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2.1.2植物细胞工程的应用
[学习目标]　1.通过对植物细胞工程应用实例的分析，了解这些应用涉及的技术流程和应用的优势。2.认同植物细胞工程在生产实践中具有重要的应用价值。
一、植物繁殖的新途径
1．快速繁殖
(1)概念：用于快速繁殖优良品种的 ，也叫作 。
(2)特点
(3)实例：一些优良的 、经济林木、 和濒危植物等都实现了利用快速繁殖技术来提供苗木。甘蔗、 等试管苗的生产，已形成一定规模。
2．作物脱毒
(1)选材
①部位：植物顶端 附近(如茎尖)。
②原因： ，甚至 。
(2)优点：提高作物的 。
(3)实例：采用茎尖组织培养技术脱去病毒，已在马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等许多作物上获得成功。
判断正误
(1)快速繁殖不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖，还可以保持优良品种的遗传特性(　　)
(2)作物脱毒后不再感染病毒(　　)
(3)脱毒草莓能明显提高产量，但品质没有发生变化(　　)
(4)作物脱毒所培养材料常选自顶端分生组织(　　)
(5)快速繁殖本质上是一种无性繁殖(　　)
探讨点　快速繁殖和作物脱毒
1．快速繁殖得到的产品会不会出现性状分离？原因是什么？
提示　不会；快速繁殖利用了 ，属于 ，可以 。
2．经植物组织培养技术培育出的脱毒苗抗病毒吗？为什么？
提示　不抗病毒。“脱毒”与“抗毒”不同，前者指的是 ，受病毒感染的机会少，而后者指的是 。
核心归纳　比较两种植物繁殖新途径
繁殖新途径 取材 优点 技术
快速繁殖 (微型繁殖) 取材广泛 ①高效、快速地实现种苗的大量繁殖；②保持优良品种的遗传特性 植物 组织 培养
作物脱毒 顶端分生 区附近 获得高产、优质的无病毒植物
[典题应用]
1．某株名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。为了防止性状分离并快速繁殖，可利用该植株的一部分器官或组织进行离体培养，发育出完整的植株。进行离体培养时不应采用该植株的(　　)
A．茎尖 B．子房壁 C．叶片 D．花粉粒
2．利用马铃薯的块茎进行无性繁殖，种植的世代多了以后往往会感染病毒而减产，为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳方法是(　　)
A．选择优良品种进行杂交 B．进行远缘植物体细胞杂交
C．利用芽尖进行组织培养 D．人工诱导基因突变
二、作物新品种的培育和细胞产物的工厂化生产
1．单倍体育种
(1)原理： 和 。
(2)过程：花药(或花粉) 优良品种。
(3)优点：
①子代是能 的纯合子。
②极大地缩短了 。
③是进行 和研究 的理想材料。
(4)实例
①世界上第一个单倍体作物新品种—— 。
②单倍体育种与常规育种相结合的新品种：水稻、 、油菜、 和甜椒等。
2．突变体的利用
(1)原理：在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖的状态，因此它们容易受到
(如 等)的影响而产生突变。
(2)利用：筛选出有用的 ，培育新品种。如培育抗病、抗盐、高产以及蛋白质含量高的突变体。
(3)实例：抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草等。
3．细胞产物的工厂化生长
(1)次生代谢物
①定义：植物代谢产生的，一般认为不是植物 的产物。
②本质： ，如酚类、萜类和含氮化合物等。
③作用：在植物抗病、抗虫等方面发挥作用，还是药物、香料和色素等的重要来源。
(2)技术： ，指在离体条件下对 进行培养使其 的技术。
(3)实例：人参、三七、紫草和红豆杉的细胞产物都已实现工厂化生产。
(4)优势：不占用耕地，几乎不受 等的限制，因此对于 保护具有重要意义。
判断正误
(1)单倍体育种的过程就是花药离体培养的过程(　　) (2)突变体育种常用射线、化学物质处理愈伤组织(　　)
(3)次生代谢物在植物抗病、抗虫等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源(　　)
(4)紫杉醇存在于红豆杉属植物体内，是初生代谢物，具有高抗癌活性，现在已被广泛用于乳腺癌的治疗(　　)
(5)植物细胞培养的原理是利用了植物细胞的全能性(　　)
特别提醒　植物组织培养和植物细胞培养的比较
比较 项目 植物组织培养 植物细胞培养
目的 获得植物体 获得细胞产物
原理 植物细胞的全能性 细胞增殖
过程
应用 快速繁殖、作物脱毒、单倍体育种等 细胞产物的工厂化生产，如紫草宁、人参皂苷、紫杉醇等
核心探讨
探讨点　单倍体育种和突变体的应用
1．回答与单倍体育种有关的问题：
(1)以流程图的形式表示单倍体育种过程。
提示　 。
(2)单倍体育种具有什么优点？
提示　 。
(3)单倍体育种为什么能为体细胞诱变育种和研究遗传突变提供理想材料？
提示　 ，染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易显现。
2．如图表示突变体的利用过程，请据图分析回答下列问题：
(1)突变体育种的原理是什么？
提示　 。
(2)在培养至愈伤组织时进行诱变处理的原因是什么？
提示　愈伤组织细胞 的状态，此时易发生基因突变。
(3)诱导分化得到的突变体都可以利用吗？为什么？
提示　 。因为基因突变具有多害少利性，即得到的突变体大多是有害的。
核心归纳　四种育种方法的比较
育种方法 原理 过程 优点
快速繁殖 细胞的全能性 脱分化、再分化 保持优良品种的遗传特性
突变体 的利用 基因突变、细胞的全能性 对愈伤组织进行诱变处理后再筛选 提高突变率，获得优良性状
单倍体 育种 细胞的全能性、染色体变异 花药离体培养、秋水仙素诱导染色体数目加倍 明显缩短育种年限
植物体细 胞杂交 细胞膜的流动性、细胞的全能性 原生质体融合、杂种细胞组织培养 打破生殖隔离，实现远缘杂交
典题应用　
3．如图是利用某种植物(基因型为AaBb)产生的花粉进行单倍体育种的示意图。据图判断，下列叙述错误的是(　　)
花粉幼苗A植株B
A．过程②通常使用的试剂是秋水仙素，作用时期为细胞有丝分裂前期
B．通过过程①②得到的植株既有纯合子又有杂合子
C．过程①属于植物的组织培养，在此过程中必须使用一定量的植物激素或植物生长调节剂
D．与杂交育种相比，该育种方法的优点是能明显缩短育种的年限
4．如图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径，下列叙述正确的是(　　)
A．该途径依据的原理是植物细胞具有全能性
B．过程①需控制好培养基中植物激素的比例
C．经过程①细胞的形态和结构未发生变化
D．过程③需使用固体培养基，有利于细胞增殖
答案：
一：1.（1）植物组织培养技术 微型繁殖技术 （3）观赏植物 无性繁殖作物 桉树和铁皮石斛 2.（1）分生区 病毒极少 无病毒 （2）产量和品质 判断正误 答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√ 核心探讨探讨点：1.植物组织培养技术 无性繁殖 保持亲本的优良性状 2.本身病毒少，甚至无病毒 [典题应用]1.答案　D 2.答案　C 二：1、细胞的全能性 染色体变异 （2）单倍体植株 纯合二倍体植株 （3）稳定遗传 育种的年限 体细胞诱变育种 遗传突变 （4）单育1号烟草 玉米 甘蓝 2.（1）培养条件和诱变因素 射线、化学物质 （2）突变体 3.（1）基本生命活动所必需 小分子有机化合物 植物细胞培养
单个植物细胞或细胞团 增殖 （4）季节、天气 社会、经济、环境 判断正误 答案　(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)× 核心探讨探讨点： 1.（1）正常植株―→花药单倍体幼苗纯合子―→选择所需类型 （2）子代是能稳定遗传的纯合子，极大地缩短了育种年限 （3）.由于大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体 2.（1）基因突变和植物细胞的全能性 （2）分裂旺盛，一直处于不断增殖 （3）大都不可以
典题应用 答案　B 答案　B

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