高中生物人教版 (新課標(biāo))選修3《現(xiàn)代生物科技專題》2.1.2 植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用學(xué)案

這是一份高中生物人教版 (新課標(biāo))選修3《現(xiàn)代生物科技專題》2.1.2 植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用學(xué)案，共5頁(yè)。學(xué)案主要包含了學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)習(xí)重點(diǎn)，學(xué)習(xí)過(guò)程，反思總結(jié).，當(dāng)堂檢測(cè)等內(nèi)容，歡迎下載使用。
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1、掌握微型繁殖和植物組織培養(yǎng)的聯(lián)系
2、掌握作物脫毒、人工種子的制備過(guò)程和意義
3、了解單倍體育種和突變體的利用
二、學(xué)習(xí)重點(diǎn)、難點(diǎn)
1、學(xué)習(xí)重點(diǎn)
植物細(xì)胞工程應(yīng)用的實(shí)例
2、 學(xué)習(xí)難點(diǎn)
掌握作物脫毒、人工種子的制備過(guò)程
三、學(xué)習(xí)過(guò)程
微型繁殖與無(wú)性生殖
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)，實(shí)際上是無(wú)性生殖的一種。在繁殖的過(guò)程中，細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，因此親、子代細(xì)胞內(nèi)DNA相同，具有相同的基因，因此能保證親、子代遺傳特性不變。利用這種技術(shù)能高效快速實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖。
微型繁殖與作物脫毒、人工種子、單倍體育種
作物脫毒、人工種子、單倍體育種的培育過(guò)程均有采用微型繁殖的技術(shù)。作物脫毒主要是強(qiáng)調(diào)微型繁殖的取材一定是無(wú)毒（的如莖尖、根尖），才能繁殖出無(wú)毒的幼苗。
人工種子采用的還是微型繁殖的技術(shù)，但是只需培育得到胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽，包上人工種皮就可形成人工種子。人工種子與微型繁殖得到的幼苗一樣能保持親本的優(yōu)良性狀，另外還可不受氣候、季節(jié)和地域的限制。
單倍體育種的優(yōu)點(diǎn)是后代無(wú)性狀分離，后代都是純合子，能夠穩(wěn)定遺傳，明顯縮短育種年限。單倍體育種從本質(zhì)上說(shuō)屬于有性生殖，這一點(diǎn)與微型繁殖有所區(qū)別。但單倍體育種首先要進(jìn)行花藥離體培養(yǎng)，采用還是微型繁殖的技術(shù)，然后用秋水仙素處理，獲得純合子。
四、反思總結(jié).
在植物繁殖新途徑的教學(xué)中，首先可由植物組織培養(yǎng)技術(shù)引入，讓學(xué)生回憶植物組織培養(yǎng)技術(shù)的基本原理和過(guò)程，思考利用這些技術(shù)能做哪些工作？再逐一講解微型繁殖技術(shù)，作物脫毒技術(shù)及人工種子。
五、當(dāng)堂檢測(cè)
1、甘薯種植多年后易積累病毒而導(dǎo)致品種退化。目前生產(chǎn)上采用莖尖分生組織離體培養(yǎng)的方法快速繁殖脫毒的種苗，以保證該品種的品質(zhì)和產(chǎn)量水平。這種通過(guò)分生組織離體培養(yǎng)獲得種苗的過(guò)程不涉及細(xì)胞的 A.有絲分裂 B.分化C.減數(shù)分裂 D.全能性
[答案]C
2.基因型為AaBb的水稻（含24條染色體）的花藥通過(guò)無(wú)菌操作接入試管后，在一定條件下形成試管苗，問(wèn)：
（1）愈傷組織是花粉細(xì)胞不斷分裂后形成的不規(guī)則的細(xì)胞團(tuán)，愈傷組織形成過(guò)程中，必須從培養(yǎng)基中獲得_____________等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。
（2）要促進(jìn)花粉細(xì)胞分裂生長(zhǎng)，培養(yǎng)基中應(yīng)有_____________和________________兩類激素。
（3）愈傷組織分化是指愈傷組織形成芽和根，再由芽發(fā)育成葉和莖。這一過(guò)程必須給予光照，其原因是_____________能利用光能制造有機(jī)物，供試管苗生長(zhǎng)發(fā)育。
（4）試管苗的細(xì)胞核中含_________條脫氧核糖核苷酸鏈。
（5）培育成的試管苗可能出現(xiàn)的基因型有_____________。。
[答案]（1）水、無(wú)機(jī)鹽、維生素和小分子有機(jī)物 （2）細(xì)胞分裂素 植物生長(zhǎng)素 （3）葉綠體 （4）24 （5）AB、aB、Ab、ab
課后練習(xí)與提高
一、選擇題
1．馬鈴薯利用它的塊莖進(jìn)行無(wú)性繁殖，種植的世代多了以后往往會(huì)感染病毒而減產(chǎn)，為此農(nóng)戶都希望得到無(wú)病毒的幼苗進(jìn)行種植。獲得無(wú)病毒幼苗的最佳辦法是 （ ）
A．選擇優(yōu)良品種進(jìn)行雜交 B．進(jìn)行遠(yuǎn)緣植物體細(xì)胞雜交
C．利用芽尖進(jìn)行組織培養(yǎng) D．人工誘導(dǎo)基因突變
2．用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，可以培養(yǎng)或生產(chǎn)出 （ ）
A．食品添加劑 B．無(wú)病毒植物 C.人工種子 D．前三項(xiàng)都是
3．科學(xué)工作者把胡蘿卜的韌皮部細(xì)胞分離出來(lái)，將單個(gè)細(xì)胞放入培養(yǎng)基中培養(yǎng)，獲得了許多完整的植株，這些植株的特點(diǎn)是（ ）
A．彼此性狀相似 B．變異頻率較高
C．單倍體 D．都是純合子
4．水稻（基因型為AaBb）的花藥通過(guò)無(wú)菌操作，接入試管，經(jīng)過(guò)如下過(guò)程培育試管苗。以下選項(xiàng)中正確的是（ ）
A．a(chǎn)用花藥離體培養(yǎng)法獲得單倍體植株；b通過(guò)有絲分裂產(chǎn)生愈傷組織；c培養(yǎng)基中至少應(yīng)有乙烯和脫落酸；d試管苗的生長(zhǎng)發(fā)育不需要光照
B．a(chǎn)用花藥離體培養(yǎng)法獲得二倍體植株； b通過(guò)減數(shù)分裂產(chǎn)生愈傷組織；c培養(yǎng)基中至少應(yīng)有生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素；d試管苗的生長(zhǎng)發(fā)育不需光照
C．a(chǎn)用花藥離體培養(yǎng)法獲得單倍體植株；b通過(guò)有絲分裂產(chǎn)生愈傷組織；c培養(yǎng)基中應(yīng)有生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素；d試管苗的生長(zhǎng)發(fā)育需要光照
D．a(chǎn)用花藥離體培養(yǎng)法獲得二倍體植株；b通過(guò)有絲分裂產(chǎn)生愈傷組織；c培養(yǎng)基中至 少應(yīng)有乙烯和脫落酸；d試管苗的生長(zhǎng)發(fā)育需要光照
5．植物的微型繁殖技術(shù)是指（ ）
A．植物體細(xì)胞雜交技術(shù) B．嫁接
C．營(yíng)養(yǎng)繁殖 D．植物組織培養(yǎng)
6．下列哪一項(xiàng)不是單倍體育種的優(yōu)點(diǎn)（ ）
A．縮短育種年限 B．變異率高
C．得到穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良品種 D．節(jié)約人力、物力
7．胚狀體是在植物組織培養(yǎng)的哪一階段上獲得的（ ）
A．愈傷組織 B．再分化
C．形成完整植株 D．取離體組織
8．人參皂苷干粉可以通過(guò)下列何種技術(shù)獲得（ ）
A．雜交育種 B．植物細(xì)胞培養(yǎng)
C．多倍體育種 D．單倍體育種
9．運(yùn)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，可以培育或生產(chǎn)出（ ）
A．細(xì)胞產(chǎn)物——生物堿 B．無(wú)病毒植物
C．人工種子 D．以上都是
10．下列四個(gè)選項(xiàng)中沒(méi)有采取植物組織培養(yǎng)技術(shù)的是（ ）
A．花藥離體培養(yǎng)得到單倍體植株 B。 秋水仙素處理幼苗獲得多倍體植株
C．人工種子的培育 D．“番茄——馬鈴薯”雜種植株的培育過(guò)程
11．植物的微型繁殖的優(yōu)點(diǎn)是（ ）
A．取材少 B．培養(yǎng)周期短
C．繁殖率高 D．以上都是
12．對(duì)人工種子正確的解釋是（ ）
A．通過(guò)科學(xué)手段人工合成的種子 B．利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得的種子
C．種皮能自我生成的種子 D．人工種子發(fā)芽率低
二、非選擇題
1．美國(guó)科學(xué)家將分離得到的成熟胡蘿卜根的韌皮部細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，由單個(gè)細(xì)胞發(fā)育成完整的新植株（如下圖）。請(qǐng)據(jù)圖回答：
（1）這種生殖方式屬于___________________。
（2）圖中③過(guò)程叫________________，④過(guò)程叫_____________，此處的“細(xì)胞團(tuán)”在生物學(xué)上叫做_______________________。
（3）本實(shí)驗(yàn)說(shuō)明植物細(xì)胞具有___________________。
（4）在培養(yǎng)試管植物時(shí)，試管內(nèi)應(yīng)加入植物所必需的礦質(zhì)元素。其中應(yīng)大量供給的元素是___________________。
2、.中科院上海植物生理生態(tài)研究所在“神舟四號(hào)”飛船進(jìn)入太空后為一對(duì)“新人”——黃花煙草原生質(zhì)體和革新一號(hào)煙草原生質(zhì)體舉辦了特殊的“婚禮”。將兩個(gè)“新人”放入融合器中，當(dāng)充滿液體的融合器加上直流電場(chǎng)，兩個(gè)原本相互游離的細(xì)胞一下子貼到一起，開(kāi)始了“竊竊私語(yǔ)”。緊接著，在瞬間高壓脈沖的作用下，細(xì)胞膜被擊出了一個(gè)小孔，透過(guò)這微小的空間，兩股細(xì)胞質(zhì)展開(kāi)了“心靈溝通”。漸漸地，細(xì)胞核也扭擺著“親熱”起來(lái)，20min后，它們倆已是你中有我，我中有你，一個(gè)新生命就這樣誕生了。地面實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：用于融洽的兩個(gè)“新人”，一個(gè)開(kāi)的是粉花（標(biāo)記為“一號(hào)”），一個(gè)開(kāi)的是黃花（標(biāo)記為“二號(hào)”）融合后的細(xì)胞再生植株開(kāi)的是黃花，但形狀卻和一號(hào)相同（稱“一號(hào)形狀”，另一個(gè)稱“二號(hào)形狀”）。這種“太空煙草”比普通煙草個(gè)子矮，株稈粗，煙葉多，是我國(guó)太空育種試驗(yàn)的一項(xiàng)重大成果。據(jù)此回答下列問(wèn)題：
（1）由于細(xì)胞的密度不同，因此在地面上進(jìn)行細(xì)胞融合非常困難。從理論上講，在太空中細(xì)胞更容易融合，可能的原因是 。在顯微鏡下觀察，“新人”的細(xì)胞膜融合在一起，使細(xì)胞呈圓球狀，這是因?yàn)槟ぞ哂? 特性。“細(xì)胞婚禮”中用到的誘導(dǎo)融合技術(shù)是 。
（2）兩種煙草原生質(zhì)體融合時(shí)， 類型是我們需要的，這樣的細(xì)胞經(jīng)組織培養(yǎng)后，再生的植株屬 倍體。
（3）植物體細(xì)胞融合技術(shù)與傳統(tǒng)的有性雜交相比，其優(yōu)點(diǎn)是 。
（4）“太空煙草”能穩(wěn)定遺傳嗎？為什么？ 。
3、傳統(tǒng)農(nóng)作物育種途徑往往是通過(guò)雜交獲得，隨著生物工程技術(shù)的不斷發(fā)展，新品種的培育途徑逐漸被擴(kuò)寬。目前至少有7種培育農(nóng)作物新品種的途徑被廣泛應(yīng)用。下圖為水稻的幾種不同的育種方法示意圖。請(qǐng)據(jù)圖回答：
（1）圖中A、D方向所示的途徑表示_____________育種方式，A→B→C的途徑表示_____________育種方式。兩個(gè)親本的基因型分別為AAbb和aaBB，這兩對(duì)基因按自由組合定律遺傳,要培育出基因型為aabb的新品種，最簡(jiǎn)捷的途徑是__________。這兩種育種方式相比較，后者優(yōu)越性主要表現(xiàn)在____________________________________。
（2）B方法為_(kāi)_______________________。
（3）E方法原理為_(kāi)_______________________。上述培育新品種的方法中原理相同的有_______________。
（4）G所示過(guò)程可以采用花粉粒通道法，這是基因工程操作“四步曲”的___________環(huán)節(jié)。檢測(cè)目的基因是否表達(dá)的方法有_______________。
（5）科學(xué)家從懸浮培養(yǎng)的單細(xì)胞或胚囊中，通過(guò)植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得胚狀體，并將其包埋在一個(gè)能提供營(yíng)養(yǎng)的膠質(zhì)中，外包裹上人造種皮，制成人工種子。目前，我國(guó)科學(xué)家利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)已在煙草、水稻、小麥和玉米等植物上成功誘導(dǎo)出胚狀體，而美、日等國(guó)正著手將人工種子商品化。離體細(xì)胞進(jìn)行植物組織培養(yǎng)獲得胚狀體需要通過(guò)______________、____________過(guò)程。人工種子中包埋胚狀體的膠質(zhì)可看作玉米種子的________結(jié)構(gòu)。
（6）由人工種子萌發(fā)出的植株與天然種子萌發(fā)出的植株有何區(qū)別？_____________________
參考答案：