高中生物人教版 (2019)选择性必修3二 植物细胞工程的应用第2课时学案及答案

第二章  细胞工程    第1节　植物细胞工程的应用（第2课时）

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【学习目标】

1.结合植物组织培养技术的原理、过程，理解植物细胞工程的应用

2.结合生活实际，理解植物细胞工程在各方面的应用

一、植物繁殖的新途径

1.快速繁殖：用于___________优良品种的___________技术，也叫微型繁殖。

【注意】　微型繁殖是无性繁殖，进行有丝分裂，其遗传物质不变。

特点：①可以高效快速地实现种苗的____________。

②可以保持____________的遗传特性。

 2．作物脱毒

(1)选材部位：植物的____________附近（如_______）。

(2)选材原因：此处的______极少，甚至________。切取__________的茎尖进行组织培养，可以获得__________。

(3)实例：目前采用_________________来脱除病毒，在________、______、大蒜、甘蔗、菠萝、香蕉等主要经济作物上已获成功。作物的_______和_______更优。

二、作物新品种的培育

1．单倍体育种

(1)方法：________离体培养→________植株→诱导染色体加倍得___________植株。

(2)优点：①极大的缩短了____________。

②是进行_________________和研究___________的理想材料。

2．突变体的利用

(1)产生原因：在植物的组织培养过程中，由于________________________________，易受____________和___________的影响而____________。

(2)利用：从产生突变的个体中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：植物代谢产生的一般认为不是植物基本的_______________________的产物，是一类小分子有机化合物，在植物____________等方面发挥作用，也是很多________________等的重要来源。

2．技术：________________技术。植物细胞培养是指在________条件下对________________或____________进行培养使其_______的技术。

3．实例：_________成为了世界首例药用植物细胞工程产品；科学家筛选出了______紫杉醇的细胞；我国科学家利用人参细胞培养___________。

四、判断对错

1．利用组织培养技术可培育脱毒苗，从而获得抗病毒的新物种。(    )

2．植物微型繁殖运用了植物组织培养技术，可快速繁殖良种植物。(   )

3．在植物组织培养过程中，容易获得突变体的主要原因是DNA复制容易受到抑制。(   )

4．细胞产物的工厂化生产过程中最可能培养的是愈伤组织。(   )

5．二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后可得到稳定遗传的植株。(   )

 课堂合作探究

探究一  两种植物繁殖的新途径

1、快速繁殖和作物脱毒都属于无性繁殖，形成新植株的过程中只有有丝分裂，一般情况下亲子代遗传物质相同，遗传物质不变。

2、脱毒苗≠抗毒苗

脱毒苗仅仅是体内不含病毒，其遗传物质与亲本相同，没有获得新的抗毒基因，无法抵抗病毒的侵染。抗毒苗则是把某抗病毒的基因导入受体细胞中，属于基因工程范畴。

【典例分析1】下列有关植物细胞工程应用的叙述，错误的是(   )

A.利用组织培养技术培育脱毒苗，获得抗病毒的新品种

B.快速繁殖能保持亲本的优良性状

C.利用细胞培养技术获得紫草素，实现了细胞产物的工厂化生产

D.利用植物体细胞杂交技术克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍

探究二  作物新品种的培育

1、单倍体育种的过程

特别提醒:单倍体育种的目的:不是获得单倍体植株，单倍体植株高度不育通常无生产价值。

2、单倍体育种中的两个问题

①花药离体培养获得的植株，染色体组一定只有一个吗？一定是单倍体吗？

②单倍体育种的后代一定是纯合子吗？

3、突变体的利用过程

　                 诱变处理 诱导分化

【典例分析2】

玉米是一种主要的农作物,为了提高玉米的产量，科学家在玉米育种和栽培中作了大量的研究。如图是关于玉米培养的过程,据图判断下列说法错误的是(       )

A.从繁殖原理上分析，A到D属于无性生殖

B.植株D和G中的染色体组数不同

C.E→G不能体现细胞的全能性

D. E→F过程获得的植株一般不直接用于实际生产

【典例分析3】科研工作者将基因型为Bb的某植物幼苗用秋水仙素处理,使其成为四倍体;然后将该四倍体产生的配子进行花药离体培养，形成幼苗后再用秋水仙素处理使其染色体数目加倍。依据上述材料,你认为正确的判断是(      )

①最终获得的后代有2种表现型、3种基因型②上述育种方式包含了多倍体育种和单倍体育种③最终获得的后代都是纯合子④第二次用秋水仙素处理后得到的植株是可育的

A.①②③     B.①②④    C.①②③④    D.②③④

探究三  细胞产物的工厂化生产

1、细胞产物的工厂化生产过程

2、正确区分植物组织培养和植物细胞培养

①目的不同:植物组织培养目的是获得植物体，而植物细胞培养目的是获得细胞产物。

②培养基不同:前者固体培养基，后者液体培养基

因此，若目的为获得细胞产物，通常只需要利用组织培养技术培养到愈伤组织阶段，再从愈伤组织细胞中进一步提取细胞产物。

【典例分析4】紫草素是紫草细胞的代谢产物,可作为生产治疗烫伤药物的原料.研究人员欲用植物组织培养技术通过培养紫草细胞生产紫草素,下列相关操作不适合的是(      )

A.对作为外植体的紫草叶片进行消毒处理既保证细胞活性也可减轻污染

B.培养基中要加入植物激素保证已分化的植物细胞脱分化形成愈伤组织

C.调节植物激素的种类和比例以保证愈伤组织再分化并得到完整的植株

D.在培养细胞的过程中要不断通入无菌空气以保证氧气的充足供应

探究四  几种育种方法的比较

第二章 第1节（二）植物细胞工程的应用   

课前案答案

一、1、快速繁殖   植物组织培养技术   无性    大量繁殖   优良品种   组织培养技术  

2、顶端分生区   茎尖   病毒   无病毒   一定大小   脱毒苗   茎尖组织培养技术   马铃薯   草莓   产量   品质  

二、1、花药（或花粉）   单倍体   纯合二倍体   育种的年限  体细胞诱变育种   遗传突变

2、培养细胞一直处于不断增殖的状态  培养条件  诱变因素   产生突变    突变体  新品种

三、生命活动所必需   抗病、抗虫   药物、香料和色素   植物细胞培养   离体   单个植物细胞   细胞团   增殖   紫草宁   高产   人参皂苷

四、×   ✓   ×   ✓   ×

课中案答案

①一定是单倍体，但不一定有一个染色体组。

②不一定。若亲本是二倍体，其花药离体培养后再经秋水仙素处理后的后代一定是纯合子。若亲本为四倍体等，则最终后代不一定是纯合子。

【典例分析】答案:   1、A     2、C    3、B    4、C