【导学案】第二章第1节植物细胞工程第2课时-导学案高二下学期生物人教版选择性必修3

1、高二生物 选择性必修3 第二章第1节植物细胞工程（第2课时：植物细胞工程的应用）（带解析答案）4学习目标1.概述植物组织培养的原理和过程,并尝试进行植物组织培养。2.概述植物体细胞杂交技术的原理、过程和意义。3.归纳并举例说明植物细胞工程的应用。重难点重点:1.植物组织培养的原理和过程。2.植物体细胞杂交技术的过程。难点:尝试进行植物组织培养。学习过程一、植物细胞工程的应用【自主学习】阅读教材39-41页，回答以下内容1.植物繁殖的新途径(1)快速繁殖:植物的快速繁殖技术也叫作微型繁殖技术,是用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖,还可以保持优良品种&#

2、160;   的遗传特性。(2)作物脱毒:植物顶端分生区附近    (如茎尖)的病毒极少,甚至无病毒,因此,切取一定大小的茎尖进行组织培养,可获得脱毒苗。2.作物新品种的培育:(1)单倍体育种:方法:_花药离体_培养单倍体植株 _纯合子_植株。优点:后代是纯合子,明显_缩短_了育种年限。(2)突变体的利用a.产生:在植物的组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不断增殖    的状态,因此它们容易受到培养条件和诱变因素(如射线、化学物质等)的影响而产生突变。b.利用:从产生突变的个体中可以

3、筛选出对人们有用的突变体,进而培育成新品种。c.实例:如抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草等。3.细胞产物的工厂化生产(1)次生代谢物:植物代谢会产生一些一般认为不是植物基本的生命活动所必需的产物。次生代谢物是一类小分子有机化合物,在植物细胞中含量很低。(2)技术:植物细胞培养    ,即在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。(3)实例a.紫草宁是从紫草细胞中提取的一种药物和色素,具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性。b.紫杉醇是存在于红豆杉属植物体内的一种次生代谢物,具有高抗癌活性。c.利用人参细胞培养来生产人参中重要的活性成分人参皂苷。【知识

4、拓展】初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动,在整个生命过程中一直进行。次生代谢不是生物生长所必需的,一般在特定的组织或器官中,并在一定的环境和时间条件下才进行。【合作探究】植物细胞工程在农业、医药工业方面有着广泛的应用，取得了显著的经济效益和社会效益，尤其是在植物的快速繁殖、新品种的培育以及细胞产物的工厂化生产方面发挥了重要作用。请结合教科书第39-41页的相关内容，回答下列问题：(1)单倍体育种与花药离体培养是同一种技术吗,有何区别?(科学思维:分析与综合)提示:不是。花药离体培养技术是单倍体育种中的一项技术手段,通过花药离体培养得到单倍体植株后再用秋水仙素处理就能够得到最终所需要的植株

5、。(2)秋水仙素处理幼苗后并非所有处理细胞的染色体都加倍,为什么?(科学思维:分析与综合)提示:根据秋水仙素作用机理,只对处于细胞分裂前期的细胞有作用,只有幼苗部分细胞的染色体加倍,根细胞的染色体不会加倍。【知能素养提升】1.单倍体育种、突变体的利用和细胞产物的工厂化生产比较习题巩固1.如图是利用某植物(基因型为AaBb)产生的花粉进行单倍体育种的示意图,据图判断,下列叙述错误的是()A.过程通常使用的试剂是秋水仙素,作用时期为有丝分裂前期B.通过过程得到的植株既有纯合子又有杂合子C.过程属于植物的组织培养,在此过程中必须使用一定量的植物激素D.与杂交育种相比,该育种方法的优点是能明显缩短育种

6、年限【解析】选B。该过程是单倍体植株育种过程,所以过程是花药离体培养,获得的是单倍体植株,基因型为AB、Ab、aB、ab 4种,经染色体加倍后的植株B都为纯合子,B错误;过程使用秋水仙素使染色体数目加倍,其作用机理是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成,到后期染色单体分开后不能向细胞两极移动,A正确;过程属于植物组织培养,需要生长素和细胞分裂素的诱导,C正确;杂交育种需要连续多年进行选择获得纯合体,与之相比,该育种方法的优点是能明显缩短育种年限,D正确。2.(2021·天津模拟)科研人员研究了马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响,结果如图。相关叙述错误的是 ()A.培育脱毒苗所依

7、据的原理有基因突变和细胞全能性B.培育脱毒苗的过程中涉及脱分化和再分化两个阶段C.实验结果表明茎尖越小脱毒率越高,成苗率越低D.根据本实验,培养脱毒苗时茎尖的适宜大小为 0.27 mm【解析】选A。马铃薯茎尖病毒极少甚至无病毒,因此可利用马铃薯茎尖进行组织培养形成脱毒苗,所依据的原理是细胞全能性,A错误;培育脱毒苗的过程中涉及脱分化和再分化两个阶段,B正确;由图可知,茎尖越小,脱毒率越高,成苗率越低,C正确;在茎尖外植体大小为0.27 mm时,脱毒率和成苗率均较高,因此马铃薯脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为0.27 mm,D正确。3.紫杉醇是一种生物碱类化合物,是目前已发现的最优秀的天然抗癌药

8、物。如图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径,据图回答下列问题:(1)该途径_(填“体现”或“不体现”)植物细胞的全能性,原因是_。过程中生长素与细胞分裂素的用量比值应_(填“高”“低”或“适中”)。 (2)过程需使用液体培养基,其优点在于_。 (3)根据紫杉醇的化学本质,可以判断有关基因控制紫杉醇合成的方式是_。 (4)若通过诱变育种技术选育紫杉醇含量高的细胞,可对图中的_进行诱变处理,然后进行筛选。 【解析】(1)细胞全能性以细胞发育成个体为标志,而图中并没有形成完整植物体,因此不能体现细胞的全能性。当生长素与细胞分裂素的用量比值适中时,有利于愈伤组织的形成。(2)液体培养基可以使培养细胞与培养液充分接触,有利于营养物质的充分利用,有利于培养细胞的增殖。(3)紫杉醇的化学本质不是蛋白质,因此可以判断有关基因通过控制酶的合成控制代谢,进而控制紫杉醇的合成