【生物】植物细胞工程（第2课时） 高二生物同步备课系列（人教版2019选择性必修3）

细胞工程是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法，通过细胞器、细胞或者组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。第2章细胞工程选择性必修三生物技术与工程目录CONTENT01新课导入02任务探究03课堂小结第1节

植物细胞工程第二课时

植物细胞工程的应用04课堂练习到社会中去手指植物“手指植物”的制作方法用到了植物组织培养技术。在制作过程中，一定要注意做好灭菌和消毒工作，为了防止污染可在培养基中加入一定量的抑菌剂。另外，还可以根据个人喜好，在培养基中加入适量的色素或者荧光剂，使“手指植物”更具有观赏价值。

“手指植物”通常培育在装有彩色固体培养基的小玻璃瓶中，只要保证充足的光照和适宜的温度，不需要额外补充水分和营养物质，它们就能在玻璃瓶中生长三四个月之久。新课导入铁皮石斛的工厂化生产一、植物繁殖的新途径【任务一】1.阅读课本39页，回答以下问题，1.什么是快速繁殖技术？2.快速繁殖的核心技术是？3.快速繁殖技术有什么优点？有哪些应用实例？任务探究1.快速繁殖（1）概念（2）原理（3）特点也叫微型繁殖，是用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术植物细胞的全能性①无性繁殖，保持优良品种的遗传特性②高效快速地实现种苗的大量繁殖③保持优良品种的遗传特性，可实现产业化生产【思考】植物组织培养可以进行快速繁殖的原因是什么？愈伤组织细胞分裂旺盛、快速，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。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。*扦插、压条、嫁接等不属于微型繁殖技术愈伤组织一、植物繁殖的新途径【任务一】1.阅读课本39页，回答以下问题，1.什么是快速繁殖技术？2.快速繁殖的核心技术是？3.快速繁殖技术有什么优点？有哪些应用实例？一、植物繁殖的新途径【任务一】2.阅读课本40页第1-2段，回答以下问题：1.培育脱毒苗的原因是什么？2.作物脱毒培育的过程中选材部位和方法是什么？3.作物脱毒繁殖技术有什么优点？有哪些应用实例？2.作物脱毒（2）选材部位植物

。（3）方法顶端分生区附近（如茎尖）（4）优点2.作物脱毒选材原因：

的病毒极少，甚至

。分生区附近无病毒无性繁殖的方式进行繁殖的作物，感染的病毒很容易传给后代，并在作物体内逐年积累，会导致作物产量降低、品质变差。植物分生区病毒极少，切取茎尖进行组织培养获得脱毒苗。（即：茎尖组织培养技术）（1）培育脱毒苗的原因：脱毒作物的产量和品质明显优于没有脱毒的作物与微型繁殖相比较，二者无本质区别，只是取材部位不同。脱毒苗不等于抗毒苗一、植物繁殖的新途径（5）脱毒产品马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等。脱毒草莓普通草莓香蕉菠萝一、植物繁殖的新途径1.单倍体育种二、作物新品种的培育【任务二】1、阅读课本40页第3段和图2-7，明确单倍体育种的方法、过程、原理和优点。分析实例比较传统育种和单倍体育种。花药离体培养得到单倍体幼苗，秋水仙素处理抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，染色体加倍得到稳定遗传（纯合子）的优良品种。选择亲本有性杂交F1代单倍体植株诱变染色体加倍可育纯合子选择所需类型1.单倍体育种(1)方法(2)过程外植体（花粉）花药离体培养即植物组织培养单倍体植株矮小，且多为不育二、作物新品种的培育【任务二】1、阅读课本40页第3段和图2-7，明确单倍体育种的方法、过程、原理和优点。分析实例比较传统育种和单倍体育种。后代都是纯合子，能稳定遗传明显缩短育种年限，加速育种进程作为体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料(4)优点染色体（数目）变异、植物细胞的全能性。(3)原理1.单倍体育种二、作物新品种的培育【任务二】1、阅读课本40页第3段和图2-7，明确单倍体育种的方法、过程、原理和优点。分析实例比较传统育种和单倍体育种。传统方法：杂交育种单倍体育种P：紫色非甜玉米

AASS×白色甜玉米

aass紫色非甜玉米AaSs↓配子：ASAsaSas花药离体培养单倍体幼苗：ASAsaSas纯合体:秋水仙素处理染色体加倍AASSAAssaaSSaass选择紫甜玉米即为新品种现有紫色非甜玉米（基因型AASS）和白色甜玉米（基因型aass），如何短时间获得纯种的紫色甜玉米（基因型AAss）？P：紫色非甜玉米

AASS×白色甜玉米

aassF1紫色非甜玉米AaSs第1年×选育出紫甜的纯种F2A_S_A_ssaaS_aass紫甜第2年第3年×生长A_ssF3第4年二、作物新品种的培育案例分析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花药VS花粉二、作物新品种的培育二、作物新品种的培育2.突变体的利用【任务二】2、阅读课本41页第2-3段，明确产生突变体的诱变处理对象是什么？对突变体的利用、原理和优缺点有哪些？（3）原理基因突变和植物细胞的全能性。（4）优点提高变异的频率，加速育种进程；大幅度地改良某些性状。难以控制突变方向，有利性状比较少，需要大量处理实验材料。（5）缺点（1）诱变处理对象植物组织培养中，培养的细胞不断分裂易受培养条件和诱变因素的影响产生突变（2）利用筛选对人们有利的突变体，进而培育成新品种愈伤组织、单倍体育种获得的隐性纯合体产生突变体的原因2.突变体的利用二、作物新品种的培育【任务二】2、阅读课本41页第2-3段，明确产生突变体的诱变处理对象是什么？对突变体的利用、原理和优缺点有哪些？生物生长生存所必需的代谢活动如糖类、脂质、蛋白质、核酸等应用多、产量低非生物生长所必需，在特定条件下进行一类小分子有机化合物（如酚类、萜类和含氮化合物等）初生代谢物次生代谢物红豆杉→紫杉醇紫草→紫草宁三、细胞产物的工厂化生产【任务三】阅读课本41页第4-6段和相关信息，明确植物代谢产物的分类、特点。明确工厂化生产的细胞产物类型有哪些？生产过程是怎样的？有哪些实例？1.植物的代谢产物植物组织培养技术（3）生产过程（2）技术蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱(紫草素、人参皂甙、紫杉醇)等。（1）细胞产物种类2.细胞产物工厂化生产植物细胞培养：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【任务三】阅读课本41页第4-6段和相关信息，明确植物代谢产物的分类、特点。明确工厂化生产的细胞产物类型有哪些？生产过程是怎样的？有哪些实例？【任务三】阅读课本41页第4-6段和相关信息，明确植物代谢产物的分类、特点。明确工厂化生产的细胞产物类型有哪些？生产过程是怎样的？有哪些实例？外植体脱分化愈伤组织细胞产物培养、提取注意：①一般组织培养到愈伤组织即可。因为此时细胞分裂能力旺盛，代谢快，有利于产物生成。②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。

工厂化生产人参皂甙干粉的基本流程：人参根

愈伤组织

增长速度快而且细胞内人参皂甙干粉含量高的细胞

细胞增殖

提取人参皂甙干粉脱分化培养选择破碎细胞放入发酵罐3.细胞产物工厂化生产实例外植体↓愈伤组织↓胚状体↓试管苗↓植株再分化保持优良性状快速大量繁殖快速繁殖作物脱毒选择根尖茎尖、芽尖脱分化选择花粉培养单倍体纯合体加倍单倍体育种化学物理因素诱导筛选突变体利用培养、提取代谢产物细胞产物的工厂化生产③①植物繁殖新途径②作物新品种的培育课堂小结1.(2023·安徽卷)甘薯由于具有增强免疫功能、防癌抗癌、抗衰老、防止动脉硬化等作用，故越来越被人们喜爱。但甘薯属于无性繁殖作物，同时又是同源六倍体，具有自交不育和杂交不亲和性，这使甘薯生产和育种存在诸多常规方法难于解决的问题。下列相关操作不合理的是（）A.用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，可以解决种苗用量大、成本高的问题B.利用茎尖分生组织培养脱毒苗，使植株具备抗病毒的能力，产品质量得到提高C.利用原生质体融合实现体细胞杂交，克服杂交不亲和，可以充分利用遗传资源D.利用培养的愈伤组织进行诱变育种，可以显著提高变异频率，有利于缩短育种年限脱毒≠抗病毒B课堂练习2.(2023·河北卷)下图表示四倍体兰花叶片通过植物组织培养形成植株的过程，相关叙述正确的是（）A.②和③阶段会发生减数分裂 B.①阶段和③阶段所用的培养基相同C.①阶段有细胞增殖但无细胞分化 D.此兰花的花药离体培养所得植株为二倍体没有减数分裂③阶段不需要获得的是单倍体植株C课堂练习3.(2023·广东卷)目前七叶一枝花属濒危名贵中药材，科学家尝试应用生物技术繁殖和保存七叶一枝花资源，并利用植物细胞工程获取其有效成分。下列叙述正确的是（）A.七叶一枝花不同细胞经植物组织培养获得的新个体基因型都相同B.将七叶一枝花茎尖或根尖组织经灭菌、脱分化、再分化可获得脱毒苗C.利用植物细胞工程获取其有效成分过程中使用的是液体培养基D.保护野生七叶一枝花最佳的选择是将其迁移到植物园基因型不同不能对植物材料进行灭菌处理最佳的选择是就地保护C4.(2023·山