【公开课】植物细胞工程的应用课件2022-2023学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第1节植物细胞工程

二

植物细胞工程的应用本节聚焦1.植物细胞工程在生产实践中有哪些应用？2.植物细胞工程应用于生产实践的主要优势是什么？铁皮石斛脱毒草莓一、植物繁殖的新途径1.概念：用于凯苏繁殖优良品种的植物组织培养技术。也叫微型繁殖快速繁殖3.原理：植物细胞的全能性2.生殖方式：一般为无性生殖（4）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。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（5）实例：一些优良的观赏植物、经济林木、无性繁殖作物和濒危植物等。铁皮石斛的产业化育苗作物脱毒1.适用对象：被病毒感染的无性繁殖的作物2.原因：无性繁殖的作物，容易将病毒传染给后代。病毒积累，导致作物产量降低、品质变差3.过程无病毒组织愈伤组织根、芽幼苗完整植株脱分化再分化移栽成活为什么要利用茎尖来获得脱毒苗？思考：无性繁殖的作物所感染的病毒很容易传给后代，而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。植物顶端分生区附近（如茎尖）的病毒极少，甚至无病毒。因此，切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。用脱毒苗进行繁殖，种植的作物不会或极少感染病毒脱毒产品二、作物新品种的培育1.单倍体育种（1）单倍体育种的原理：整个单倍体育种过程的原理是染色体变异，其中花药培养的原理是植物细胞的全能性（2）单倍体育种的过程：花药中的花粉愈伤组织单倍体幼苗正常植株离体培养脱分化再分化人工诱导染色体加倍（4）单倍体育种的优点：极大地缩短了育种的年限，节约了大量的人力和物力（5）单倍体的应用①单倍体育种己成为作物育种的一条有效途径。②由于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睿易显现，因此它也是进行体细胞诱奢种和研究遗传突变的理想材料（3）生殖方式：有性生殖玉米单倍体育种流程示意图离体培养人工诱导染色体加倍选择单倍体纯合二倍体优良品种2.突变体的利用①原理：在植物的组织培养过程中，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。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②利用：筛选出有用的突变体，培育新品种。如培育抗病、抗盐、含蛋白质含量高、高产的新品种植物③流程：外植体愈伤组织突变体新品种脱分化诱变处理诱导分化筛选培育④优点：可以得到抗盐、抗病、高产以及蛋白质含量高的突变体⑤实例：抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草等三、细胞产物的工厂化生产红豆杉（拉丁学名：Taxuschinensis(Pilger)Rehd.），是红豆杉属的植物的通称。该属约11种，分布于北半球。中国有4种1变种。红豆杉属于浅根植物，其主根不明显、侧根发达，是世界上公认濒临灭绝的天然珍稀抗癌植物，是经过了第四纪冰川遗留下来的古老孑遗树种，在地球上已有250万年的历史。由于在自然条件下红豆杉生长速度缓慢，再生能力差，所以很长时间以来，世界范围内还没有形成大规摸的红豆杉原料林基地（1）细胞产物的种类①初生代谢物：初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动，在整个生命过程中一直进行。初生代谢物包括蛋白质、脂肪、糖类和核酸等②次生代谢物：次生代谢不是生物生长所必需的，一般在特定组织或器官和特定条件下进行。次生代谢物包括酚类、萜类和含氮化合物等小分子有机化合物注意：次生代谢物含量低，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（2）技术：植物细胞培养技术（3）操作流程：外植体愈伤组织细胞悬液细胞产物脱分化分散开发酵、提取（4）实例：人参、三七、紫草和红豆杉等的细胞产物都已实现工厂化生产拓展神奇的人工种子人工种子是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，在适宜条件下能萌发长成幼苗。人工种子是天然种子的替代品，克服了天然种子的缺陷，保持亲本的优良性状，不受季节、气候、地域的限制【注意】若是由二倍体植物的花粉或者三倍体植物的营养器官培养得到的人工种子发育来的植株是不可育的，若是由二倍体植物的茎尖、根尖等营养器官培养得到的人工种子发育来的植株是可育的人工种子的结构课堂练习1.下列有关植物细胞工程应用的叙述，错误的是()A.人工种子包埋胚状体的胶质可以看作自然种子的种皮B.在紫草素的细胞产物工厂化生产的过程中使用的是液体培养基C.对愈伤组织进行诱变处理，从分化的植株中可筛选出新品种D.利用植物组织培养技术培育的脱毒苗具有不含或很少含病毒的特点A2.如图表示一人工种子，下列与人工种子培育生产过程有关的叙述，不正确的是()A.胚状体是由未分化的、具有分裂能力的细胞构成的B.人工种子一般用离体的植物细胞通过组织培养技术获得C.图中的胚状体也可以是不定芽顶芽和腋芽D.同一批次的人工种子可以保证具有相同的基因型A3.明党参是我国珍稀药用植物，对其进行保护性开发利用的恰当的方法有()①利用细胞工程技术，实现药用成分的工厂化生产②大规模培养愈伤组织，直接提取药用成分③大规模栽培组织培养苗，获取药用成分④大规模采集自然界的明党参，将其转移到温室中保护种植A.①② B.①③ C.①②③④ D.①②③D4.下列关于植物细胞工程的实际应用,错误的是(