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2019-2020年高中生物 植物細(xì)胞工程的基本技術(shù) 新人教版選修3 一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 1、理解微型繁殖技術(shù)的應(yīng)用 2、了解單倍體育種過程和優(yōu)點(diǎn) 3、了解細(xì)胞產(chǎn)物的的生產(chǎn)和意義 二、知識(shí)回顧 幾種常見育種方式比較 育種方法 原理 優(yōu)點(diǎn) 原因 實(shí)例 無性繁殖 細(xì)胞增殖 保持優(yōu)良性狀 遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變 無核蜜桔 雜交育種 基因重組 集中優(yōu)良性狀 非同源染色體上非等位基因自由組合 抗倒伏抗銹病小麥 基因突變 人工使DNA復(fù)制過程發(fā)生差錯(cuò) 青霉素高產(chǎn)菌株 單倍體育種 染色體變異 縮短育種進(jìn)程，得到純合體 秋水仙素處理單倍體使其染色體加倍 小麥新品種 多倍體育種 器官大，營養(yǎng)高 秋水仙素處理使染色體加倍 無籽西瓜 基因工程育種 基因重組 將不同物種的基因拼接在一起 抗蟲棉 三、自學(xué)探究 1、 微型繁殖：就是利用 植物組織培養(yǎng) 的方法將植物體某一部分組織進(jìn)行培養(yǎng)誘導(dǎo)分化成大量小植株，達(dá)到快速 繁殖優(yōu)良品種 的目的。優(yōu)點(diǎn)①保持優(yōu)良品種的 遺傳特性。② 地實(shí)現(xiàn)種苗大量繁殖。 2、作物脫毒：(1)材料無病毒的 莖尖、根尖。(2)脫毒苗：切取 一定大小的莖尖 進(jìn)行組織培養(yǎng)獲得的。 3、制造人工種子優(yōu)點(diǎn)：①后代不發(fā)生 性狀分離 。②不受 季節(jié)、氣候 和 地域限制。(1)結(jié)構(gòu)：人工薄膜和或胚狀體或不定芽或頂芽腋芽。(2)人工種子三部分組成，一是 胚狀體(分生組織)，它相當(dāng)于天然種子胚是有生命的物質(zhì)結(jié)構(gòu)；二是供胚狀體維持生命力和保證其在適宜環(huán)境條件下生長發(fā)育的人工胚乳；三是具有 保護(hù)作用的“人工種皮”。 4、單倍體育種：方法：花藥離體培養(yǎng)。優(yōu)點(diǎn)①后代都是 純合子，性狀能 穩(wěn)定遺傳。②明顯縮短了 育種年限。 5、突變體的利用(1)產(chǎn)生：植物組織培養(yǎng)過程中，由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷的 分生 狀態(tài)，因此容易受到 培養(yǎng)條件和 外界壓力（如：射線、化學(xué)物質(zhì)等）的影響而產(chǎn)生 突變。利用：篩選對人們有用的突變體，進(jìn)而培育 成新品種。 6、細(xì)胞產(chǎn)物生產(chǎn)(1)技術(shù)：植物 組織培養(yǎng)技術(shù)。(2) 種類： 蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥物、香料和生物堿等 。 三、問題討論 1、人們利用植物的微型繁殖技術(shù)來進(jìn)行工廠化育苗生產(chǎn)，這是利用了該項(xiàng)技術(shù)的哪些特點(diǎn)？ 植物“微型”繁殖技術(shù)具有高效性和可以保持種苗的優(yōu)良遺傳特性的優(yōu)勢。工廠化大規(guī)模育苗生產(chǎn)正是利用了植物“微型”繁殖技術(shù)的這兩方面優(yōu)勢。利用植物“微型”繁殖技術(shù)我們可以在短時(shí)間中獲得大量的優(yōu)質(zhì)種苗。 2、人工種皮是保證包裹在其中的胚狀體順利生長成小植株的關(guān)鍵部分，請?zhí)接懭斯しN皮中應(yīng)該具有的有效成分是什么？為了促進(jìn)胚狀體的生長發(fā)育，我們還可以向人工種皮中加入哪些物質(zhì)？ 提示：針對植物種類和土壤等條件，在人工種子的包裹劑中還可以加入適量的養(yǎng)分、無機(jī)鹽、有機(jī)碳源以及農(nóng)藥、抗生素、有益菌等。為了促進(jìn)胚狀體的生長發(fā)育，還可以向人工種皮中加入一些植物生長調(diào)節(jié)劑。 3、工廠化生產(chǎn)人參皂甙的基本過程是什么？ 第一步，選擇人參根作為外植體進(jìn)行培養(yǎng)，產(chǎn)生愈傷組織，經(jīng)過培養(yǎng)選擇找到增殖速度快而且細(xì)胞內(nèi)人參皂甙含量高的細(xì)胞株作為種質(zhì)，其中一部分作為保存用，以備下一次生產(chǎn)用，一部分進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)。 第二步，將第一步選擇到的細(xì)胞株在發(fā)酵罐中的適合培養(yǎng)液中進(jìn)行液體培養(yǎng)，增加細(xì)胞數(shù)量。 第三步，將發(fā)酵罐中培養(yǎng)的細(xì)胞進(jìn)行破碎，從中提取人參皂甙。 四、鞏固練習(xí) 1、某生物的基因型為AAaaBbbbCCCc，那么它有多少個(gè)染色體組（ C ） A、2 B、3 C、4 D、8 2、在三倍體無籽西瓜的培育過程中，以二倍體普通西瓜幼苗用秋水仙素處理，待植株成熟后接受普通二 倍體西瓜的正?；ǚ?，所結(jié)果實(shí)的果皮、種皮、胚芽、胚乳細(xì)胞的染色體組數(shù)依次為　（ D ） A．4、2、2、4 B．4、4、3、6 C．3、3、3、4 D．4、4、3、5 3、傳統(tǒng)農(nóng)作物育種途徑往往是通過雜交獲得，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。請據(jù)圖回答： （1）圖中A、D方向所示表示__________育種方式，A→B→C表示__ __育種方式。兩個(gè)親本的基因型分別為AAbb和aaBB，這兩對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________________________。（3）E方法原理為________________________。上述培育新品種的方法中原理相同的有_______________。 （4）G所示過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______________、____________過程。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？____________________ （1）雜交育種1 單倍體育種1 A→B→C1 能較快得到純合體，縮短育種年限1 （2）花藥離體培養(yǎng)1 （3）基因突變1 A、D和G（或B、K、F）2 （4）目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 1 DNA雜交等1 （5）脫分化 1 再分化 1 胚乳1 （6）天然種子萌發(fā)出的植株屬于有性生殖，可能因性狀分離而喪失其優(yōu)良特性