1、21 植物细胞工程（第 2 课时）1列举植物细胞工程的实际应用。2尝试进行植物组织培养。一、植物繁殖的新途径1微型繁殖（1）概念：用于_优良品种的_技术。（2）特点：属于无性繁殖，能够保持_的遗传特性，可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。思考：植物组织培养可以进行快速繁殖的原因是什么？2作物脱毒（1）选材部位：植物的_附近（如茎尖） 。（2）选材原因：植物_附近的病毒极少，甚至无病毒。3神奇的人工种子（1）选材：以植物组织培养得到的_、_、_和腋芽等为材料。（2）构成：胚状体等加上人工薄膜（相当于种皮与胚乳、子叶） 。（3）特点制种周期短。后代不会发生_，能够保持亲本的优良性状。生产不受_限制，
2、节约土地。二、作物新品种的培育1单倍体育种（1）方法：通过_培养获得单倍体植株，染色体加倍后当年便可得到稳定遗传的优良品种。（2）优点：能明显缩短育种年限，节约了大量的人力、物力。2突变体的利用（1）产生原因：在植物的组织培养过程中，培养细胞易受_和外界压力（如_、_等）的影响而产生突变。（2）利用：筛选出对人们有用的_，进而培育成新品种。三、细胞产物的工厂化生产1细胞产物包括蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。2优点：实现了细胞产物的工厂化生产。答案：一、1.（1）快速繁殖 植物组织培养 （2）优良品种思考：植物组织培养到愈伤组织的阶段，细胞进行有丝分裂，细胞呈几何级数增长从而获得大量
3、的组织细胞，然后可以不断地分割、移瓶，诱导再分化形成新植株。2 （1）分生区 （2）分生区3 （1）胚状体 不定芽 顶芽 （3）性状分离 季节、气候和地域二、1.（1）花药2 （1）培养条件 射线 化学物质 （2）突变体工厂化生产人参皂甙的基本过程（1）选择人参根作为外植体进行培养，产生愈伤组织，经过培养选择找到增殖速度快而且细胞内人参皂甙含量高的细胞株，其中一部分作为种子保存，以备下次生产用，一部分进行发酵生产。（2）将前面选择到的细胞株在发酵罐中的适合培养液中进行液体培养，增加细胞数量。（3）将发酵罐中培养的细胞进行破碎，从中提取人参皂甙。题型一 植物组织培养技术的应用【例 1】 通过植物
4、组织培养技术可以快速繁殖、生产药物及培育无病毒的植物等。据图甲、表乙回答问题。离体的植物器官、组织或细胞 愈伤组织 胚状体 植物体 培 养 图甲 植物组织培养过程表乙 植物的花芽分别在含有不同比例的吲哚乙酸和细胞分裂素的培养基中的生长状况A 组 B 组 C 组 D 组 E 组吲哚乙酸 0 3106 3106 0.03106 0细胞分裂素 0 0.2106 0.002106 1.0106 0.2106花芽生长状况 仍是组织 切块 形成愈伤组 织 愈伤组织分化 出根 愈伤组织分化 出嫩芽 稍生长（1）离体的植物器官、组织或细胞能够被培养成新的植物体的原因是_。（2）应用植物组织培养方法诱导离体的植
5、物组织形成具有生根发芽能力的胚状体结构，若包裹上人造种皮，制成人工种子，可能解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。胚状体来源于离体的植物体细胞，其形成过程中要经过的生理变化大体上是图甲中 _和 _过程，在此过程中被培养的细胞始终受_的调节（ 填序号） 。（3）应用植物组织培养技术培养茎尖或根尖组织可获得无病毒植株，其原因是_。（4）从表乙的实验结果可看出：吲哚乙酸和细胞分裂素是实验中的两种重要物质。其中，新芽形成必需的条件是_；而在培养形成完整新个体的过程中，对它们的调控关键是_。解析：离体器官或组织的细胞含有该生物的全部遗传信息，从而具有发育成一个完整的个体的潜能，这种能力称
6、为植物细胞的全能性，植物组织培养的基本过程是脱分化和再分化。植物细胞分化与细胞分裂素和生长素（吲哚乙酸）关系密切，在两者激素比例恰当时候容易分化形成愈伤组织，细胞分裂素的浓度大于吲哚乙酸的浓度时容易分化形成芽。答案：（1）植物细胞的全能性（2） 脱分化 再分化 植物激素（3）植物的茎尖或根尖很少被病毒感染，甚至无病毒（4）细胞分裂素的浓度大于吲哚乙酸的浓度 适当调控好不同培养期的培养基中细胞分裂素与吲哚乙酸的浓度和它们的比例题型二 作物新品种的培育【例 2】 下图为几种育种方法示意图，据图回答下面的问题。（1）方向所示的途径表示_育种方式，过程所示的育种方法叫做_。（2）过程中常用的方法是_，
7、过程中最常采用的药剂是_。（3）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）过程叫_。过程中影响植物根、芽发生的两种激素是_。（5）由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。解析：根据各种育种方法的特点可判断，方向所示的育种方法应为杂交育种；方向所示为单倍体体育种方式；方向为通过射线获得新基因，因而为诱变育种；直接获得染色体组加倍的种子或幼苗，则为多倍体育种；方向通过两种植物细胞获得杂种细胞，进而获得新品种的方式为植物体细胞杂交育种。判断出各育种方式后再具体作答每种育种方式中的要点。如获得单倍体植株的方法是花药离体培养；使
8、染色体加倍常用药剂为秋水仙素；是基因突变的过程，可发生在个体发育的任何时期；获得愈伤组织的过程为脱分化，再分化的过程中要用到生长素和细胞分裂素等。答案：（1）杂交 多倍体育种（2）花药离体培养 秋水仙素（3）任何 生殖（4）脱分化 生长素和细胞分裂素（5）植物体细胞杂交技术、植物组织培养技术（6）远缘杂交不亲和性（或生殖隔离）1若要获得脱毒苗，一般选取植物体的（ ） 。A叶 B花粉 C根 D茎尖2下列不属于利用植物细胞工程实现的繁殖新途径的是（ ） 。A微型繁殖 B作物脱毒 C有性生殖 D人工种子3对人工种子正确的解释是（ ） 。A通过科学手段人工合成的种子 B利用植物组织培养技术获得的种子C
9、种皮能够自我生成的种子 D人工种子发芽率低4下列不是单倍体育种的优点的是（ ） 。A缩短育种年限 B得到稳定遗传的优良品种C节约人力、物力 D突变率高5细胞工程是按照人们的意愿通过某种工程手段改变细胞内遗传物质或获得细胞产品的综合科学技术。科学家从红豆杉的体细胞中分离出具有独特抗肿瘤的物质紫杉醇。由于全世界每年紫杉醇的需求量是 4 000 kg，但全世界紫杉醇的产量是 250 kg，供求严重失衡，导致一些地区红豆杉资源遭到严重破坏。现在可以采用植物组织培养技术解决这一问题。（1）植物组织培养依据的原理是_。（2）在得到红豆杉的_后，经过消毒就可以在培养基上进行培养。人工合成的培养基中除水、蔗糖
10、、维生素、有机添加物外，_是其生长必需的，_是植物细胞脱分化及再分化不能缺少的调节物质。从该生产的目的看，得到_就可以提取紫杉醇。答案：1D 要获得脱毒苗，一般选取植物体的分生区（如茎尖） ，该部位的病毒少，甚至无病毒。2C 植物组织培养属于无性生殖，能够实现植物的快速繁殖，以及获得脱毒植株和人工种子。3B 人工种子是经植物组织培养获得胚状体、不定芽等，然后经人工薄膜包装得到的种子。4D 单倍体育种较常规的杂交育种方法，明显地缩短了育种年限，仅用两年时间就可得到纯合子，节约了人力、物力。突变率高是诱变育种的优点。5解析：（2）植物组织培养的培养基包括水、无机盐、有机营养物质、植物激素等成分，题干中缺少无机盐和植物激素，根据二者的作用可以正确回答。由于题干中提到紫杉醇是从红豆杉的体细胞中分离得到的，因而可理解为无论是何种体细胞均可提取出紫杉醇，因而为了节省时间、节约成本，可以从愈伤组织中提取。答案：（1）植物细胞的全能性 （2）离体组织、细胞（或外植体） 矿质元素（或无机盐） 植物激素 愈伤组织
