能闡明植物細(xì)胞工程在生產(chǎn)實(shí)踐中有哪些應(yīng)用。
能說(shuō)明植物細(xì)胞工程應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐的主要優(yōu)勢(shì)。
知識(shí)回顧：1.植物組織培養(yǎng)技術(shù)
知識(shí)回顧：2.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)
石斛：驅(qū)解虛熱，益精強(qiáng)陰等療效、觀賞價(jià)值。
連翹：清熱解毒、消腫散結(jié)、消炎
實(shí)際問題：經(jīng)濟(jì)苗木、名貴花卉、珍稀植物等自然繁殖速度緩慢，繁殖效率低下或優(yōu)良性狀不易保持……如何解決？
(1)概念：用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)，也叫作微型繁殖技術(shù)。
人工胚狀體(或根/芽)
請(qǐng)閱讀課本P39，回答以下問題： 1.什么是快速繁殖技術(shù)？ 2.快速繁殖的核心技術(shù)是？ 3.快速繁殖技術(shù)有什么優(yōu)點(diǎn)？有哪些應(yīng)用實(shí)例？
①高效、快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖；②保持優(yōu)良品種的遺傳特性。③不受自然生長(zhǎng)季節(jié)的限制，培養(yǎng)周期短④選材少，繁殖率高，便于自動(dòng)化管理
（1）植物組織培養(yǎng)到愈傷組織階段，細(xì)胞進(jìn)行旺盛、快速的有絲分裂，從而獲得大量的組織細(xì)胞。不斷地對(duì)愈傷組織進(jìn)行分割、移瓶、誘導(dǎo)再分化就可以形成大量的新植株。（2）植物組織培養(yǎng)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，一般不受季節(jié)、氣候等條件的限制。
【思考】植物組織培養(yǎng)可以進(jìn)行快速繁殖的原因是什么？
注意：扦插、壓條、嫁接等不屬于微型繁殖技術(shù)
實(shí)際問題：生姜是藥食兩用的經(jīng)濟(jì)作物，在生產(chǎn)上長(zhǎng)期采用無(wú)性繁殖，容易感染多種病毒病，使生姜品質(zhì)變差，葉子皺縮，生長(zhǎng)緩慢，一般減產(chǎn)30%-50%。 病毒引起的植物病害有500多種。受害植物包括糧食作物、蔬菜、果樹和花卉等。而且沒有有效的防治辦法，只能拔除，造成經(jīng)濟(jì)損失。病毒多集中在種子、老葉等器官中，在幼嫩的器官和未成熟的組織中較少，在分生區(qū)幾乎不含病毒。
請(qǐng)閱讀課本P40,回答以下問題： 1.為什么許多通過(guò)無(wú)性繁殖多代之后產(chǎn)量會(huì)下降？ 2.為什么作物脫毒苗培養(yǎng)時(shí)一般選取植物根尖或莖尖的分生區(qū)作為外植體？ 3.獲得脫毒苗的過(guò)程？
注：脫毒苗不等于抗毒苗。
明顯提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)
1.葡萄的扦插、桃樹的嫁接、石榴的壓條繁殖方式都屬于微型繁殖。( )2.脫毒苗培育所選的組織培養(yǎng)材料可以來(lái)自植株的任何部位。( )3.取莖尖分生組織進(jìn)行組織培養(yǎng)，可獲得抗毒苗。( )4.作物脫毒與微型繁殖相比較，二者無(wú)本質(zhì)區(qū)別，只是取材部位不同。（ ）5.從植物體上獲取任何細(xì)胞，經(jīng)組織培養(yǎng)得到的植株與親本性狀一定都完全一致。（ ）
[注意] 脫毒苗 ≠ 抗毒苗
體細(xì)胞 VS 花粉（生殖細(xì)胞）
頂端分生區(qū)附近（如莖尖）
當(dāng)以花粉為外植體進(jìn)行植物組織培養(yǎng)時(shí)，得到的植株與親本性狀還一致嗎？
實(shí)際問題：傳統(tǒng)的育種方法優(yōu)點(diǎn)：是通過(guò)雜交把兩親本的優(yōu)良性狀組合在同一后代中。缺點(diǎn)：要不斷進(jìn)行(多年)純化和選擇，才得到一種符合理想要求的新品種。
高桿抗病 DDTT
矮桿感病 ddtt
高桿抗病 DdTt
選擇矮稈抗病即為新品種
染色體（數(shù)目）變異、植物細(xì)胞的全能性
二、作物新品種的培育
①極大地縮短了育種的年限，節(jié)約了大量的人力和物力。
雜交育種培育一個(gè)可以穩(wěn)定遺傳的作物優(yōu)良品種，一般不斷自交選優(yōu)，常需5～6年。而單倍體育種當(dāng)年就能培育出所需純合體。
②后代都是純合子，能穩(wěn)定遺傳。
③可作為進(jìn)行體細(xì)胞誘變育種和研究遺傳突變的理想材料。
單育1號(hào)煙草、水稻、玉米、油菜、甘藍(lán)和甜椒等作物。
我國(guó)培育的單育1號(hào)煙草是世界上第一個(gè)單倍體作物新品種
大多數(shù)單倍體植株的細(xì)胞中只含一套染色體，染色體加倍后得到的植株的隱性性狀容易顯現(xiàn)。
資料2：以下是科研人員誘變產(chǎn)生某新品種的過(guò)程，探究以下問題：?jiǎn)栴}1：利用外植體培育新品種的過(guò)程依據(jù)的原理是？對(duì)愈傷組織誘變處理的原理是什么？問題2：誘變處理的對(duì)象是誰(shuí)？為什么？產(chǎn)生的變異一定符合需要嗎？
愈傷組織細(xì)胞不斷分裂，細(xì)胞要進(jìn)行DNA分子復(fù)制，因此更易發(fā)生突變
不一定，因?yàn)橥蛔兪遣欢ㄏ虻摹?br/>提高變異的頻率，加速育種進(jìn)程。
難以控制突變方向，需要大量處理實(shí)驗(yàn)材料。
資料3：紫杉醇是從紫草細(xì)胞中提取的一種藥物和色素，是目前已發(fā)現(xiàn)的最優(yōu)秀的天然抗癌藥物，在臨床上已經(jīng)廣泛用于乳腺癌、卵巢癌和部分頭頸癌和肺癌的治療。
三、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)
生物生長(zhǎng)生存所必需的代謝活動(dòng)，一直進(jìn)行
非生物生長(zhǎng)所必需，在特定條件下進(jìn)行
2.細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)的概念：
利用植物細(xì)胞培養(yǎng)來(lái)獲得目標(biāo)產(chǎn)物，這個(gè)過(guò)程就是細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。
不占用耕地，幾乎不受季節(jié)、天氣等的限制，因此對(duì)于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)具有重要意義。
紫草寧、紫杉醇、人參皂苷的植物細(xì)胞工程產(chǎn)品。
5.細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)的過(guò)程
資料3：下圖是通過(guò)植物細(xì)胞工程技術(shù)工廠化生產(chǎn)紫杉醇的途徑。
問題1：紫杉醇屬于初生代謝物還是次生代謝物？（P41相關(guān)信息）問題2：①過(guò)程是什么？問題3：③過(guò)程利用的是植物組織培養(yǎng)技術(shù)嗎？問題4：生產(chǎn)紫杉醇的過(guò)程能否體現(xiàn)植物細(xì)胞的全能性？
次生代謝物：不是植物基本的生命活動(dòng)所必需的產(chǎn)物。
植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)：離體條件下對(duì)單個(gè)細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行培養(yǎng)使其增殖的技術(shù)。
“手指植物”通常培育在裝有彩色固體培養(yǎng)基的小玻璃瓶中，只要保證充足的光照和適宜的溫度，不需要額外補(bǔ)充水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，它們就能在玻璃瓶中生長(zhǎng)三四個(gè)月之久。
“手指植物”的制作方法用到了植物組織培養(yǎng)技術(shù)。在制作過(guò)程中，一定要注意做好滅菌和消毒工作，為了防止污染可在培養(yǎng)基中加入一定量的抑菌劑。另外，還可以根據(jù)個(gè)人喜好，在培養(yǎng)基中加入適量的色素或者熒光劑，使“手指植物”更具有觀賞價(jià)值。
1.(2023·廣東卷)目前七葉一枝花屬瀕危名貴中藥材，科學(xué)家嘗試應(yīng)用生物技術(shù)繁殖和保存七葉一枝花資源，并利用植物細(xì)胞工程獲取其有效成分。下列敘述正確的是（ ）A. 七葉一枝花不同細(xì)胞經(jīng)植物組織培養(yǎng)獲得的新個(gè)體基因型都相同B. 將七葉一枝花莖尖或根尖組織經(jīng)滅菌、脫分化、再分化可獲得脫毒苗C. 利用植物細(xì)胞工程獲取其有效成分過(guò)程中使用的是液體培養(yǎng)基D. 保護(hù)野生七葉一枝花最佳的選擇是將其遷移到植物園
2.(2023·山東卷)隨著植物花藥培養(yǎng)以及植物體細(xì)胞雜交技術(shù)等得以確立和發(fā)展，標(biāo)志著植物細(xì)胞工程技術(shù)進(jìn)入了高速發(fā)展的階段?；ǚ墼|(zhì)體具備單倍體的優(yōu)點(diǎn)，可直接與體細(xì)胞原生質(zhì)體融合，實(shí)現(xiàn)配子與體細(xì)胞雜交。下列敘述錯(cuò)誤的是（ ）A. 花粉可培育成單倍體植株，是細(xì)胞全能性的體現(xiàn)B. 用低滲溶液配制纖維素酶和果膠酶溶液制備原生質(zhì)體C. 利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)將融合細(xì)胞培育成完整植株D. 配子與體細(xì)胞雜交能縮短三倍體無(wú)子果實(shí)培育年限

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高中生物人教版 (2019)選擇性必修3電子課本

二 植物細(xì)胞工程的應(yīng)用

版本： 人教版 (2019)

年級(jí)： 選擇性必修3

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