【縣公開(kāi)課課件】2.1.2植物細(xì)胞工程課件2021-2022學(xué)年高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

1、第2章 細(xì)胞工程首個(gè)體細(xì)胞克隆動(dòng)物克隆動(dòng)物多莉羊體細(xì)胞克隆猴“中中”和“華華”如何能讓名貴的蘭花大量、快速地繁殖？植物細(xì)胞工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)等方面有著廣泛的應(yīng)用，并且取得了顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。脫毒草莓鐵皮石斛人參皂苷干粉第1節(jié) 植物細(xì)胞工程01植物繁殖的新途徑目錄 /CONTENTS二、植物細(xì)胞工程的應(yīng)用01植物繁殖的新途徑1.快速繁殖（1）概念：（2）優(yōu)點(diǎn)：用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)，也叫微型繁殖。繁殖方式？原理？ 植物細(xì)胞的全能性無(wú)性生殖可以高效、快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖；可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性。幾乎不受季節(jié)、氣候等的限制，培養(yǎng)周期短；可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)?！締?wèn)題探究1

2、】快速繁殖得到的產(chǎn)品會(huì)不會(huì)出現(xiàn)性狀分離？原因是什么？不會(huì)快速繁殖技術(shù)屬于無(wú)性繁殖，可以保持親本的優(yōu)良性狀。鐵皮石斛的產(chǎn)業(yè)化育苗（3）實(shí)例：一些優(yōu)良的觀(guān)賞植物、經(jīng)濟(jì)林木、無(wú)性繁殖作物和瀕危植物等都實(shí)現(xiàn)了利用快速繁殖技術(shù)來(lái)提供苗木。蘭花的快速繁殖20世紀(jì)60年代，荷蘭科學(xué)家成功地利用組織培養(yǎng)技術(shù)來(lái)培育蘭花。目前，荷蘭的蘭花生產(chǎn)已經(jīng)發(fā)展成為舉世聞名的蘭花產(chǎn)業(yè)。我國(guó)組織培養(yǎng)技術(shù)也已經(jīng)廣泛應(yīng)用于蘭花種苗的規(guī)模化繁殖，使得名貴的蘭花價(jià)格大幅下降。馬鈴薯草莓香蕉感染的病毒很容易傳給后代無(wú)性繁殖病毒在作物體內(nèi)逐年積累作物產(chǎn)量降低品質(zhì)變差脫毒馬鈴薯田與被病毒感染未脫毒馬鈴薯葉片2.作物脫毒（1）脫毒苗：切取植物

3、一定大小的莖尖，進(jìn)行組織培養(yǎng)技術(shù)，再生植株有可能不帶病毒，獲得脫毒苗。原因？植物頂端分生區(qū)附近（如：莖尖、根尖）的病毒極少，甚至無(wú)病毒。（2）優(yōu)點(diǎn)：（3）實(shí)例：明顯提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。在馬鈴薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠蘿和香蕉等許多作物上獲得成功?！締?wèn)題探究2】經(jīng)植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育出的脫毒苗抗病毒嗎？為什么？“脫毒”“抗毒”前者指的是本身病毒少，甚至無(wú)病毒，受病毒感染的機(jī)會(huì)少，而后者指的是能抵抗病毒的感染。（1）快速繁殖不僅可以高效、快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖，還可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性 （ ）（2）作物脫毒后不再感染病毒 （ ）（3）脫毒草莓能明顯提高產(chǎn)量，但品質(zhì)沒(méi)有發(fā)生變化 （ ）（4）作

4、物脫毒所培養(yǎng)材料常選自頂端分生組織 （ ）（5）快速繁殖本質(zhì)上是一種無(wú)性繁殖 （ ）判斷?？颊Z(yǔ)句，澄清易混易錯(cuò)01植物繁殖的新途徑目錄 /CONTENTS二、植物細(xì)胞工程的應(yīng)用 高抗 矮不抗F1 高抗 DDTTddttDdTtddTt高抗 高不抗 矮抗 矮不抗ddTT矮抗ddTTddTt矮抗ddTT矮抗矮抗 矮不抗ddTTddTt雜交自交選優(yōu)自交F3選優(yōu)F2連續(xù)自交1 ：2選育出一個(gè)可以穩(wěn)定遺傳的農(nóng)作物優(yōu)良品種，一般要經(jīng)過(guò)56年的連續(xù)篩選?，F(xiàn)有純合的高稈抗銹病的小麥（DDTT）和矮稈不抗銹病的小麥（ddtt），如何最簡(jiǎn)單 得到矮稈抗病的優(yōu)良品種（ddTT）？常規(guī)育種雜交育種育種原理？基因重組育

5、種方法？1.單倍體育種優(yōu)良品種花藥花粉離體培養(yǎng)單倍體純合二倍體人工誘導(dǎo)染色體加倍選擇再人工誘導(dǎo)染色體數(shù)加倍先花藥離體培養(yǎng)單倍體植株正常純合體植株脫分化愈傷組織再分化（1）過(guò)程秋水仙素處理玉米（2n)單倍體育種（2）實(shí)例分析：現(xiàn)有一種基因型為AaBb的植株，如何盡快獲得穩(wěn)定遺傳的AABB新品種？花藥離 體培養(yǎng)普通植株減數(shù) 分裂花粉單倍體幼苗秋水仙 素處理正常植株篩選所需的品種AaBbAB、Ab、aB、abAB、Ab、aB、abAABB、 AAbb、 aaBB、aabb正常植株中基因型有 種，純合子占 ；其中AABB植株占 。 411/4（3）單倍體育種的方法：先 （所用技術(shù) ）獲得 單倍體幼苗

6、；再經(jīng) 處理誘導(dǎo) 加倍，當(dāng)年就可以得到遺傳性狀 的純合二倍體植株（4）單倍體育種原理細(xì)胞的 和 。全能性染色體變異花藥離體培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)秋水仙素染色體數(shù)相對(duì)穩(wěn)定（5）單倍體育種優(yōu)點(diǎn)：子代一般是能穩(wěn)定遺傳的純合子，極大地縮短了育種的年限。也是進(jìn)行體細(xì)胞誘變育種和研究遺傳突變的理想材料。AaAaAAaa單倍體（n）純合二倍體（2n）二倍體（2n）大多數(shù)單倍體植株的細(xì)胞中只含有一套染色體，染色體加倍后得到的植株隱性性狀容易出現(xiàn)?！締?wèn)題探究3】單倍體育種為什么能為體細(xì)胞誘變育種和研究遺傳突變提供理想材料？（5）實(shí)例：我國(guó)科學(xué)家在1974年成功培育出世界上第一個(gè)單倍體作物新品種單育1號(hào)煙草。我國(guó)科學(xué)家

7、把單倍體育種與常規(guī)育種結(jié)合起來(lái)，育成水稻、玉米、油菜、甘藍(lán)和甜椒等作物的新品種。2.突變體的利用（1）產(chǎn)生的原理：在植物組織培養(yǎng)過(guò)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（如射線(xiàn)、化學(xué)物質(zhì)等）的影響而產(chǎn)生突變。外植體愈傷組織試管苗脫分化再分化植株誘變篩選有用的突變體（2）突變體育種的原理：基因突變植物細(xì)胞的全能性（4）實(shí)例：從突變的個(gè)體中篩選出對(duì)人們有用的突變體，進(jìn)而培育成新品種。（3）突變體的利用：已經(jīng)篩選到如下突變體抗病抗鹽高產(chǎn)高蛋白抗花葉毒病的甘蔗抗鹽堿的煙草【問(wèn)題探究4】如圖表示突變體的利用過(guò)程，請(qǐng)據(jù)圖分析回答下列問(wèn)題：（1）突變體育種的原理是什么？

8、（2）在培養(yǎng)至愈傷組織時(shí)進(jìn)行誘變處理的原因是什么？ （3）誘導(dǎo)分化得到的突變體都可以利用嗎？為什么？基因突變和植物細(xì)胞的全能性愈傷組織細(xì)胞分裂旺盛，一直處于不斷增殖的狀態(tài)，此時(shí)易發(fā)生基因突變。大都不可以因?yàn)榛蛲蛔兪遣欢ㄏ虻模揖哂卸嗪ι倮?，即得到的突變體大多是有害的。01植物繁殖的新途徑目錄 /CONTENTS二、植物細(xì)胞工程的應(yīng)用1.植物的代謝產(chǎn)物（1）初生代謝物：初生代謝是生物生長(zhǎng)和生存所必需的代謝活動(dòng)，初生代謝物有糖類(lèi)、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸等。（2）次生代謝物：次生代謝不是生物生長(zhǎng)所必需的，一般在特定的組織或器官中，并在一定的環(huán)境和時(shí)間條件下進(jìn)行的代謝活動(dòng)。次生代謝物是植物次生代謝產(chǎn)生

9、的，一般認(rèn)為不是植物基本生命活動(dòng)所必需的產(chǎn)物。作用：在植物的抗蟲(chóng)、抗病等方面發(fā)揮作用，也是很多藥物、香料和色素等的重要來(lái)源。特點(diǎn)：含量很低，從植物組織中提取會(huì)大量破壞植物資源，有些產(chǎn)物又不能或難以通過(guò)化學(xué)合成途徑得到。次生代謝物是一類(lèi)小分子有機(jī)化合物（如酚類(lèi)、萜類(lèi)和含氮化合物等）。2.細(xì)胞產(chǎn)物的工廠(chǎng)化生產(chǎn)的過(guò)程外植體愈傷組織單個(gè)細(xì)胞脫分化振蕩分散細(xì)胞懸浮培養(yǎng)細(xì)胞產(chǎn)物提取3.細(xì)胞產(chǎn)物的工廠(chǎng)化生產(chǎn)所用的技術(shù)： 植物細(xì)胞培養(yǎng)在離體條件下對(duì)單個(gè)細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行培養(yǎng)使其增殖的技術(shù)。4.優(yōu)勢(shì)不占用耕地，幾乎不受季節(jié)、天氣等的限制，因此對(duì)于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)具有重要意義。原理？細(xì)胞的增殖有無(wú)體現(xiàn)細(xì)胞的全能

10、性？無(wú)5.實(shí)例：紫草寧、紫杉醇、人參皂苷的植物細(xì)胞工程產(chǎn)品。紅豆杉紫杉醇紫草紫草寧人參人參皂苷世界上首例藥用植物細(xì)胞工程產(chǎn)品。紫草細(xì)胞中提取的一種藥物和色素；具有抗菌、消炎和抗腫瘤等活性。具有高抗癌性，廣泛應(yīng)用于乳腺癌等癌癥的治療。應(yīng)用人參細(xì)胞培養(yǎng)來(lái)生產(chǎn)人參中重要的活性成分人參皂苷。【歸納總結(jié)1】植物組織培養(yǎng)和植物細(xì)胞培養(yǎng)的比較比較項(xiàng)目植物組織培養(yǎng)植物細(xì)胞培養(yǎng)目的獲得植物體 獲得？ 原理 過(guò)程應(yīng)用快速繁殖、作物脫毒、單倍體育種等細(xì)胞產(chǎn)物的工廠(chǎng)化生產(chǎn)，如紫草寧、人參皂苷、紫杉醇等細(xì)胞產(chǎn)物植物細(xì)胞的全能性細(xì)胞增殖【歸納總結(jié)2】四種育種方法的比較育種方法原理過(guò)程優(yōu)點(diǎn)快速繁殖 脫分化、再分化保持優(yōu)良品

11、種的遺傳特性突變體的利用基因突變、細(xì)胞的 ; 對(duì)愈傷組織進(jìn)行誘變處理后再篩選提高 ，獲得優(yōu)良性狀單倍體育種細(xì)胞的 、 ; 、 誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍明顯縮短？ 植物體細(xì)胞雜交細(xì)胞膜的 、細(xì)胞的 ; 融合、雜種細(xì)胞組織培養(yǎng)打破 ，實(shí)現(xiàn) 。 細(xì)胞的全能性全能性突變率全能性染色體變異先花藥離體培養(yǎng)再秋水仙素育種年限流動(dòng)性全能性植物細(xì)胞生殖隔離遠(yuǎn)緣雜交（1）單倍體育種的過(guò)程就是花藥離體培養(yǎng)的過(guò)程（）（2）突變體育種常用射線(xiàn)、化學(xué)物質(zhì)處理愈傷組織（）（3）次生代謝物在植物抗病、抗蟲(chóng)等方面發(fā)揮作用，也是很多藥物、香料和色素等的重要來(lái)源 （）（4）紫杉醇存在于紅豆杉屬植物體內(nèi)，是初生代謝物，具有高抗癌活性，現(xiàn)在

12、已被廣泛用于乳腺癌的治療 （ ）（5）植物細(xì)胞培養(yǎng)的原理是利用了植物細(xì)胞的全能性 （）判斷?？颊Z(yǔ)句，澄清易混易錯(cuò)到社會(huì)中去“手指植物”通常培育在裝有彩色固體培養(yǎng)基的小玻璃瓶中，只要保證充足的光照和適宜的溫度，不需要額外補(bǔ)充水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，它們就能在玻璃瓶中生長(zhǎng)三四個(gè)月之久。360軟件管家.lnk“手指植物”的制作方法用到了植物組織培養(yǎng)技術(shù)。在制作過(guò)程中，一定要注意做好滅菌和消毒工作，為了防止污染可在培養(yǎng)基中加入一定量的抑菌劑。另外，還可以根據(jù)個(gè)人喜好，在培養(yǎng)基中加入適量的色素或者熒光劑，使“手指植物”更具有觀(guān)賞價(jià)值。練習(xí)與應(yīng)用一、概念檢測(cè)1.運(yùn)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(chǎng)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(chǎng)化生產(chǎn)主要是利用促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)的培養(yǎng)條件，提高了單個(gè)細(xì)胞中次生代謝物的含量。 （ ）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)D3如圖是通過(guò)植物細(xì)胞工程技術(shù)獲得紫杉醇的途徑，下列敘述正確的是 （