2.1.2植物细胞工程的应用导学案（有解析） 2024-2025学年人教版（2019）高中生物学选择性必修3

2.1.2植物细胞工程的应用 导学案 一、核心素养 1.生命观念：通过理解植物细胞工程在植物繁殖、作物新品种培育、细胞产物工厂化生产等方面的应用，认识到生命科学技术对生物生存、发展和繁衍的重要影响，形成对生命本质和生命活动规律的深刻理解。 2.科学思维：分析植物细胞工程各项应用的原理、技术流程及优势，培养逻辑推理、归纳与概括能力，能运用批判性思维对技术应用中的问题进行思考和探讨，如转基因植物的安全性问题等。 3.科学探究：尝试设计与植物细胞工程应用相关的实验，如利用植物组织培养技术进行植物快繁的实验，学会控制实验变量、收集和分析实验数据，提升科学探究能力和实践操作技能。 4.社会责任：关注植物细胞工程技术在农业、医药、环境保护等领域的应用，认识其对解决粮食问题、保护生态环境、促进人类健康等方面的重要意义，同时思考技术应用可能带来的伦理和安全问题，如生物多样性保护、食品安全等，树立正确的科学价值观。 二、教学重难点 教学重点 1.植物繁殖的新途径，包括微型繁殖、作物脱毒、人工种子的制备原理和过程。 2.作物新品种培育的方法，如单倍体育种、突变体的利用。 3.细胞产物的工厂化生产，如利用植物组织培养技术生产细胞代谢产物的原理和流程。 教学难点 1.理解植物细胞工程应用中所涉及的技术原理，如微型繁殖如何保持优良品种的遗传特性、人工种子中胚状体的形成机制等。 2.综合运用植物细胞工程知识解决实际问题，如在作物育种中如何选择合适的技术手段以培育出具有特定优良性状的新品种，以及在细胞产物工厂化生产中如何优化培养条件以提高产物产量和质量。 三、自主预习 （一）植物繁殖的新途径 1.微型繁殖 概念：又称快速繁殖技术，是指利用植物组织培养技术，快速繁殖优良品种的植物_____，也叫试管苗繁殖。 原理：植物细胞的_____。 优点：保持优良品种的_____，因为其属于无性繁殖，遗传物质基本不变。高效快速地实现种苗的_____，可在短时间内大量繁殖。不受_____和地域限制，能周年生产。 应用实例：兰花、草莓、甘蔗等植物的大规模快速繁殖。例如，兰花的传统繁殖方式速度慢，通过微型繁殖技术，一个兰花茎尖经过一年的培养，可繁殖出_____株以上的试管苗。 2.作物脱毒 原理：植物的_____附近（如茎尖）病毒极少甚至无病毒，利用植物组织培养技术，将_____进行培养，可以获得脱毒苗。 操作过程：选取植物的_____（一般为茎尖，长度为 0.1 - 0.2mm），进行_____培养，诱导其脱分化形成_____，再分化形成脱毒苗。 3.人工种子 概念：以植物组织培养得到的_____、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。 组成：由_____、作为保护外壳的_____和提供发育所需营养的_____三部分构成。 原理：植物细胞的_____。 优点：后代无_____，能够保持亲本的优良性状。不受季节、气候和地域的限制，可_____生产和储存。解决了有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。 制备过程：通过植物组织培养获得_____，在人工种皮内添加适量的营养物质、_____、有益菌等，再进行人工包装。 参考答案： 1.离体材料；全能性；遗传特性；大量繁殖；自然条件；100 万 2.分生区；茎尖；茎尖；组织；愈伤组织； 3.胚状体；胚状体；人工种皮；人工胚乳；全能性；性状分离；周年；胚状体；植物激素 （二）作物新品种的培育 1.单倍体育种 原理：_____和染色体数目变异。通过花药离体培养获得_____，再用秋水仙素处理单倍体幼苗，使染色体数目加倍，得到纯合子。 过程：花药离体培养：选取亲本植株的_____，通过_____培养，诱导花粉细胞发育成_____。 染色体加倍：将单倍体幼苗用_____处理，使其染色体数目加倍，得到纯合的二倍体或多倍体植株。 优点：明显缩短_____，因为获 ... ...