级学号学习目标1.通过对植物细胞工程应用实例的分析，阐明这些应用涉及的技术流程和应用的优势。2.简述利用植物快速繁殖技术产业化育苗和单倍体育种技术的基本流程。3.认同植物细胞工程的发展对社会、经济的发展，以及环境保护都具有重要意义。课前预学一、植物繁殖的新途径1．快速繁殖(1)快速繁殖技术：快速繁殖优良品种的技术。(2)特点①繁殖，保持优良品种的遗传特性②高效、快速地实现种苗的③可实现工厂化生产2．作物脱毒(1)选材部位：植物的。(2)选材原因：的病毒极少，甚至。(3)实例：目前采用培养技术来脱去病毒，在、草莓、甘蔗、菠萝、香蕉等主要经济作物上已获得成功。二、作物新品种的培育1．单倍体育种(1)过程：离体培养→植株eq\o(→,\s\up9(染色体加倍))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，易受和的影响而。(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1．次生代谢物(1)概念：植物代谢会产生一些一般认为的产物。(2)作用：在植物等方面发挥作用，也是很多、和等的重要来源。2．生产技术手段：技术。3．优点：。4．实例：利用紫草细胞的组织培养生产的具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性。利用红豆杉细胞的组织培养生产的具有高抗癌活性。课内探究一.植物繁殖的新途径作物脱毒任务一：通过阅读资料和教材39-40页相关内容，小组合作思考、讨论、完成以下活动。1.马铃薯为什么要进行脱毒？2.应该选择马铃薯的什么部位培育脱毒苗3.培育脱毒作物的流程是怎样的？4.脱毒马铃薯有何优点？你还知道哪些作物脱毒的实例快速繁殖任务二：阅读教材39页内容，并回答下列问题设计出短时间内快速繁殖马铃薯/草莓脱毒苗的思路？2.什么是快速繁殖技术？3.快速繁殖技术有哪些特点？4.请举例快速繁殖技术产业化生产的应用有哪些方面？二.作物新品种的培育任务三：阅读教材40-41页“作物新品种的培育”的内容，分小组讨论、回答以下问题，并展示交流设计的思路：（时间5分钟）1.获得紫色甜玉米的单倍体育种流程？2.尝试总结单倍体育种的优点？3.植物组织培养过程中为什么容易发生基因突变？如何筛选出对人们有用的突变体并培育成新品种？4.我国在单倍体育种和突变体育种方面取得了哪些成就？三.细胞产物的工厂化生产资料：人参自古以来被人们视为珍品，有着重要的医疗保健价值和巨大的经济效益，人参中的人参皂苷具有抗肿瘤、改善机体免疫力的作用，但是人参自然生长缓慢，发育期长达5~7年，而且对生长环境条件要求严格。这对大量生产人参皂苷造成了很大的困难。如何快速获得大量的人参皂苷？任务三：阅读资料、教材P41相关内容，回答下列问题并设计出快速获得大量的人参皂苷的思路？1.举例说明什么是初生代谢产物和次生代谢产物？2.什么是植物细胞培养？3.快速获得大量的人参皂苷的思路？4.细胞产物的工厂化生产具有哪些应用优势？课下实践作业甜叶菊是一种菊科植物，植株中所含甜菊糖的甜度是蔗糖的300倍左右，而它的热量却很低，所以它逐渐成为一些用糖行业欢迎的新糖源。甜叶菊的种子小，发芽率低，种子繁殖遗传性状不稳定；而扦插植株的根系弱，且需要原始材料多，这些都会限制甜叶菊的生产。假如你是某甜叶菊生产公司的项目负责人，该公司当前运行状况良好，但一直未能解决种子发芽率低的问题。为了提高公司的甜叶菊繁育效率，你应该如何作出决策，并请说出理由。课终归纳【总结目标】外植体试管苗脱分化植株外植体试管苗脱分化植株作物脱毒选择顶端分生组织快速繁殖单倍体育种选择花药突变体的利用分散后悬浮培养细胞产物的工厂化生产植物新品种的培育植物繁殖的新途径进行诱变再分化学习感悟：效果检测1.植物微型繁殖的优点A．取材少B．培养周期短C．繁殖率高D．以上都是2.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．利用芽尖进行组织培养D．人工诱导基因突变3.两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4.花药离体培养是重要的育种手段。下图是某二倍体植物花药育种过程的示意图，下列叙述正确的是A．为了防止微生物污染，过程①所用的花药需在70%乙醇中浸泡30minB．过程②的培养基中需添加较高浓度的细胞分裂素以利于根的分化C．过程③逐步分化的植株中可筛选获得纯合的二倍体D．过程④应将炼苗后的植株移栽到含有蔗糖和多种植物激素的基质上5.美国化学家从红豆杉树皮中分离出高抗癌活性的紫杉醇，从此，国家重点保护珍稀植物——红豆杉遭受了掠夺式的砍伐。为拯救红豆杉，同时获得紫杉醇，科研小组设计了如下图所示的实验流程。请回答下列问题：（1）选用茎尖分生组织进行组织培养可以获得脱毒苗，原因是茎尖分生组织细胞_______________；诱导茎尖分生组织形成愈伤组织的过程叫_______________。利用愈伤组织诱导形成的胚状体经人工薄膜包装后就可得到___________________。（2）茎尖分生组织细胞具有全能性的原因是____________________________________。（3）紫杉醇作为常见的细胞产物，抗癌效果显著，通常取自愈伤组织的__________（细胞器）。（4）现有植物甲中提取的物质X，能提高紫杉醇的抗癌效果。科研小组欲获得既能产生紫杉醇又能产生物质X的植株，可利用____________________技术获得杂种植株。该方法首先要利用_________________（物质）除去细胞壁获得具有活力的原生质体，再经__________(试剂)诱导融合形成杂种细胞。该技术的优点是__________________________。课前预习答案一、1．(1)植物组织培养(2)大量繁殖2.(1)分生区附近(2)分生区附近，无病毒。(3)茎尖组织马铃薯二、1．(1)花药单倍体。(2)①稳定遗传。②育种的年限。2．(1)培养条件和诱变因素(化学物质)产生突变。(2)突变体，新品种。三、细胞产物的工厂化生产1．(1)不是植物基本的生命活动所必需。(2)抗病、抗虫，药物、香料和色素2．植物组织培养3．生产速度快。4．紫草宁效果检测答案1.【答案】D【解析】试题分析：植物微型繁殖技术属于植物组织培养的范畴，它取材少，培养周期短，繁殖速度快；而且可以保持生物体的优良性状，并不受自然生长的限制。尤其是在培育无病毒植株时，依据是茎尖（或根尖）病毒少甚至无病毒，选取茎尖（或根尖）部位进行组织培养，繁殖种苗的速度比传统繁殖方式快。2.【答案】C【解析】马铃薯被植物病毒侵染后引起品质下降，可利用植物组织培养技术进行脱毒。具体做法是选取含病毒最少或无病毒的植物细胞进行组织培养，可获得无病毒植株，所以选C。3.【答案】B【解析】培育隐性纯合子最简捷的方法是杂交育种。故选B。4.【答案】C【解析】植物组织培养过程应该在无菌的条件下进行，因此过程①所用的花药需在70%乙醇中浸泡10min，以防止杂菌污染，A错误；过程②的培养基中需添加比值适中的细胞分裂素和生长素，以利于形成愈伤组织，B错误；过程③得到的植株是经过花药（其中有减数分裂出生的花粉）离体培养和秋水仙素处理的，因此可筛选获得纯合的二倍体，C正确；过程④获得的植株可以进行光合作用了，因此培养基中不需要加入蔗糖，D错误。5.【答案】（1）病毒极少，甚至无病毒脱分化人工种子（2）茎尖分生组织细胞含有该种生物的全部遗传信息（3）液泡（4）植物体细胞杂交纤维素酶和果胶酶聚乙二醇克服远缘杂交不亲和的障碍【解析】(1)茎尖分生组织细胞病毒极少，甚至无病毒，因此选用茎尖分生组织进行组织培养可以获得脱毒苗。诱导茎尖分生组织形成愈伤组织的过程叫脱分化。利用愈伤组织诱导形成的胚状体经人工薄膜包装后就得到