2021-2022学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3-2.1植物细胞工程课件（17张ppt）
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3-2.1植物细胞工程课件（17张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 6.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-07-28 08:28:44 | ||
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文档简介
(共17张PPT)
植物细胞工程
--植物细胞工程的应用
01
植物繁殖的新途径
1.快速繁殖
用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。
被人们形象地称为植物的快速繁殖技术。
也叫做微型繁殖技术。
特点：
保持优良品种的遗传特性
高效快速地实现种苗的大量繁殖
01
植物繁殖的新途径
1.快速繁殖
自然繁殖能力低
市场需求巨大
01
植物繁殖的新途径
1.快速繁殖
铁皮石斛的产业化育苗
经济林木 濒危植物 优良观赏植物 无性繁殖作物
01
植物繁殖的新途径
2.作物脱毒
感染的病毒很容易传给后代
无性繁殖
病毒在作物体内积累
作物产量降低品质变差
植物病毒积累
01
植物繁殖的新途径
2.作物脱毒
顶端分生区（如茎尖、根尖：病毒极少，甚至无毒）
组培
脱毒苗
明显提高农作物的产量和品质
应用：在马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等许多作物上获得成功。
02
作物新品种的培育
1.单倍体育种
①方法
花药离体培养
人工诱导染色体加倍
②步骤
优良品种
花药
花粉
离体培养
单倍体
纯合二倍体
人工诱导
染色体加倍
选择
02
作物新品种的培育
1.单倍体育种
③步骤
花药中的花粉
单倍体幼苗
脱分化
纯合二倍体
人工诱导染色体加倍
愈伤组织
再分化
离体培养
④优点
明显地缩短育种年限，当年就可以获得纯合二倍体植株。
（抗倒伏，不抗病）
（抗倒伏抗病）
花药（粉）
单倍体幼苗
正常植株
DDtt
花药离体培养
秋水仙素处理
DDTT（♀）
×
ddtt（♂）
第一年
第二年
筛选
DdTt
（抗倒伏，不抗病）
（倒伏，抗病）
（组织培养）
DT Dt dT dt
DT Dt dT dt
DDTT DDtt ddTT ddtt
02
作物新品种的培育
1.单倍体育种
③步骤
花药中的花粉
单倍体幼苗
脱分化
纯合二倍体
人工诱导染色体加倍
愈伤组织
再分化
离体培养
④优点
染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易出现
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
⑤实例
我国科学家把单倍体育种与常规育种结合起来，育成水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等作物的新品种。
02
作物新品种的培育
2.突变体的利用
①来源
基因突变
在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，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。从突变的个体中筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。（教材P41）
诱变处理
②原理
突变：基因突变
染色体变异
02
作物新品种的培育
2.突变体的利用
③优点&缺点
优点：提高愈伤组织的突变率，可以获得高产、优质、抗逆的新品种，加快育种进程。
缺点：突变具有不定向性、多害少利性和低频性的特点，因此需要处理大量突变材料才有可能少选出需要的品种。
④实例
已经筛选到如下突变体
抗病
抗盐
高产
高蛋白
抗花叶毒病的甘蔗
抗盐碱的烟草
03
细胞产物的工厂化生产
①次生代谢物
植物代谢产生一些不是植物基本生命活动所必需的产物——次生代谢物。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。
★种类
糖类、脂质、蛋白质和核酸等
★作用
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。
03
细胞产物的工厂化生产
植物次生代谢物工厂化生产的原因
含量低、从植物组织提取会大量破坏植物资源
有些产物不能或难以通过化学合成途径得到
直接获取困难
化学合成困难
外植体
细胞悬液
脱分化
细胞产物
愈伤组织
分散开
培养提取
过程
03
细胞产物的工厂化生产
应用
世界首例药用植物细胞工程产品 —— 紫草宁
作用：
来源：
紫草细胞中提取的一种药物和色素
抗菌、消炎、康肿瘤
我国科学家筛选出高产紫杉醇细胞
来源：红豆杉属植物体内产生一种次生代谢产物
作用：具有高抗癌活性，已广泛用于乳腺癌等癌症的治疗
传统生产方法：从红豆杉树皮和树叶中提取
我国在人参、三七等植物细胞的大规模培养领域取得了很大的进展。
03
课后习题
1.运用植物细胞工程技术可以培育单倍体植株和进行细胞产物的工厂化生产。判断下列相关表述是否正确。
(1)用花药培养得到单倍体植株需要用到植物组织培养技术。( )
(2)细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞生长的培养条件,提高了单个细胞中次生代谢物的含量。( )
2.生产中培育香蕉脱毒苗常用的方法是( )
A.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
03
课后习题
2.紫色非甜玉米(基因型为AASuSu)和白色甜玉米(基因型为aasusu)杂交(Su和su代表一对等位基因),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。
F2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中的紫色甜玉米与白色甜玉米(aasusu)进行测交,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。其实在F1产生的花粉中就可能有Asu的组合,如果利用花药培养的技术获得单倍体植株,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。
03
课后习题
3.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。
积极探索其他的繁育途径。例如,研究如何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。
甜叶菊
植物细胞工程
--植物细胞工程的应用
01
植物繁殖的新途径
1.快速繁殖
用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。
被人们形象地称为植物的快速繁殖技术。
也叫做微型繁殖技术。
特点：
保持优良品种的遗传特性
高效快速地实现种苗的大量繁殖
01
植物繁殖的新途径
1.快速繁殖
自然繁殖能力低
市场需求巨大
01
植物繁殖的新途径
1.快速繁殖
铁皮石斛的产业化育苗
经济林木 濒危植物 优良观赏植物 无性繁殖作物
01
植物繁殖的新途径
2.作物脱毒
感染的病毒很容易传给后代
无性繁殖
病毒在作物体内积累
作物产量降低品质变差
植物病毒积累
01
植物繁殖的新途径
2.作物脱毒
顶端分生区（如茎尖、根尖：病毒极少，甚至无毒）
组培
脱毒苗
明显提高农作物的产量和品质
应用：在马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等许多作物上获得成功。
02
作物新品种的培育
1.单倍体育种
①方法
花药离体培养
人工诱导染色体加倍
②步骤
优良品种
花药
花粉
离体培养
单倍体
纯合二倍体
人工诱导
染色体加倍
选择
02
作物新品种的培育
1.单倍体育种
③步骤
花药中的花粉
单倍体幼苗
脱分化
纯合二倍体
人工诱导染色体加倍
愈伤组织
再分化
离体培养
④优点
明显地缩短育种年限，当年就可以获得纯合二倍体植株。
（抗倒伏，不抗病）
（抗倒伏抗病）
花药（粉）
单倍体幼苗
正常植株
DDtt
花药离体培养
秋水仙素处理
DDTT（♀）
×
ddtt（♂）
第一年
第二年
筛选
DdTt
（抗倒伏，不抗病）
（倒伏，抗病）
（组织培养）
DT Dt dT dt
DT Dt dT dt
DDTT DDtt ddTT ddtt
02
作物新品种的培育
1.单倍体育种
③步骤
花药中的花粉
单倍体幼苗
脱分化
纯合二倍体
人工诱导染色体加倍
愈伤组织
再分化
离体培养
④优点
染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易出现
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
⑤实例
我国科学家把单倍体育种与常规育种结合起来，育成水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等作物的新品种。
02
作物新品种的培育
2.突变体的利用
①来源
基因突变
在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，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。从突变的个体中筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。（教材P41）
诱变处理
②原理
突变：基因突变
染色体变异
02
作物新品种的培育
2.突变体的利用
③优点&缺点
优点：提高愈伤组织的突变率，可以获得高产、优质、抗逆的新品种，加快育种进程。
缺点：突变具有不定向性、多害少利性和低频性的特点，因此需要处理大量突变材料才有可能少选出需要的品种。
④实例
已经筛选到如下突变体
抗病
抗盐
高产
高蛋白
抗花叶毒病的甘蔗
抗盐碱的烟草
03
细胞产物的工厂化生产
①次生代谢物
植物代谢产生一些不是植物基本生命活动所必需的产物——次生代谢物。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。
★种类
糖类、脂质、蛋白质和核酸等
★作用
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。
03
细胞产物的工厂化生产
植物次生代谢物工厂化生产的原因
含量低、从植物组织提取会大量破坏植物资源
有些产物不能或难以通过化学合成途径得到
直接获取困难
化学合成困难
外植体
细胞悬液
脱分化
细胞产物
愈伤组织
分散开
培养提取
过程
03
细胞产物的工厂化生产
应用
世界首例药用植物细胞工程产品 —— 紫草宁
作用：
来源：
紫草细胞中提取的一种药物和色素
抗菌、消炎、康肿瘤
我国科学家筛选出高产紫杉醇细胞
来源：红豆杉属植物体内产生一种次生代谢产物
作用：具有高抗癌活性，已广泛用于乳腺癌等癌症的治疗
传统生产方法：从红豆杉树皮和树叶中提取
我国在人参、三七等植物细胞的大规模培养领域取得了很大的进展。
03
课后习题
1.运用植物细胞工程技术可以培育单倍体植株和进行细胞产物的工厂化生产。判断下列相关表述是否正确。
(1)用花药培养得到单倍体植株需要用到植物组织培养技术。( )
(2)细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞生长的培养条件,提高了单个细胞中次生代谢物的含量。( )
2.生产中培育香蕉脱毒苗常用的方法是( )
A.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
03
课后习题
2.紫色非甜玉米(基因型为AASuSu)和白色甜玉米(基因型为aasusu)杂交(Su和su代表一对等位基因),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。
F2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中的紫色甜玉米与白色甜玉米(aasusu)进行测交,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。其实在F1产生的花粉中就可能有Asu的组合,如果利用花药培养的技术获得单倍体植株,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。
03
课后习题
3.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。
积极探索其他的繁育途径。例如,研究如何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。
甜叶菊