植物细胞工程课件-高二下学期生物人教版选择性必修33

导入新课自主学习深度学习迁移应用传统农业生产中，农作物繁殖的途径一般有有性繁殖和无性繁殖，如下图所示：有性繁殖无性繁殖特点：繁殖速度慢，后代易出现性状分离，不易保持品种的优良性状。特点：保持原品中的优良性状，但易将病毒传给后代，造成减产。如何解决以上问题？第2章第1节植物细胞工程二植物细胞工程的应用自主学习导入新课深度学习迁移应用【必备知识】【课前学习】阅读教材P39-41,完成下列必备知识填空：（一）植物繁殖的新途径1.快速繁殖(1)快速繁殖技术：用于快速繁殖优良品种的____________________技术，也叫作______________技术。(2)优点：①____________________________________；

②___________________________。2.作物脱毒(1)材料：植物顶端_________附近的____________，甚至__________。(2)方法：切取一定大小的________进行___________，从而获得_________。(3)目的：______________________________。植物组织培养微型繁殖可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖可以保持优良品种的遗传特性分生区病毒极少无病毒茎尖组织培养脱毒苗提高作物的产量和品质自主学习导入新课深度学习迁移应用（二）作物新品种的培育1.单倍体育种(1)过程（用流程图表示）：_________________________________________________________________。(2)优点：①__________________________________________________________；②__________________________________________________________。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____________的状态，因此它们容易受到__________________和_______________的影响而产生突变。(2)方法：从产生突变的个体中_______________________________________，进而培育成新品种。纯合植株选择优良品种花药（或花粉）离体培养单倍体植株人工诱导染色体数目加倍子代是能稳定遗传的纯合子，极大地缩短了育种年限不断增殖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。培养条件诱变因素可以筛选出对人们有用的突变体自主学习导入新课深度学习迁移应用（三）细胞产物的工厂化生产1.次生代谢物(1)概念：__________产生的一些一般认为________________________________的产物。(2)本质：____________________________（如酚类、菇类和含氮化合物等)。(3)特点：①_______________________________________；

②________________________________________；

③_________________________________________。2.生产方法____________________________。植物代谢不是植物基本的生命活动所必需小分子有机化合物一般不是植物基本生命活动所必需的物质含量很低有些产物不能或难以通过化学合成途径得到植物细胞培养自主学习导入新课深度学习迁移应用【学习诊断】1.判断正误(1)植物微型繁殖运用了植物组织培养技术，可快速繁殖良种植物()(2)利用组织培养技术培育脱毒苗，获得抗病毒的新物种()(3)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()(4)利用组织培养技术产生突变体，可直接培育出具有优良性状新品种()(5)在植物组织培养过程中，容易获得突变体的主要原因是DNA复制容易受到抑制()(6)获得细胞产物只需要通过植物组织培养到愈伤组织阶段即可()2.草莓主要利用茎进行无性繁殖，世代多了会因病毒的积累而减产，在短时间内获得大量无病毒幼苗的最佳方法是()A.花药离体培养B.利用茎尖进行组织培养C.选取成熟组织进行培养D.人工诱导基因突变√××××√B自主学习导入新课深度学习迁移应用3.下列不属于植物组织培养技术繁育农作物优点的是()A.加快繁育速度B.保持亲本优良性状C.培育出无病毒植株D.改变植物的基因型4.下列实例中，不属于植物细胞工程应用的是()A.获得突变体培育新品种B.培育无子西瓜试管苗C.人参皂苷的工厂化生产D.培育高产青霉菌株DD深度学习自主学习导入新课迁移应用任务1：探究植物繁殖的新途径【课堂探究】资料1铁皮石斛，兰科石斛属植物,茎直立、圆柱形，花期3—6月，生长于海拔1600m左右的山地半阴湿的岩石上。铁皮石斛富含某些糖类和生物碱,可以用来提取药物。请你写出高效、快速地大量繁殖铁皮石斛苗的解决方案。（要求：用文字和箭头表示繁殖过程）深度学习自主学习导入新课迁移应用铁皮石斛的植物组织培养过程离体的顶芽或腋芽等组织或器官（外植体）脱分化再分化愈伤组织长出丛芽生根移栽成活深度学习自主学习导入新课迁移应用1.快速繁殖（微型繁殖）——植物组织培养技术原理：植物细胞的全能性（1）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）室内生产，不受自然生长季节的限制优点：深度学习自主学习导入新课迁移应用课堂练习1.甜叶菊是一种菊科植物，植株中所含甜菊糖的甜度是蔗糖的300倍左右，而它的热量却很低，所以它逐渐成为一些用糖行业欢迎的新糖源。甜叶菊的种子小，发芽率低，种子繁殖遗传性状不稳定；而扦插植株的根系弱，且需要原始材料多，这些都会限制甜叶菊的生产。假如你是某甜叶菊生产公司的项目负责人，该公司当前运行状况良好，但一直未能解决种子发芽率低的问题，为了提高公司的甜叶菊繁育效率，你应该如何作出决策，并请说出理由。教材P42拓展应用测2如：利用植物组织培养技术繁育甜叶菊，研究内容涉及植物组织培养材料的选择，培养基配方的优化，提高试管苗移栽成活率的方法等，最终目的是建立一套利用植物组织培养技术繁育甜叶菊的标准技术体系，实现甜叶菊种苗的产业化生产。积极探索其他的繁育途径。深度学习自主学习导入新课迁移应用资料2病毒引起的植物病害有很多种。受害的植物包括粮食作物、蔬菜、果树和花卉，如水稻、小麦、菠萝、香蕉、马铃薯、甘蔗、草莓等。马铃薯和草莓都是无性繁殖的作物，它们感染的病毒很容易传播给后代。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。科学家发现病毒多集中在种子、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。2.作物脱毒如何培育出脱毒马铃薯？请写出你的解决方案。（1）材料：植物分生区（茎尖）的病毒极少，甚至无病毒（2）脱毒苗：切取茎尖（芽尖）进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗深度学习自主学习导入新课迁移应用课堂练习2.生产中培育香蕉脱毒苗常用的方法是（

）教材P42概念检测2A.人工诱导基因突变B.选择优良品种进行杂交C.进行远缘植物体细胞杂交D.取茎尖分生组织进行组织培养D深度学习自主学习导入新课迁移应用任务2：探究作物新品种的培育资料3玉米是我国种植面积很大的农作物,直接关系到我国的粮食安全问题,具有十分重要的战略地位。长期以来，利用常规杂交育种技术已培育了许多能够适应各种生态环境的优良杂交种,但常规遗传改良一直存在育种周期长等缺点。如何缩短育种周期呢？请写出你的设计方案。（要求：用文字和箭头表示育种过程思考从植物体上获取的任何细胞，经组织培养得到的植株与亲本性状都完全一致吗？为什么？深度学习自主学习导入新课迁移应用纯合植株选择优良品种花药（或花粉）离体培养单倍体植株人工诱导染色体数目加倍1.单倍体育种（1）原理：染色体数目变异（和植物细胞的全能性）（2）过程：不一定。若培养植物的花粉细胞，得到的是单倍体，与亲本性状不完全一致。用花药培养得到单倍体植株需要用到植物组织培养技术深度学习自主学习导入新课迁移应用课堂练习3.紫色非甜玉米（基因型为AASuSu）和白色甜玉米（基因型为aasusu）杂交,得到的F1（AaSusu）再进行自交，F2会有紫色甜玉米的表型产生。如果运用常规育种方法，应该如何筛选出纯合的紫色甜玉米？如果利用花药培养的技术，又应该怎样做呢？请你设计相关实验的思路。教材P42拓展应用测1F2中的紫色甜玉米的基因型可能为Aasusu或Aasusu。如果运用常规育种方法，将F2中的紫色甜玉米连续自交，直到后代不发生性状分离为止，可以选择出基因型为AAsusu的纯种紫色甜玉米。但这种方法比较烦琐，耗时也较长，需要至少三年的选种和育种时间。利用F2产生的花粉进行花药培养获得单倍体植株，再经过诱导染色体加倍，就可以直接得到紫色甜玉米的纯合体。这种方法可以大大缩短育种周期。深度学习自主学习导入新课迁移应用2.突变体的利用植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖的状态，易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变。原理：基因突变（或染色体变异）和植物细胞的全能性深度学习自主学习导入新课迁移应用任务3：探究细胞产物的工厂化生产资料4紫杉醇是红豆杉属植物中的一种二萜类化合物。早在1971年，美国化学家就从红豆杉树皮中分离出了紫杉醇，并发现它具有很强的抗肿瘤能力。由于紫杉醇在红豆杉中的含量很低（约占树皮干重的0.01%~0.02%）加之红豆杉属植物生长缓慢，资源量少，供求关系严重失衡。如何解决这一问题？目前可以通过红豆杉愈伤组织的诱导、细胞悬浮培养来生产紫杉醇。深度学习自主学习导入新课迁移应用细胞产物的工厂化生产过程利用了植物细胞培养技术植物细胞培养是指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。次生代谢初生代谢深度学习自主学习导入新课迁移应用初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动，因此在整个生命过程中它一直进行着。初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质和核酸等。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。次生代谢物是一类小分子有机化合物（如酚类、萜类和含氮化合物等），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。相关信息：初生代谢与次生代谢深度学习自主学习导入新课迁移应用比较植物组织培养与植物细胞培养项目植物组织培养植物细胞培养原理培养基固体培养基液体培养基过程目的应用举例植物细胞的全能性细胞增殖获得植物体获得细胞及细胞产物植物快速繁殖技术、脱毒苗细胞产物的工厂化生产深度学习自主学习导入新课迁移应用课堂练习4.(2023·山东卷)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A深度学习自主学习导入新课迁移应用

市场上有一种叫作“手指植物”的工艺品受到很多人的欢迎。这些“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或营养物质,它们就能在玻璃瓶中生长三四个月之久。那么，“手指植物”是怎么来的呢？“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。深度学习自主学习导入新课迁移应用课堂小结外植体愈伤组织试管苗脱分化再分化植株作物脱毒选择顶端分生组织快速繁殖单倍体育种选择花药进行诱变突变体的利用分散后悬浮培养3.细胞产物的工厂化生产2.植物新品种的培育1.植物繁殖的新途径筛选迁移应用自主学习深度学习导入新课【课后应用】1.下列属于植物的微型繁殖技术的是（）A.柳树芽发育成枝条B.扦插的葡萄枝长成新个体C.水稻种子萌发并长成新个体D.兰花的茎尖组织培育成兰花幼苗D2.用纯种的高秆抗锈病小麦与矮秆易染锈病(小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下图所示。下列有关此种育种方法的叙述，正确的是（）A.这种育种方法叫杂交育种B.③过程必须经过受精作用C.过程④必须使用生长素处理D.该方法可明显缩短育种年限D【A组】迁移应用自主学习深度学习导入新课3.下图为利用体细胞诱变育种技术获得抗除草剂的白三叶草新品种的过程。下列叙述错误的是（

）A.该育种过程依据的原理有基因突变和植物细胞具有全能性B.过程①②培养基中，不同植物生长调节剂的浓度比例不同C.白三叶草愈伤组织和胚状体的细胞中DNA和RNA种类相同D.过程③通常采用的筛选方法是向白三叶草幼苗喷洒除草剂C迁移应用自主学习深度学习导入新课4.为了给工厂化繁殖脱毒甘薯苗提供技术支持，科研人员利用植物组织培养技术研究了甘薯茎尖大小对诱导分化苗和脱毒苗的影响，结果如下表所示。有关叙述错误的是（）A.为防止细菌污染，应对外植体进行消毒B.脱分化时，应给予适宜光照诱导基因表达C.根据培养阶段的不同要调整培养基中激素比例大小的茎尖有利于培养脱毒甘薯苗B迁移应用自主学习深度学习导入新课5.应用植物组织培养技术，不仅可实现种苗的快速繁殖，培育无病毒植株，也可加快作物及苗木育种。下图是培育柑橘耐盐植株的实验流程。回答下列问题：(1)愈伤组织是由离体的茎段经_______________过程形成的，此时愈伤组织细胞________________(填“具有”或“不具有”)细胞的全能性。(2)对愈伤组织进行了两次处理，其中γ射线照射的目的是___________________，用γ射线不直接处理茎段而是处理愈伤组织，原因是_____________________________________________；在培养基中添加的物质X为_______________。(3)植物组织培养技术也被广泛应用于其他作物的育种中。在培育的白菜—甘蓝和三倍体无子西瓜中，必须用到植物组织培养技术的是_____________。脱分化具有诱发基因突变愈伤组织细胞分裂能力强，NaCl(或盐)易诱发基因突变白菜—甘蓝迁移应用自主学习深度学习导入新课6.红豆杉是濒危植物，且其树皮产生的紫杉醇对癌症有一定的疗效。下图是红豆杉植株组织培养和细胞培养并提取紫杉醇的流程图。请回答下列问题：（1）图中A和B分别表示红豆杉植株组织培养中细胞的_______________和_______________过程，其中B过程必须给予光照，原因是____________（填细胞器）利用光能制造有机物，供幼苗生长发育；通过C过程可产生大量细胞，此过程的细胞分裂方式是_______________。（2）图中①培养基中常用的凝固剂是_______________，①—④过程使用的培养基，在各阶段的成分基本相同，主要区别是___________________（激素）的含量比例不同。（3）若①是红豆杉（基因型DdTt）的花药，则④幼苗为单倍体，用一定浓度的秋水仙素处理可获得可育的纯种植株，这些纯种植株的基因型为______________________________。脱分化再分化叶绿体有丝分裂琼脂生长素和细胞分裂素DDTT、DDtt、ddTT、ddtt迁移应用自主学习深度学习导入新课A.④过程通常会发生性状分离B.②过程能定向诱导原生质体产生优良性状的突变C.③过程是否再生出细胞壁，可以用质壁分离实验来检测D.上述过程中可发生染色体变异、基因突变和基因重组C【B组】1.

如图表示利用棉花叶肉细胞的原生质体进行遗传改良的过程，下列叙述正确的是（）迁移应用自主学习深度学习导入新课2.铁皮石斛是我国名贵中药，生物碱是其有效成分之一。应用组织培养技术培养铁皮石斛拟原球茎(简称PLBs，类似愈伤组织)生产生物碱的实验流程如图所示。下列相关叙述错误的是（）A.实验前需对外植体新生营养芽进行消毒处理B.选用新生营养芽的原因是其分裂能力强、全能性高且几乎不含病毒C.过程①为脱分化，PLBs细胞也具有高度液泡化、呈无定形状态的特点D.过程②为再分化，需将PLBs培养成完整植株后才能从中提取生物碱D迁移应用自主学习深度学习导入新课3.甲品种青花菜具有由核基因控制的多种优良性状，但属于胞质雄性不育品种。通过体细胞杂交，成功地将乙品种细胞质中的可育基因引入甲中。下列相关叙述错误的是（

）A.照光处理的甲青花菜下胚轴细胞中有叶绿体，利于筛选杂种细胞B.流程中A处理可使用纤维素酶和果胶酶，B处理可使用聚乙二醇C.杂种细胞经过外源生长素和赤霉素的诱导，直接再分化成为杂种植株D.杂种植株含有控制甲青花菜优良性状的基因，并能通过父本进行传递C迁移应用自主学习深度学习导入新课4.水竹是单子叶禾本科植物，易管理和培植，干净而雅致。若配上假山奇石，制作盆景，则极具美感。如图为通过植物组织培养大量获得水竹幼苗的过程。回答下列问题。(1)①过程为__________________，②过程的实质是________________________。(2)用种子繁殖水竹优良杂种，易丧失其优良特性，原因是__________________________________________。(3)在水竹的植物组织培养过程中，经过筛选还可能获得大量有用的突变体，突变体产生的原因是在培养过程中，培养细胞______________________________________________________________________________________。脱分化基因的选择性表达杂合子后代会发生性状分离处于不断增殖的状态，容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变迁移应用自主学习深度学习导入新课5.三七富含三七皂苷、三七多糖、三七素、黄酮等有效成分，具有止血、活血化瘀、消肿止痛、滋补强壮、抗疲劳、耐缺氧、抗衰老、降血脂、降血糖、提高机体免疫功能等众多作用。为了获取上述有效成分，某制药公司利用植物组织培养技术。从培养的愈伤组织中提取这些有效成分。请回答下列问题：(1)培养时，通常选择新生营养芽作为外植体，其主要原因是_________________________________________。外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为_______________，此过程需要使用的植物生长调节剂是________________(填“脱落酸”或“2，4－D”)。(2)多倍体的愈伤组织细胞产生的有效成分量常高于二倍体。为了获得更多的有效成分，科研人员利用___________________________处理二倍体愈伤组织细胞，使其细胞中的染色体数目加倍。欲确定愈伤组织细胞中的染色体数目，通常需制成装片，进行显微镜观察。此过程中需要对染色体染色，常用的染色剂是____________________。细胞分化程度低，容易诱导形成愈伤组织脱分化2，4－D秋水仙素或低温醋酸洋红液(或“甲紫溶液”)迁移应用自主学习深度学习导入新课