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32

植物细胞工程的应用第1节第2课时第2章细胞工程人教版高中生物

选择性必修3

马铃薯、草莓和香蕉等通常是用无性繁殖的方式进行繁殖的，它们感染的病毒很容易传给后代。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。采取怎样的措施能避免这些情况发生?可以通过引进优良品种或培育脱毒苗来避免这些情况发生。

脱毒马铃薯田和被病毒感染的未脱毒的马铃薯叶片（左上）><目标一植物繁殖的新途径资料1

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。你有什么启发？任务1分析作物脱毒选材原因：_________________________________1.选用材料：___________________________________________该部位的病毒极少，甚至无病毒植物顶端分生区附近（如茎尖、芽尖、根尖）2.脱毒过程：茎尖脱分化愈伤组织再分化芽、根脱毒苗3.实例：马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等。脱毒苗≠抗毒苗，前者指的是本身病毒少，甚至无病毒，受病毒感染的机会少，而后者指的是能抵抗病毒的感染。任务1分析作物脱毒1.1快速繁殖

20世纪60年代，荷兰科学家成功地利用植物组织培养技术来培育兰花。目前，荷兰的兰花生产已发展成举世闻名的兰花产业。用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，称为快速繁殖技术，也叫微型繁殖技术。

我国组织培养技术也已经广泛应用于兰花种苗的规模化繁殖，使得名贵兰花的价格大幅下降，普通百姓也能购买和观赏。1.概念：1.1快速繁殖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都实现了利用快速繁殖技术来提供苗木。2.优点：①高效、快速地实现种苗的大量繁殖；②无性繁殖，保持优良品种的遗传特性；3.实例：铁皮石斛甘蔗、桉树和铁皮石斛等试管苗的产生已形成一定规模。快速繁殖是在具有一定人工设施的室内生产，可以不受季节、气候等自然条件的限制。任务2分析快速繁殖1．从所需条件上来看，快速繁殖与传统育种方法相比，有哪些优点？2.快速繁殖中能否用花粉作为外植体？为什么？不能，因为用花粉做外植体会出现性状分离。

快速繁殖植物组织培养之所以可以进行快速繁殖，是因为植物组织培养到_____

阶段，细胞进行

分裂，细胞分裂速度较快，从而获得大量的组织细胞，然后不断地分割、移瓶、诱导再分化形成

。并且，植物组织培养在实验室进行，受

等条件限制较小。愈伤组织有丝新植株季节、气候(1)作物脱毒后不再感染病毒(

)××脱毒草莓能明显提高产量，品质也优于普通草莓。作物脱毒后病毒很少甚至不含病毒，而不是不再感染病毒。(2)脱毒草莓能明显提高产量，但品质没有发生变化(

)(3)作物脱毒所培养的材料常选自顶端分生组织(

)(4)快速繁殖本质上是一种无性繁殖(

)√√1.某株名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。为了防止性状分离并快速繁殖，可利用该植株的一部分器官或组织进行离体培养，培育出完整的植株。进行离体培养时不应采用该植株的A.茎尖

B.子房壁

C.叶片

D.花粉粒√花粉粒是经减数分裂形成的，在此过程中发生了基因重组，因而不一定能保持亲本的优良性状，D符合题意。2.为给工厂繁殖脱毒甘薯苗提供技术上的支持，科研人员利用植物组织培养技术研究甘薯茎尖(外植体)大小对诱导分化苗和脱毒苗的影响，结果如表所示。下列相关叙述正确的是茎尖大小外植体数/个分化苗数/株脱毒苗数/株小于0.3mm20110.3～0.5mm20107大于0.6mm20134A.在不同的培养阶段，培养基中的激素种类和比例不同B.脱分化过程中应给予充足光照使其进行光合作用C.培育脱毒苗时依据的原理有基因突变和细胞的全能性～0.5mm大小的茎尖最有利于获得抗病毒的特性√茎尖大小外植体数/个分化苗数/株脱毒苗数/株小于0.3mm20110.3～0.5mm20107大于0.6mm20134><目标一作物新品种的培育和细胞产物的工厂化生产2.1单倍体育种1.过程：2.1单倍体育种1.过程：秋水仙素单倍体幼苗优良品种愈伤组织纯合二倍体植株花药染色体数目加倍脱分化再分化秋水仙素处理花药离体培养（植物细胞的全能性）（染色体数目变异）选择2.原理：植物细胞的全能性、染色体数目变异2.1单倍体育种3.优点：①

子代是能稳定遗传的纯合子。②

极大地缩短了育种的年限。③

单倍体植株是进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料。因为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状容易显现。2.1单倍体育种

我国科学家在1974年成功培育出世界上第一个单倍体作物新品种——单育1号烟草。4.实例：

后来，把单倍体育种与常规育种结合起来，培育成了水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等作物的新品种。资料2

彩色马铃薯不仅营养成分高，且含多酚类化合物，有较强的保健功能和药用价值。我国通过品种引进等方式获得的彩色马铃薯品种数量有限，且多为晚熟品种，产量和品质较低。所以通过诱变途径获得新的彩色马铃薯品种可以丰富马铃薯市场，满足人们的需要。根据以上资料，分析并回答以下问题。任务3分析突变体的利用如图表示突变体的利用过程，请据图分析回答下列问题：1.

突变体育种的原理是什么？基因突变和植物细胞的全能性。任务3分析突变体的利用如图表示突变体的利用过程，请据图分析回答下列问题：2.在培养至愈伤组织时进行诱变处理的原因是什么？愈伤组织细胞分裂旺盛，且一直处于不断增殖的状态，此时易发生基因突变。任务3分析突变体的利用如图表示突变体的利用过程，请据图分析回答下列问题：3.诱导分化得到的突变体都可以利用吗？为什么？大多数都不可以。因为基因突变可能破坏生物体与现有环境的协调关系，进而对生物体有害；还有些基因突变既无害也无益，是中性的。任务3分析突变体的利用资料3

红豆杉，又名紫杉。1971年，科学家从红豆杉树皮中分离出了紫杉醇，发现它具有独特的抗肿瘤作用。据《人民日报》2001年10月17日第5版报道，2000年国际市场上优质紫杉醇的售价已高达每千克18万美元。1994一1996年，在红豆杉分布最多、最集中的云南，红豆杉遭受了一场浩劫。盗伐者大量砍伐红豆杉，使大大小小的山沟里，躺满了被剥光树皮的裸树，溪河里浸出鲜血般的红色树汁……野生红豆杉是濒危植物，直接从它的树皮和树叶中提取紫杉醇的传统生产方式，不仅产量低，还会对野生红豆杉资源造成严重破坏，而紫杉醇的化学全合成法尚不具备生产应用价值。能不能运用植物细胞工程技术来生产紫杉醇？任务4分析细胞产物的工厂化生产植物细胞培养技术是工厂化生产相关代谢产物的一条有效途径，在生产中通常要培养到什么阶段？为什么？愈伤组织阶段。因为此时细胞分裂能力旺盛，代谢快，有利于产物生成。任务4分析细胞产物的工厂化生产2.3细胞产物的工厂化生产(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。初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质、核酸等。(2)次生代谢物：植物代谢会产生一些一般认为不是植物基本的生命活动所必需的产物。小分子有机化合物(如酚类、萜类和含氮化合物等)②本质：③作用：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。①概念：1.植物的代谢产物2.3细胞产物的工厂化生产指在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。过程：概念：优点：不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，因此对于社会、经济、环境保护具有重要意义。原理：细胞增殖大量细胞细胞培养外植体

脱分化提取细胞产物愈伤组织紫草宁、紫杉醇、人参皂苷等。实例：利用人参细胞生产人参皂苷2.植物细胞培养：植物组织培养和植物细胞培养的比较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、单倍体育种等细胞产物的工厂化生产，如紫草宁、人参皂苷、紫杉醇等(1)二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株(

)(2)突变体育种常用射线、化学物质处理愈伤组织(

)√×二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到的是单倍体植株，一般高度不育。(3)紫杉醇存在于红豆杉属植物体内，是初生代谢物，具有高抗癌活性，现在已被广泛用于乳腺癌的治疗(

)(4)植物细胞培养的原理是利用了植物细胞的全能性(

)紫杉醇是存在于红豆杉属植物体内的一种次生代谢物。××植物细胞培养的原理是细胞增殖，未涉及植物细胞的全能性。3.如图是利用某种植物(基因型为AaBb)产生的花粉进行单倍体育种的示意图。据图判断，下列叙述错误的是A.过程②通常使用的试剂是秋水仙素，作用时期为细胞有丝分裂前期B.通过过程①②得到的植株既有纯合子又有杂合子C.过程①属于植物的组织培养，在此过程中必须使用一定量的植物激素

或植物生长调节剂D.与杂交育种相比，该育种方法的优点是能明显缩短育种的年限√4.(2023·山东，14)利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖，可获得植物细胞的某些次生代谢物。下列说法正确的是A.利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物B.植物细胞体积小，故不能通过该技术进行其产物的工厂化生产C.次生代谢物是植物所必需的，但含量少，应选择产量高的细胞进行培养D.该技术主要利用促进细胞生长的培养条件提高单个细胞中次生代谢物

的含量√细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞分裂的培养条件，增加细胞数量，提高次生代谢物的含量，但不能提高单个细胞中次生代谢物的含量网络构建五分钟查落实【要语必背】1.植物的快速繁殖技术不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖，还可以保持优良品种的遗传特性。2.单倍体育种先通过花药(或花粉)培养获得单倍体植株，然后经过诱导染色体加倍，当年便可获得稳定遗传的优良品种，极大地缩短了育种年限。3.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。4.次生代谢不是生物生长所必需的，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。【长句表达】1.利用快速繁殖技术可以保持优良品种的遗传特性，原因是_______________________________________________________________________________________________________。2.一般选取植物根尖或茎尖的分生区作为外植体，优点是____________________________________________________________________________

(答出两点)。3.单倍体育种和花药离体培养获得的植株的区别是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。