1、2.1.2 植物細胞工程的實際應(yīng)用【學(xué)習(xí)目標(biāo)】通過閱讀教材和補充資料，能夠舉例說出植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用實例【自主學(xué)習(xí)】一、植物繁殖的新途徑1植物微型繁殖(快速繁殖) ： （1）微型繁殖技術(shù)： 繁殖優(yōu)良品種的 技術(shù)。屬于有性繁殖還是無性繁殖? 。（2）優(yōu)點：保持優(yōu)良品種的 。 快速地實現(xiàn)種苗的 。 此項技術(shù)成本高，從經(jīng)濟效益的角度看，應(yīng)通過選擇高效益、名特優(yōu)、珍稀等植物進行組培商品化生產(chǎn)，以取得更高的經(jīng)濟效益。2作物脫毒： 培養(yǎng)材料： ，培養(yǎng)方法： 。 實例： 已培育出脫毒苗?！狙a充資料】病毒是農(nóng)作物的嚴(yán)重病害之一，對于無性繁殖的作物，如薯類、甘蔗、花卉、林木和果樹的危害甚尤，常可導(dǎo)致品種的退化甚

2、至滅絕。病毒在植物體的分布是不均一的，一般，從植物自然生長的頂端（莖尖）到莖干底部，病毒數(shù)量呈金字塔形，逐漸增加。植物莖尖主要包含莖尖分生組織和數(shù)個葉原基，由于分生組織細胞分裂速度很快，生命活動非?；钴S，病毒或因傳播的速度遠遠比不上細胞的分裂速度，或因植物細胞旺盛的生命活動而受限制，使莖尖分生組織成為不帶病毒的無毒區(qū)。3神奇的人工種子 (1)與常規(guī)種子相比的優(yōu)點：后代無 。不受 和地域限制。【補充資料：人工種子優(yōu)點】固定雜種優(yōu)勢：天然種子是有性繁殖，往往雜種優(yōu)勢只能體現(xiàn)在第1代，由于基因重組后代出現(xiàn)性狀分離，第2代便參差不齊了。而人工種子在本質(zhì)上屬于無性繁殖，一旦獲得優(yōu)良品種，可以保持雜種優(yōu)勢

3、。 快捷高效的繁殖方式：天然種子在生產(chǎn)上受季節(jié)限制，一般每年只繁殖12次，有些甚至十幾年才繁殖一次。已有研究表明，用1個體積為12L的發(fā)酵罐在二十幾天內(nèi)生產(chǎn)的胡蘿卜體細胞胚可制造1000萬粒人工種子，可供種植幾百平方千米土地，這樣也就節(jié)約了大量留種地。 可人為控制植物的生長發(fā)育與抗逆性：人工胚乳除了含有供胚狀體發(fā)育成植株所必需的營養(yǎng)物質(zhì)外，還可以在其中加入除草劑、弱病毒、殺菌劑、農(nóng)藥、抑制休眠的物質(zhì)及對植物生長有益的細菌等，使其具備抗逆性和耐貯性等優(yōu)良特性，也可添加激素類物質(zhì)以調(diào)節(jié)植物的生長發(fā)育。與試管苗技術(shù)比較，人工種子技術(shù)具有成本低、貯藏運輸方便、減少了移栽馴化過程和生產(chǎn)周期短等優(yōu)點。 (

4、2)什么是人工種子？指以 得到的 、 、 和 等為材料，經(jīng)過 包裝得到的種子。(3)人工種子結(jié)構(gòu)（三部分組成）： 、 和 。【補充資料】從理論上講，產(chǎn)生體細胞胚是植物界的普遍現(xiàn)象，但目前已知能產(chǎn)生體細胞胚的植物只有200余種。由于這方面的奧秘還未完全揭開，科學(xué)工作者們只得花費巨大的勞動，進行大量的篩選才能獲得體細胞胚?！狙a充資料】植物的種子繁殖屬于有性生殖。有性生殖過程遵循孟德爾遺傳規(guī)律。 體細胞胚狀體的人工種子繁殖遵循孟德爾遺傳規(guī)律嗎？ 。二、作物新品種的培育 1單倍體育種 (1)方法： 。 (2)優(yōu)點： ； 。 【補充資料】通過有性繁殖雜交育種的方式培育純合的隱性性狀品種時，隱性性狀一旦出

5、現(xiàn)一定是純合個體，所以雜交育種是獲得隱性純合子的簡便方法；但培育純合的顯性性狀品種時，顯性性狀的出現(xiàn)不一定是純合，還可能是雜合子，所以需要種植多代連續(xù)進行選擇才可提純，而用單倍體育種可以大大縮短育種年限。2突變體的利用 (1)在組織培養(yǎng)中產(chǎn)生的突變來源： 。 (2)利用：篩選 突變體，進而培育新品種。3細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn) (1)種類： 等。 (2)技術(shù)：植物 技術(shù)。實例 。生物育種技術(shù)的比較：技術(shù)原理處理方法優(yōu)點缺 點誘變育種用物理化學(xué)因素處理生物、篩選提高生物變異的頻率，使后代變異頻率較快穩(wěn)定；可大幅度改良某些性狀，縮短育種進程盲目性大，需大量處理供試材料雜交育種雜交、篩選、純化使位于不同

6、個體的優(yōu)良性狀，集中于一個個體周期長，難以克服遠緣雜交的障礙單倍體育種花藥離體培養(yǎng)、秋水仙素處理獲得個體均為純種，明顯縮短育種年限技術(shù)復(fù)雜，須與雜交育種配合多倍體育種秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗器官大，提高產(chǎn)量和營養(yǎng)成分適用于植物，動物方面難以開展基因工程育種四步驟定向改造生物性狀細胞工程育種植物體細胞雜交定向改造生物性狀不能按人們的需要表現(xiàn)出親代的優(yōu)良性狀利用植物激素利用人工合成的一定濃度的生長素溶液處理沒有受粉的番茄花蕾，獲得無子果實不可遺傳【針對訓(xùn)練】1. 用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，可以培養(yǎng)或生產(chǎn)出（ ）A食品添加劑 B無病毒植物 C.人工種子 D前三項都是2. 科學(xué)工作者把胡蘿卜的韌皮部細胞

7、分離出來，將單個細胞放入培養(yǎng)基中培養(yǎng)，獲得了許多完整的植株，這些植株的特點是（ ）A彼此性狀相似 B變異頻率較高 C單倍體 D都是純合子3. 水稻（基因型為AaBb）的花藥通過無菌操作，接入試管，經(jīng)過如下過程培育試管苗。以下選項中正確的是（ ）A、 a用花藥離體培養(yǎng)法獲得單倍體植株；b通過有絲分裂產(chǎn)生愈傷組織；c培養(yǎng)基中至少應(yīng)有乙烯和脫落酸；d試管苗的生長發(fā)育不需要光照B、 a用花藥離體培養(yǎng)法獲得二倍體植株； b通過減數(shù)分裂產(chǎn)生愈傷組織；c培養(yǎng)基中至少應(yīng)有生長素和細胞分裂素；d試管苗的生長發(fā)育不需光照Ca用花藥離體培養(yǎng)法獲得單倍體植株；b 通 過有絲分裂產(chǎn)生愈傷組織；c培養(yǎng)基中至少應(yīng)有生長素和

8、細胞分裂素；d試管苗的生長發(fā)育需要光照Da用花藥離體培養(yǎng)法獲得二倍體植株；b通過有絲分裂產(chǎn)生愈傷組織；c培養(yǎng)基中至少應(yīng)有乙烯和脫落酸；d試管苗的生長發(fā)育需要光照4、下列四個選項中沒有采取植物組織培養(yǎng)技術(shù)的是（ ）A花藥離體培養(yǎng)得到單倍體植株 B秋水仙素處理幼苗獲得多倍體植株C 人工種子的培育 D“番茄馬鈴薯”雜種植株的培育過程5、對人工種子正確的解釋是（ ）A通過科學(xué)手段人工合成的種子 B利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得的種子C 種皮能自我生成的種子 D人工種子發(fā)芽率低6、下列哪一項不是植物繁殖的新途徑 ( ) A 微型繁殖 B作物脫毒 C細胞核移植 D人工種子7、某名貴花卉用種子繁殖會發(fā)生性狀分離。

9、為了防止性狀分離并快速繁殖，可以利用該植物的一部分器官或組織進行離體培養(yǎng)，發(fā)育出完整植株。進行離體培養(yǎng)時不應(yīng)采用該植株的 （ ） A、 莖尖 B、子房壁 C、葉片 D、花粉粒 8、組織培養(yǎng)技術(shù)不能直接用于（ ）A、 快速繁殖 B、培育無病毒植株 C、植物產(chǎn)品的工廠化生產(chǎn) D、培養(yǎng)抗病菌植株9、用組織培養(yǎng)技術(shù)繁殖植物體時，不可能發(fā)生的是（ ）A、 基因重組 B、基因突變 C、染色體變異 D、同源染色體分離10、甲植株開紅花，乙植物開黃花。若培養(yǎng)一植株上同時開紅花和黃花，理論上有多種手段。下列各項不可能的是（ ） A取甲乙體細胞雜交再培養(yǎng) B把甲乙二植株相互嫁接B 把甲的葉綠體移入乙細胞再培養(yǎng) D

10、把甲的細胞核移入乙再培養(yǎng)11、科學(xué)家從懸浮培養(yǎng)的單細胞、離體花粉或胚囊中，通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得胚狀結(jié)構(gòu)(胚狀體)，胚狀體不同于一般的種子胚，是由非合子細胞分化形成的類似于胚的結(jié)構(gòu)物，所以，又稱“體細胞胚”或“花粉胚”。胚狀體在一定的條件下，可以通過個體發(fā)育過程形成植株。將其包埋在一個能提供營養(yǎng)的膠質(zhì)中，外包裹上人造種皮，便制成了“人工種子”。人工種子的概念是1978年在加拿大舉行的第四屆國際植物組織、細胞培養(yǎng)會議上首次提出來的。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、法等各國正著手將人工種子市場化、商品化。(1)簡要歸納“離體的細胞

11、”進行植物組織培養(yǎng)獲得胚狀體的過程。 。(2)“人工種子”大體由胚狀體，包埋胚狀體的膠質(zhì)以及人造種皮等3部分組成。包埋胚狀體的膠質(zhì)中富含營養(yǎng)物質(zhì)，這是因為 。為了滿足胚狀體代謝的需求，“人造種皮”則必須具有良好的 性能。(3)由“人工種子”萌發(fā)出的植株是否可育？ 。(4)寫出“人工種子”商品化的意義(兩項) 。(5)培育胚狀體利用了 這一項生物技術(shù)。在該過程中培養(yǎng)基中需要添加 和 兩種激素，還需要對培養(yǎng)基進行嚴(yán)格的 。(6)利用人工種子繁殖后代屬于 。(7)該項技術(shù)的成功應(yīng)用，反映了細胞的 性。 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方向所示的途徑表示_育種方式，ABC的途徑表示_育種方式。兩個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的方法有 。（5）科學(xué)家從懸浮培養(yǎng)的單細胞或胚囊中，通過植物組織