高中生物 1.2 植物细胞工程的实际应用导学案（无答案）新人教版选修3

植物细胞工程的实际应用

目标：

列举植物细胞工程的实际应用。 重难点：

植物细胞工程的应用。 作物脱毒培养和人工种子的培育 教学设计 【基础知识】

（一）植物繁殖的新途径 1.微型繁殖

（1）微型繁殖技术：用于 优良品种的 技术。 （2）特点：①保持优良品种的 。

②高效快速地实现种苗 。

（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）材料：植物的 （如 ）。分生区附近的病毒极少，甚至 。 （2）脱毒苗：切取 （例如茎尖）进行组织培养获得的。 （3）优点：使农作物 。 3.人工种子

（1）概念：一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后代无 。

②不受 、 和 限制。

（二）作为新品种的培育 1.单倍体育种

（1）方法： 离体培养 植株 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 。 （三）细胞产物的工厂化生产

1.细胞产物种类： 、脂肪、糖类、 、香料、生物碱等。 2.技术：植物 技术。

3.实例：我国利用植物组织培养技术实现了大量生产 ；另外，三七、紫草和银杏的 也都已经实现了工厂化生产。 【课内探究】 一植物繁殖的新途径

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1.微型繁殖技术为什么能保持亲本的优良性状？

2.培育植物的茎尖可得到脱毒苗，其中的原因是什么？

3.人工种子在生产上有哪些优点？

二作物新品种的培育 1.单倍体育种的原理是什么？

2.体细胞诱变育种对什么材料进行诱变处理？

【课内检测】

1.对人工种子正确的理解是（ ）

A.通过科学手段人工合成的 B.种皮能够自我生成 C.利用植物组织培养技术获得 D.种子发芽率低 2.下列那种生物不能通过突变体育种而获得（ ）

A.抗除草剂的白三叶草 B.生产胰岛素的大肠杆菌 C.高产的水稻 D.蛋白质含量高的小麦 3在人工种子的培育中应用的主要技术是（ ）

A.有性杂交 B.植物体细胞杂交 C.植物组织培养 D.细胞全能性

4.两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因按照自由组合定律遗传，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

5.下图为植物植株培养的基本过程，则制作人工种子和生产治疗烫伤、割伤的药物——紫草素，应分别选用的编号是（ ）

再分化 脱分化

① ② ③ ④

A.④② B.③② C.③④ D.④③

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：

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（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。 （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_____________。 【课后练习】

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 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

（ ）

作，接入正确的是过有丝分不需要光

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）的花药通过无菌操试管，经过如下过程培育试管苗。以下选项中（ ）

A．a用花药离体培养法获得单倍体植株；b通裂产生愈伤组织；c培养基中

至少应有乙烯和脱落酸；d试管苗的生长发育照

（ ）

A．选择优良品种进行杂交 B．进行远缘植物体细胞杂交

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

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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 9．人参皂苷干粉可以通过下列何种技术获得

A．愈伤组织 B．再分化 C．形成完整蜘蛛 D．取离体组织 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 13．对人工种子正确的解释是

（ ） （ ）

A．取材少 B．培养周期短 C．繁殖率高 D．以上都是 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（多选）

A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。下表是培养基中两种植物激素在不同比例时的实验结果。请分析回答： 激素种类及 浓度关系 结果 1 6—BA 组织块产生愈 伤组织 2 6—BA＞IBA 愈伤组织分化 出芽 3 6—BA=IBA 愈伤组织不断 生长 4 6—BA＜IBA 愈伤组织有长根趋势 （1）6—BA属于_____________类激素，它的作用是________________。

（2）IBA属于_____________类激素，它在本实验中的作用是__________________。

（3）在植物组织培养中，脱分化可用的激素组合是实验_____________和实验_____________中的激素浓度关系，再分化时可用的激素组合是实验_____________和实验_____________中的激素浓度关系。

（4）植物组织培养的培养基中，除激素外，还必须含有_______________________，它的成分至少应该含有_______________________、_______________________等。

（5）判断愈伤组织是否产生，依据是看是否产生了____________的细胞。

2.植物组织培养技术应用广泛。科学家通过植物组织培养方法，诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状结构，然后将胚状体包埋在个亿 能提供营养的胶质中，便形成“人工种子”。我国科学家利用组织培养技术已成功地在烟草、水稻、小麦等植物上诱导出胚状体。

（1）通过试管培养植物组织，获得胚状体要经过_____________、_____________过程。

（2）用于植物组织培养的培养基中除了植物激素、蔗糖和维生素等有机物外，还应有____________，且操作过程

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应在____________条件下进行。

（3）若胚状体在试管中继续培养，则可培育出完整的植株幼苗，这体现了植物细胞的____________。

3．美国科学家将分离得到的成熟胡萝卜根的韧皮部细胞进行培养，由单个细胞发育成完整的新植株（如下图）。请据图回答：

（1）这种生殖方式属于___________________。

（2）图中③过程叫______________，④过程叫_________，此处的“细胞团”在生物学上叫做_______________________。

（3）本实验说明植物细胞具有___________________。

（4）在培养试管植物时，试管内应加入植物所必需的矿质元素。其中应大量供给的元素是___________________。 4.中科院上海植物生理生态研究所在“神舟四号”飞船进入太空后为一对“新人”——黄花烟草原生质体和革新一号烟草原生质体举办了特殊的“婚礼”。将两个“新人”放入融合器中，当充满液体的融合器加上直流电场，两个原本相互游离的细胞一下子贴到一起，开始了“窃窃私语”。紧接着，在瞬间高压脉冲的作用下，细胞膜被击出了一个小孔，透过这微小的空间，两股细胞质展开了“心灵沟通”。渐渐地，细胞核也扭摆着“亲热”起来，20min后，它们俩已是你中有我，我中有你，一个新生命就这样诞生了。地面实验结果显示：用于融洽的两个“新人”，一个开的是粉花（标记为“一号”），一个开的是黄花（标记为“二号”）融合后的细胞再生植株开的是黄花，但形状却和一号相同（称“一号形状”，另一个称“二号形状”）。这种“太空烟草”比普通烟草个子矮，株秆粗，烟叶多，是我国太空育种试验的一项重大成果。据此回答下列问题：

（1）由于细胞的密度不同，因此在地面上进行细胞融合非常困难。从理论上讲，在太空中细胞更容易融合，可能特性。“细胞婚礼”中用到的诱导融合技术是 。

（2）两种烟草原生质体融合时， 类型是我们需要的，这样的细胞经组织培养后，再生的植株属 倍体。

（3）植物体细胞融合技术与传统的有性杂交相比，其优点是 。 （4）“太空烟草”能稳定遗传吗？为什么？ 。

5．传统农作物育种途径往往是通过杂交获得，随着生物工程技术的不断发展，新品种的培育途径逐渐被扩宽。目前至少有7种培育农作物新品种的途径被广泛应用。下图为水稻的几种不同的育种方法示意图。请据图回答：

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的原因是 。在显微镜下观察，“新人”的细胞膜融合在一起，使细胞呈圆球状，这是因为膜具有

（1）图中A、D方向所示的途径表示_____________育种方式，A→B→C的途径表示_____________育种方式。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，最简捷的途径是__________。这两种育种方式相比较，后者优越性主要表现在____________________________________。 （2）B方法为________________________。

（3）E方法原理为________________________。上述培育新品种的方法中原理相同的有_______________。 （4）G所示过程可以采用花粉粒通道法，这是基因工程操作“四步曲”的___________环节。检测目的基因是否表达的方法有_______________。

（5）科学家从悬浮培养的单细胞或胚囊中，通过植物组织培养技术获得胚状体，并将其包埋在一个能提供营养的胶质中，外包裹上人造种皮，制成人工种子。目前，我国科学家利用植物组织培养技术已在烟草、水稻、小麦和玉米等植物上成功诱导出胚状体，而美、日等国正着手将人工种子商品化。离体细胞进行植物组织培养获得胚状体需要通过______________、____________过程。人工种子中包埋胚状体的胶质可看作玉米种子的________结构。 （6）由人工种子萌发出的植株与天然种子萌发出的植株有何区别？____________________

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（1）图中A、D方向所示的途径表示_____________育种方式，A→B→C的途径表示_____________育种方式。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，最简捷的途径是__________。这两种育种方式相比较，后者优越性主要表现在____________________________________。 （2）B方法为________________________。

（3）E方法原理为________________________。上述培育新品种的方法中原理相同的有_______________。 （4）G所示过程可以采用花粉粒通道法，这是基因工程操作“四步曲”的___________环节。检测目的基因是否表达的方法有_______________。

（5）科学家从悬浮培养的单细胞或胚囊中，通过植物组织培养技术获得胚状体，并将其包埋在一个能提供营养的胶质中，外包裹上人造种皮，制成人工种子。目前，我国科学家利用植物组织培养技术已在烟草、水稻、小麦和玉米等植物上成功诱导出胚状体，而美、日等国正着手将人工种子商品化。离体细胞进行植物组织培养获得胚状体需要通过______________、____________过程。人工种子中包埋胚状体的胶质可看作玉米种子的________结构。 （6）由人工种子萌发出的植株与天然种子萌发出的植株有何区别？____________________

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