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2.1.2 植物细胞工程的实际应用
教材分析
前面已学习了细胞的全能性、植物组织培养技术、植物体细胞杂
交技术等方面内容,在此基础上本节主要学习植物细胞工程的三方面
应用,即植物繁殖的新途径、作物新品种的培育、细胞产物的工厂化
生产。
课标要求
1、理解微型繁殖技术的应用
2、了解单倍体育种过程和优点
3、了解细胞产物的的生产和意义
内容要求
1、掌握微型繁殖和植物组织培养的联系
2、掌握作物脱毒、人工种子的制备过程和意义
3、了解单倍体育种和突变体的利用
4、了解细胞产物的例子
教学重点难点
重点:植物细胞工程应用的实例
难点:掌握作物脱毒、人工种子的
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知识网络体系
教学过程
一、植物繁殖的新途径
1.植物微型繁殖(快速繁殖) :(此概念易理解,可要求学生阅读课
本回答这两个问题)
(1)微型繁殖技术: 繁殖优良品种的 技术。
属于有性繁殖还是无性繁殖? 。
(2)特点:①保持优良品种的 。② 快速
地实现种苗的 。
(3)优点:举例用一个兰花茎尖就可以在一年内生产出 400 万株兰
花苗。引导学生得出优点--- 从植物体上取材少,培养周期短,
繁殖率高,便于自动化管理。
2.作物脱毒:
问:为什么作物要脱毒?要求学生从书中找出答案, 并 回 答 下 列
问题
培养材料: ,培养方法: 。
实例: 已培
育出脱毒苗。
3.神奇的人工种子
问:为什么要制作人工种子?学生通过阅读书本了解到:
①天然种子是有性繁殖,往往杂种优势只能体现在第 1 代,由于基
因重组后代出现性状分离,第 2 代便参差不齐了。而人工种子在本质
上属于无性繁殖,一旦获得优良品种,可以保持杂种优势。
②天然种子在生产上受季节限制,一般每年只繁殖 1——2 次,有
些甚至十几年才繁殖一次。
(1)与常规种子相比的优点:①后代无 。②不受
作物新品种的培育
微型繁殖
作物脱毒
人工种子
植物细胞工程
的实际应用
物繁殖的植新途径
单倍体育种
突变体的利用
细胞产物的工厂化生产
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和地域限制。③人工种子技术具有成本低、贮藏运输方便、减少了移
栽驯化过程和生产周期短等优点。
(2)人工种子的结构(与自然种子结构比较)?其中人工种皮的透
性如何?(半透性,具有透气性透水性,且易被微生物分解)
(3)人工种皮是保证包裹在其中的胚状体顺利生长成小植株的关键
部分,请探讨人工种皮中应该具有的有效成分是什么?为了促进胚状
体的生长发育,我们还可以向人工种皮中加入哪些物质?
针对植物种类和土壤等条件,在人工种子的包裹剂中还可以加入
适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等。为了
促进胚状体的生长发育,还可以向人工种皮中加入一些植物生长调节
剂。
二、作物新品种的培育
1.单倍体育种
(1)方法: 。
(2) 优 点 : ① ;
② 。
【补充资料】通过有性繁殖杂交育种的方式培育纯合的隐性性状品
种时,隐性性状一旦出现一定是纯合个体,所以杂交育种是获得隐性
纯合子的简便方法;但培育纯合的显性性状品种时,显性性状的出现
不一定是纯合,还可能是杂合子,所以需要种植多代连续进行选择才
可提纯,而用单倍体育种可以大大缩短育种年限。
2.突变体的利用
(1) 在 组 织 培 养 中 产 生 的 突 变 来
源: 。
(2)利用:筛选 突变体,进而培
育新品种。
三.胞产物的工细厂化生产
(1)细胞产物种类:
(2)技术:植物 技术。
实例:人参皂苷的传统生产和工厂化生产的比较
四.本课内容知识总结
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植物组织培养技术可应用于 育种?
教学板书
植物细胞培养技术的实际应用
一. 植物繁殖的新途径
1. 微型繁殖
2. 作物脱毒
3. 神奇的人工种子
二. 作物新品种的培育
1. 单倍体育种
2. 突变体的利用
三.细胞产物的工厂化生产
经典例题剖析
1、植物的微型繁殖技术是指 ( )
A.植物体细胞杂交技术
B.嫁接
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C.营养繁殖
D.植物组织培养
2、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
3.用植物组织培养技术,可以培养或生产( )
A.食品添加剂
B.无病毒植物
C. 人工种子
D.前三项都是
4.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
5、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
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D.人工诱导基因突变
6.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
7.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。[来源:Z.Com]
(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_____________。
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[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