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高中植物細胞工程的實際應用的生物教案
疏導引導
1.微型繁殖與無性繁殖
微型繁殖就是用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術,也叫快速繁殖技術。它實際是一種無性繁殖。繁殖過程的分裂方式是有絲分裂,親、子代細胞內DNA.不變,所以能夠保證親、子代遺傳特性不變。這種技術可以高效快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖。
2.微型繁殖與作物脫毒
微型繁殖的條件是培養(yǎng)基中加入細胞生命活動所需的水、礦質養(yǎng)料和小分子有機物,還有植物激素,更重要的是所有加入物質必須是無菌的,操作過程必須是在無菌條件下操作,這樣繁殖的幼苗才是無毒的。
作物脫毒就是把已被病毒感染的植株進行脫毒,采用的技術還是微型繁殖技術,但是取材一定是無毒的,如莖尖、根尖。
3.單倍體育種與微型繁殖
單倍體育種的優(yōu)點是后代無性狀分離,能夠穩(wěn)定遺傳,即后代都是純合子;明顯縮短育種年限,只需一年就可獲得純種。單倍體育種的方法是花藥的離體培養(yǎng),采用的技術是微型繁殖技術,獲得單倍體,然后用秋水仙素處理,獲得純合子。
4.人工種子的優(yōu)勢
。1)可使在自然條件下不結實或種子昂貴的植物得以繁殖。
。2)固定混種優(yōu)勢。天然種子由于在遺傳上具有因減數(shù)分裂引起的重組現(xiàn)象,因而會造成某些遺傳性狀的改變,而人工種子則可以完全保持優(yōu)良品種的遺傳特性。
(3)快捷高效的繁殖方式。天然種子在生產上受季節(jié)的限制,一般每年只能繁殖1~2次,有些甚至十幾年才繁殖一次,而人工種子在生產上不受季節(jié)限制,而且快捷高效。研究表明,用一個體積為12 L的發(fā)酵罐在二十幾天內生產的胡蘿卜體細胞胚可制造1 000萬粒人工種子,可供種植幾百平方米,這樣可以節(jié)約大量留種地。
。4)可控制植物的生長發(fā)育與抗逆性。針對植物種類和土壤條件,在人工種子的包裹劑中還可以加入適量的養(yǎng)分、無機鹽、有機碳源以及農藥、抗生素、有益菌等。為了促進胚狀體的生長發(fā)育,還可以向人工種皮中加入一些植物生長調節(jié)劑。
(5)方便儲藏和運輸。試管苗的大量儲藏和運輸也是相當困難的。人工種子則克服了這些缺點,人工種子外層是起保護作用的薄膜,類似天然種子的種皮,因此可以很方便地儲藏和運輸。
活學巧用
【例1】 利用植物的莖尖或葉片、莖段、花藥、花粉等,在無菌條件下,培養(yǎng)在玻璃器皿中人工配置的培養(yǎng)基上,使它發(fā)育成完整的植株。這種技術可以用來培育植物新品種,也可以在較短時間內大量繁殖植物,還可以防止植物病毒的危害。下列關于這種技術的敘述,正確的是( )
、龠@種技術利用了植物的全能性 ②這種技術叫做組織培養(yǎng),可以克隆生物體 ③這種技術屬于細胞工程的應用領域之一 ④這種技術是一種無性繁殖的方式
A.①
B.①②
C.①②③
D.①②③④
解題提示:植物體細胞都含有該物種的全套遺傳信息,所以每個細胞理論上都具有全能性,都有發(fā)育成完整生物體的潛能。植物組織培養(yǎng)就是在體外通過人工方法,讓植物細胞表現(xiàn)出全能性,是植物細胞工程的一個基礎技術手段。因為沒有生殖細胞的結合,所以屬于無性生殖方式。
答案:D
【例2】 馬鈴薯利用它的塊莖進行無性繁殖,種植的世代多了以后往往會感染病毒而減產,為此農戶都希望得到無病毒的幼苗進行種植。獲得無病毒幼苗的最佳方法是( )
A.選擇優(yōu)良品種進行雜交
B.進行遠源植物體細胞雜交
C.利用芽體進行組織培養(yǎng)
D.人工誘導基因突變
解題提示:無性繁殖的作物感染病毒后很容易傳播給后代,病毒在生物體內積累就會導致作物產量降低,品質變差?茖W研究發(fā)現(xiàn),植物分生區(qū)附近的病毒極少,甚至無病毒,因此,切取一定大小的莖尖或芽體進行組織培養(yǎng),再生植株就有可能不帶病毒,從而獲得脫毒苗。答案:C
【例3】 對人工種子正確的解釋是( )
A.通過科學手段人工合成的種子
B.利用植物組織培養(yǎng)技術獲得的種子
C.種皮能夠自我生成的種子
D.人工種子發(fā)芽率低
解題提示:本題考查了人工種子獲得的方法及其過程。人工種子是經(jīng)植物組織培養(yǎng)獲得胚狀體、不定芽等,然后經(jīng)人工薄膜包裝得到的種子。
答案:B
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