生物學案：2植物細胞工程（第2課時）

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精2．1植物細胞工程（第2課時）1．列舉植物細胞工程的實際應(yīng)用。2．嘗試進行植物組織培養(yǎng)。一、植物繁殖的新途徑1．微型繁殖（1）概念:用于________優(yōu)良品種的______________技術(shù).（2）特點：屬于無性繁殖,能夠保持________的遺傳特性，可以高效快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖。思考：植物組織培養(yǎng)可以進行快速繁殖的原因是什么?2．作物脫毒（1)選材部位：植物的________附近（如莖尖）。（2)選材原因：植物________附近的病毒極少，甚至無病毒.3．神奇的人工種子（1）選材:以植物組織培養(yǎng)得到的________、________、______和腋芽等為材料。（2）構(gòu)成:胚狀體等加上人工薄膜（相當于種皮與胚乳、子葉）。(3）特點①制種周期短.②后代不會發(fā)生________，能夠保持親本的優(yōu)良性狀。③生產(chǎn)不受__________________限制，節(jié)約土地。二、作物新品種的培育1．單倍體育種（1）方法:通過______培養(yǎng)獲得單倍體植株，染色體加倍后當年便可得到穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良品種.（2）優(yōu)點：能明顯縮短育種年限，節(jié)約了大量的人力、物力。2．突變體的利用(1）產(chǎn)生原因：在植物的組織培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)細胞易受________和外界壓力（如______、________等）的影響而產(chǎn)生突變。(2)利用:篩選出對人們有用的________，進而培育成新品種.三、細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)1．細胞產(chǎn)物包括蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥物、香料、生物堿等.2．優(yōu)點：實現(xiàn)了細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。答案：一、1.（1）快速繁殖植物組織培養(yǎng)（2）優(yōu)良品種思考:植物組織培養(yǎng)到愈傷組織的階段，細胞進行有絲分裂，細胞呈幾何級數(shù)增長從而獲得大量的組織細胞，然后可以不斷地分割、移瓶，誘導再分化形成新植株。2．（1)分生區(qū)(2）分生區(qū)3．(1）胚狀體不定芽頂芽(3）性狀分離季節(jié)、氣候和地域二、1。（1）花藥2．（1）培養(yǎng)條件射線化學物質(zhì)（2)突變體工廠化生產(chǎn)人參皂甙的基本過程（1）選擇人參根作為外植體進行培養(yǎng)，產(chǎn)生愈傷組織，經(jīng)過培養(yǎng)選擇找到增殖速度快而且細胞內(nèi)人參皂甙含量高的細胞株，其中一部分作為種子保存，以備下次生產(chǎn)用，一部分進行發(fā)酵生產(chǎn)。(2）將前面選擇到的細胞株在發(fā)酵罐中的適合培養(yǎng)液中進行液體培養(yǎng)，增加細胞數(shù)量。（3）將發(fā)酵罐中培養(yǎng)的細胞進行破碎，從中提取人參皂甙.題型一植物組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用【例1】通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)可以快速繁殖、生產(chǎn)藥物及培育無病毒的植物等.據(jù)圖甲、表乙回答問題。離體的植物器官、組織或細胞eq\o（→,\s\up7（①))愈傷組織eq\o（→，\s\up7(②）)胚狀體eq\o(→,\s\up7（培養(yǎng)）)植物體圖甲植物組織培養(yǎng)過程表乙植物的花芽分別在含有不同比例的吲哚乙酸和細胞分裂素的培養(yǎng)基中的生長狀況A組B組C組D組E組吲哚乙酸03×10－63×10－60.03×10－60細胞分裂素00.2×10－60.002×10－61.0×10－60。2×10－6花芽生長狀況仍是組織切塊形成愈傷組織愈傷組織分化出根愈傷組織分化出嫩芽稍生長（1)離體的植物器官、組織或細胞能夠被培養(yǎng)成新的植物體的原因是________________________________________________________________________。（2）應(yīng)用植物組織培養(yǎng)方法誘導離體的植物組織形成具有生根發(fā)芽能力的胚狀體結(jié)構(gòu)，若包裹上人造種皮,制成人工種子，可能解決有些作物品種繁殖能力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問題。胚狀體來源于離體的植物體細胞，其形成過程中要經(jīng)過的生理變化大體上是圖甲中［］________和［]________過程，在此過程中被培養(yǎng)的細胞始終受__________的調(diào)節(jié)(［]填序號）。（3）應(yīng)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)莖尖或根尖組織可獲得無病毒植株,其原因是________________________________________________________________________。（4）從表乙的實驗結(jié)果可看出：吲哚乙酸和細胞分裂素是實驗中的兩種重要物質(zhì)。其中，新芽形成必需的條件是____________________;而在培養(yǎng)形成完整新個體的過程中，對它們的調(diào)控關(guān)鍵是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：離體器官或組織的細胞含有該生物的全部遺傳信息，從而具有發(fā)育成一個完整的個體的潛能，這種能力稱為植物細胞的全能性，植物組織培養(yǎng)的基本過程是脫分化和再分化。植物細胞分化與細胞分裂素和生長素(吲哚乙酸）關(guān)系密切，在兩者激素比例恰當時候容易分化形成愈傷組織,細胞分裂素的濃度大于吲哚乙酸的濃度時容易分化形成芽。答案：（1)植物細胞的全能性(2）①脫分化②再分化植物激素（3）植物的莖尖或根尖很少被病毒感染，甚至無病毒（4）細胞分裂素的濃度大于吲哚乙酸的濃度適當調(diào)控好不同培養(yǎng)期的培養(yǎng)基中細胞分裂素與吲哚乙酸的濃度和它們的比例題型二作物新品種的培育【例2】下圖為幾種育種方法示意圖,據(jù)圖回答下面的問題。（1）①④方向所示的途徑表示________育種方式，⑦過程所示的育種方法叫做________。（2）②過程中常用的方法是________，③⑦過程中最常采用的藥劑是________。（3）⑤過程發(fā)生在生物個體發(fā)育的________時期，但是，一般發(fā)生在________細胞中才具有遺傳性.(4）⑨過程叫________。⑩過程中影響植物根、芽發(fā)生的兩種激素是________。（5）由⑧→⑩的過程中涉及的生物技術(shù)有________。（6）植物體細胞雜交技術(shù)，解決了育種過程中的________問題.解析：根據(jù)各種育種方法的特點可判斷，①④方向所示的育種方法應(yīng)為雜交育種;②③方向所示為單倍體體育種方式;⑤⑥方向為通過射線獲得新基因，因而為誘變育種；⑦直接獲得染色體組加倍的種子或幼苗，則為多倍體育種;⑧⑨⑩方向通過兩種植物細胞獲得雜種細胞，進而獲得新品種的方式為植物體細胞雜交育種.判斷出各育種方式后再具體作答每種育種方式中的要點.如②獲得單倍體植株的方法是花藥離體培養(yǎng)；使染色體加倍常用藥劑為秋水仙素；⑤是基因突變的過程，可發(fā)生在個體發(fā)育的任何時期；⑨獲得愈傷組織的過程為脫分化，⑩再分化的過程中要用到生長素和細胞分裂素等。答案：（1)雜交多倍體育種（2）花藥離體培養(yǎng)秋水仙素（3）任何生殖(4）脫分化生長素和細胞分裂素（5）植物體細胞雜交技術(shù)、植物組織培養(yǎng)技術(shù)(6）遠緣雜交不親和性（或生殖隔離）1．若要獲得脫毒苗，一般選取植物體的（）。A．葉 B．花粉 C．根 D．莖尖2．下列不屬于利用植物細胞工程實現(xiàn)的繁殖新途徑的是（）.A．微型繁殖 B．作物脫毒 C．有性生殖 D．人工種子3．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．種皮能夠自我生成的種子 D．人工種子發(fā)芽率低4．下列不是單倍體育種的優(yōu)點的是(）。A．縮短育種年限 B．得到穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良品種C．節(jié)約人力、物力 D．突變率高5．細胞工程是按照人們的意愿通過某種工程手段改變細胞內(nèi)遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品的綜合科學技術(shù)?？茖W家從紅豆杉的體細胞中分離出具有獨特抗腫瘤的物質(zhì)--紫杉醇。由于全世界每年紫杉醇的需求量是4000kg，但全世界紫杉醇的產(chǎn)量是250kg，供求嚴重失衡，(1)植物組織培養(yǎng)依據(jù)的原理是________.（2）在得到紅豆杉的________后，經(jīng)過消毒就可以在培養(yǎng)基上進行培養(yǎng)。人工合成的培養(yǎng)基中除水、蔗糖、維生素、有機添加物外，________是其生長必需的,________是植物細胞脫分化及再分化不能缺少的調(diào)節(jié)物質(zhì)。從該生產(chǎn)的目的看,得到________就可以提取紫杉醇。答案：1．D要獲得脫毒苗，一般選取植物體的分生區(qū)（如莖尖)，該部位的病毒少，甚至無病毒。2．C植物組織培養(yǎng)屬于無性生殖，能夠?qū)崿F(xiàn)植物的快速繁殖,以及獲得脫毒植株和人工種子。3．B人工種子是經(jīng)植物組織培養(yǎng)獲得胚狀體、不定芽等，然后經(jīng)人工薄膜包裝得到的種子。4．D單倍體育種較常規(guī)的雜交育種方法,明顯地縮短了育種年限，僅用兩年時間就可得到純合子，節(jié)約了人力、物力。突變率高是誘變育種的優(yōu)點。5．解析