江蘇省常熟市高中生物 細(xì)胞工程 植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用教案 新人教版選修3

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精細(xì)胞工程 植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用課標(biāo)要求1、能力要求1、理解微型繁殖技術(shù)的應(yīng)用2、了解單倍體育種過程和優(yōu)點(diǎn)3、了解細(xì)胞產(chǎn)物的的生產(chǎn)和意義2、內(nèi)容要求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4、了解細(xì)胞產(chǎn)物的例子微型繁殖作物脫毒人工種子植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用植物繁殖的新途徑單倍體育種突變體的利用細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)知識網(wǎng)絡(luò)體系作物新品種的培育重難熱點(diǎn)歸納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(shí)際上是無性生殖的一種.在繁殖的過程中,細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂,因此親、子代細(xì)胞內(nèi)

2、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(shí)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(qiáng)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(diǎn)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

3、有性生殖，這一點(diǎn)與微型繁殖有所區(qū)別。但單倍體育種首先要進(jìn)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。經(jīng)典例題剖析1。甘薯種植多年后易積累病毒而導(dǎo)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(xì)胞的a.有絲分裂 b.分化c.減數(shù)分裂d。全能性解析考查植物組織培養(yǎng)的原理、過程。植物組織培養(yǎng)的原理是植物細(xì)胞的全能性.過程是:離體的植物器官、組織或細(xì)胞愈傷組織根、芽植物體.此過程是一個無性繁殖的過程，細(xì)胞數(shù)目增多的方式是有絲分裂，并且涉及細(xì)胞的分化。答案c2.基因型為aabb

4、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(xì)胞不斷分裂后形成的不規(guī)則的細(xì)胞團(tuán),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(jìn)花粉細(xì)胞分裂生長，培養(yǎng)基中應(yīng)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(jī)物，供試管苗生長發(fā)育。(4）試管苗的細(xì)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_。解析考查對植物組織培養(yǎng)過程的掌握。要準(zhǔn)確解答此題需要從以下幾個方面入手：愈傷組織的形成過程中，不斷地從培養(yǎng)基中吸取營養(yǎng)。供生物細(xì)胞

5、生活的營養(yǎng)物質(zhì)主要有無機(jī)物(水、無機(jī)鹽）、有機(jī)物（糖類、脂類、蛋白質(zhì)、維生素)等物質(zhì)。植物激素的種類很多，要促進(jìn)花粉細(xì)胞分裂生長，培養(yǎng)基中應(yīng)有細(xì)胞分裂素和植物生長素兩大類.試管苗是花藥離體培養(yǎng)后得到的單倍體植株。其有葉綠體，可以進(jìn)行光合作用。單倍體是指體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個體,由水稻的基因型為aabb可知此水稻為二倍體。已知水稻的體細(xì)胞中含有24條染色體,則單倍體細(xì)胞中含有12條染色體，12個dna分子。每個dna分子由兩條平行的脫氧核糖核苷酸鏈盤旋而成,所以試管苗的細(xì)胞核中含有24條脫氧核苷酸鏈?；蛐蜑閍abb的水稻產(chǎn)生配子時，依據(jù)基因的自由組合定律,結(jié)果、配子各有四種,即a

6、b、ab、ab、ab。答案(1）水、無機(jī)鹽、維生素和小分子有機(jī)物 (2）細(xì)胞分裂素 植物生長素 (3）葉綠體 （4）24 (5)ab、ab、ab、ab基礎(chǔ)試題訓(xùn)練一、選擇題1馬鈴薯利用它的塊莖進(jìn)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(jìn)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(jìn)行雜交b進(jìn)行遠(yuǎn)緣植物體細(xì)胞雜交c利有芽尖進(jìn)行組織培養(yǎng)d人工誘導(dǎo)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(xiàng)都是3。甘薯種植多年后易積累病毒而導(dǎo)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

7、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(xì)胞的（ )a.有絲分裂b.分化c.減數(shù)分裂d.全能性4科學(xué)工作者把胡蘿卜的韌皮部細(xì)胞分離出來，將單個細(xì)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(diǎn)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5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(xiàng)中正確的是( ）aa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(yīng)有乙烯和脫落酸；d試管苗的生長發(fā)育不需要光照ba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

8、培養(yǎng)基中至少應(yīng)有生長素和細(xì)胞分裂素；d試管苗的生長發(fā)育不需光照ca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(yīng)有生長素和細(xì)胞分裂素；d試管苗的生長發(fā)育需要光照da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(yīng)有乙烯和脫落酸；d試管苗的生長發(fā)育需要光照6植物的微型繁殖技術(shù)是指( )a植物體細(xì)胞雜交技術(shù) b嫁接c營養(yǎng)繁殖 d植物組織培養(yǎng)7下列哪一項(xiàng)不是單倍體育種的優(yōu)點(diǎn)（ ）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8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形成完整蜘蛛 d取離體組織9

9、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(xì)胞培養(yǎng)c多倍體育種 d單倍體育種10運(yùn)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，可以培育或生產(chǎn)出( )a細(xì)胞產(chǎn)物_生物堿 b無病毒植物c人工種子 d以上都是11下列四個選項(xiàng)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12植物的微型繁殖的優(yōu)點(diǎn)是( ）a取材少 b培養(yǎng)周期短c繁殖率高 d以上都是13對人工種子正確的解釋是（ ）a通過科學(xué)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14(2005，廣東）兩

10、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,最簡捷的方法是（ ）a單倍體育種 b雜交育種 c人工誘變育種 d細(xì)胞工程育種15下列敘述中，與植物體細(xì)胞雜交密切相關(guān)的是abca利用離心、振動、電刺激等誘導(dǎo) b 利用聚乙二醇(peg)等試劑誘導(dǎo)c 克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙 d 快速繁殖、培育無病毒植物二、非選擇題1.植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中加有激素。下表是培養(yǎng)基中兩種植物激素在不同比例時的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。請分析回答：1234激素種類及濃度關(guān)系6_ba6_baiba6_ba=iba6_baiba結(jié)果組織塊產(chǎn)生愈傷組織愈傷組織分化出芽愈傷組織不斷生長愈

11、傷組織有長根趨勢（1)6_ba屬于_類激素，它的作用是_。（2）iba屬于_類激素，它在本實(shí)驗(yàn)中的作用是_.(3)在植物組織培養(yǎng)中，脫分化可用的激素組合是實(shí)驗(yàn)_和實(shí)驗(yàn)_中的激素濃度關(guān)系，再分化時可用的激素組合是實(shí)驗(yàn)_和實(shí)驗(yàn)_中的激素濃度關(guān)系。（4)植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中,除激素外，還必須含有_,它的成分至少應(yīng)該含有_、_等。(5）判斷愈傷組織是否產(chǎn)生，依據(jù)是看是否產(chǎn)生了_的細(xì)胞。2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用廣泛?？茖W(xué)家通過植物組織培養(yǎng)方法，誘導(dǎo)離體的植物組織形成具有生根發(fā)芽能力的胚狀結(jié)構(gòu),然后將胚狀體包埋在個億 能提供營養(yǎng)的膠質(zhì)中,便形成“人工種子。我國科學(xué)家利用組織培養(yǎng)技術(shù)已成功地在煙草、水稻、

12、小麥等植物上誘導(dǎo)出胚狀體。（1）通過試管培養(yǎng)植物組織，獲得胚狀體要經(jīng)過_、_過程。（2）用于植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中除了植物激素、蔗糖和維生素等有機(jī)物外，還應(yīng)有_，且操作過程應(yīng)在_條件下進(jìn)行。(3）若胚狀體在試管中繼續(xù)培養(yǎng)，則可培育出完整的植株幼苗,這體現(xiàn)了植物細(xì)胞的_。3美國科學(xué)家將分離得到的成熟胡蘿卜根的韌皮部細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，由單個細(xì)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)圖中過程叫_，過程叫_，此處的“細(xì)胞團(tuán)”在生物學(xué)上叫做_。（3)本實(shí)驗(yàn)說明植物細(xì)胞具有_。(4)在培養(yǎng)試管植物時,試管內(nèi)應(yīng)加入植物所必需的礦質(zhì)元素。其中應(yīng)大量供給的元素是_。4。中科院上海

13、植物生理生態(tài)研究所在“神舟四號飛船進(jìn)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(dāng)充滿液體的融合器加上直流電場,兩個原本相互游離的細(xì)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(xì)胞膜被擊出了一個小孔，透過這微小的空間，兩股細(xì)胞質(zhì)展開了“心靈溝通。漸漸地,細(xì)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(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：用于融洽的兩個“新人，一個開的是粉花(標(biāo)記為“一號”）,一個開的是黃花（標(biāo)記為“二號”)融合后的細(xì)胞再生植株開的是黃花，但形狀卻和一號相同(

14、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(yàn)的一項(xiàng)重大成果。據(jù)此回答下列問題: (1)由于細(xì)胞的密度不同，因此在地面上進(jìn)行細(xì)胞融合非常困難。從理論上講，在太空中細(xì)胞更容易融合,可能的原因是_。在顯微鏡下觀察，“新人的細(xì)胞膜融合在一起，使細(xì)胞呈圓球狀，這是因?yàn)槟ぞ哂衉特性?！凹?xì)胞婚禮”中用到的誘導(dǎo)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(xì)胞經(jīng)組織培養(yǎng)后，再生的植株屬_倍體.(3)植物體細(xì)胞融合技術(shù)與傳統(tǒng)的有性雜交相比,其優(yōu)點(diǎn)是_。(4)“太空煙草”能穩(wěn)定遺傳嗎？為什么？_。創(chuàng)新應(yīng)用訓(xùn)練1傳統(tǒng)農(nóng)作物育種途

15、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(kuò)寬。目前至少有7種培育農(nóng)作物新品種的途徑被廣泛應(yīng)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，abc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(dá)的方法有

16、_。(5)科學(xué)家從懸浮培養(yǎng)的單細(xì)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(xué)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(dǎo)出胚狀體，而美、日等國正著手將人工種子商品化.離體細(xì)胞進(jìn)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：一、選擇題cdcacdbbbdbdba(abc）二、非選擇題1、（1）細(xì)胞分裂素 促進(jìn)細(xì)胞分裂 (2）生長素 促進(jìn)生根 (3） 1 3 2 4 (4)營養(yǎng)物質(zhì) 有機(jī)物 礦質(zhì)元素 （5）排列松散、無定形、高度液泡化2、 （1)脫分化 再分化(2）水和無機(jī)鹽 無菌（3)全能性3、(1)無性生殖 （2）脫分化 再分化 愈傷組織 (3)全能性 （4)n、p、s、k、ca、mg4。(1)重力作用很弱 細(xì)胞膜有具一定的流動性 電刺激誘導(dǎo)融