高中生物 专题2 细胞工程 2.1.2 植物细胞工程的实际应用课堂探究素材 新人教版选修3

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1、2.1.2植物细胞工程的实际应用课堂探究探究点一植物繁殖的新途径·问题导引·如果你是一家花卉繁育基地的老板，当然期望你的花卉大量和快速繁殖，以获取较大的经济效益。思考：（1）哪一生物工程技术能大量和快速地繁殖花卉？简述该技术的大体操作过程。（2）常规种子的生产存在哪些缺陷？人工种子是天然种子的替代品，人工种子由哪几部分构成？提示：（1）植物组织培养，该技术的大体操作过程是：获取大量的外植体→消毒处理→接种→脱分化形成愈伤组织→再分化出根、芽→形成幼苗。（2）常规种子的生产存在的缺陷包括：受季节、气候和地域的限制，生产周期长

2、，数量有限等。人工种子主要由胚状体（或不定芽、顶芽、腋芽等）、人工薄膜等几部分构成。·名师精讲·1．微型繁殖（1）概念：把用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，叫作植物的微型繁殖技术。（2）优点。①植物组织培养技术是无性繁殖技术，新植株含有的遗传物质与亲本一样，因而能保持亲本的优良性状。②利用这种技术可以迅速大量地培育新个体，有利于进行工厂化生产。③选材少、培养周期短、繁殖率高，便于自动化管理。（3）获取方法：植物组织培养。（4）实例：优良的观赏植物、经济林木、无性繁殖作物。2．作物脱毒（1）原理：生产上许多无性繁殖作物

3、均受到病毒的侵染，从而导致品种的严重退化、减产和品质降低。利用植物分生组织（刚刚产生，病毒很少甚至无病毒）进行培养可以使新长成的植株脱去病毒。（2）选材：无病毒或病毒极少的茎尖或根尖。（3）优点：获得高产、优质的无病毒植株。（4）获取方法：植物组织培养。（5）实例：脱毒马铃薯比未经脱毒的马铃薯增产约50%以上。3．神奇的人工种子（1）概念：人工种子是以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。人工种子在适宜的条件下同样能够萌发长成幼苗。（2）组成：由胚状体、人工种皮（即人工薄膜）两部

4、分组成。如下图。（3）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。（4）制作人工种皮的材料：海藻酸钠、明胶、树脂、琼脂糖、淀粉等。（5）优点。①解决了某些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。②固定杂种优势。天然种子由于在遗传上具有因减数分裂引起的重组现象，因而会造成某些遗传性状的改

5、变，而人工种子则可以完全保持优良品种的遗传特性。③快捷高效的繁殖方式。天然种子在生产上受季节的限制，一般每年只能繁殖1～2次，有些甚至十几年才繁殖一次，而人工种子生产不受季节限制，且快捷高效。④可控制植物的生长发育与抗逆性。针对植物种类和土壤条件，在人工种子的包裹剂中还可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等，可控制植物的生长发育和增强抗逆性。（6）获取方法：植物组织培养。（7）实例：已成功把芹菜、花椰菜、桉树和水稻的胚状体制备成了人工种子，并得到了较高的发芽率。特别提醒可依据植物组织培养的特点理解各

6、“繁殖新途径”的优点：①根据植物组织培养“无性繁殖，后代能保持亲本优良性状”的特点，理解微型繁殖、人工种子的优点。②根据植物组织培养“外植体用量少，培养周期短”的特点，理解微型繁殖、人工种子的优点。③根据植物组织培养“取材广泛，可根据生产需要取材”的特点，理解作物脱毒的优点。④根据植物组织培养“在实验室或工厂进行，可人工控制，不受季节限制”的特点，理解微型繁殖、人工种子的优点。【例题1】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．以上都是解析：微型繁殖也叫快速繁殖技术，利用的技术手段就是植物组织培

7、养，该繁殖充分发挥了植物组织培养的优势，例如取材少、培养周期短、繁殖率高、可人工控制等。答案：D探究点二作物新品种的培育和细胞产物的工厂化生产·问题导引·小麦为一年生粮食作物，已知小麦高秆（D，易倒伏）对矮秆（d，抗倒伏）为显性，抗锈病（T）对易感锈病（t）为显性，现有纯种高秆抗锈病小麦和矮秆易感锈病小麦，欲培育出纯合矮秆抗锈病小麦新品种。思考：（1）通过杂交育种方式能在两年内完成育种任务吗？为什么？（2）通过单倍体育种方式也能完成育种任务，尝试写出育种的大体流程并简述单倍体育种的优势。（3）总结单倍体育种与组织培养技术的

8、关系。提示：（1）不能。小麦为一年生，第二年仅能收获F2种子，因为纯合矮秆抗锈病小麦的基因型为ddTT,F2中的矮秆抗锈病植株有纯合子，也有杂合子。（2）纯种高秆抗锈病小麦和矮秆易感锈病小麦杂交得到F1→种植F1，得到其花粉→对花粉离体培养，获得单倍体幼苗→对单倍体幼苗秋水仙素处理，获得纯合子植株→选择