下载文档原格式
第7课时 植物细胞工程的实际应用 目标导航 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。
一、植物繁殖的新途径1．微型繁殖(1)概念：用于__________优良品种的______________技术。
(2)特点：属于______繁殖，能够保持____________的遗传特性，还可以高效快速地实现种苗的____________。
(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)选材部位：植物的____________。
(2)选材原因：____________的______极少，甚至________。
(3)实例：目前采用______________培养技术来脱除病毒，在________、______、甘蔗、菠萝、香蕉等主要经济作物上已获成功。
3．神奇的人工种子(1)概念：以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____________。
②不受________、________和________限制。
(3)实例：我国已成功地把________、________、________和________的胚状体制备成了人工种子。
二、作物新品种的培育1．单倍体育种(1)方法：________离体培养→________植株――→染色体加倍纯合子植株。
(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________。
课时跟踪检测(六) 植物细胞工程的实际应用(满分50分 时间25分钟)一、选择题(每小题2分，共16分)1．下列关于植物组织培养技术的叙述，正确的是( )①这种技术利用了植物细胞的全能性 ②这种技术可以克隆生物体 ③这种技术属于细胞工程的应用领域之一 ④这种技术是一种无性繁殖的方式A ．①B ．①②C ．①②③D ．①②③④解析：选D 植物组织培养培育成的植株的体细胞和最初离体培养的细胞中遗传物质完全相同，所以是离体培养细胞的克隆(无性繁殖)过程。
2．下列有关植物组织培养的叙述，正确的是( )A ．愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞B ．二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株C ．用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工种子D ．植物耐盐突变体可通过添加适量 NaCl 的培养基培养筛选而获得解析：选D A 项中愈伤组织是一团排列疏松而无规则、高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞，不具有特定的结构和功能；B 项中二倍体植株的花粉中只含一个染色体组，培养得到的个体为单倍体，高度不育，其幼苗需用秋水仙素处理后才能稳定遗传；C 项中愈伤组织不能用于制备人工种子；D 项中用特定的选择培养基可筛选出所需要的突变体类型。
3．对人参皂甙干粉进行工厂化生产，下列哪种技术是必需的( )A ．杂交育种B ．植物组织培养C ．多倍体育种D ．单倍体育种解析：选B 对人参皂甙干粉进行工厂化生产，必须先通过植物组织培养获得人参皂甙产量高的细胞株，然后进行大规模发酵生产。
4．下图为植物组织培养的基本过程，则制作人工种子，及生产治疗烫伤、割伤的药物——紫草素，应分别选用的是( )①――→脱分化 ②――→再分化③―→④ A ．④②B ．③②C ．③④D ．④③ 解析：选B 人工种子是利用植物组织培养产生的胚状体、不定芽等外包人工薄膜得到的种子；生产治疗烫伤、割伤的药物——紫草素，是经过细胞培养过程快速获得愈伤组织，从愈伤组织细胞中提取所需的细胞产物。
《植物细胞工程的实际应用》作业设计方案（第一课时）一、作业目标：1. 理解和掌握植物细胞工程的基本原理和应用；2. 培养实验操作技能和观察能力；3. 培养分析和解决问题的能力，以及团队协作和交流能力。
二、作业内容：1. 实验操作：进行植物细胞悬浮细胞的制备和培养。
学生需要按照实验步骤，制备植物细胞悬浮细胞，并进行培养。
需要记录实验过程和结果，包括细胞的生长情况、形态变化等。
2. 文献查阅和报告：学生需要查阅与植物细胞工程实际应用相关的文献，了解植物细胞工程在农业、工业、医药等领域的应用实例。
学生需要撰写报告，阐述所选领域的植物细胞工程应用现状、发展趋势等，并与其他同学进行分享和讨论。
3. 小组讨论：学生以小组为单位，选择一个具体的植物细胞工程实际应用案例，进行调查和研究。
每个小组需要提交一份报告，描述所选案例的研究现状、存在的问题、可能的解决方案和发展前景。
三、作业要求：1. 实验操作过程中，学生需要严格按照实验步骤进行，确保实验的准确性和安全性；2. 文献查阅和报告需要真实、客观，能够反映所选领域的最新研究进展；3. 小组讨论需要充分讨论，各小组之间可以互相学习和交流；4. 所有作业需要在规定时间内提交，并按照要求完成。
四、作业评价：1. 实验操作的评价：根据学生的实验记录和报告，评价学生的实验操作技能和观察能力；2. 文献查阅和报告的评价：根据学生的文献查阅和报告的内容、语言表达等方面进行评价，考察学生对于植物细胞工程实际应用的理解程度；3. 小组讨论的评价：根据小组讨论的参与程度、报告质量等方面进行评价，考察学生的团队协作和交流能力。
五、作业反馈：1. 学生提交作业后，教师将对作业进行批改，并给出反馈意见；2. 反馈意见将包括对作业的整体评价、存在的问题以及改进建议；3. 学生应根据反馈意见对作业进行修改和完善，以提高自己的学习效果。
通过本次作业，学生将能够更好地理解和掌握植物细胞工程的基本原理和应用，同时培养自己的实验操作技能、观察能力、分析和解决问题的能力以及团队协作和交流能力。
2.1.2 植物细胞工程的实际应用1.下列不属于植物细胞工程的应用的是( )A.培育人工种子B.获得脱毒草莓C.微型繁殖杨树D.水稻杂交育种解析:因为在水稻杂交育种的过程中,不存在植物组织培养过程,也不涉及植物体细胞杂交,故杂交育种不属于植物细胞工程的实际应用。
答案:D2.用植物组织培养技术,可以培育出或生产出( )A.香料B.无病毒植物C.人工种子D.A、B、C均是答案:D3.下列四个选项中没有采用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答案:B4.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.种皮能够自我生成C.利用植物组织培养获得的种子D.人工种子发芽率低解析:人工种子是用植物组织培养的方法,诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状体,经过人工薄膜包装得到的种子,是植物组织培养的一个应用。
答案:C5.下列有关植物组织培养技术应用的叙述,不正确的是( )A.利用植物组织培养技术可大规模地生产食品添加剂、香料等B.利用植物组织培养技术产生突变体,筛选获得具有优良性状的新品种C.利用植物组织培养技术能大幅度提高粮食产量D.利用植物组织培养技术可大规模地生产抗体等解析:基因突变是不定向的,通过筛选后才能够得到具有优良性状的个体。
抗体只能由动物细胞产生,植物组织培养不能对其进行生产。
答案:D6.下列关于脱毒马铃薯培育的说法,不正确的是( )A.应该选用马铃薯根部成熟区的细胞进行组织培养B.应该选取马铃薯根尖分生区细胞或茎尖进行组织培养C.脱毒马铃薯苗在生长发育过程中仍会感染病毒D.脱毒马铃薯比未经脱毒的马铃薯品质好、产量高答案:A7.下列有关植物细胞工程应用的叙述,不正确的是( )A.利用组织培养技术培育脱毒苗,获得具有抗病毒的新品种B.利用组织培养技术获得人工种子,能保持亲本的优良性状C.利用细胞培养技术获得紫草素,实现了细胞产物的工厂化生产D.利用植物体细胞杂交技术获得“萝卜—甘蓝”,克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍解析:脱毒苗的含义是脱掉病毒或者基本上不带病毒,而不是产生抗病毒能力。
专题2 细胞工程2.1 植物细胞工程2.1.2 植物细胞工程的实际应用课下提能一、选择题1．科学家通过植物组织培养可获得人工种子，有关人工种子的说法不正确的是( )A．可解决有些作物繁殖能力差、结子困难等问题B．属于无性生殖，后代能够保持亲本的优良性状C．经组织培养形成胚状结构，包裹上人造种皮即可D．属于有性生殖，后代具有更大的变异性解析：选D 人工种子属于无性繁殖，这可解决有些作物繁殖能力差、结子困难等问题，A正确；人工种子属于无性生殖，后代能够保持亲本的优良性状，不具有变异性，B正确，D错误；经组织培养形成胚状结构，包裹上人造种皮即可，C正确。
2．下列生物技术的应用实例中，运用的原理与其他各项不同的是( ) A．悬浮培养人参细胞，提取人参皂甙B．利用花药离体培养获得单倍体植株C．将转入贮存蛋白基因的向日葵细胞培育成植株D．通过植物组织培养获得完整植株解析：选A 提取细胞产物人参皂甙运用的原理是细胞增殖；B、C、D项运用的原理都是植物细胞的全能性。
3．马铃薯利用它的块茎进行无性生殖，种植的世代多了以后往往因感染病毒而减产，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．利用茎尖进行组织培养D．人工诱导基因突变解析：选C 马铃薯种植世代多了以后往往因感染病毒而减产，而不是遗传物质发生变化造成的，因此不需要考虑根据遗传变异的原理进行育种。
其茎尖几乎不含病毒，可以通过组织培养获得脱毒苗。
4．在工业化大量培养植物试管苗的过程中，一般进行如下操作，则正确的操作顺序是( )①诱导形成芽②取合适外植体③诱导形成愈伤组织④诱导形成未分化状态的细胞⑤诱导形成根A．②①③④⑤B．②④③①⑤C．②③④①⑤D．②⑤①④③解析：选B 工业化大量培养植物试管苗的过程为植物组织培养过程，其操作顺序是取离体的器官、组织、细胞(外植体)→诱导形成未分化状态的细胞→诱导形成愈伤组织→诱导形成丛芽、根、胚状体→移栽成活。
课时作业6 植物细胞工程的实际应用一、选择题1．下列属于植物细胞工程实际应用的是( )①制造人工种子②微型繁殖③培育抗病毒烟草④培育单倍体⑤生产脱毒植株A．①②③④B．①③④⑤C．①②④⑤D．②③④⑤解析：植物细胞工程应用范围较广，除①②④⑤外还包括利用植物体细胞杂交生产杂种植物，利用植物细胞培养生产香料、药物等。
③中培育抗病毒烟草属于基因工程的操作。
答案：C2．下列属于植物的微型繁殖技术的是( )A．兰花的芽尖组织培育成兰花幼苗B．水稻种子萌发并长成新个体C．扦插的葡萄枝长成新个体D．柳树芽发育成枝条解析：水稻种子萌发并长成新个体、柳树芽发育成枝条，均属于生物的个体发育部分；扦插的葡萄枝长成新个体属于无性繁殖中的营养生殖。
答案：A3．在植物组织培养过程中，容易获得突变体的主要原因是( )A．培养的细胞一直处于不断的分生状态B．培养基营养丰富，适于植物生长C．纺锤丝的形成容易受抑制D．DNA复制容易受抑制解析：在植物组织培养过程中，由于培养的细胞一直处于不断的分生状态，容易受一些条件的影响而产生突变。
答案：A4．某株名贵花卉用种子繁殖时会发生性状分离，为了防止性状分离并快速繁殖，可利用该植物体的一部分器官或组织进行离体培养，但不能采用该植株的( ) A．茎尖B．芽C．叶片D．花粉粒解析：花粉粒细胞离体培养得到的植株是单倍体，改变了原有植株遗传物质。
答案：D5．在下列选项中，需要采用植物组织培养技术的是( )①利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，获得多倍体植株②获取大量的脱毒苗③利用基因工程培育抗棉铃虫的植株④单倍体育种⑤无子西瓜的快速大量繁殖A．①②③B．③④⑤C．①②④⑤D．②③④⑤解析：培育多倍体利用的原理是秋水仙素抑制纺锤体的形成，导致染色体数目加倍，不需要采用植物组织培养；获取大量脱毒苗，快速大量繁殖无子西瓜必须采用植物组织培养；基因工程育种以及单倍体育种过程中，受体细胞及花药离体培养均采用植物组织培养。
《植物细胞工程的实际应用》作业设计方案（第一课时）一、作业目标：1. 理解和掌握植物细胞工程的基本原理和技术；2. 能够分析植物细胞工程在实践中的应用；3. 培养实践能力和创新思维，提高解决实际问题的能力。
二、作业内容：1. 案例分析：选择一个具体的植物细胞工程应用案例（如转基因抗虫棉的生产），通过查阅资料，了解该技术的应用背景、技术流程和实际效果，撰写一篇150字以上的案例分析报告；2. 实验设计：针对一个植物细胞工程实践项目（如组织培养获得人工种子）进行实验设计和实施，包括实验原理、材料准备、操作步骤、数据分析等，并撰写实验报告；3. 讨论与思考：根据所学的植物细胞工程知识，讨论植物细胞工程在农业生产、医药卫生、环境保护等领域的应用前景，并提出自己的思考和见解。
三、作业要求：1. 报告应包含案例或实验的全过程，数据记录与分析，结论与总结；2. 报告应条理清晰、语言简练、逻辑性强；3. 报告字数不少于300字。
四、作业评价：1. 评价标准：作业完成情况、报告质量、创新性、实践操作能力等；2. 评价方式：学生自评、小组互评、教师评价相结合。
五、作业反馈：1. 教师根据作业评价标准，对学生的作业进行点评和指导；2. 学生根据教师的点评和指导，对自己的作业进行修改和完善；3. 鼓励学生在讨论区与其他同学交流学习心得和体会，共同提高。
通过本次作业，学生将能够将所学知识应用于实践，培养实践能力和创新思维，提高解决实际问题的能力。
同时，通过案例分析和实验设计，学生将更好地理解和掌握植物细胞工程的基本原理和技术。
教师可以通过作业反馈，了解学生的学习情况和问题，及时给予指导和帮助，促进学生的学习进步。
作业设计方案（第二课时）一、作业目标：1. 理解植物细胞工程在实际生产和生活中的应用；2. 掌握植物细胞工程的基本技术，如组织培养；3. 能够运用所学知识解决实际问题，提高实践能力和创新思维。
二、作业内容：1. 小组讨论：选择一个具体的植物细胞工程应用案例，如转基因抗病抗虫的植物、人工种子、植物快速繁殖等，进行深入讨论，分析其原理和技术要点，并讨论其在实际应用中的优缺点。
植物细胞工程的应用1．有关甘蓝的原生质体的叙述中，不正确的是（）A、组成原生质体的主要生命物质是蛋白质和核酸B、原生质体包括细胞膜、液泡膜及两者之间的原生质C、被去掉细胞壁的植物细胞是原生质体D、原生质体可用于植物体细胞杂交【答案】B【解析】试题分析：蛋白质是生命活动的主要承担者，核酸是遗传物质，控制生命活动，所以组成原生质体的主要生命物质是蛋白质和核酸，A正确；原生质体包括细胞膜、液泡膜及两者之间的细胞质，B错误；、原生质体是指被去掉细胞壁的植物细胞，是植物细胞内的生命结构，C正确；植物体细胞杂交必须先经过酶解法去壁获得原生质体，D正确。
考点：本题主要考查植物细胞工程和原生质体相关知识，意在考查考生能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。
2．下列现代生物科技的应用中，不需要进行检测与筛选的是 ( )A．对植物的茎尖进行组织培养获得脱毒苗B．将鼠的骨髓瘤细胞与B淋巴细胞融合，制备单克隆抗体C．利用植物体细胞杂交技术培育“萝卜—甘蓝”D．将抗虫基因导入植物细胞，培育具有抗虫特性的新植株【答案】A【解析】试题分析：植物组织培养技术不需要进行检测和筛选，A正确；制备单克隆抗体至少两次筛选，B错误；利用植物体细胞杂交技术培育“萝卜—甘蓝”时，需筛选出杂种细胞，C错误；用基因工程技术培育抗虫植株需进行目的基因的检测，D错误。
考点：本题考查细胞工程与基因工程的知识，意在考查考生识记能力和理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力。
3．用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，下列叙述错误的是（）A．该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的B．该愈伤组织的细胞没有全能性C．该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成D．该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构【答案】B【解析】试题分析：植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性，其过程为离体的植物组织，器官或细胞经过脱分化形成愈伤组织（高度液泡化，无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松、无规则的组织）；愈伤组织经过再分化形成胚状体，进一步发育成植株．解：A、愈伤组织是外植体脱分化和分离形成的，A正确；B、愈伤组织细胞含有该生物全部的遗传物质，仍然具有全能性，且全能性比外植体高，B错误；C、愈伤组织是高度液泡化，无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松、无规则的组织，C 正确；D、愈伤组织经过再分化可以形成胚状体，D正确．故选：B．考点：植物培养的条件及过程．4．下列关于影响植物组织培养因素，说法正确的是A.不同植物组织培养的难易程度不同，同一种植物材料培养的难易程度相同B.在植物组织培养中，培养基中必须添加植物激素C.pH、温度、光照条件等对植物组织培养也特别重要D.植物激素中生长素和细胞分裂素的作用是互相独立的【答案】C【解析】试题分析：不同植物组织培养的难易程度不同，同一种植物材料也会因年龄、保存时间的长短等导致实验结果不同，故A错误；在植物组织培养中，培养基中常常要添加植物激素，但不是都必须添加植物激素，如菊花茎段组织培养不必添加植物激素，故B错误；pH、温度、光照条件等对植物组织培养也特别重要，D项正确；各种植物激素的作用是相互联系的，而不是互相独立的，故D错误。
2.1.2 植物细胞工程的实际应用一、选择题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（）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ABCA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。
《植物细胞工程的实际应用》作业设计方案（第一课时）一、作业目标本课时作业设计的目标是帮助学生理解并掌握植物细胞工程的基本概念和实际操作过程，能正确理解并应用细胞工程的原理，以及在实际生产中的应用价值。
二、作业内容1. 预习作业：学生需预习《植物细胞工程的实际应用》的课程内容，包括细胞工程的基本概念、原理及常见技术手段。
重点理解植物组织培养和基因编辑等技术的具体操作过程。
2. 实践操作作业：结合课堂所学知识，完成一次植物组织培养的实践操作。
学生需准备必要的实验材料，如植物组织、培养基等，并按照课堂所授步骤进行操作。
在操作过程中，需注意无菌操作、温度控制等关键环节。
3. 作业报告：学生需撰写一份关于植物组织培养实践操作的报告，包括实验材料准备、实验步骤、实验结果及分析等内容。
报告需详细记录实验过程，并对实验结果进行客观分析，阐述细胞工程在实际应用中的价值。
三、作业要求1. 实践操作作业要求：学生在进行实践操作时，需严格遵守实验室规定，注意安全操作，确保实验的顺利进行。
同时，学生需按照老师提供的操作步骤和要求进行操作，不得随意更改实验方案。
2. 作业报告要求：报告需内容完整、结构清晰，实验结果客观真实。
报告中的文字应准确、简洁，用科学术语表达实验过程和结果。
同时，学生需对实验过程中遇到的问题和困难进行记录，并提出改进意见。
四、作业评价1. 实践操作评价：老师将根据学生的操作过程、实验结果及实验室安全卫生等方面进行评价。
评价标准包括操作规范性、实验结果准确性等。
2. 作业报告评价：老师将根据报告的完整性、逻辑性、客观性等方面进行评价。
评价标准包括报告内容的准确性、语言表达的清晰度等。
五、作业反馈1. 老师将对每位学生的作业进行批改，指出存在的问题及改进意见。
2. 对于优秀的作业报告和实践操作，老师将给予表扬和鼓励，并作为班级展示的范例。
3. 针对学生在作业中普遍存在的问题，老师将在课堂上进行讲解和指导，帮助学生解决疑惑。
2.1.2 植物细胞工程的实际应用 目标导航 1.举例说明植物细胞工程在植物繁殖方面的应用。
2.列举植物细胞工程在作物新品种培育方面的应用。
3.概述细胞产物的工厂化生产的原理。
一、植物繁殖的新途径(阅读P 38－39)1．微型繁殖(1)概念：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。
(2)属于无性(填有性、无性)繁殖，能够保持优良品种的遗传性状。
2．作物脱毒(1)选材部位：植物分生区附近的部位，因为此处细胞内病毒极少，甚至无病毒。
(2)优点：提高作物的产量和品质。
3．人工种子(1)组成：由胚状体、不定芽、顶芽和腋芽作为保护性外壳的人工种皮和提供胚状体进一步发育所需营养的人工胚乳。
如下图：(2)特点：后代无性状分离，不受季节、气候和地域的限制。
二、作物新品种的培育及细胞产物的工厂化生产(阅读P 40－41)1．单倍体育种(1)过程：花药――→离体培养 单倍体植株――→人工诱导染色体加倍稳定遗传的优良品种。
(2)优点：①后代是纯合子，能稳定遗传。
②可明显缩短育种年限。
(3)实例：烟草、小麦等。
2．突变体的利用(1)过程：在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变，从中筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。
(2)优点：可以得到抗逆性(抗盐、抗病和抗除草剂等)品种和含有高蛋白的植株。
(3)实例：抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的野生烟草、抗除草剂的白三叶草等。
3．细胞产物的工厂化生产(1)种类：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。
(2)技术：植物组织培养技术。
(3)实例：人参、三七、紫草和银杏的细胞产物都已实现工厂化生产。
判断正误：(1)植物组织培养技术不仅可以保持优良品种的遗传特性，还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。
( )(2)人工种子就是以植物种子的胚等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。
( )(3)单倍体育种通过花药离体培养获得单倍体植株，染色体加倍后两年便可获得稳定遗传的优良品种，极大地缩短了育种年限。
( )(4)在植物的组织培养过程中，由于所培养的细胞进行有丝分裂，所以不会发生突变。
( )(5)利用植物组织培养技术可获得的细胞产物包括蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。
( )(6)单倍体育种的目的是获得单倍体本身。
( )(7)细胞产物的生产是将植物细胞培养到愈伤组织。
( )答案(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×(7)√一、植物繁殖的新途径1．微型繁殖(1)本质：微型繁殖实际上是一种无性繁殖，能保持亲本的一切优良性状，这项技术只运用了植物组织培养技术，因此该过程只涉及有丝分裂，不涉及减数分裂。
(2)优点：使用材料少，培养周期短，繁殖率高，便于自动化管理，有利于进行工厂化培养。
2．作物脱毒(1)病毒的特点：病毒是寄生生物，在用种子繁殖或用植物根、茎的无性繁殖过程中，种子、根、茎的细胞中可能携带着病毒并传给下一代，使其繁殖的子代感染病毒。
(2)材料的选取：据检测，植物的分生区附近的病毒极少，甚至无病毒。
如果将未被病毒感染的植株的分生组织用植物组织培养的方法培育幼苗用于生产，可以避免病毒对作物的影响，大大提高作物的产量。
3．人工种子(1)人工种皮的要求：①能保持胚状体的活力，即要能透气、透水，含有胚状体发芽所需要的各种营养成分等。
②有利于贮藏、运输和萌发，选取的材料要有韧性、耐压、对胚状体无毒害。
③还应含有农药和杀菌剂，以防播种后害虫及微生物的侵害。
④还要加入能促进胚状体生长和发育的一些植物生长调节剂、有益菌等。
(2)胚状体的要求：①播种后能快速出苗；②根和芽同步生长，活力强；③形成的幼苗的形态与生长要正常。
(3)制备流程：诱导植物愈伤组织的形成→体细胞胚的诱导→体细胞胚的成熟→机械化包装→储藏或种植。
1．作物培养过程中为什么要进行作物脱毒，如何进行作物脱毒？答案 对于无性繁殖的作物，病毒在作物体内逐年积累，就会导致作物产量降低、品质变差。
而植物分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，因此切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植物就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。
2．脱毒苗与抗毒苗有何区别？答案 脱毒苗：是选择植物的茎尖(刚形成，不含有病毒)进行组织培养而获得的，属于细胞工程的范畴。
抗毒苗：是把某抗病基因导入到受体植株中，并通过一定的方法培育形成的，属于基因工程的范畴。
3．根据种子发育所需的营养物质，分析人工种皮内应含有哪些有效成分？答案 适宜的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等。
4．人工种子和天然种子的区别：人工种子是通过植物组织培养产生的，属于无性繁殖，可保持亲本的优良性状。
自然种子是通过有性生殖产生的，可表现出双亲的遗传性状。
5．获取人工种子胚状体的途径有哪些呢？答案 (1)由已脱分化的外植体直接产生。
(2)由愈伤组织产生。
(3)由悬浮细胞培养产生。
1．下面为人工种子培养过程流程图解，下列相关叙述不正确的( ) 植物叶片――→a 叶组织块――→b 愈伤组织――→c 有生根发芽能力的胚状体结构――→d 人工种子――→e 种苗A ．b 、c 过程中植物激素发挥了重要作用，d 表示给胚状体包上人工胚乳和人工种皮B ．再分化发生在d 步骤，是愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程C ．人工种子的培育是植物组织培养技术的重要用途之一D ．人工种子可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题问题导析 (1)a 表示获得外植体；b 表示脱分化。
(2)c 表示再分化。
(3)d 表示给胚状体包裹上人工胚乳和人工种皮。
(4)e 表示将人工种子种植获得种苗的过程。
答案 B 一题多变判断正误：(1)人工种子一般用离体的植物细胞通过组织培养技术获得。
( )(2)胚状体是由愈伤组织分化而成，离体细胞只有形成愈伤组织才能表现出全能性。
( )(3)同一批次的人工种子可以保证具有相同的基因型。
( )(4)胚状体是由未分化的、具有分裂能力的细胞构成的。
( )答案 (1)√ (2)√ (3)√ (4)×二、作物新品种的培育及细胞产物的工厂化生产1．单倍体育种(1)原理：染色体变异。
(2)过程：取亲本植株花药――→离体培养单倍体幼苗――→秋水仙素处理染色体加倍纯合子植株。
(3)优点①单倍体经过染色体加倍，获得的后代为纯合子，可明显缩短育种年限(一般为2年)。
②用单倍体作为转基因的受体，获得的转基因材料经染色体加倍后基因即可纯合，避免了体细胞作为受体导致后代发生性状分离需要多代选择的麻烦。
(4)缺点：技术相当复杂，需要与杂交育种结合，其中的花药离体培养过程需要组织培养技术的支持，多限于植物。
2．突变体的应用(1)原理：突变及植物细胞的全能性，突变包括基因突变和染色体变异两种。
(2)突变体：在植物组织培养过程中，处于分生状态的培养细胞，容易受到培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而发生基因突变或染色体变异，由此发育而成的个体称为突变体(如图所示)。
(3)体细胞诱变育种：人们从突变体中筛选出对人们有用的个体，进而培育成新品种，这种育种方式叫突变体育种。
①优点：提高愈伤组织的突变率，可以获得高抗、高产、优质、抗逆的新品种，加快了育种进程。
②缺点：a.突变不定向，需要处理大量突变材料；b.突变少利多害，符合人们需要、有利的品种比较少。
3．细胞产物的工厂化生产(1)原理：植物细胞在代谢过程中，能够产生一些有机化合物，如人参皂甙、奎宁、紫杉醇，它们可以作为药物、杀虫剂、香料、色素等的原料。
可以通过大规模培养植物细胞，从中提取这些物质。
(2)技术：植物组织培养技术外植体(离体的植物器官、组织或细胞)――→脱分化愈伤组织――→分散开细胞悬液――→发酵、提取细胞产物(3)工厂化生产人参皂甙的基本过程①选择人参根作为外植体进行培养，产生愈伤组织，经过培养选择增殖速度快而且细胞内人参皂甙含量高的细胞株作为种质。
②将第一步选择的细胞株放在发酵罐中的适当培养液中进行液体培养，增加细胞数量。
③将发酵罐中培养的细胞进行破碎，从中提取人参皂甙。
1．单倍体育种中为何要进行人工诱导染色体加倍？常用的诱导方法是什么？答案 由于单倍体植株弱小，高度不育，因此可用秋水仙素处理单倍体的幼苗，来诱导其染色体加倍；人工诱导染色体加倍最常用的方法是用秋水仙素处理。
2．比较单倍体育种与花药离体培养 花药离体培养是单倍体育种时常用的方法。
花药离体培养得到的植株一般是不可育的单倍体植株，而单倍体育种是在花药离体培养获得单倍体幼苗的基础上，用适当浓度的秋水仙素处理，获得的是纯合可育的植株，且一般自交后代不发生性状分离。
3．根据生产的目的不同，植物组织培养的阶段不同，如微型繁殖应培养到试管苗阶段。
请分析要生产人参皂甙粉，应培养到什么阶段？答案 愈伤组织阶段。
4．在植物组织培养过程中，为什么培养细胞容易在培养条件和外界压力改变的条件下产生突变？答案 因为培养细胞一直处于不断的分生状态。
2．下图列举了几种植物的育种方式，请据图回答相关问题：(1)甲育种方式称为________________________________________________。
(2)通过丁方式可以获得脱毒苗，培养过程中c常常取用茎尖的原因是________________________________________________________________________。
(3)乙方式通常用射线处理植物的愈伤组织能获得较好效果，原因是________________________________________________________________________。
(4)丙方式将外源目的基因导入受体植物细胞，最常采用的方法是______________。
(5)甲、丙两种育种方式与传统杂交育种相比，其优点是________________________________________________________________________。
问题导析(1)由a、b两种细胞通过一定的技术手段获得c，属于植物体细胞杂交，能克服远缘杂交不亲和的障碍。
(2)植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少，甚至没有病毒，因此常用茎尖组织培养技术获得脱毒苗。
(3)由于愈伤组织一直处于不断分裂的状态，容易受到培养条件和外界压力的影响而发生突变。
(4)将外源基因导入受体植物细胞的方法，最常用的是农杆菌转化法。
(5)植物体细胞杂交和基因工程都能克服不同物种间远缘杂交不亲和的障碍，而传统杂交育种由于生殖隔离而不能实现种间杂交。
答案(1)植物体细胞杂交(2)茎尖所含病毒极少，甚至不含病毒(3)愈伤组织细胞处于不断的分生状态，易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变(4)农杆菌转化法(5)能克服不同物种间远缘杂交不亲和的障碍一题多变判断正误：(1)诱变育种处理的材料为分裂活动旺盛的部位，如愈伤组织、芽等。
