新课标高中生物选修三2.1植物细胞工程导学案.doc

2.1 植物细胞工程
一、知识与技能目标
1、简述植物组织培养和体细胞杂交技术，掌握它们的原理、过程及关键环节。
2、了解植物繁殖的新途径及作物新品种的培育的具体方法。
二、过程与方法目标
1、尝试进行植物组织培养，运用细胞的基础知识，分析植物细胞工程的理论基础；收集植物细胞工程的相关资料并进行整理、分析、交流。
2、以植物细胞工程的基本技术为基础，弄清楚其在生产实践中的实际应用。
三、情感与价值观目标
1、体验植物组织培养技术，讨论植物细胞工程的社会意义及细胞学基础理论与技术开发之间的关系。
2、搜集相关的实际技术应用，积极参加各种技术应用的讨论，体验现代生物科技的新进展带来的社会效益，激发学习生物学的兴趣。
四、教学过程
1、植物细胞的基本结构包括 、 、 。
2、植物细胞主要的增殖方式是 ，细胞分化是指 ，________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。原因是 。
3、全能性是指 ，已分化的细胞表现为全能性的原因是 。
4、织物组织培养就是在 和 条件下， 将 培养在 上，给予 条件，诱导其产生 形成完整的植株。
5、植物体细胞杂交就是将 细胞在一定条件下融合成 ，并把它培养成 的技术，优点是 。
6、生物体可遗传变异类型包括 、 、 。
根据变异类型育种的方法有 、 、 、 等。
7、植物的微型繁殖技术指 ，_____________举例_________________________________________________________。
8、获得脱病毒的植株的方法
。
9、神奇的人工种子指 。
10、生物育种技术比较
技术
原理
优点
缺 点
诱变育种
基因突变
提高生物变异的频率，使后代变异频率较快稳定；可大幅度改良某些性状，缩短育种进程
盲目性大，需大量处理供试材料
杂交育种
基因重组
使位于不同个体的优良性状，集中于一个个体
周期长，难以克服远缘杂交的障碍
单倍体育种
染色体变异
获得个体均为纯种，明显缩短育种年限
技术复杂，须与杂交育种配合
多倍体育种
染色体变异
器官大，提高产量和营养成分
适用于植物，动物方面难以开展
基因工程育种
分子遗传学原理
打破物种界限，定向地改造生物遗传性状

细胞工程育种
细胞生物学和分子生物学原理
克服远缘杂交不亲和的障碍；扩大了用于杂交的亲本组合范围；定向改变生物遗传性状
不能按人们的需要表现出亲代的优良性状
五、例题分析
例1、有关细胞全能性的叙述，不正确的是 （ ）
A、受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高
B、生物体内细胞由于细胞分化，全能性不能表达
C、卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性很高
D、植物细胞在一定条件下离体培养能表现出全能性
例2、在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的 （ ）
A、消毒灭菌 B、适宜的温度
C、充足的阳光 D、适宜的养料和激素
例3、如图为两个种间植物细胞融合和再生植株示意图。请据图回答：（一～八表示各主要步骤）
（1）从步骤一到步骤二是植物细胞形成 的
阶段，其关键技术是 。
（2）从步骤二到步骤三一般要用 作为促融剂。
（3）步骤四为 过程。
（4）在形成再生植株的过程中与组织培养有相似之处的
步骤是 ，理由是 。
（5）步骤八表示选择体细胞杂种植株，杂种植株在形态
上表现为 ，其根本原因是
____________ 。
（6）该项研究解决了育种过程中的什么问题？
。
例4、将基因型为AA和aa的两个植株杂交，得到F1再作进一步处理，如图

请分析回答：
（1）乙植株的基因型是 ，属于 倍体。
（2）用乙植株的花粉直接培育成的后代属于 倍体，其基因型及比例是 。
（3）丙植株的体细胞中含有 个染色体组。
六、课堂巩固
（一）选择：
1、细胞全能性是指 （ ）
A、生物体内的细胞具有的形成完整个体的特性
B、生物体的细胞具有细胞膜、细胞质和细胞核
C、生物体的细胞能完成各种生理活动的特性
D、生物体的细胞具有形成完整个体的潜能
2、下列细胞的全能性最高的是 （ ）
A、植物的卵细胞 B、植物的精子 C、被子植物的受精卵 D、被子植物的叶肉细胞
3、植物体细胞融合完成的标志是 （ ）
A、产生新的细胞壁 B、细胞膜发生融合 C、细胞质发生融合 D、细胞核发生融合
4、将一粒花粉培育成幼苗，将它的茎尖用秋水仙素处理，长大后该植物正常开花结果。与该植株染色体数目不相同的是 （ ）
A、根细胞 B、叶细胞 C、茎细胞 D、子房壁细胞
5、与传统的有性杂交法相比，植物体细胞杂交的最大优点是 （ ）
A、可使两个亲本的优良性状组合到一起 B、可以克服远缘杂交不亲和的障碍
C、可以培育出高产性状明显的新品种 D、可以降低生成成本，提高接济效益
6、植物体细胞杂交的过程实质是 （ ）
A、细胞质融合的过程 B、细胞核融合的过程
C、细胞膜融合的过程 D、细胞原生质体融合的过程
7、愈伤组织是一类 （ ）
A、高度液泡化、呈无定型状态的薄壁细胞 B、排列紧密的细胞壁
C、具有小泡的薄壁细胞 D、性状规则的一群细胞
8、用植物组织培养技术，可以培育出或生产出 （ ）
A、食品添加剂 B、无病毒植物 C、人工种子 D、A ,B, C均是
9、用杂合种子尽快获得纯合子植株的方法是 （ ）
A、种植→F1→选出不分离者→纯合子 B、种植→秋水仙素处理→纯合子
C、种植→生长素处理→纯合子
D、种植→花药离体培养→单倍体幼苗→秋水仙素处理→纯合子
10、在植物细胞工程中，当原生质体融合成一个细胞后，需要诱导产生细胞壁，参与这一过程的细胞器是 （ ）
A、叶绿体、高尔基体 B、线粒体、高尔基体
C、叶绿体、线粒体 D、线粒体、内质网
二、填空
11、下图为植物体细胞杂交过程示意图，据图回答：

（1）步骤①是去掉 ，使植物细胞成为 ，最常用的方法是 。
（2）步骤②一般常用的化学试剂是 ，目的是 。
（3）在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，运用的技术手段是 　，其中步骤④相当于 ，步骤⑤相当于 。
（4）植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株，使两株植物的性状能够在新的植物体上有所表现，其根本原因是 　　 　。
（5）从理论上讲，杂种植株的育性为 。若运用传统有性杂交方法能否实现？ 　　　　 因此，这项研究对于培养作物新品种方面的重大意义在于 　　　　。
（6）利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种的过程中，遗传物质的传递是否遵循孟德尔的遗传规律？为什么？

12、基因型为AaBb的水稻（24条染色体）的花药通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下培养形成试管苗。
（1）愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规则的细胞团，愈伤组织形成中，必须从培养基中获得 和小分子有机物等营养物质。
（2）要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有 　　　　和 两类激素。
（3）愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和茎。这一过程中必须给予光照，其原因是：
① 　　　　　　　　　　　
② 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（4）试管苗的细胞核中含有 个DNA分子。
（5）培养成的试管苗可能出现的基因型有 。如果要获得育种需要的植株，并能繁殖新品种，后面的育种步骤是 　　　　　　　　　　　 。
13、植物的组织培养技术以及植物的无土栽培在农业生产中具有广阔的应用前景，请分析：
（1）用于组织培养的培养液和无土栽培时所用的营养液相比，最大的差别是前者 （ ）
A、无需含有必须的矿质元素 B、必须含有机物
C、不一定含有植物激素 D、浓度必须小于细胞液浓度
（2）组织培养技术不能直接用于 （ ）
A、快速繁殖 B、培育无病毒植株
C、植物产品的工厂化生产 D、培养抗病菌植株
（3）用组织培养技术繁殖植物体时，不可能发生的是 （ ）
A、基因重组 B、基因突变 C、染色体变异 D、染色体分离
14、（1）植物细胞培养和植物体细胞杂交技术的理论基础是______________________ 。
（2）人工种子是利用植物组织培养技术，诱导离体的植物组织形成具有______________ 能力的胚状结构，再包裹上________________ 而制成。
15、下面所列过程是植物组织培养的简略过程。请据此回答：
①→脱分化→②→再分化→③→④
（1）①表示 ，它能被培养成④的根本原因是 。
（2）②表示 ，它的细胞特点是 ，它的颜色特点是 。
（3）若想制造人工种子，应选择（写编号） 。
（4）若①是花药，则④是 ，这项技术可用在 上。
（5）若①是胡萝卜根尖细胞，则培养成的④的叶片的颜色是 ，这说明根尖细胞 。
例1 C 例2C
例3答案：原生质体 细胞壁的去除 聚乙二醇（PEG） 原生质体融合 六---七 都形成愈伤组织，转移愈伤组织到新的培养基培养成杂种植株的过程 同时具有两个亲本的特性 具有双亲细胞的全部遗传物质 远缘杂交不亲和的问题
例4 答案：AAaa 四 单 1：4：1 三
1-5 DCAAB 6-10DADDB
11.答案；细胞壁 原生质体 酶解法 聚乙二醇 诱导原生质体融合 组织培养 脱分化 再分化 杂种细胞具有两个亲本的遗传物质 可育 不能 克服远缘杂交不亲和的障碍 不遵循，因为没有经过减数分裂产生配子的过程，只是原有体细胞内遗传物质的的融合，而非有性生殖过程
12.答案：水、无机盐 细胞分裂素 生长素 叶绿素的形成需要光 试管苗生长发育所需营养来自叶绿体利用光能制造有机物 12 AB Ab Ab ab 用一定浓度的秋水仙素处理组织培养获得的幼苗
13.B D A
14.答案：离体的植物器官、组织、细胞 植物细胞全能性 愈伤组织 细胞排列疏松，高度液泡化无定形状态 色浅　　　③ 单倍体植株 单倍体育种 绿色 含有表达叶绿体的基因