植物细胞工程的实际应用导学案

1专题二2.1.2植物细胞工程的实际应用学习目标列举植物细胞过程的实际应用重点植物细胞过程应用的实例难点作物脱毒培养和人工种子的培育【预习学案】（一）植物繁殖的新途径1.微型繁殖（1）微型繁殖技术：用于优良品种的技术。（2）特点：①保持优良品种的。②高效快速地实现种苗。（3）实例：20世纪60年代，荷兰的科学家就成功地实现了利用来培育兰花。2.作物脱毒（1）材料：植物的（如）。分生区附近的病毒极少，甚至。（2）脱毒苗：切取（例如茎尖）进行组织培养获得的。（3）优点：使农作物。3.人工种子（1）概念：一植物组织培养得到的、、顶芽和等为材料，经过人工包装得到的种子。（2）特点：①后代无。②不受、和限制。（二）作为新品种的培育1.单倍体育种（1）方法：离体培养植株纯合子植株。（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（如、等）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.细胞产物种类：、脂肪、糖类、、香料、生物碱等。2.技术：植物技术。3.实例：我国利用植物组织培养技术实现了大量生产；另外，三七、紫草和银杏的也都已经实现了工厂化生产。【自我检测】1.对人工种子正确的理解是（）A.通过科学手段人工合成的B.种皮能够自我生成C.利用植物组织培养技术获得D.种子发芽率低2.下列那种生物不能通过突变体育种而获得（）A.抗除草剂的白三叶草B.生产胰岛素的大肠杆菌染色体加倍2C.高产的水稻D.蛋白质含量高的小麦3在人工种子的培育中应用的主要技术是（）A.有性杂交B.植物体细胞杂交C.植物组织培养D.细胞全能性4.两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因按照自由组合定律遗传，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5.下图为植物植株培养的基本过程，则制作人工种子和生产治疗烫伤、割伤的药物——紫草素，应分别选用的编号是（）①②③④A.④②B.③②C.③④D.④③【课内探究】一植物繁殖的新途径1.微型繁殖技术为什么能保持亲本的优良性状？2.培育植物的茎尖可得到脱毒苗，其中的原因是什么？3.人工种子在生产上有哪些优点？二作物新品种的培育1.单倍体育种的原理是什么？2.体细胞诱变育种对什么材料进行诱变处理？经典例题剖析1.甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的A.有丝分裂B.分化C.减数分裂D.全能性[解析]考查植物组织培养的原理、过程。植物组织培养的原理是植物细胞的全能性。过程是：离体的植物器官、组织或细胞脱分化愈伤组织再分化根、芽植物体。此过程是一个无性繁殖的过程，细胞数目增多的方式是脱分化再分化3有丝分裂，并且涉及细胞的分化。[答案]C2.基因型为AaBb的水稻（含24条染色体）的花药通过无菌操作接入试管后，在一定条件下形成试管苗，问：（1）愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规则的细胞团，愈伤组织形成过程中，必须从培养基中获得_____________等营养物质。（2）要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有_____________和________________两类激素。（3）愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再由芽发育成叶和茎。这一过程必须给予光照，其原因是_____________能利用光能制造有机物，供试管苗生长发育。（4）试管苗的细胞核中含_________条脱氧核糖核苷酸链。（5）培育成的试管苗可能出现的基因型有_____________。[解析]考查对植物组织培养过程的掌握。要准确解答此题需要从以下几个方面入手：①愈伤组织的形成过程中，不断地从培养基中吸取营养。供生物细胞生活的营养物质主要有无机物（水、无机盐）、有机物（糖类、脂类、蛋白质、维生素）等物质。②植物激素的种类很多，要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有细胞分裂素和植物生长素两大类。③试管苗是花药离体培养后得到的单倍体植株。其有叶绿体，可以进行光合作用。④单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体，由水稻的基因型为AaBb可知此水稻为二倍体。已知水稻的体细胞中含有24条染色体，则单倍体细胞中含有12条染色体，12个DNA分子。每个DNA分子由两条平行的脱氧核糖核苷酸链盘旋而成，所以试管苗的细胞核中含有24条脱氧核苷酸链。基因型为AaBb的水稻产生配子时，依据基因的自由组合定律，结果♀、♂配子各有四种，即AB、aB、Ab、ab。[答案]（1）水、无机盐、维生素和小分子有机物（2）细胞分裂素植物生长素（3）叶绿体（4）24（5）AB、aB、Ab、ab【课后练习】1．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．利有芽尖进行组织培养D．人工诱导基因突变2．用植物组织培养技术，可以培养或生产出（）A．食品添加剂B．无病毒植物C.人工种子D．前三项都是3.甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的（）A.有丝分裂B.分化C.减数分裂D.全能性4．科学工作者把胡萝卜的韧皮部细胞分离出来，将单个细胞放入培养基中培养，获得了许多完整的植株，这些植株的特点是（）A．彼此性状相似B．变异频率较高C．单倍体D．都是纯合子5．水稻（基因型为AaBb）的花药通过无菌操作，接入试管，经过如下过程培育试管苗。以下选项中正确的是4（）A．a用花药离体培养法获得单倍体植株；b通过有丝分裂产生愈伤组织；c培养基中至少应有乙烯和脱落酸；d试管苗的生长发育不需要光照B．a用花药离体培养法获得二倍体植株；b通过减数分裂产生愈伤组织；c培养基中至少应有生长素和细胞分裂素；d试管苗的生长发育不需光照C．a用花药离体培养法获得单倍体植株；b通过有丝分裂产生愈伤组织；c培养基中至少应有生长素和细胞分裂素；d试管苗的生长发育需要光照D．a用花药离体培养法获得二倍体植株；b通过有丝分裂产生愈伤组织；c培养基中至少应有乙烯和脱落酸；d试管苗的生长发育需要光照6．植物的微型繁殖技术是指（）A．植物体细胞杂交技术B．嫁接C．营养繁殖D．植物组织培养7．下列哪一项不是单倍体育种的优点（）A．缩短育种年限B．变异率高C．得到稳定遗传的优良品种D．节约人力、物力8．胚状体是在植物组织培养的哪一阶段上获得的（）A．愈伤组织B．再分化C．形成完整蜘蛛D．取离体组织9．人参皂苷干粉可以通过下列何种技术获得（）A．杂交育种B．植物细胞培养C．多倍体育种D．单倍体育种10．运用植物组织培养技术，可以培育或生产出（）A．细胞产物——生物碱B．无病毒植物C．人工种子D．以上都是11．下列四个选项中没有采取植物组织培养技术的是（）A．花药离体培养得到单倍体植株B．秋水仙素处理幼苗获得多倍体植株C．人工种子的培育D．“番茄——马铃薯”杂种植株的培育过程12．植物的微型繁殖的优点是（）A．取材少B．培养周期短C．繁殖率高D．以上都是13．对人工种子正确的解释是（）A．通过科学手段人工合成的种子B．利用植物组织培养技术获得的种子C．种皮能自我生成的种子D．人工种子发芽率低14．（2005，广东）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15．下列叙述中，与植物体细胞杂交密切相关的是（多选）A利用离心、振动、电刺激等诱导B利用聚乙二醇（PEG）等试剂诱导C克服远缘杂交不亲和的障碍D快速繁殖、培育无病毒植物二、非选择题1.植物组织培养的培养基中加有激素。下表是培养基中两种植物激素在不同比例时的实验结果。请分析回答：1234激素种类及浓度关系6—BA6—BA＞IBA6—BA=IBA6—BA＜IBA结果组织块产生愈伤组织愈伤组织分化出芽愈伤组织不断生长愈伤组织有长根趋势（1）6—BA属于_____________类激素，它的作用是________________。5（2）IBA属于_____________类激素，它在本实验中的作用是__________________。（3）在植物组织培养中，脱分化可用的激素组合是实验_____________和实验_____________中的激素浓度关系，再分化时可用的激素组合是实验_____________和实验_____________中的激素浓度关系。（4）植物组织培养的培养基中，除激素外，还必须含有_______________________，它的成分至少应该含有_______________________、_______________________等。（5）判断愈伤组织是否产生，依据是看是否产生了____________的细胞。2.植物组织培养技术应用广泛。科学家通过植物组织培养方法，诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状结构，然后将胚状体包埋在个亿能提供营养的胶质中，便形成“人工种子”。我国科学家利用组织培养技术已成功地在烟草、水稻、小麦等植物上诱导出胚状体。（1）通过试管培养植物组织，获得胚状体要经过_____________、_____________过程。（2）用于植物组织培养的培养基中除了植物激素、蔗糖和维生素等有机物外，还应有____________，且操作过程应在____________条件下进行。（3）若胚状体在试管中继续培养，则可培育出完整的植株幼苗，这体现了植物细胞的____________。3．美国科学家将分离得到的成熟胡萝卜根的韧皮部细胞进行培养，由单个细胞发育成完整的新植株（如下图）。请据图回答：（1）这种生殖方式属于___________________。（2）图中③过程叫______________，④过程叫_________，此处的“细胞团”在生物学上叫做_______________________。（3）本实验说明植物细胞具有___________________。（4）在培养试管植物时，试管内应加入植物所必需的矿质元素。其中应大量供给的元素是___________________。4.中科院上海植物生理生态研究所在“神舟四号”飞船进入太空后为一对“新人”——黄花烟草原生质体和革新一号烟草原生质体举办了特殊的“婚礼”。将两个“新人”放入融合器中，当充满液体的融合器加上直流电场，两个原本相互游离的细胞一下子贴到一起，开始了“窃窃私语”。紧接着，在瞬间高压脉冲的作用下，细胞膜被击出了一个小孔，透过这微小的空间，两股细胞质展开了“心灵沟通”。渐渐地，细胞核也扭摆着“亲热”起来，20min后，它们俩已是你中有我，我中有你，一个新生命就这样诞生了。地面实验结果显示：用于融洽的两个“新人”，一个开的是粉花（标记为“一号”），一个开的是黄花（标记为“二号”）融合后的细胞再生植株开的是黄花，但形状却和一号相同（称“一号形状”，另一个称“二号形状”）。这种“太空烟草”比普通烟草个子矮，株秆粗，烟叶多，是我国太空育种试验的一项重大成果。据此回答下列问题：（1）由于细胞的密度不同，因此在地面上进行细胞融合非常困难。从理论上讲，在太空中细胞更容易融合，可能的原因是。在显微镜下观察，“新人”的细胞膜融合在一起，使细胞呈圆球状，这是因为膜具有特性。“细胞婚礼”中用到的诱导融合技术是。（2）两种烟草原生质体融合时，类型是我们需要的，这样的细胞经组织培养后，再生的植株属倍体。（3）植物体细胞融合技术与传统的有性杂交相比，其优点是。（4）“太空烟草”能稳定遗传吗？为什么？。6创新应用训练1．传统农作物育种途径往