2024-2025学年高二生物人教版选择性必修3 第2章 第1节 第2课时 植物细胞工程的应用.docx

第2课时植物细胞工程的应用

[学习目标]1.通过对植物细胞工程应用实例的分析，了解这些应用涉及的技术流程和应用的优势。2.认同植物细胞工程在生产实践中具有重要的应用价值。

一、植物繁殖的新途径

1．快速繁殖

2．作物脱毒

判断正误

(1)作物脱毒后不再感染病毒()

(2)脱毒草莓能明显提高产量，但品质没有发生变化()

(3)作物脱毒所培养的材料常选自顶端分生组织()

(4)快速繁殖本质上是一种无性繁殖()

答案(1)×(2)×(3)√(4)√

提示(1)作物脱毒后病毒很少甚至不含病毒，而不是不再感染病毒。(2)脱毒草莓能明显提高产量，品质也优于普通草莓。

任务一：快速繁殖和作物脱毒

1．植物组织培养之所以可以进行快速繁殖，是因为植物组织培养到愈伤组织阶段，细胞进行有丝分裂，细胞分裂速度较快，从而获得大量的组织细胞，然后不断地分割、移瓶、诱导再分化形成新植株。并且，植物组织培养在实验室进行，受季节、气候等条件限制较小。

2．快速繁殖中能否用花粉作为外植体？为什么？

提示不能；因为用花粉作外植体会出现性状分离。

3．经植物组织培养技术培育出的脱毒苗抗病毒吗？为什么？

提示脱毒苗不抗病毒；“脱毒”与“抗毒”不同，前者指的是本身病毒少，甚至无病毒，受病毒感染的机会少，而后者指的是能抵抗病毒的感染。

1．某株名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。为了防止性状分离并快速繁殖，可利用该植株的一部分器官或组织进行离体培养，培育出完整的植株。进行离体培养时不应采用该植株的()

A．茎尖B．子房壁C．叶片D．花粉粒

答案D

解析花粉粒是经减数分裂形成的，在此过程中发生了基因重组，因而不一定能保持亲本的优良性状，D符合题意。

2．为给工厂繁殖脱毒甘薯苗提供技术上的支持，科研人员利用植物组织培养技术研究甘薯茎尖(外植体)大小对诱导分化苗和脱毒苗的影响，结果如表所示。下列相关叙述正确的是()

茎尖大小

外植体数/个

分化苗数/株

脱毒苗数/株

小于0.3mm

20

1

1

0.3～0.5mm

20

10

7

大于0.5mm

20

13

4

A.在不同的培养阶段，培养基中的激素种类和比例不同

B．脱分化过程中应给予充足光照使其进行光合作用

C．培育脱毒苗时依据的原理有基因突变和细胞的全能性

D．0.3～0.5mm大小的茎尖最有利于获得抗病毒的特性

答案A

解析在不同的培养阶段，培养基中的植物激素种类和比例不同，生长素和细胞分裂素的比值高，有利于根的分化，比值低有利于芽的分化，A正确；脱分化过程中不需要光照，不能进行光合作用，B错误；培育脱毒苗时依据的原理是植物细胞的全能性，C错误；0.3～0.5mm大小的茎尖最有利于获得无病毒的特性，不是抗病毒的特性，D错误。

二、作物新品种的培育和细胞产物的工厂化生产

1．单倍体育种

2．突变体的利用

3．细胞产物的工厂化生产

判断正误

(1)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()

(2)突变体育种常用射线、化学物质处理愈伤组织()

(3)紫杉醇存在于红豆杉属植物体内，是初生代谢物，具有高抗癌活性，现在已被广泛用于乳腺癌的治疗()

(4)植物细胞培养的原理是植物细胞的全能性()

答案(1)×(2)√(3)×(4)×

提示(1)二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到的是单倍体植株，一般高度不育。(3)紫杉醇是存在于红豆杉属植物体内的一种次生代谢物。(4)植物细胞培养的原理是细胞增殖，未涉及植物细胞的全能性。

任务二：单倍体育种和突变体的利用

1．单倍体育种为什么能为体细胞诱变育种和研究遗传突变提供理想材料？

提示由于大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体，染色体数目加倍后得到的植株的隐性性状容易显现。

2．如图表示突变体的利用过程，请据图分析回答下列问题：

(1)突变体育种的原理是什么？

提示基因突变和植物细胞的全能性。

(2)在培养至愈伤组织时进行诱变处理的原因是什么？

提示愈伤组织细胞分裂旺盛，细胞要进行DNA分子复制，此时易发生基因突变。

(3)诱导分化得到的突变体都可以利用吗？为什么？

提示大多数不可以；因为基因突变可能破坏生物体与现有环境的协调关系，进而对生物体有害；还有些基因突变既无害也无益，是中性的。

3．植物细胞培养技术是工厂化生产相关代谢产物的一条有效途径，在生产中通常要培养到什么阶段？为什么？

提示愈伤组织阶段；因为此时细胞分裂能力旺盛，代谢快，有利于产物生成。

植物组织培养和植物细胞培养的比较

比较项目

植物组织培养

植物细胞培养

目的

获得植物体

获得细胞产物

原理

植物细胞的全能性

细胞增殖

过程

应用

快速繁殖、作物脱毒、单倍体育种等

细胞产物的工厂化生产，如紫草宁、人