植物细胞工程第2课时课件-高二下学期生物人教版选择性必修3

植物细胞工程番茄—马铃薯(理想图)思考：通过植物组织培养技术能够生产出该植物？杂交育种呢？知识点3植物体细胞杂交技术1、含义：p38黑体字2、原理：（1）细胞膜的流动性（2）植物细胞的全能性分析：两个来自不同植物的体细胞更容易融合还是动物细胞更容易融合？P38·练习与应用·2题答案：纤维素酶和果胶酶。因为植物细胞的细胞壁主要由纤维素和果胶组成，利用酶的专一性。知识点3植物体细胞杂交技术3、过程：（1）体细胞融合思考：1、什么是原生质体？2、什么是原生质层？3、获得原生质体的一般方法是什么？原生质体：1、定义：去除细胞壁后，由细胞膜包裹的具有生物活性的植物细胞结构，包括细胞质、细胞核和细胞器。（注：动物细胞没有原生质体。）2、为了防止原生质体渗透吸水涨破或渗透失水收缩，酶解液常加入山梨醇和甘露醇稳定渗透压。原生质层：是由成熟植物细胞的细胞膜、液泡膜和细胞质共同构成的结构。知识点3植物体细胞杂交技术3、过程：（1）体细胞融合酶解法：使用纤维素酶、果胶酶诱导融合的方法：融合成功的标志与：线粒体、高尔基体有关思考1：诱导融合后，培养基中有几种类型的细胞？1、融合的细胞类型：①AA、②BB、③AB、2、未融合的细胞类型：①A、②B。知识点3植物体细胞杂交技术3、过程：（2）植物组织培养是异源多倍体，变异类型属于染色体（数目）变异是植物体细胞杂交成功的标志拓展：杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和，属于异源多倍体，所以变异类型为染色体数目变异。思考2：得到图示杂种植株是无性繁殖还是有性繁殖？思考2：该杂种植株可育吗？无性繁殖可育【语言表达】通过植物体细胞杂交技术得到的杂种植株，理论上是可育的。请解释原因。杂种植株含有两整套遗传物质，减数分裂时同源染色体能正常联会，形成正常配子。知识点3植物体细胞杂交技术4、实例：白菜—甘蓝普通小麦—长穗偃麦草多种柑橘属不同种间的杂种植株知识点3植物体细胞杂交技术4、意义：分析：为什么“番茄—马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想象的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？因为生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，即：该杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达相互干扰，故不能像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达。知识点3植物体细胞杂交技术4、意义：5、局限性：【辨析】理清植物细胞工程两大技术知识点4植物细胞工程的应用知识点4植物细胞工程的应用1.快速繁殖/微型繁殖注意：扦插、压条、嫁接等不属于微型繁殖技术。铁皮石斛分析1：为什么植物组织培养技术能实现快速繁殖?笔记：植物组织培养技术能实现快速繁殖的原因1、植物组织培养到

阶段，细胞进行

分裂，细胞分裂速度较快，从而获得大量的组织细胞，然后不断地分割、移瓶、诱导再分化形成

。2、植物组织培养在实验室进行，受

等条件限制较小。愈伤组织有丝新植株季节、气候分析：马铃薯和草莓都是无性繁殖的作物，它们感染的病毒很容易传播给后代。病毒在作物体内逐年积累，就会导致作物产量降低，品质变差。结合本节所学内容，给出合理的方法用于培育“脱毒苗”。知识点4植物细胞工程的应用术2.作物脱毒：脱毒作物的产量和品质明显优于没有脱毒的作物例.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，培育出完整的植株。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D知识点4植物细胞工程的应用术2.作物脱毒：脱毒作物的产量和品质明显优于没有脱毒的作物通常不选“花粉”做材料原因：1、花粉粒是单倍体细胞，由减数分裂形成，其遗传物质与母本不完全相同。2、用花粉粒进行培养可能会产生单倍体植株，导致性状分离或遗传不稳定。分析：获得无病毒植株与抗病毒植株应用的生物学技术一样吗？脱毒苗≠抗毒苗脱毒苗是选择植物的分生区如茎尖（病毒极少，甚至无病毒）进行组织培养而获得的，属于细胞工程的范畴。抗毒苗是把某抗病毒基因导入受体细胞中，并通过一定的方法培养形成的，属于基因工程的范畴。【归纳】一般选取植物根尖或茎尖的分生区作为外植体，优点有：1、细胞分化程度低(或分裂能力强)，容易诱导形成愈伤组织；2、茎尖中的病毒极少，甚至无病毒，能得到脱毒苗（1）单倍体育种：3.作物新品种培育：知识点4植物细胞工程的应用（1）单倍体育种：3.作物新品种培育：知识点4植物细胞工程的应用花药是产生和储存花粉的场所，一部分是体细胞，一部分是生殖细胞；花粉是植物的雄性生殖细胞。（1）单倍体育种：3.作物新品种培育：知识点4植物细胞工程的应用①过程：秋水仙素单倍体幼苗优良品种愈伤组织纯合二倍体植株花药染色体数目加倍脱分化再分化选择秋水仙素处理花药离体培养（原理：植物细胞的全能性）（原理：染色体数目变异）辨析：单倍体育种就是花药离体培养吗？3.作物新品种培育：知识点4植物细胞工程的应用是单倍体育种的常用方法，该过程得到的植株是单倍体，一般表现为高度不育是在花药离体培养的基础上，用适当浓度的秋水仙素或低温处理，获得纯合的植株，且性状稳定，自交后代不发生性状分离③优点：

子代是能稳定遗传的纯合子。极大地缩短了育种的年限。是进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料。（1）单倍体育种：原因：大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体，染色体加倍后得到的植株的隐性性状易于表现和筛选。我国科学家在1974年成功培育出世界上第一个单倍体作物新品种——单育1号烟草。4.实例：背景：在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖的状态，容易受到培养条件和诱变因素(如射线、化学物质等)的影响而产生突变。（2）突变体的利用：3.作物新品种培育：分析1：若采用植物细胞培养技术得到突变体，通常应在哪个阶段进行“诱变”？为什么？应选择在愈伤组织阶段进行“诱变”，原因是：愈伤组织细胞分裂旺盛，细胞进行DNA分子复制，此时易发生基因突变。易错提示：突变≠基因突变突变=基因突变＋染色体变异分析2：诱导分化得到的突变体都可以利用吗？为什么？大多数都不可以。因为：基因突变可能破坏生物体与现有环境的协调关系，进而对生物体有害；还有些基因突变既无害也无益，是中性的。【笔记整理】突变体的利用：基因突变新基因某些性状诱变处理愈伤组织的原因：愈伤组织细胞分裂旺盛，细胞要进行DNA分子复制，此时易发生基因突变。缺点：提高愈伤组织的突变率，加速育种进程。难以控制突变的方向，有利性状比较少，需大量处理实验材料。突变≠基因突变突变=基因突变＋染色体变异(1)初生代谢物：①含义：是生物生长和生存所必需的代谢物。②例子：初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质、核酸等。(2)次生代谢物：植物代谢会产生一些一般认为不是植物基本的生命活动所必需的产物。小分子有机化合物(如酚类、萜类和含氮化合物等)②本质：③作用：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。①概念：应用多、产量低、破坏植物资源植物细胞的代谢产物知识点4植物细胞工程的应用分析：若采用植物细胞培养技术工厂化生产紫杉醇，在生产中通常要培养到什么阶段？为什么？愈伤组织阶段。因为此时细胞分裂能力旺盛，代谢快，有利于产物生成。过程：优点：大量细胞细胞培养外植体

脱分化提取细胞产物愈伤组织实例：（3）细胞产物的工厂化生产技术：植物细胞培养技术：①含义：②原理：③培养基类型：此时细胞分裂能力旺盛，代谢快，有利于产物生成。在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术细胞增殖①不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，因此对于社会、经济、环境保护具有重要意义。②生产速度快紫草宁、紫杉醇、人参皂苷等。只培养到愈伤组织阶段，未体现全能性液体培养基（培养液）有利于培养的细胞与营养物质充分接触。植物细胞培养与植物组织培养有什么区别?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①快速繁殖、②作物脱毒、③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p42一、概念检测1.运用植物细胞工程技术可以培育单倍体植株和进行细胞产物的工厂化生产。判断下列相关表述是否正确。(1)用花药培养得到单倍体植株需要用到植物组织培养技术。()(2)细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞生长的培养条件,提高了单个细胞中次生代谢物的含量。()2.生产中培育香蕉脱毒苗常用的方法是()A.人工诱导基因突变B.选择优良品种进行杂交C.进行远缘植物体细胞杂交D.取茎尖分生组织进行组织培养√×D二、拓展应用1.紫色非甜玉米(基因型为AASuSu)和白色甜玉米(基因型为aasusu)杂交(Su和su代表一对等位基因),得到的F1(AaSusu)再进行自交,F2会有紫色甜玉米的表型产生。如果运用常规育种方法,应该如何筛选出纯合的紫色甜玉米?如果利用花药培养的技术,又应该怎样做呢?请你设计相关实验的思路。F2中的紫色甜玉米的基因型可能为Aasusu或AAsusu。如果运用常规育种方法,将F2中的紫色甜玉米与白色甜玉米(aasusu)进行测交,可以选择出基因型为AAsusu的纯种紫色甜玉米。但这种方法比较烦琐,耗时也较长,需要至少三年的选种和育种时间。其实在F1产生的花粉中就可能有Asu的组合,如果利用花药培养的技术获得单倍体植株,再经过诱导染色体加倍,就可以直接得到紫色甜玉米的纯合体。这种方法可以大大缩短育种周期。二、拓展应用2.甜叶菊是一种菊科植物,植株中所含甜菊糖的甜度是蔗糖的300倍左右,而它的热量却很低,所以它逐渐成为一些用糖行业欢迎的新糖源。甜叶菊的种子小,发芽率低,种子繁殖遗传性状不稳定;而扦插植株的根系弱