高中生物新人教版選擇性必修3植物細(xì)胞工程的應(yīng)用教案

2課時(shí)植物細(xì)胞工程的應(yīng)用課標(biāo)概述植物細(xì)胞工程在生產(chǎn)實(shí)踐中有哪些應(yīng)用。簡述植物細(xì)胞工程應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐的主要優(yōu)勢。

核心素養(yǎng)生命觀念：列舉植物組織培育、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用，用生命觀念解釋植物細(xì)胞工程給人們帶來的影響。學(xué)問點(diǎn)(一)植物生殖的途徑快速生殖(1)概念：用于快速生殖優(yōu)良品種的植物組織培育技術(shù)，也叫作微型生殖技術(shù)。(2)優(yōu)點(diǎn)：①高效、快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量生殖。②保持優(yōu)良品種的遺傳特性。作物脫毒選材部位：植物頂端分生區(qū)四周(如莖尖)。操作過程：切取肯定大小的莖尖進(jìn)展組織培育，再生植株。(3)優(yōu)點(diǎn)：再生的植株可能不帶病毒。微型生殖技術(shù)只能保持親本的優(yōu)良特性(×)葡萄的扦插、桃樹的嫁接、石榴的壓條生殖方式都屬于微型生殖(×)(3)脫毒苗培育所選的組織培育材料可以來自植株的任何部位(×)1．(生命觀念)快速生殖快速生殖可以快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量生殖，其技術(shù)手段是什么？依據(jù)什么原理？提示：植物組織培育。植物細(xì)胞的全能性?？焖偕车膬?yōu)點(diǎn)是什么？這種生殖方式屬于哪一種？提示：可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性。無性生殖。從所需條件上來看，快速生殖與傳統(tǒng)育種方法相比，有哪些優(yōu)點(diǎn)？限制。2．(生命觀念)作物脫毒為什么很多通過無性生殖的作物生殖多代之后產(chǎn)量會(huì)下降？提示：作物感染的病毒可以傳播給后代，并在作物體內(nèi)逐年積存，影響產(chǎn)量和品質(zhì)。為什么作物脫毒苗培育時(shí)一般選取植物根尖或莖尖的分生區(qū)作為外植體？的脫毒苗。以下不屬于植物組織培育特點(diǎn)的是( A．快速生殖B．培育抗病毒植株C．不轉(zhuǎn)變原植物的基因型D．一般需要經(jīng)受脫分化和再分化兩個(gè)過程解析：選B 利用植物組織培育可進(jìn)展微型生殖，實(shí)現(xiàn)快速生殖。該過程是無性生殖，分化和再分化兩個(gè)過程。利用植物組織培育技術(shù)可以獲得含病毒極少甚至不含病毒的植株，而不是獲得抗病毒的植株，B項(xiàng)錯(cuò)誤。馬鈴薯利用塊莖進(jìn)展無性生殖，連續(xù)種植多代后往往會(huì)因感染病毒而減產(chǎn)，因此農(nóng)戶都期望得到無病毒的幼苗進(jìn)展種植。獲得無病毒幼苗的最正確方法是( )A．選擇優(yōu)良品種進(jìn)展雜交B．選擇遠(yuǎn)緣植物體細(xì)胞進(jìn)展雜交C．利用芽體進(jìn)展組織培育D．人工誘導(dǎo)基因突變解析：選C 一般作物脫毒時(shí)所用的材料是無病毒的莖尖、根尖等分生組織。因此利用芽體進(jìn)展組織培育可獲得無病毒幼苗。[歸納提升]微型生殖與作物脫毒工程工程概念(或原理)特點(diǎn)微型用于快速生殖優(yōu)良品種的植物組織①保持優(yōu)良品種的遺傳特性；生殖培育技術(shù)②高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量生殖植物分生區(qū)四周的病毒極少，甚至無植物分生區(qū)四周的病毒極少，甚至無作物①獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的脫毒植株；病毒，取莖尖或根尖進(jìn)展組織培育形脫毒②生殖速度快，保持植株的遺傳特性成脫毒植株學(xué)問點(diǎn)(二)作物品種的培育及細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)作物品種的培育(1)單倍體育種①原理：細(xì)胞的全能性和染色體變異。②過程：花藥(或花粉)養(yǎng)單倍體植株

→純合二倍體植株染色體加倍③優(yōu)點(diǎn)：明顯縮短育種年限。(2)突變體的利用①原理：在植物的組織培育過程中，由于培育細(xì)胞始終處于不斷增殖的狀態(tài)，因此它們簡潔受到培育條件和誘變因素(如射線、化學(xué)物質(zhì)等)的影響而產(chǎn)生突變。從產(chǎn)生突變的個(gè)體中可以篩選出對人們有用的突變體，進(jìn)而培育成品種。②利用：篩選出有用的突變體，培育品種。如培育抗病、抗鹽、含高蛋白、高產(chǎn)的品種植物。③實(shí)例：抗花葉病毒的甘蔗、抗鹽堿的煙草等。細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)(1)次生代謝物①概念：不是植物根本的生命活動(dòng)所必需的產(chǎn)物，是一類小分子有機(jī)化合物。②種類：如酚類、萜類和含氮化合物等。(2)生產(chǎn)的技術(shù)手段：植物細(xì)胞培育技術(shù)。(3)優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)速度快。(4)實(shí)例：人參、三七、紫草和紅豆杉的細(xì)胞產(chǎn)物都已實(shí)現(xiàn)了工廠化生產(chǎn)。)完成表格：單倍體育種和突變體利用的比較。工程工程原理優(yōu)點(diǎn)成果單倍體單倍體染色體變異縮短育種年限1玉米、油菜、甘藍(lán)和甜椒育種等作物的品種突變體產(chǎn)生基因，大幅度改進(jìn)抗花葉病毒的甘蔗、抗鹽基因突變利用某些性狀堿的煙草等2．(社會(huì)責(zé)任)通過學(xué)習(xí)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)，關(guān)注細(xì)胞工程爭論進(jìn)展和應(yīng)用前景，增加環(huán)保意識(shí)。細(xì)胞產(chǎn)物工廠化生產(chǎn)過程的實(shí)質(zhì)是什么？在生產(chǎn)中通常要培育到哪一階段？提示：植物細(xì)胞培育。愈傷組織。與傳統(tǒng)的從植物體內(nèi)提取相比，工廠化生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)物有哪些優(yōu)點(diǎn)？提示：不占用耕地，幾乎不受季節(jié)、天氣等的限制，抑制了植物體生長緩慢的缺點(diǎn)，提取便利等。人參皂苷的工廠化生產(chǎn)過程，蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥物、香料、生物堿的生產(chǎn)，應(yīng)用的都是植物細(xì)胞培育技術(shù)。如圖為產(chǎn)生人參皂苷的人參。表達(dá)人參皂苷的工廠化生產(chǎn)過程。提示：生產(chǎn)過程：用，一局部進(jìn)展發(fā)酵生產(chǎn)。數(shù)量。第三步，將發(fā)酵罐中培育的細(xì)胞進(jìn)展裂開，從中提取人參皂苷。在植物組織培育過程中，簡潔獲得突變體的主要緣由是( A．培育的細(xì)胞始終處于不斷增殖的狀態(tài)B．培育基養(yǎng)分豐富，易于植物生長C．紡錘絲的形成簡潔受到抑制D．DNA的復(fù)制簡潔受到抑制解析：選A 在植物組織培育過程中培育的細(xì)胞始終處于不斷增殖的狀態(tài)簡潔受到一些條件的影響而產(chǎn)生突變。紫草素具有抗菌、消炎效果。在工業(yè)化生產(chǎn)中，取紫草植株局部組織誘導(dǎo)形成紫草愈傷組織，再轉(zhuǎn)入紫草素形成培育基，然后再將細(xì)胞裂開后提取出紫草素。以下相關(guān)表達(dá)中，不正確的選項(xiàng)是( )A．工業(yè)化生產(chǎn)過程包括細(xì)胞的脫分化和再分化B．在紫草素生產(chǎn)過程中，不必將愈傷組織培育出根、芽等器官C．紫草的愈傷組織細(xì)胞在低滲溶液中不會(huì)脹破D．紫草素在細(xì)胞內(nèi)合成后被分泌到細(xì)胞外選D由題意“”A不必將愈傷組織培育出根、芽等器官，B正確；紫草的愈傷組織細(xì)胞有細(xì)胞壁，在低滲溶液中不會(huì)脹破，C正確；依據(jù)題意可知，需將細(xì)胞裂開后取出紫草素，因此紫草素在細(xì)胞內(nèi)合成后不能分泌到細(xì)胞外，D錯(cuò)誤。[歸納提升]突變體的利用原理：基因突變和植物細(xì)胞的全能性。在植物的組織培育過程中，由于培育細(xì)胞始終處于不斷增殖的狀態(tài)，因此簡潔受到培育條件和誘變因素的影響而產(chǎn)生突變，從產(chǎn)生突變的個(gè)體中可以篩選出對人們有用的突變體，進(jìn)而培育成品種。過程優(yōu)點(diǎn)：提高愈傷組織的突變率，可以獲得高抗、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆的品種，加快了育種進(jìn)程。缺點(diǎn)①突變不定向，需要處理大量材料。②突變少利多害，符合人們需要、有利的品種比較少。細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)過程原理：植物細(xì)胞的全能性。應(yīng)用舉例：人參皂苷、紫杉醇的工廠化生產(chǎn)。優(yōu)點(diǎn)：可以大量生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)物，工廠化規(guī)模化程度高。[學(xué)習(xí)小結(jié)]某株貴重花卉用種子生殖會(huì)發(fā)生性狀分別。為了防止性狀分別并快速生殖，可以利用該植株的一局部器官或組織進(jìn)展離體培育，發(fā)育出完整的植株。進(jìn)展離體培育時(shí)不應(yīng)采用該植株的( )莖尖C．葉片

子房壁D．花粉粒選DA不B不符合題意；葉片細(xì)胞不符合題意；花粉粒是經(jīng)減數(shù)分裂形成的，在此過程中發(fā)生了基因重組，因而不肯定能保持親本的優(yōu)良性狀，D符合題意。生產(chǎn)中培育香蕉脫毒苗常用的方法是( A．人工誘導(dǎo)基因突變B．選擇優(yōu)良品種進(jìn)展雜交C．進(jìn)展遠(yuǎn)緣植物體細(xì)胞雜交D．取莖尖分生組織進(jìn)展組織培育解析：選D脫毒苗常承受分生組織進(jìn)展培育。人們利用植物的微型生殖技術(shù)來進(jìn)展工廠化生產(chǎn)，利用了該項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)為( A．操作簡潔B．使優(yōu)良性狀組合在一起C．培育的性狀D．高效性和保持種苗的優(yōu)良遺傳特性解析：選D 利用植物微型生殖技術(shù)生殖植物就是利用其優(yōu)點(diǎn)一是生殖高效快速二性生殖方式，后代與親代性狀一樣，操作過程并不簡潔。以下有關(guān)植物組織培育的應(yīng)用的說法，錯(cuò)誤的選項(xiàng)是( )A．微型生殖能保持親本的優(yōu)良性狀B．作物脫毒時(shí)應(yīng)選擇植物的分生區(qū)細(xì)胞進(jìn)展組織培育C．欲獲得大量的細(xì)胞產(chǎn)物，可大規(guī)模培育愈傷組織細(xì)胞D．獲得突變體時(shí)，誘導(dǎo)突變的對象是用于組織培育的外植體解析：選D優(yōu)良性狀，A正確；利用植物分生組織(剛剛產(chǎn)生，病毒很少，甚至無毒)進(jìn)展培育可以使長成的植株脫去病毒，B正確；獲得突變體時(shí)，誘導(dǎo)突變的對象是愈傷組織，D錯(cuò)誤。5．(多項(xiàng)選擇)以下圖是植物組織培育的一般過程，相關(guān)說法不正確的選項(xiàng)是( )離體的植物組織或細(xì)胞bd完整的植物體a→ c→ →離體的植物組織或細(xì)胞bd完整的植物體A．過程a指的是脫分化，過程c指的是再分化B．此技術(shù)依據(jù)的原理是植物細(xì)胞的全能性C．假設(shè)用此技術(shù)進(jìn)展細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)，需將細(xì)胞培育到d階段才行D．生長素含量低時(shí)，有利于根原基的形成解析：選CD 據(jù)題意可知，過程a指的是脫分化，過程c指的是再分化，A正確；植物組織培育的原理是植物細(xì)胞具有全能性B只需要將細(xì)胞培育到愈傷組織即b階段即可，C織根原基的形成，D錯(cuò)誤。6請答復(fù)以下問題：培育脫毒馬鈴薯時(shí)外植體宜選用 (填“莖尖”或“葉片”)，不選另一個(gè)的理由是 。植物組織培育常用到愈傷組織培育基、生芽培育基和生根培育基。在愈傷組織培育基上，外植體經(jīng)脫分化形成愈傷組織，愈傷組織是一團(tuán) 。在再分化階段，生長素和細(xì)胞分裂素參與了細(xì)胞分。馬鈴薯栽培種的抗病性和抗逆性較差，野生馬鈴薯種的抗病性和抗逆性較好，但二者存在雜交不親合性。利用野生馬鈴薯種，通過細(xì)胞工程改進(jìn)馬鈴薯栽培種種質(zhì)的思路是。應(yīng)從等方面制定措施，削減污染(至少答出2點(diǎn))；在培育室中培育時(shí)，留意優(yōu)化培育環(huán)境，掌握 (至少答出3點(diǎn))等培育條件。解析：(1)培育脫毒馬鈴薯時(shí)，一般選擇莖尖作為外植體而不選葉肉細(xì)胞，這是由于葉肉細(xì)胞帶病毒(病毒載量大)且細(xì)胞的全能性低。植物組織培育過程中，外植體經(jīng)過脫分化形成的愈傷組織是一團(tuán)不定形的薄壁組織培育基相比，一般狀況下生芽培育基中生長素含量低、細(xì)胞分裂素含量高。依據(jù)題意分析可知，兩種馬鈴薯之間存在生殖隔離，但是各有其優(yōu)點(diǎn)，則可以通過體細(xì)胞雜交技術(shù)將兩者的優(yōu)點(diǎn)集合到同一后代身上細(xì)胞融合，經(jīng)植物組織培育培育成植株。在植物組織培育時(shí)，為了削減污染，應(yīng)當(dāng)從外植