植物细胞工程的应用课件高二下学期生物人教版选择性必修3

第2章细胞工程第1节植物细胞工程（二）植物细胞工程的应用课堂导入经济苗木、名贵花卉、珍稀植物等的自然繁殖速度缓慢，繁殖效率低下或优良性状不易保持……珙桐蝴蝶兰铁皮石斛如何解决这个问题呢？一、植物繁殖的新途径1.快速繁殖（微型繁殖）(1)概念：用于快速繁殖优良品种的

，被人们形象称为快速繁殖技术，也叫作微型繁殖。植物组织培养技术(4)生殖方式：一般为无性生殖(2)过程：植物细胞的全能性外植体愈伤组织(胚状体)试管苗完整植株脱分化再分化芽、根(5)分裂方式：有丝分裂(3)原理：一、植物繁殖的新途径(6)优点：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1.快速繁殖（微型繁殖）③不受自然生长季节的限制，培养周期短④选材少，繁殖率高，便于自动化管理，可实现工厂化规模生产(7)实例：甘蔗桉树铁皮石斛一、植物繁殖的新途径Q1.植物组织培养可以进行快速繁殖的原因是什么？①植物组织培养在实验室进行，一般不受季节、气候等条件的限制。②植物组织培养到愈伤组织阶段，细胞进行旺盛、快速的有丝分裂，从而获得大量的组织细胞。不断地对愈伤组织进行分割、移瓶、诱导再分化就可以形成大量的新植株。一、植物繁殖的新途径Q2.多肉是如何繁殖的？①选取多肉上健康、饱满的叶片②用剪刀或直接用手轻轻掰下叶片③平放沙床，叶片间隔相聚2~3厘米④叶片切口不要碰脏，摆放通风处2~3天晾干⑤待叶片晾干后移至半阴处养护⑥约2~3周后生根，从叶基处长出不定芽⑦叶插成功扦插（叶插）一、植物繁殖的新途径Q3.扦插、嫁接、压条属于无性生殖吗？属于快速繁殖技术吗？扦插嫁接压条都属于无性生殖过程中未经过脱分化、再分化等，不属于植物组织培养，因此不属于快速繁殖技术。姜是药食两用的经济作物，在生产上长期采用无性繁殖，容易感染多种病毒病，使生姜品质变差，叶子皱缩，生长缓慢，一般减产30%-50%。病毒引起的植物病害有500多种。受害植物包括粮食作物、蔬菜、果树和花卉等。而且没有有效的防治办法，只能拔除，造成经济损失。病毒多集中在种子、老叶等器官中，在幼嫩的器官和未成熟的组织中较少，在分生区几乎不含病毒。一、植物繁殖的新途径2.作物脱毒(1)脱毒原因：无性繁殖的作物，容易将病毒传染给后代。病毒在作物体内逐年积累，导致作物产量降低、品质变差。(2)选材部位：植物顶端分生区附近（如茎尖、芽尖、根尖）原因：该部位的病毒极少，甚至无病毒(3)适用作物：被病毒感染的，主要通过无性繁殖的作物如马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉一、植物繁殖的新途径2.作物脱毒(4)过程：脱分化再分化无病毒组织愈伤组织试管苗完整植株芽、根移栽作物脱毒VS快速繁殖：二者无本质区别，只是取材部位不同辨析：脱毒苗

抗毒苗脱毒苗：是选择植物的茎尖进行植物组织培养而获得的，只是体内不含病毒，但不能抵抗病毒侵染，属于细胞工程的范畴；抗毒苗：是把某抗病基因导入植物细胞，属于基因工程的范畴。抗病基因植物细胞植物组织培养抗毒苗≠一、植物繁殖的新途径2.作物脱毒(5)优点：脱毒作物的

和

明显优于没有脱毒的作物产量品质(6)实例：脱毒马铃薯脱毒草莓脱毒甘蔗脱毒菠萝脱毒香蕉课堂小测1、下列属于生物的微型繁殖技术的是（）A.兰花的芽尖组织培育成兰花幼苗B.水稻种子萌发并长成新个体C.扦插的葡萄枝长成新个体D.柳树芽发育成枝条A课堂小测2、束顶病毒能够引起香蕉的严重病害，科研人员用感病植株的茎尖作为外植体进行培养获得脱毒苗，实验结果如图所示。下列有关叙述正确的是（）A.感病植株的茎尖需经灭菌处理后才能用于脱毒苗的培育B.培养过程中培养基常添加生长激素、细胞分裂素等激素C.超低温保存感病植株茎尖可提高其脱毒率，降低成活率D.茎尖脱分化形成的愈伤组织是一团呈正方形的薄壁组织团块C习近平总书记说：“确保国家粮食安全，把中国人的饭碗牢牢端在自己手中。”我国是粮食生产大国，而有所成就的原因更多在于我国科研人员的不懈研发。但是，常规选育（杂交育种）出一个可以稳定遗传的作物优良品种，一般要经过5～6年的连续筛选。有没有什么方法可以解决这一问题？二、作物新品种的培育1.单倍体育种(1)过程：花药花粉单倍体纯合二倍体优良品种离体培养脱分化人工诱导染色体加倍选择脱分化愈伤组织花药离体培养秋水仙素处理(2)原理：植物细胞的全能性和染色体数目变异Q4.单倍体育种的目的是不是获得单倍体植株？二、作物新品种的培育1.单倍体育种(3)优点：①极大地缩短了育种的年限，节约了大量的人力和物力②后代一般都是纯合子，能稳定遗传③进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料(4)缺点：技术相当复杂(5)实例：单育1号烟草水稻甜椒玉米【资料】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，因此它们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。Q5.这对你有什么启发？从产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。Q6.诱变处理的对象？为什么？产生的变异一定符合需要吗？愈伤组织；不一定，因为突变是不定向的因此更易发生突变；愈伤组织细胞不断分裂，细胞要进行DNA分子复制二、作物新品种的培育2.突变体的利用(1)过程：脱分化再分化外植体愈伤组织试管苗完整植株芽、根有用的突变体筛选诱变处理（射线、化学物质）(2)原理：突变（基因突变+染色体变异）和植物细胞的全能性(3)优点：提高愈伤组织的突变率，加快育种进程，大幅度地改良某些性状(4)缺点：突变具有不定向性和低频性，需要处理并筛选大量突变材料二、作物新品种的培育2.突变体的利用(5)实例：抗花叶病毒的甘蔗抗盐碱的烟草抗除草剂白三叶草筛选出抗病、抗盐、高产以及蛋白质含量高的新品种课堂小测3、自农耕文化发展以来，人们一直尝试各种育种操作，尤其是随着生物技术的进步，育种方式的选择越来越多，下列关于某水稻品种育种过程叙述不正确的是（）A.过程①④⑤的原理是基因重组，过程②③的原理是染色体变异B.过程②还需用到植物组织培养，过程③不能用秋水仙素处理正在萌发的种子C.过程④得到的矮秆抗病纯合子占全部后代的1/3D.过程②③的优点是明显缩短了育种的年限C次生代谢物不是植物基本的生命活动所必需的代谢活动，一般在特定的组织或器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行。生物生长和生存所必需的代谢活动，整个生命过程一直进行。三、细胞产物的工厂化生产1.植物的代谢植物代谢初生代谢次生代谢概念：产物：如糖类、脂质、蛋白质、核酸等概念：产物：三、细胞产物的工厂化生产2.次生代谢物(1)含义：(2)化学本质：(3)作用：(4)缺点：植物代谢产生的一些一般认为不是植物基本的生命活动所必需的产物。是一类小分子有机化合物（如酚类、萜类和含氮化合物等）①在植物抗病、抗虫等方面发挥作用②很多药物、香料和色素等的重要来源①植物次生代谢物含量很低②从植物组织提取会大量破坏植物资源③有些产物又不能或难以通过化学合成途径得到三、细胞产物的工厂化生产3.概念利用植物细胞培养来获得目标产物，这个过程就是细胞产物的工厂化生产是指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用于植物细胞培养的反应器4.过程三、细胞产物的工厂化生产脱分化振荡分散外植体愈伤组织细胞悬浮培养细胞产物细胞悬液提取Q7.提取细胞产物是否需要培养到获得相应个体？不需要，培养到愈伤组织5.原理细胞增殖6.培养基液体培养基（有利于培养的细胞与营养物质充分接触）7.优点不占用耕地，几乎不受季节、天气等限制，因此对于社会、经济、环境保护具有重要意义。8.实例三、细胞产物的工厂化生产红豆杉→紫杉醇具有高抗癌活性，已被用于乳腺癌等癌症的治疗。紫草→紫草宁抗菌、消炎和抗肿瘤，世界首例药用植物细胞工程产品人参→人参皂苷具有抗肿瘤、神经系统保护、心脑血管保护和免疫调节等作用植物细胞培养VS植物组织培养比较项目植物组织培养植物细胞培养目的

原理

过程应用植物细胞的全能性细胞增殖获得植物体获得细胞产物快速繁殖、作物脱毒、单倍体育种和突变体的应用细胞产物的工厂化生产外植体愈伤组织试管苗完整植株脱分化再分化芽、根脱分化振荡分散外植体愈伤组织细胞悬浮培养细胞产物细胞悬液提取课堂小测4、生物碱是存在于自然界中(主要存在于植物中，但有的也存在于动物中)的一类含氮的碱性有机化合物，有显著的生物活性，是中草药中重要的有效成分之一。如图为获得生物碱