2019年春高中生物 專題2 細胞工程 2.1 植物細胞工程 2.1.2 植物細胞工程的實際應用（第1課時）預習學案 新人教版選修3.doc

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植物細胞工程的實際應用 一、學習目標 1、掌握微型繁殖和植物組織培養(yǎng)的聯(lián)系 2、掌握作物脫毒、人工種子的制備過程和意義 3、了解單倍體育種和突變體的利用 二、學習重點、難點 1、學習重點 植物細胞工程應用的實例 2、 學習難點 掌握作物脫毒、人工種子的制備過程 三、學習過程 1、 微型繁殖與無性生殖 微型繁殖是用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)，實際上是無性生殖的一種。在繁殖的過程中，細胞進行有絲分裂，因此親、子代細胞內(nèi)DNA相同，具有相同的基因，因此能保證親、子代遺傳特性不變。利用這種技術(shù)能高效快速實現(xiàn)種苗的大量繁殖。 2、 微型繁殖與作物脫毒、人工種子、單倍體育種 作物脫毒、人工種子、單倍體育種的培育過程均有采用微型繁殖的技術(shù)。作物脫毒主要是強調(diào)微型繁殖的取材一定是無毒（的如莖尖、根尖），才能繁殖出無毒的幼苗。 人工種子采用的還是微型繁殖的技術(shù)，但是只需培育得到胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽，包上人工種皮就可形成人工種子。人工種子與微型繁殖得到的幼苗一樣能保持親本的優(yōu)良性狀，另外還可不受氣候、季節(jié)和地域的限制。 單倍體育種的優(yōu)點是后代無性狀分離，后代都是純合子，能夠穩(wěn)定遺傳，明顯縮短育種年限。單倍體育種從本質(zhì)上說屬于有性生殖，這一點與微型繁殖有所區(qū)別。但單倍體育種首先要進行花藥離體培養(yǎng)，采用還是微型繁殖的技術(shù)，然后用秋水仙素處理，獲得純合子。 四、反思總結(jié). 在植物繁殖新途徑的教學中，首先可由植物組織培養(yǎng)技術(shù)引入，讓學生回憶植物組織培養(yǎng)技術(shù)的基本原理和過程，思考利用這些技術(shù)能做哪些工作？再逐一講解微型繁殖技術(shù)，作物脫毒技術(shù)及人工種子。 五、當堂檢測 1、甘薯種植多年后易積累病毒而導致品種退化。目前生產(chǎn)上采用莖尖分生組織離體培養(yǎng)的方法快速繁殖脫毒的種苗，以保證該品種的品質(zhì)和產(chǎn)量水平。這種通過分生組織離體培養(yǎng)獲得種苗的過程不涉及細胞的 A.有絲分裂 B.分化 C.減數(shù)分裂 D.全能性 [答案]C 2.基因型為AaBb的水稻（含24條染色體）的花藥通過無菌操作接入試管后，在一定條件下形成試管苗，問： （1）愈傷組織是花粉細胞不斷分裂后形成的不規(guī)則的細胞團，愈傷組織形成過程中，必須從培養(yǎng)基中獲得_____________等營養(yǎng)物質(zhì)。 （2）要促進花粉細胞分裂生長，培養(yǎng)基中應有_____________和________________兩類激素。 （3）愈傷組織分化是指愈傷組織形成芽和根，再由芽發(fā)育成葉和莖。這一過程必須給予光照，其原因是_____________能利用光能制造有機物，供試管苗生長發(fā)育。 （4）試管苗的細胞核中含_________條脫氧核糖核苷酸鏈。 （5）培育成的試管苗可能出現(xiàn)的基因型有_____________。。 [答案]（1）水、無機鹽、維生素和小分子有機物 （2）細胞分裂素 植物生長素 （3）葉綠體 （4）24 （5）AB、aB、Ab、ab 課后練習與提高 一、選擇題 1．馬鈴薯利用它的塊莖進行無性繁殖，種植的世代多了以后往往會感染病毒而減產(chǎn)，為此農(nóng)戶都希望得到無病毒的幼苗進行種植。獲得無病毒幼苗的最佳辦法是 （　 ） A．選擇優(yōu)良品種進行雜交 B．進行遠緣植物體細胞雜交 C．利用芽尖進行組織培養(yǎng) D．人工誘導基因突變 2．用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，可以培養(yǎng)或生產(chǎn)出 （　 ） A．食品添加劑 B．無病毒植物 C.人工種子 D．前三項都是 3．科學工作者把胡蘿卜的韌皮部細胞分離出來，將單個細胞放入培養(yǎng)基中培養(yǎng)，獲得了許多完整的植株，這些植株的特點是 （　 ） A．彼此性狀相似 B．變異頻率較高 C．單倍體 D．都是純合子 4．水稻（基因型為AaBb）的花藥通過無菌操作，接入試管，經(jīng)過如下過程培育試管苗。以下選項中正確的是（ ） A．a(chǎn)用花藥離體培養(yǎng)法獲得單倍體植株；b通過有絲分裂產(chǎn)生愈傷組織；c培養(yǎng)基中至少應有乙烯和脫落酸；d試管苗的生長發(fā)育不需要光照 B．a(chǎn)用花藥離體培養(yǎng)法獲得二倍體植株； b通過減數(shù)分裂產(chǎn)生愈傷組織；c培養(yǎng)基中至少應有生長素和細胞分裂素；d試管苗的生長發(fā)育不需光照 C．a(chǎn)用花藥離體培養(yǎng)法獲得單倍體植株；b通過有絲分裂產(chǎn)生愈傷組織；c培養(yǎng)基中應有生長素和細胞分裂素；d試管苗的生長發(fā)育需要光照 D．a(chǎn)用花藥離體培養(yǎng)法獲得二倍體植株；b通過有絲分裂產(chǎn)生愈傷組織；c培養(yǎng)基中至 少應有乙烯和脫落酸；d試管苗的生長發(fā)育需要光照 5．植物的微型繁殖技術(shù)是指 （ ） A．植物體細胞雜交技術(shù) B．嫁接 C．營養(yǎng)繁殖 D．植物組織培養(yǎng) 6．下列哪一項不是單倍體育種的優(yōu)點 （ ） A．縮短育種年限 B．變異率高 C．得到穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良品種 D．節(jié)約人力、物力 7．胚狀體是在植物組織培養(yǎng)的哪一階段上獲得的 （ ） A．愈傷組織 B．再分化 C．形成完整植株 D．取離體組織 8．人參皂苷干粉可以通過下列何種技術(shù)獲得 （ ） A．雜交育種 B．植物細胞培養(yǎng) C．多倍體育種 D．單倍體育種 9．運用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，可以培育或生產(chǎn)出 （ ） A．細胞產(chǎn)物——生物堿 B．無病毒植物 C．人工種子 D．以上都是 10．下列四個選項中沒有采取植物組織培養(yǎng)技術(shù)的是 （ ） A．花藥離體培養(yǎng)得到單倍體植株 B。 秋水仙素處理幼苗獲得多倍體植株 C．人工種子的培育 D．“番茄——馬鈴薯”雜種植株的培育過程 11．植物的微型繁殖的優(yōu)點是 （ ） A．取材少 B．培養(yǎng)周期短 C．繁殖率高 D．以上都是 12．對人工種子正確的解釋是 （ ） A．通過科學手段人工合成的種子 B．利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得的種子 C．種皮能自我生成的種子 D．人工種子發(fā)芽率低 二、非選擇題 1．美國科學家將分離得到的成熟胡蘿卜根的韌皮部細胞進行培養(yǎng)，由單個細胞發(fā)育成完整的新植株（如下圖）。請據(jù)圖回答： （1）這種生殖方式屬于___________________。 （2）圖中③過程叫________________，④過程叫_____________，此處的“細胞團”在生物學上叫做_______________________。 （3）本實驗說明植物細胞具有___________________。 （4）在培養(yǎng)試管植物時，試管內(nèi)應加入植物所必需的礦質(zhì)元素。其中應大量供給的元素是___________________。 2、.中科院上海植物生理生態(tài)研究所在“神舟四號”飛船進入太空后為一對“新人”——黃花煙草原生質(zhì)體和革新一號煙草原生質(zhì)體舉辦了特殊的“婚禮”。將兩個“新人”放入融合器中，當充滿液體的融合器加上直流電場，兩個原本相互游離的細胞一下子貼到一起，開始了“竊竊私語”。緊接著，在瞬間高壓脈沖的作用下，細胞膜被擊出了一個小孔，透過這微小的空間，兩股細胞質(zhì)展開了“心靈溝通”。漸漸地，細胞核也扭擺著“親熱”起來，20min后，它們倆已是你中有我，我中有你，一個新生命就這樣誕生了。地面實驗結(jié)果顯示：用于融洽的兩個“新人”，一個開的是粉花（標記為“一號”），一個開的是黃花（標記為“二號”）融合后的細胞再生植株開的是黃花，但形狀卻和一號相同（稱“一號形狀”，另一個稱“二號形狀”）。這種“太空煙草”比普通煙草個子矮，株稈粗，煙葉多，是我國太空育種試驗的一項重大成果。據(jù)此回答下列問題： （1）由于細胞的密度不同，因此在地面上進行細胞融合非常困難。從理論上講，在太空中細胞更容易融合，可能的原因是 。在顯微鏡下觀察，“新人”的細胞膜融合在一起，使細胞呈圓球狀，這是因為膜具有 特性?！凹毎槎Y”中用到的誘導融合技術(shù)是 。 （2）兩種煙草原生質(zhì)體融合時， 類型是我們需要的，這樣的細胞經(jīng)組織培養(yǎng)后，再生的植株屬 倍體。 （3）植物體細胞融合技術(shù)與傳統(tǒng)的有性雜交相比，其優(yōu)點是 。 （4）“太空煙草”能穩(wěn)定遺傳嗎？為什么？ 。 3、傳統(tǒng)農(nóng)作物育種途徑往往是通過雜交獲得，隨著生物工程技術(shù)的不斷發(fā)展，新品種的培育途徑逐漸被擴寬。目前至少有7種培育農(nóng)作物新品種的途徑被廣泛應用。下圖為水稻的幾種不同的育種方法示意圖。請據(jù)圖回答： （1）圖中A、D方向所示的途徑表示_____________育種方式，A→B→C的途徑表示_____________育種方式。兩個親本的基因型分別為AAbb和aaBB，這兩對基因按自由組合定律遺傳,要培育出基因型為aabb的新品種，最簡捷的途徑是__________。這兩種育種方式相比較，后者優(yōu)越性主要表現(xiàn)在____________________________________。 （2）B方法為________________________。 （3）E方法原理為________________________。上述培育新品種的方法中原理相同的有_______________。 （4）G所示過程可以采用花粉粒通道法，這是基因工程操作“四步曲”的___________環(huán)節(jié)。檢測目的基因是否表達的方法有_______________。 （5）科學家從懸浮培養(yǎng)的單細胞或胚囊中，通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得胚狀體，并將其包埋在一個能提供營養(yǎng)的膠質(zhì)中，外包裹上人造種皮，制成人工種子。目前，我國科學家利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)已在煙草、水稻、小麥和玉米等植物上成功誘導出胚狀體，而美、日等國正著手將人工種子商品化。離體細胞進行植物組織培養(yǎng)獲得胚狀體需要通過______________、____________過程。人工種子中包埋胚狀體的膠質(zhì)可看作玉米種子的________結(jié)構(gòu)。 （6）由人工種子萌發(fā)出的植株與天然種子萌發(fā)出的植株有何區(qū)別？_____________________ 參考答案：