植物细胞工程的应用

高二生物 第37课时 植物细胞工程的实际应用

班级 姓名 学号 编制：王金平 学习目标

1．理解植物细胞工程在植物繁殖、作物新品种的培育、细胞产物的工厂化生产中的作用。 2．说出植物细胞工程的实际应用。 一、植物繁殖的新途径 1．微型繁殖

(1)优点：植物组织培养技术不仅可以 的遗传特性，还可以高效快速地实现种苗的 ，因此人们形象地把用于快速繁殖优良品种的 技术，叫做植物的微型繁殖技术，也叫 。 (2)应用：观赏植物、经济林木、 等都已利用快速繁殖技术提供苗木，并实现 。 2．作物脱毒

(1)取材：植物 (如茎尖)，通过植物组织培养技术，可形成 。 (2)优点：提高作物产量和 。

(3)实例：马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝和香蕉等都已培育出 。 提醒：①脱毒苗与抗毒苗的比较

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养形成的，属于基因工程的范畴。 ②微型繁殖实际是一种无性繁殖，繁殖过程中细胞的分裂方式是有丝分裂，亲、子代细胞内DNA相同，具有相同的基因，因此能保证亲、子代遗传特性不变。

培育脱毒苗选择植物分生区附近细胞是因为这部分细胞繁殖十分迅速，病毒来不及侵入，因此就成为相对无病毒的特殊区域。 3．人工种子

(1)定义：以植物组织培养得到的 、不定芽、顶芽和 等为材料，经过 包装得到的种子。 (2)优点：①提高 ，克服某些作物结子困难、发芽率低的缺点；②后代不发生 ；

③不受季节、气候和地域的限制；④减少 的消耗等。

(3)实例：我国科学工作者已成功地培育了芹菜、花椰菜、桉树和 的人工种子。 拓展：人工种子

(1)组成：由胚状体、人工种皮两部分组成(有的资料上把人工 种虚再细分为人工种皮和人工胚乳两部分)。如图： (2)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。 (3)制作人工种皮的材料：海藻酸钠、明胶、树脂、琼脂糖、淀粉等。 (4)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。 (5)人工种子的优点

①解决了天然种子在遗传上由于减数分裂引起的重组现象，造成的某些遗传性状的改变或繁殖能力差、结子困难等问题。

②实现种子的工厂化生产，克服天然种子在生产上受季节限制的问题，提高农业的自动化程度。

③试管苗的大量贮藏和运输也是相当困难的。人工种子则克服了这些缺点，人工种子外层是起保护作用的薄膜，类似天然种子的种皮，因此，可以很方便地贮藏和运输。 ④用人工种子播种可以大大节约粮食。 二、作物新品种的培育 1．单倍体育种

(1)过程：花药离体培养(对花粉进行组织培养)→秋水仙素处理(幼苗期)→获得性状稳定遗传的植株。

要强调的是：单倍体育种的目的不是获得单倍体本身，因为单倍体是高度不育的，生产上没有实际价值．需诱导单倍体的染色体加倍。

(2)优点：①后代是纯合子，能 。②明显缩短 。 (3)实例：烟草、小麦等。 2．突变体的利用

(1)过程：植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于 ，易受培养条件和 的影响而产生突变，从中筛选出对人们有用的 ，进而培养成新品种。

(2)优点：可以得到 (抗盐、抗病和抗除草剂等)品种和含有 的植株。 (3)实例：抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的野生烟草、扰除草剂的白三叶草等。

思考：单倍体育种中如何进行人工诱导染色体加倍? 。 【规律方法】依据不同育种需求选择不同的育种方法

(1)将两亲本的两个不同优良性状集中于同一生物体，可利用杂交育种，亦可利用单倍体育种。 (2)要求快速育种，则运用单倍体育种。

(3)要求大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，可利用诱变育种和杂交育种相结合的方法。

(4)要求提高品种产量，提高营养物质含量，可运用多倍体育种。

(5)要求短期内大面积繁殖某一品种的植物，可采用植物微型繁殖技术。 三、细胞产物的工厂化生产

1．种类：蛋白质、脂肪、糖类、 、 、生物碱等。 2．技术： 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。

思考：细胞产物的生产是将植物细胞培养到什么环节呢? 。

例1科学家从悬浮培养的单细胞、离体花粉或胚囊中，通过植物组织培养技术获得胚状结构(胚状体)，胚状体不同于一般的种子胚，它是由非合子细胞分化形成的类似于胚的结构物，所以，又称“体细胞胚”或“花粉胚”。胚状体在一定的条件下，可以通过胚胎发育过程形成植株。将其包埋在一个能提供营养的胶质中，外面包裹上人造种皮，便制成了“人工种子”。人工种子的概念是1978年在加拿大举行的第四届国际植物组织、细胞培养会议上首次提出来的。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、法等各国正着手将人工种子市场化、商品化。

(1)简要归纳“离体的细胞”进行植物组织培养获得胚状体的过程： 。 (2)“人工种子”大体由胚状体、包埋胚状体的胶质以及人造种皮等3部分组成。包埋胚状体的胶质中富含营养物质，这是因为 。 为了满足胚状体代谢的需求，“人造种皮”还必须具有良好的 性能。 (3)由“人工种子”萌发出的植株是否可育?

(4)培育胚状体利用了 这一项生物技术。在该过程中培养基中需要添加 和 两种激素，还需要对培养基进行严格的 。 (5)该项技术的成功应用，反映了细胞的 性。

高二生物 第37课时 植物细胞工程的实际应用作业

班级 姓名 学号 编制：王金平

1．下列哪一项不是植物繁殖的新途径

A．微型繁殖 B．作物脱毒 C．诱变育种 D．人工种子 2．植物的微型繁殖技术是指

A．基因工程育种 B．植物体细胞杂交技术

C．嫁接 D．通过植物组织培养快速繁殖技术 3。人参皂甙干粉工厂化生产，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

4．若用一株郁金香在短时间内培育出成千上万株郁金香苗，最好采用下列哪种技术 A．扦插 B．嫁接 C．植物微型繁殖技术 D．杂交 5．植物组织培养技术不会用于

A．培育“番茄——马铃薯” B．培育无病毒植株

C．扦插繁殖 D．培育转基因延熟番茄植株 6．要获得脱毒苗，一般选取植物体的哪一部分组织 A．叶 B．花粉 C．根 D．茎尖

7．改良缺乏某种抗病性的水稻品种，不宜采用的方法是

A．诱变育种 B．单倍体育种 C．基因工程育种 D．杂交育种 8．下列属于植物细胞工程实际应用的是

①制造人工种子 ⑦培育抗盐植物 ③培育抗病毒烟草 ④培育单倍体 ⑤生产脱毒植株 A．①②③④ B．①③④⑤ C．①②④⑤ D．②③④⑤ 9．(2011·江苏高考)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

10．A种植物细胞和B种植物细胞染色体如图所示，将A，B两种植物细胞去掉细胞壁后，诱导融合，形成单核杂种细胞，再经过组织培养后得到杂种植株，则该杂种植株是 A．二倍体；基因型是DdYyRr B．三倍体；基因型是DdYyRr C．四倍体；基因型是DdYyRr

D．八倍体；基因型是DDddYYyyRRrr

11．下列哪项属于人工种子的优点(多选) A．克服季节、气候、地域的限制 B．可培育出前所未有的新品种 C．防止性状分离 D．得到纯合子

12.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，易于植物生长 C．纺锤丝的形成容易受抑制 D．DNA复制容易受抑制

13．人工种子是人们模仿天然种子的结构制造出来的生命有机体，它能像种子一样萌发生长，长成植物。人工种子的核心部件是被外皮包埋的具有类似于胚功能的胚状体，胚状体不同于一般种子的胚，它是由非合子细胞分化形成的类似于胚的结构物，所以又称“体细胞胚”或“花粉胚”。将胚状体包埋在一个能提供营养的胶质中，便成了所谓的“人工种子”。 植物甲、乙是两种濒危药用二倍体植物，请完成下列问题。

(1)材料中的胚状体是 的产物，培育胚状体利用了 这项生物技术。

(2)包埋胚状体的胶质可看做自然种子的哪部分结构？ 。 (3)该项技术的成功应用反映了细胞的 性。

(4)分别由人工种子萌发成的甲、乙植株是否可育？ 。

(5)若分别以植物甲、乙的茎尖和叶片为材料，培育获得了再生植株，解决了自然繁殖率低的问题，该项技术为 ，具有哪些优点?

。 14.玉米是一种主要的农作物，为了提高玉米的产量，科学家做了大量的研究工作。如图是关于玉米培养的过程，请据图回答：

(1)取玉米幼苗的茎尖进行 ，如图A→C，发育成植株D，取D的花药进行离体培养成幼苗，如图E→F。经秋水仙素处理后发育成植株G，属于 ；从生殖方式上分析，

A→D属于 生殖；从细胞分裂方式上分析，E→F过程中进行了 分裂。 (2)取茎尖进行培养的原因是 。(3)A→C的过程要严格控制 。 (4)用A→D过程获得的植株D，称为 。若用D进行繁殖，种植的植株就 或 感染病毒。 (5)用E→G途径育种的优点是

(6)若想培育出一种新的玉米品种，可以采用 育种方式；若想培育出一种能抗虫的玉米新品种，可以采用 育种；若想培育出一种地上结玉米，地下结马铃薯的植株，可以利用 技术。 15.如图为几种育种方法示意图，据罔回答： (1)①④方向所示的途径表示 育种方法，⑦过程所示的育种方法叫做 。 (2)②过程中常用的方法是 ， ③⑦过程中最常采用的药剂是 。 (3)⑤过程发生在生物个体发育的 时期，但是，一般发生在 细 胞中才具有遗传性。

(4)⑨过程叫 。⑩过程中影

响植物根、芽发生的两种激素是 。

(5)由⑧→⑩的过程中涉及的生物技术有 . (6)植物体细胞杂交技术解决了育种过程中的 问题。