【課件】2.1植物細(xì)胞工程(第三課時）課件（人教版2019選擇性必修3）

1、第2章第1節(jié)植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程的應(yīng)用(第三課時)目錄Contents1植物繁殖的新途徑2作物新品種的培育3細(xì)胞產(chǎn)物的工業(yè)化生產(chǎn)1植物繁殖的新途徑【資料1】鐵皮石斛繁殖的新途徑1植物繁殖的新途徑【任務(wù)一】結(jié)合提供的視頻資料和閱讀教材39頁，回答以下問題：1.視頻中鐵皮石斛利用了什么技術(shù)大量規(guī)?；a(chǎn)？2.什么是快速繁殖技術(shù)？3.快速繁殖技術(shù)有哪些特點？4.快速繁殖技術(shù)用于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的實例有哪些？快速繁殖技術(shù)用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)，被人們形象地稱為植物的快速繁殖技術(shù)，也叫作微型繁殖技術(shù)。使用材料少，培養(yǎng)周期短，繁殖率高，適合自動化管理，有利于進(jìn)行工廠化生產(chǎn)。甘蔗、桉樹和蘭花等

2、試管苗的產(chǎn)生。1植物繁殖的新途徑【資料2】脫毒草莓1植物繁殖的新途徑【任務(wù)二】1.草莓為什么要進(jìn)行脫毒？結(jié)合提供的視頻資料和閱讀教材40頁，回答以下問題：2.應(yīng)該選擇什么部位培育脫毒苗？為什么要選擇該部位？3.培育脫毒苗的流程是怎樣的？4.你還知道哪些作物脫毒的實例？草莓等植物通常是用無性繁殖種植的，他們感染的病毒很容易傳給后代。病毒在作物體內(nèi)逐年積累，就會導(dǎo)致產(chǎn)量降低，品質(zhì)變差。植物頂端分生區(qū)附近（如莖尖）的病毒極少，甚至無病毒。切取一定大小的莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)，再生的植株就有可能不帶病毒，從而獲得脫毒苗。馬鈴薯、大蒜、甘蔗、菠蘿和香蕉等。2作物新品種的培育PDDBBddbbF1DdBbF2D

3、_B_ D_bbddB_ddbb高莖抗病矮莖不抗病F3連續(xù)的自交直至不發(fā)生性狀分離選出ddBB 用高桿抗病（DDTT）和矮桿不抗?。╠dtt）小麥品種培育矮桿抗病小麥（ddTT），如果要篩選出純合的矮莖抗病的優(yōu)良性狀的小麥，你可以想到幾種育種方法？ 雜交育種缺點：獲得新品種的周期長 選育出需要的矮抗純種生長F4誘變育種缺點：不定向性2作物新品種的培育 P P DDTT DDTT ddttddtt F F1 1 DdTt DdTt DdTt DdTt DT DT DtDtdTdTdtdtDT DT DtDtdTdTdtdtD DDTDTT T DDttDDttddTTddTTddttddtt（種

4、子）第一年（植物體） 減數(shù)分裂 （花粉）花藥離體培養(yǎng) （單倍體幼苗） 秋水仙素處理 （二倍體純合植株）第二年播種單倍體育種: 花藥的離體培養(yǎng)獲得單倍體植株，染色體加倍選擇優(yōu)良品種2作物新品種的培育花藥中的花粉單倍體幼苗正常純合二倍體離體培養(yǎng)人工誘導(dǎo)（染色體加倍）（可育）單倍體育種的過程脫分化愈傷組織再分化單倍體育種的原理整個單倍體育種過程的原理是染色體變異花藥培養(yǎng)的原理是植物細(xì)胞的全能性2作物新品種的培育單倍體育種的優(yōu)缺點：明顯縮短育種年限，節(jié)約大量人力物力；可獲得純合子，后代不發(fā)生性狀分離，能穩(wěn)定遺傳。技術(shù)相對比較復(fù)雜，需要與雜交育種結(jié)合，其中的花藥培養(yǎng)需要組織培養(yǎng)技術(shù)的支持。優(yōu)點：缺點：是

5、作物育種的有效途徑；為進(jìn)行體細(xì)胞誘變育種和研究遺傳突變提供材料。單育1號煙草、與常規(guī)育種結(jié)合育成水稻、玉米、油菜、甘藍(lán)和甜椒等新品種。單倍體育種的應(yīng)用：單倍體育種的成果：2作物新品種的培育突變體的利用來源：在植物的組織培養(yǎng)過程中， 由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷增殖的狀態(tài)，因此它們?nèi)菀资艿脚囵B(yǎng)條件和誘變因素（射線、化學(xué)物質(zhì)等）的影響而產(chǎn)生突變，從產(chǎn)生突變的個體中可以篩選出人們有用的突變體，進(jìn)而培育成新品種。原理：基因突變和植物細(xì)胞的全能性過程：外植體突變體新品種篩選培育脫分化愈傷組織再分化誘變處理2作物新品種的培育優(yōu)缺點：優(yōu)點：缺點：提高愈傷組織的突變率，可以獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆的新品種，加快了育種

6、進(jìn)程。突變具有不定向性、多害少利和低頻性，因此需要處理大量突變材料，并從中選出符合人們需要的品種。實例: 抗花葉病毒的甘蔗、抗鹽堿的煙草等。3細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)【資料3】紅豆杉紅豆杉，又名紫杉。1971年，科學(xué)家從紅豆杉樹皮中分離出了紫杉醇，發(fā)現(xiàn)它具有獨特的抗腫瘤作用。距人民日報2001年10月17日報道，2000年國際上優(yōu)質(zhì)紫杉醇的售價已高達(dá)每千克18萬美元。19941996年，在紅豆杉分布最多、最集中的云南，紅豆杉遭受了一場浩劫。盜伐者大量砍伐紅豆杉，使大大小小的山溝里，到處都是被剝光樹皮的裸樹，溪河的水浸出鮮血般的紅色樹汁.野生紅豆杉是瀕危植物，直接從它的樹皮和樹葉中提取紫杉醇的傳統(tǒng)生

7、產(chǎn)方式，不僅產(chǎn)量低，還會對野生紅豆杉資源造成嚴(yán)重破壞，而紫杉醇的化學(xué)全合成法尚不具備生產(chǎn)應(yīng)用價值。能不能運用植物細(xì)胞工程技術(shù)來生產(chǎn)紫杉醇？3細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)紫杉醇是什么？紫杉醇是存在于紅豆杉屬植物體內(nèi)的一種次生代謝物，具有高抗癌活性。次生代謝物不是植物生長所必需的產(chǎn)物，一般在特定的組織或器官中，并在一定的環(huán)境好時間條件下產(chǎn)生。是一類小分子有機化合物（如酚類、萜類和含氮化合物等）在植物抗病、抗蟲方面發(fā)揮作用，也是很多藥物、香料和色素等的重要來源。初生代謝是生物生長和生存所必需的代謝活動，因此在整個生命過程中它一直進(jìn)行著。有糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸等。3細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)為什么要進(jìn)行細(xì)胞產(chǎn)物

8、工廠化生產(chǎn)？植物次生代謝物含量很低；從植物組織提取會大量破壞植物資源；有些產(chǎn)物又不能或難以通過化學(xué)合成途徑得到。因此，人們期望利用植物細(xì)胞培養(yǎng)來獲得目標(biāo)產(chǎn)物，這個過程就是細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。植物細(xì)胞培養(yǎng)：是指離體條件下對單個植物細(xì)胞或細(xì)胞團進(jìn)行培養(yǎng)使其增殖的技術(shù)。植物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器3細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)的流程：外植體細(xì)胞懸浮細(xì)胞產(chǎn)物培養(yǎng)提取脫分化愈傷組織分散開細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)的優(yōu)點和意義：不占用耕地、幾乎不受季節(jié)、天氣等的限制，因此對于社會、經(jīng)濟、環(huán)境保護具有重要意義。細(xì)胞產(chǎn)物工廠化生產(chǎn)的實例：紫草寧、紫杉醇、人參皂苷本節(jié)小結(jié)項目目的過程植物組織培養(yǎng)植物細(xì)胞培養(yǎng)獲得植

9、物體獲得細(xì)胞產(chǎn)物外植體愈傷組織芽、根完整植株脫分化再分化生長發(fā)育外植體細(xì)胞懸浮細(xì)胞產(chǎn)物培養(yǎng)提取脫分化愈傷組織分散開植物組織培養(yǎng)和植物細(xì)胞培養(yǎng)的比較一、概念檢測1.運用植物細(xì)胞工程技術(shù)可以培育單倍體 植株和進(jìn)行細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。判斷下列相關(guān)表述是否正確。（1）用花藥培養(yǎng)得到單倍體植株需要用到植物組織培養(yǎng)技術(shù)。（ ）（2）細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)主要是利用促進(jìn)細(xì)胞生長的培養(yǎng)條件，提高了單個細(xì)胞中次生代謝物的含量。（ ）練習(xí)與應(yīng)用2.生產(chǎn)中培育香蕉脫毒苗常用的方法是（ ）A.人工誘導(dǎo)基因突變B.選擇優(yōu)良品種進(jìn)行雜交C.進(jìn)行遠(yuǎn)緣植物體細(xì)胞雜交D.取莖尖分生組織進(jìn)行組織培養(yǎng)練習(xí)與應(yīng)用D二、拓展應(yīng)用1.

10、紫色非甜玉米（基因型為AASuSu ）和白色甜玉米（基因型為aasusu ）雜交（Su和su代 表一對等位基因）,得到的F1（ AaSusu ）再進(jìn)行自交，F(xiàn)2會有紫色甜玉米的表型產(chǎn)生。如果運用常規(guī)育種方法，應(yīng)該如何篩選出純合的紫色甜玉米？如果利用花藥培養(yǎng)的技術(shù)，又應(yīng)該怎樣做呢？請你設(shè)計相關(guān)實驗的思路。F2中的紫色甜玉米的基因型可能為 Aasusu或 AAsusu。如果運用常規(guī)育種方法，將F2中的紫色甜玉米與白色甜玉米( aasusu)進(jìn)行測交，可以選擇出基因型為 AAsusu的純種紫色甜玉米。但這種方法比較煩瑣，耗時也較長，需要至少三年的選種和育種時間。其實在F1產(chǎn)生的花粉中就可能有Asu的組合，如果利用花藥培養(yǎng)的技術(shù)獲得單倍體植株，再經(jīng)過誘導(dǎo)染色體加倍，就可以直接得到紫色甜玉米的純合體。這種方法可以大大縮短育種周期。二、拓展應(yīng)用2. 甜葉菊是一種菊科植物，植株中所含甜菊糖的甜度是蔗糖的300倍左右，而它的熱量卻很低，所以它逐漸成為一些用糖行業(yè)歡迎的新糖源。甜葉菊的種子小，發(fā)芽率低，種子繁殖遺傳性狀不穩(wěn)定；而扦插植株的根系弱，且需要原始材料多，這些都會限制甜葉菊的生產(chǎn)。假如你是某甜葉菊生產(chǎn)公司的項目負(fù)責(zé)人，該公司當(dāng)前運行狀況良好，但一直未能解決種子發(fā)芽率低