高中生物 专题2 细胞工程 第1节（第2课时）植物细胞工程的实际应用专题讲解课件 新人教版选修3.ppt

生物选修3 人教版 专题2细胞工程第1节植物细胞工程第2课时植物细胞工程的实际应用 要点突破 知识点1植物繁殖的新途径 1 微型繁殖 1 微型繁殖 又叫快速繁殖 技术就是用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术 它实际上是一种无性繁殖 繁殖过程中的分裂方式是有丝分裂 亲 子代细胞内dna不变 所以能够保证亲 子代遗传特性不变 2 优点 保持亲本的优良性状 可以快速大量培育出新个体 有利于工厂化培育 选材少 培养周期短 繁殖率高 便于自动化管理 2 作物脱毒 1 病毒的特点 病毒是寄生性生物 在用种子繁殖或用植物根 茎的无性繁殖过程中 种子 根 茎的细胞中可能携带着病毒并传给下一代 使其繁殖的子代感染病毒 并传给下一代 病毒会在生物体内逐年积累 就会导致作物产量降低 品质变差 2 材料的选取 据检测 植物的分生组织 如根尖 茎尖等 细胞中一般是不含病毒的 如果将未被病毒感染的植株分生组织用植物组织培养的方法培育成幼苗 用于生产过程 可以避免病毒对作物的影响 大大提高作物的产量和质量 3 制备人工种子 1 概念 人工种子是指以植物组织培养得到的胚状体 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 2 人工种子的结构 由胚状体 作为保护外壳的人工种皮和提供发育所需营养的人工胚乳三部分构成 如下图所示 3 与天然种子相比较 其优越性有 可使在自然条件下不结实或种子昂贵的植物得以繁殖 固定杂种优势 是一种快捷高效的繁殖方式 可人为控制植物的生长发育和抗逆性等 例1用植物的茎尖或叶片 茎段 花药 花粉等 在无菌条件下 培养在玻璃皿中人工配制的培养基上 使其发育成完整的植株 这种技术可以用来培育植物新品种 也可以在较短时间内大量繁殖植物 还可以防止植物病毒的危害 下列关于这种技术的叙述 正确的是 这种技术利用了植物细胞的全能性 这种技术叫做组织培养 可以克隆生物体 这种技术属于细胞工程的应用领域之一 这种技术是一种无性繁殖的方式 a b c d 解析 脱毒植株是利用植物的根尖或茎尖等分生组织为外植体 经植物组织培养而来 花药离体培养属有性生殖 故 正确 答案 c 变式迁移如图表示为人工种子 下列与人工种子培育生产过程有关的叙述 不正确的是 a 人工种子一般用离体的植物细胞通过组织培养技术获得b 胚状体是由愈伤组织分化而成 离体细胞只有形成愈伤组织才能表现出全能性c 同一批次的人工种子可以保证具有相同的基因型d 胚状体是由未分化的 具有分裂能力的细胞构成的作物新品种的培育解析 胚状体是由愈伤组织分化而来 不是未分化的细胞 答案 d 知识点2作物新品种的培育 1 单倍体育种 2 原理 染色体 数目 变异 3 优点 后代稳定遗传 都是纯合体 明显缩短育种年限 2 突变体育种 1 突变 植物体细胞的突变分为基因突变和染色体变异两种 2 突变体 在植物组织培养过程中 处于分生状态的培养细胞 容易受到培养条件和外界压力 如射线 化学物质等 的影响而发生基因突变或染色体变异 由此发育而成的个体称为突变体 3 突变体的利用 人们从突变体中筛选出对人们有用的个体 进而培育成新品种 这种育种方式叫突变体育种 例2植物组织培养过程中 容易获得突变体的主要原因是 a 培养的细胞一直处于不断的分生状态b 培养基营养丰富 易于植物生长c 纺锤丝的形成容易受抑制d dna复制容易受抑制解析 在植物组织培养过程中 由于培养的细胞一直处于不断的分生状态 容易受一些条件的影响而产生突变 答案 a名师点睛 花药离体培养属于一种特殊方式的有性生殖 知识点3细胞产物的工厂化生产 1 种类 蛋白质 脂肪 糖类 药物 香料 生物碱等 2 技术 植物的组织培养 3 工厂化生产人参皂甙的基本过程 第一步 选择人参根作为外植体进行培养 产生愈伤组织 经过培养选择找到增殖速度快而且细胞内人参皂甙含量高的细胞株 其中一部分作为种子保存 以备下一次生产用 一部分进行发酵生产 第二步 将第一步选择到的细胞株在发酵罐中的适合培养液中进行液体培养 增加细胞数量 第三步 将发酵罐中培养的细胞进行破碎 从中提取人参皂甙 例3紫草素是紫草细胞的代谢产物 可作为生产治疗烫伤药物的原料 用组织培养技术可以在生物反应器中通过培养紫草细胞生产紫草素 下图记录了生物反应器中紫草细胞产量 紫草素产量随培养时间发生的变化 据此完成 1 3 题 1 在生产前 需先加入紫草细胞作为反应器中的 种子 这些 种子 是应用组织培养技术 将紫草叶肉细胞经过 而获得的 这项技术的理论基础是 2 从图中可以看出 反应器中紫草细胞的生长呈现 规律 影响紫草素产量的因素是 和 3 在培养过程中 要不断通入无菌空气并进行搅拌的目的是 和 解析 题干信息 紫草素是紫草细胞的代谢产物 从图中可以看出 随着培养天数的增加 细胞数目不断增加 紫草素产量也在不断增加 细胞在代谢过程中需要氧气 答案 1 脱分化 或脱分化形成愈伤组织 细胞的全能性 2 s型增长细胞数量细胞所处的生长期 3 保证氧气供应充足使细胞与培养液充分接触名师点睛 利用植物组织培养技术生产细胞产物无须培养至植株 只要培养到能够产生所需产物的细胞即可 本节小结 核心归纳1 细胞的全能性是指构成生物体的每个细胞都具有发育成一个新的生物个体的潜能 2 植物细胞工程的技术基础是植物组织培养 3 细胞全能性与分化程度有关 一般是受精卵 生殖细胞 干细胞 体细胞 4 植物组织培养中植物激素是启动细胞分裂 分化的关键因素 5 植物组织培养中常用的植物激素是生长素和细胞分裂素 正误判断1 植物的种子发育成完整植株体现了细胞的全能性 2 植物组织培养技术的原理是植物细胞具有全能性 3 人工种子与天然种子繁殖的方式相同 4 植物细胞培养的目的是为了得到植物新个体 5 两种细胞的原生质体融合后形成的融合细胞只有一种 6 单倍体育种即是通过花药的离体培养形成新品种的过程 1 提示 因为种子中的胚已完成了早期发育 相当于新植物体的幼体 没有体现细胞发育成完整植物体 2 3 提示 天然种子是