2.1植物細(xì)胞工程（教學(xué)設(shè)計(jì)）高二生物（人教版2019選擇性必修3）

第2章細(xì)胞工程第1節(jié)植物細(xì)胞工程年級(jí)高二年級(jí)授課時(shí)間2課時(shí)課題第1節(jié)植物細(xì)胞工程教材分析本節(jié)“從社會(huì)中來”欄目中，引用了宋代趙時(shí)庚所著的我國歷史上第一部蘭譜—《金漳蘭譜》中對(duì)蘭花的一段描述。從情境中提出的問題“如何能讓名貴的蘭花大量、快速地繁殖，從而進(jìn)入尋常百姓家呢？”是本節(jié)要解決的核心問題，對(duì)此問題的討論將貫穿本節(jié)學(xué)習(xí)。本節(jié)分為2個(gè)小節(jié)。第1小節(jié)“植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)”，依次介紹了細(xì)胞的全能性、植物組織培養(yǎng)技術(shù)和植物體細(xì)胞雜交技術(shù)3個(gè)方面的內(nèi)容，其中植物細(xì)胞的全能性是植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)，而植物體細(xì)胞雜交技術(shù)是在植物組織培養(yǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。教材通過提出為什么在一定條件下，利用植物的一片花瓣、一?；ǚ?，甚至一個(gè)細(xì)胞，可以繁殖出新的植株的問題，來引入植物細(xì)胞全能性的學(xué)習(xí)。這個(gè)問題也明確了植物組織培養(yǎng)可以從器官、組織、細(xì)胞3個(gè)不同的層次來進(jìn)行。第2小節(jié)"植物細(xì)胞工程的應(yīng)用"講述了植物繁殖的新途徑、作物新品種的培育以及細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)3個(gè)方面的內(nèi)容。關(guān)于植物繁殖的新途徑，教材介紹了快速繁殖和作物脫毒。關(guān)于作物新品種的培育，教材介紹了單倍體育種和突變體的利用。細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)是植物組織培養(yǎng)技術(shù)與發(fā)酵工程技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生的一項(xiàng)新技術(shù)，該技術(shù)近年來發(fā)展迅速，我國在該領(lǐng)域取得了不少進(jìn)展。本節(jié)最后"到社會(huì)中去"欄目的內(nèi)容是讓學(xué)生嘗試制作"手指植物"，以及調(diào)查相關(guān)產(chǎn)品的銷售情況和經(jīng)濟(jì)效益并進(jìn)行分析，這樣編排旨在讓學(xué)生學(xué)以致用，通過實(shí)踐體驗(yàn)所學(xué)知識(shí)與社會(huì)生產(chǎn)、生活的密切聯(lián)系。教學(xué)目標(biāo)1.概述植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的原理和過程。2.舉例說明植物細(xì)胞工程的應(yīng)用有效提高了生產(chǎn)效率。3.嘗試進(jìn)行植物組織培養(yǎng)。教學(xué)重難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)（1）植物組織培養(yǎng)的原理和過程。（2）植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的原理。（3）植物細(xì)胞工程應(yīng)用的實(shí)例。2.教學(xué)難點(diǎn)植物組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)。教學(xué)過程（第1課時(shí)植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)）教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)新課導(dǎo)入我國人民都把蘭花看作高潔、典雅的象征，很多人喜歡養(yǎng)蘭花但是，蘭花種子通常發(fā)育不全，在自然條件下萌發(fā)率極低；傳統(tǒng)分株繁殖的方法又存在繁殖周期長、繁殖率低等問題，如果靠自然繁殖，蘭花的價(jià)格可想而知了，如何讓名貴的蘭花大量、快速地繁殖，走入尋常百姓家呢？利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)可以大量、快速地培育蘭花。蘭花是觀賞植物中最常見的一類，依靠植物組織培養(yǎng)繁育種苗的植物，其組培苗的數(shù)量約占觀賞植物組培苗總量的40%。通過學(xué)生熟知的日常事物“蘭花”提出疑問，引發(fā)學(xué)生的興趣，展開對(duì)植物組織培養(yǎng)的學(xué)習(xí)。一、植物組織培養(yǎng)【從社會(huì)中來】Steward利用胡蘿卜誘導(dǎo)分化產(chǎn)生了胚狀體，這是人類第一次獲得了人工胚狀體，并獲得個(gè)體植株。原因是細(xì)胞具有的全能性。【布置任務(wù)】任務(wù)一：學(xué)生自主閱讀課本，完成下列問題。（一）閱讀課本34頁第一段，明確細(xì)胞全能性的概念和細(xì)胞具有全能性的原因。1.細(xì)胞全能性概念細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后，仍具有產(chǎn)生完整有機(jī)體或分化成其他各種細(xì)胞的潛能和特性。2.細(xì)胞具有全能性原因生物體的每一個(gè)細(xì)胞都包含有該物種所特有的全套遺傳信息。（二）閱讀課本35頁，明確植物組織培養(yǎng)、外植體、脫分化、愈傷組織的概念，并完成思考題。1.植物組織培養(yǎng)：在無菌和人工控制條件下，將離體的植物器官、組織、細(xì)胞，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。2.外植體：離體的植物器官、組織、細(xì)胞或原生質(zhì)體。植物的莖尖、幼嫩的葉片、花藥是常用的外植體。3.脫分化：已經(jīng)分化的細(xì)胞經(jīng)過誘導(dǎo)，失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化細(xì)胞的過程。4.愈傷組織：細(xì)胞排列疏松且無規(guī)則、高度液泡化、呈無定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞團(tuán)。【思考】若培養(yǎng)物取自植物的幼莖、葉片等含有葉綠體的部位，愈傷組織中是否會(huì)含有葉綠體？為什么？培養(yǎng)物經(jīng)過誘導(dǎo)后，失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化細(xì)胞，因此，愈傷組織中不含有葉綠體。（三）閱讀課本36和37頁的探究實(shí)踐“菊花的組織培養(yǎng)”，明確本實(shí)驗(yàn)的方法步驟，思考相應(yīng)討論題。【討論】1.為什么誘導(dǎo)愈傷組織的過程中應(yīng)避光培養(yǎng)？有光時(shí)，往往容易形成維管組織，而不易形成愈傷組織。2.培育的試管苗能直接移栽露地嗎？生根苗移栽的關(guān)鍵是既要充分清洗根系表面的培養(yǎng)基，又不能傷及根系。一般使用無土栽培方法。培養(yǎng)基質(zhì)要提前消毒并用塑料薄膜覆蓋12h，掀開塑料薄膜24h后才能移栽。新移栽的組培苗在溫室?guī)滋?，長壯后再移植到大田或盆中。結(jié)果分析與評(píng)價(jià)①接種3~4d后，檢查外植體的生長情況，統(tǒng)計(jì)有多少外植體被污染，試分析它們被污染的可能原因。培養(yǎng)基、接種工具滅菌不徹底；外植體消毒不徹底；操作過程不符合無菌操作要求等。【討論】1.為什么要進(jìn)行一系列的消毒，滅菌，并且要求無菌操作？原因是避免雜菌在上面迅速生長消耗營養(yǎng)，且有些雜菌會(huì)危害培養(yǎng)物生長。2.雜菌和植物細(xì)胞之間有哪些關(guān)系？競爭或寄生?！具M(jìn)一步探究】若想探究生長素與細(xì)胞分裂素的使用比例對(duì)植物組織培養(yǎng)的影響，則應(yīng)如何設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn).20世紀(jì)60年代，科學(xué)家嘗試將番茄和馬鈴薯雜交，希望培育出一種地上結(jié)番茄、地下長馬鈴薯的超級(jí)作物?！居懻摗坑脗鹘y(tǒng)的有性雜交方法能得到雜種后代嗎？為什么？不能；因?yàn)閮煞N生物之間存在著生殖隔離?！舅伎肌坑袥]有一種方法可以打破生殖隔離，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種，獲得“番茄馬鈴薯雜種植株”呢？以胡蘿卜組織培養(yǎng)成功的實(shí)驗(yàn)為例復(fù)習(xí)細(xì)胞的全能性，學(xué)生自主閱讀課本，引導(dǎo)學(xué)生回答問題，并培養(yǎng)學(xué)生的閱讀、觀察和分析問題的能力。學(xué)生在閱讀教材之后，以小組為單位討論問題，并回答問題，教師在學(xué)生回答期間給予適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充和糾錯(cuò)。通過閱讀教材、與同學(xué)之間互相討論，鍛煉學(xué)生的提煉信息能力和合作精神的培養(yǎng)。二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)【布置任務(wù)】任務(wù)二：學(xué)生自主閱讀課本，完成下列問題。（一）閱讀課本36頁第一段，37頁第一段和38頁第12段，明確植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的定義及步驟，對(duì)各步驟進(jìn)行逐項(xiàng)分析。1.定義用兩個(gè)不同植物的體細(xì)胞融合成一個(gè)雜種細(xì)胞，然后通過組培把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的方法。2.步驟①去除細(xì)胞壁所用酶是什么？為什么用上述酶？為什么要去除細(xì)胞壁？纖維素酶和果膠酶；植物細(xì)胞的細(xì)胞壁主要由纖維素和果膠構(gòu)成。原因：細(xì)胞壁阻礙著細(xì)胞間的雜交（阻礙了原生質(zhì)體間的融合）【思考】纖維素酶和果膠酶的酶溶液中一般加入一定濃度的無機(jī)鹽離子和甘露醇，試分析原因？使溶液有一定的滲透壓，防止原生質(zhì)體吸水過多而漲破細(xì)胞融合完成的標(biāo)志：再生出新的細(xì)胞壁。（二）閱讀課本36頁第一段，37頁第一段和38頁第12段，分析以下問題。1.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)應(yīng)用了哪兩種技術(shù)？原生質(zhì)體融合技術(shù)和植物組織培養(yǎng)技術(shù)。2.以上兩個(gè)技術(shù)對(duì)應(yīng)的原理是什么？原生質(zhì)體融合技術(shù)的原理是：細(xì)胞膜的流動(dòng)性；植物組織培養(yǎng)技術(shù)的原理是：植物細(xì)胞的全能性3.獲得的所有細(xì)胞一定是需要的雜交細(xì)胞嗎？不一定，誘導(dǎo)融合后的產(chǎn)物有三類：①未融合的細(xì)胞②兩兩融合的細(xì)胞③多細(xì)胞融合體4.若只考慮兩兩融合，原生質(zhì)體A和原生質(zhì)體B可以形成幾種融合細(xì)胞？【注意】●兩個(gè)不同品種的植物細(xì)胞A、B進(jìn)行雜交，錯(cuò)認(rèn)為融合的原生質(zhì)體只有AB類型。其實(shí)還有可能有AA融合的和BB融合的，需要經(jīng)過篩選,選出AB融合的原生質(zhì)體?！皴e(cuò)認(rèn)為植物體細(xì)胞雜交屬于有性生殖。植物體細(xì)胞雜交過程中沒有有性生殖細(xì)胞的結(jié)合，因此不屬于有性生殖，應(yīng)為無性生殖?！皴e(cuò)認(rèn)為雜種植株的變異類型屬于基因重組。雜種植株的變異類型屬于染色體變異，其染色體數(shù)通常是兩親本細(xì)胞染色體數(shù)目之和，雜種植株屬于異源多倍體。優(yōu)點(diǎn)：克服生殖隔離，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種。此后相繼培育出煙草海島煙草，胡蘿卜羊角芹，白菜甘藍(lán)等異源多倍體，在生產(chǎn)上有較高的應(yīng)用價(jià)值。學(xué)生在閱讀教材之后，對(duì)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)進(jìn)行初步的了解，回答相關(guān)問題。教師與學(xué)生一起回顧本節(jié)課的內(nèi)容，建構(gòu)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，師生共同總結(jié)本節(jié)所學(xué)。課堂練習(xí)1．甘薯由于具有增強(qiáng)免疫功能、防癌抗癌、抗衰老、防止動(dòng)脈硬化等作用，故越來越被人們喜愛。但甘薯屬于無性繁殖作物，同時(shí)又是同源六倍體，具有自交不育和雜交不親和性，這使甘薯生產(chǎn)和育種存在諸多常規(guī)方法難于解決的問題。下列相關(guān)操作不合理的是（

）A．用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)，可以解決種苗用量大、成本高的問題B．利用莖尖分生組織培養(yǎng)脫毒苗，使植株具備抗病毒的能力，產(chǎn)品質(zhì)量得到提高C．利用原生質(zhì)體融合實(shí)現(xiàn)體細(xì)胞雜交，克服雜交不親和，可以充分利用遺傳資源D．利用培養(yǎng)的愈傷組織進(jìn)行誘變育種，可以顯著提高變異頻率，有利于縮短育種年限【答案】B【分析】植物的體細(xì)胞雜交是將不同植物的細(xì)胞通過細(xì)胞融合技術(shù)形成雜種細(xì)胞，進(jìn)而利用植物的組織培養(yǎng)將雜種細(xì)胞培育成多倍體的雜種植株，植物體細(xì)胞雜交依據(jù)的原理是細(xì)胞膜的流動(dòng)性和植物細(xì)胞的全能性。【詳解】A、植物細(xì)胞工程應(yīng)用之一是：用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)，被人們形象地稱為植物的快速繁殖技術(shù)，也叫作微型繁殖技術(shù)。它不僅可以高效、快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖，還可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性。A正確；B、莖尖等分裂旺盛部位基本無病毒感染。目前采用莖尖組織培養(yǎng)技術(shù)脫去病毒，已在許多作物上獲得成功。脫毒的作物不僅能增產(chǎn)而且品質(zhì)也明顯優(yōu)于沒有脫毒的作物。脫毒≠抗病毒，B錯(cuò)誤；C、原生質(zhì)體的融合原理是細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性，通過去壁、促融、細(xì)胞壁再生、組織培養(yǎng)技術(shù)后可培育出異源雜合體，C正確；D、愈傷組織具有分裂旺盛的優(yōu)點(diǎn)，適合用于誘變育種，能提高突變頻率，有利于縮短育種年限。D正確。故選B。2．在下列過程中，需要采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)的是（

）①利用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，獲得多倍體植株②用花藥離體培養(yǎng)得到的單倍體植株③用基因工程培養(yǎng)抗棉鈴蟲的植株④利用細(xì)胞工程培養(yǎng)“番茄馬鈴薯”雜種植株⑤無子西瓜的大量繁殖A．①②③④ B．①③④⑤ C．①②④⑤ D．②③④⑤【答案】D【分析】植物組織培養(yǎng)是指利用特定的培養(yǎng)基將離體的植物細(xì)胞、組織或器官培養(yǎng)成完整植株的過程，所以花藥的離體培養(yǎng)、基因工程中的受體細(xì)胞的培養(yǎng)、植物體細(xì)胞雜交后雜種細(xì)胞的培養(yǎng)以及植物的大量快速繁殖都要用到植物組織培養(yǎng)技術(shù)。【詳解】①利用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，獲得多倍體植株，不需要采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，①錯(cuò)誤；②利用花藥離體培養(yǎng)得到的單倍體植株，需要采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，②正確；③利用基因工程培養(yǎng)抗棉鈴蟲的植株，需要采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，③正確；④利用細(xì)胞工程培養(yǎng)“番茄馬鈴薯”雜種植株，需要采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，④正確；⑤無子西瓜的大量繁殖，需要采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，⑤正確，所以②③④⑤正確，故選D。3．植物細(xì)胞工程包括植物組織培養(yǎng)、植物體細(xì)胞雜交等技術(shù)，具有廣泛的應(yīng)用前景和實(shí)用價(jià)值。下列對(duì)這些操作或應(yīng)用描述錯(cuò)誤的是（）A．可用PEG誘導(dǎo)植物細(xì)胞融合，利用了細(xì)胞膜具有流動(dòng)性的特點(diǎn)B．利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)可大量獲得人參皂甙干粉，且已投入規(guī)?；a(chǎn)C．植物培養(yǎng)基中常用的植物生長調(diào)節(jié)劑一般可以分為生長素類、細(xì)胞分裂素類和赤霉素類D．獲取植物原生質(zhì)體時(shí)，需在蔗糖濃度高于細(xì)胞液濃度的緩沖液中進(jìn)行，以使細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離??【答案】D【分析】植物組織培養(yǎng)技術(shù)：1、過程：離體的植物組織，器官或細(xì)胞（外植體）→愈傷組織→胚狀體→植株（新植體）。2、原理：植物細(xì)胞的全能性。3、條件：①細(xì)胞離體和適宜的外界條件（如適宜溫度、適時(shí)的光照、pH和無菌環(huán)境等）；②一定的營養(yǎng)（無機(jī)、有機(jī)成分）和植物激素（生長素和細(xì)胞分裂素）?！驹斀狻緼、人工誘導(dǎo)植物原生質(zhì)體融合的方法有物理法（離心、振動(dòng)、電激等）和化學(xué)法（聚乙二醇PEG），融合后的細(xì)胞再生出細(xì)胞壁是融合成功的標(biāo)志，利用了細(xì)胞膜具有流動(dòng)性的特點(diǎn)，A正確；B、利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)可大量獲得細(xì)胞代謝產(chǎn)物，如大量生產(chǎn)人參皂甙干粉，且已投入規(guī)模化生產(chǎn)，B正確；C、植物培養(yǎng)基中常用的植物生長調(diào)節(jié)劑一般可以分為生長素類、細(xì)胞分裂素類和赤霉素類，是人工調(diào)控組織培養(yǎng)的“魔術(shù)棒”，C正確；D、獲取植物原生質(zhì)體時(shí)，應(yīng)該在與細(xì)胞液濃度等滲的緩沖液中進(jìn)行，避免細(xì)胞失水影響正常生命活動(dòng)或?qū)嶒?yàn)操作，D錯(cuò)誤。故選D。4．下列有關(guān)植物組織培養(yǎng)的敘述錯(cuò)誤的是(

)A．植物組織培養(yǎng)過程中要注意細(xì)胞分裂素和生長素的適宜比例B．用纖維素酶和果膠酶處理獲得的植物細(xì)胞原生質(zhì)體失去了全能性C．同種植物的不同基因型個(gè)體的細(xì)胞全能性表達(dá)程度會(huì)大不相同D．同一株綠色開花植物不同部位的細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)獲得的愈傷組織基因可能不同【答案】B【分析】植物組織培養(yǎng)的過程：離體的植物組織、器官或細(xì)胞（外植體）經(jīng)脫分化形成愈傷組織，在經(jīng)再分化形成胚狀體→植株（新植體）。2、植物組織培養(yǎng)的原理：植物細(xì)胞具有全能性。3、植物組織培養(yǎng)的條件：①細(xì)胞離體和適宜的外界條件（如適宜溫度、適時(shí)的光照、pH和無菌環(huán)境等）；②一定的營養(yǎng)（無機(jī)、有機(jī)成分）和植物激素（生長素和細(xì)胞分裂素）；決定植物脫分化和再分化的關(guān)鍵因素是植物激素的種類和比例，特別是生長素和細(xì)胞分裂素的協(xié)同作用在組織培養(yǎng)過程中非常重要，被稱為“激素杠桿”?！驹斀狻緼、植物組織培養(yǎng)包括脫分化和再分化兩個(gè)過程，而決定植物脫分化和再分化的關(guān)鍵因素是植物激素（生長素和細(xì)胞分裂素）的比例，因此植物組織培養(yǎng)過程中要注意細(xì)胞分裂素和生長素的適宜比例，A正確；B、用纖維素酶和果膠酶處理植物細(xì)胞只能破壞植物細(xì)胞的細(xì)胞壁，不會(huì)使獲得的植物細(xì)胞原生質(zhì)體失去了全能性，B錯(cuò)誤；C、植物全能性表達(dá)會(huì)因植物的種類、基因型不同而不同，所以同種植物的不同基因型個(gè)體的細(xì)胞全能性表達(dá)程度會(huì)大不相同，C正確；D、以同一株綠色開花植物的任何細(xì)胞經(jīng)組織培養(yǎng)獲得的愈傷組織的基因型可能不同，如花粉細(xì)胞和體細(xì)胞培養(yǎng)形成的植株愈傷組織的基因型不同，D正確。故選B。課堂小結(jié)板書設(shè)計(jì)植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)一、植物組織培養(yǎng)1.細(xì)胞全能性（1）概念（2）原因2.植物組織培養(yǎng)的步驟二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)1.定義2.步驟3.方法教學(xué)過程（第2課時(shí)植物細(xì)胞工程的應(yīng)用）教學(xué)內(nèi)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)新課導(dǎo)入“手指植物”通常培育在裝有彩色固體培養(yǎng)基的小玻璃瓶中，只要保證充足的光照和適宜的溫度，不需要額外補(bǔ)充水分和營養(yǎng)物質(zhì)，它們就能在玻璃瓶中生長三四個(gè)月之久?！笆种钢参铩钡闹谱鞣椒ㄓ玫搅酥参锝M織培養(yǎng)技術(shù)。在制作過程中，一定要注意做好滅菌和消毒工作，為了防止污染可在培養(yǎng)基中加入一定量的抑菌劑。另外，還可以根據(jù)個(gè)人喜好，在培養(yǎng)基中加入適量的色素或者熒光劑，使“手指植物”更具有觀賞價(jià)值。通過對(duì)“手指植物”這種學(xué)生平時(shí)接觸不到的事物引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)入本節(jié)課的學(xué)習(xí)。一、植物繁殖的新途徑【布置任務(wù)】任務(wù)一：學(xué)生自主閱讀課本，完成下列問題。（一）閱讀課本39頁，回答以下問題，1.什么是快速繁殖技術(shù)？2.快速繁殖的核心技術(shù)是？3.快速繁殖技術(shù)有什么優(yōu)點(diǎn)？有哪些應(yīng)用實(shí)例？展示鐵皮石斛的工廠化生產(chǎn)圖片學(xué)生在閱讀教材之后，以小組為單位討論問題，并回答問題，教師在學(xué)生回答期間給予適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充和糾錯(cuò)。1.快速繁殖（注意：扦插、壓條、嫁接不屬于微型繁殖技術(shù)）（1）概念：也叫微型繁殖，是用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)。（2）原理：植物細(xì)胞的全能性。（3）特點(diǎn)：①無性繁殖，保持優(yōu)良品種的遺傳特性②高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖③保持優(yōu)良品種的遺傳特性，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)【思考】植物組織培養(yǎng)可以進(jìn)行快速繁殖的原因是什么？愈傷組織細(xì)胞分裂旺盛、快速，對(duì)愈傷組織進(jìn)行分割、移瓶、誘導(dǎo)再分化就可以形成大量的新植株。植物組織培養(yǎng)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，一般不受季節(jié)、氣候等條件的限制。（二）閱讀課本40頁第12段，回答以下問題：①培育脫毒苗的原因是什么？②作物脫毒培育的過程中選材部位和方法是什么？③作物脫毒繁殖技術(shù)有什么優(yōu)點(diǎn)？有哪些應(yīng)用實(shí)例2.作物脫毒（1）培育脫毒苗的原因：無性繁殖的方式進(jìn)行繁殖的作物，感染的病毒很容易傳給后代，并在作物體內(nèi)逐年積累，會(huì)導(dǎo)致作物產(chǎn)量降低、品質(zhì)變差。（2）選材部位植物頂端分生區(qū)附近（如莖尖）選材原因：分生區(qū)附近的病毒極少，甚至無病毒。（3）方法植物分生區(qū)病毒極少，切取莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)獲得脫毒苗。（即：莖尖組織培養(yǎng)技術(shù)）。（4）優(yōu)點(diǎn)脫毒作物的產(chǎn)量和品質(zhì)明顯優(yōu)于沒有脫毒的作物。【注意】脫毒苗不等于抗毒苗。（5）脫毒產(chǎn)品馬鈴薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠蘿和香蕉等。通過閱讀教材、與同學(xué)之間互相討論，鍛煉學(xué)生的提煉信息能力和合作精神的培養(yǎng)。展示圖片“脫毒草莓”“脫毒馬鈴薯”，并結(jié)合教材中第40頁的相關(guān)文字，引導(dǎo)學(xué)生思考。二、作物新品種的培育【布置任務(wù)】任務(wù)二：學(xué)生自主閱讀課本，完成下列問題。（一）閱讀課本40頁第3段和圖27，明確單倍體育種的方法、過程、原理和優(yōu)點(diǎn)。分析實(shí)例比較傳統(tǒng)育種和單倍體育種。1.單倍體育種（1）方法花藥離體培養(yǎng)得到單倍體幼苗，秋水仙素處理抑制有絲分裂前期紡錘體的形成，染色體加倍得到穩(wěn)定遺傳（純合子）的優(yōu)良品種。（2）過程（3）原理染色體（數(shù)目）變異、植物細(xì)胞的全能性。（4）優(yōu)點(diǎn)后代都是純合子，能穩(wěn)定遺傳；明顯縮短育種年限，加速育種進(jìn)程；作為體細(xì)胞誘變育種和研究遺傳突變的理想材料。【案例分析】現(xiàn)有紫色非甜玉米（基因型AASS）和白色甜玉米（基因型aass），如何短時(shí)間獲得純種的紫色甜玉米（基因型AAss）？（二）閱讀課本41頁第23段，明確產(chǎn)生突變體的誘變處理對(duì)象是什么？對(duì)突變體的利用、原理和優(yōu)缺點(diǎn)有哪些？2.突變體的利用（1）誘變處理對(duì)象愈傷組織、單倍體育種獲得的隱性純合體產(chǎn)生突變體的原因：植物組織培養(yǎng)中，培養(yǎng)的細(xì)胞不斷分裂易受培養(yǎng)條件和誘變因素的影響產(chǎn)生突變。（2）利用：篩選對(duì)人們有利的突變體，進(jìn)而培育成新品種。（3）原理：基因突變和植物細(xì)胞的全能性。（4）優(yōu)點(diǎn)：提高變異的頻率，加速育種進(jìn)程；大幅度地改良某些性狀。（5）缺點(diǎn)：難以控制突變方向，有利性狀比較少，需要大量處理實(shí)驗(yàn)材料。提出問題“怎樣短時(shí)間內(nèi)獲得純種紫色甜玉米”，小組之間合作交流得出答案，培養(yǎng)學(xué)生小組合作的意識(shí)，鍛煉學(xué)生的思維能力。三、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)【布置任務(wù)】任務(wù)三：學(xué)生自主閱讀課本，完成下列問題。（一）閱讀課本41頁第46段和相關(guān)信息，明確植物代謝產(chǎn)物的分類、特點(diǎn)。1.植物的代謝產(chǎn)物初生代謝產(chǎn)物：生物生長生存所必需的代謝活動(dòng)如糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸等。次生代謝產(chǎn)物：非生物生長所必需，在特定條件下進(jìn)行。一類小分子有機(jī)化合物（如酚類、萜類和含氮化合物等）。（二）明確工廠化生產(chǎn)的細(xì)胞產(chǎn)物類型有哪些？生產(chǎn)過程是怎樣的？有哪些實(shí)例？2.細(xì)胞產(chǎn)物工廠化生產(chǎn)（1）細(xì)胞產(chǎn)物種類蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥物、香料、生物堿(紫草素、人參皂甙、紫杉醇)等。（2）技術(shù)植物組織培養(yǎng)技術(shù)（在離體條件下對(duì)單個(gè)植物細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行培養(yǎng)使其增殖的技術(shù)）（3）生產(chǎn)過程3.植物產(chǎn)物工廠化生產(chǎn)實(shí)例利用人參與人參皂苷?qǐng)D片，展示利用植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)來大量生產(chǎn)人參皂甙干粉過程，讓學(xué)生討論學(xué)習(xí)。工廠化生產(chǎn)人參皂甙干粉的基本流程：人參皂苷的工廠化生產(chǎn)使產(chǎn)量大大增加?！咀⒁狻竣僖话憬M織培養(yǎng)到愈傷組織即可。因?yàn)榇藭r(shí)細(xì)胞分裂能力旺盛，代謝快，有利于產(chǎn)物生成。②液體培養(yǎng)基（培養(yǎng)液）有利于培養(yǎng)的細(xì)胞與營養(yǎng)物質(zhì)充分接觸。教師引導(dǎo)學(xué)生回答問題，并培養(yǎng)學(xué)生的閱讀、觀察和分析問題的能力。最后，教師與學(xué)生一起回顧本節(jié)課的內(nèi)容，建構(gòu)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。課堂練習(xí)1．甘薯由于具有增強(qiáng)免疫功能、防癌抗癌、抗衰老、防止動(dòng)脈硬化等作用，故越來越被人們喜愛。但甘薯屬于無性繁殖作物，同時(shí)又是同源六倍體，具有自交不育和雜交不親和性，這使甘薯生產(chǎn)和育種存在諸多常規(guī)方法難于解決的問題。下列相關(guān)操作不合理的是（

）A．用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)，可以解決種苗用量大、成本高的問題B．利用莖尖分生組織培養(yǎng)脫毒苗，使植株具備抗病毒的能力，產(chǎn)品質(zhì)量得到提高C．利用原生質(zhì)體融合實(shí)現(xiàn)體細(xì)胞雜交，克服雜交不親和，可以充分利用遺傳資源D．利用培養(yǎng)的愈傷組織進(jìn)行誘變育種，可以顯著提高變異頻率，有利于縮短育種年限【答案】B【分析】植物的體細(xì)胞雜交是將不同植物的細(xì)胞通過細(xì)胞融合技術(shù)形成雜種細(xì)胞，進(jìn)而利用植物的組織培養(yǎng)將雜種細(xì)胞培育成多倍體的雜種植株，植物體細(xì)胞雜交依據(jù)的原理是細(xì)胞膜的流動(dòng)性和植物細(xì)胞的全能性?！驹斀狻緼、植物細(xì)胞工程應(yīng)用之一是：用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)，被人們形象地稱為植物的快速繁殖技術(shù)，也叫作微型繁殖技術(shù)。它不僅可以高效、快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖，還可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性。A正確；B、莖尖等分裂旺盛部位基本無病毒感染。目前采用莖尖組織培養(yǎng)技術(shù)脫去病毒，已在許多作物上獲得成功。脫毒的作物不僅能增產(chǎn)而且品質(zhì)也明顯優(yōu)于沒有脫毒的作物。脫毒≠抗病毒，B錯(cuò)誤；C、原生質(zhì)體的融合原理是細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性，通過去壁、促融、細(xì)胞壁再生、組織培養(yǎng)技術(shù)后可培育出異源雜合體，C正確；D、愈傷組織具有分裂旺盛的優(yōu)點(diǎn)，適合用于誘變育種，能提高突變頻率，有利于縮短育種年限。D正確。故選B。2．下圖表示四倍體蘭花葉片通過植物組織培養(yǎng)形成植株的過程，相關(guān)敘述正確的是（）A．②和③階段會(huì)發(fā)生減數(shù)分裂B．①階段和③階段所用的培養(yǎng)基相同C．①階段有細(xì)胞增殖但無細(xì)胞分化D．此蘭花的花藥離體培養(yǎng)所得植株為二倍體【答案】C【分析】1、單倍體：由配子直接發(fā)育成的個(gè)體。2、若該個(gè)體是由受精卵發(fā)育來的，體細(xì)胞含有幾個(gè)染色體組就是幾倍體。【詳解】A、在植物組織培養(yǎng)過程中涉及有絲分裂，沒有減數(shù)分裂，即②和③階段不會(huì)發(fā)生減數(shù)分裂，A錯(cuò)誤；B、①階段和②階段培養(yǎng)基需要加入細(xì)胞分裂素和生長素，而③階段不需要，即①階段和③階段所用的培養(yǎng)基不相同，B錯(cuò)誤；C、植物組織培養(yǎng)技術(shù)包括脫分化和再分化兩個(gè)階段，過程①是脫分化，有細(xì)胞增殖但無細(xì)胞分化，②是再分化，C正確；D、由花藥離體培養(yǎng)獲得的是單倍體植株，D錯(cuò)誤。故選C。3．目前七葉一枝花屬瀕危名貴中藥材，科學(xué)家嘗試應(yīng)用生物技術(shù)繁殖和保存七葉一枝花資源，并利用植物細(xì)胞工程獲取其有效成分。下列敘述正確的是（