生物人教版（2019）选择性必修3 2.1植物细胞工程（第2课时）课件(共21张PPT)
文档属性
| 名称 | 生物人教版（2019）选择性必修3 2.1植物细胞工程（第2课时）课件(共21张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2022-09-28 23:29:48 | ||
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文档简介
(共21张PPT)
2.1 植物细胞工程（课时2）
教学目标
1. 举例说明植物细胞工程的应用有效提高了生产效率。
细胞工程
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
胚状体
再生植株
1.细胞产物的工厂化生产
2.突变体的利用
4.快速繁殖
5.作物脱毒
3.人工种子（补充）
6.单倍体育种
7.植物体细胞杂交
8.转基因植物的培育
新课导入
植物繁殖的新途径
1.快速繁殖
（1）概念：
（2）优点：
用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，也叫微型繁殖。
繁殖方式？
原理？
植物细胞的全能性
无性生殖
①可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖；
②可以保持优良品种的遗传特性。
③几乎不受季节、气候等的限制，培养周期短；
④可实现产业化生产。
【问题探究1】快速繁殖得到的产品会不会出现性状分离？原因是什么？
不会
快速繁殖技术属于无性繁殖，可以保持亲本的优良性状。
植物繁殖的新途径
马铃薯
草莓
香蕉
感染的病毒很容易传给后代
无性繁殖
病毒在作物体内逐年积累
作物产量降低品质变差
脱毒马铃薯田与被病毒感染未脱毒马铃薯叶片
植物繁殖的新途径
2.作物脱毒
（1）脱毒苗：
切取植物一定大小的茎尖，进行组织培养技术，再生植株有可能不带病毒，获得脱毒苗。
原因？
植物顶端分生区附近（如：茎尖、根尖）的病毒极少，甚至无病毒。
（2）优点：
（3）实例：
明显提高作物的产量和品质。
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。
【问题探究2】经植物组织培养技术培育出的脱毒苗抗病毒吗？为什么？
“脱毒”≠“抗毒”
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。
作物新品种的培育
Ｐ 高抗 矮不抗
F1 高抗
DDTT
ddtt
DdTt
ddTt
高抗 高不抗 矮抗 矮不抗
ddTT
矮抗
ddTT
ddTt
矮抗
ddTT
矮抗
矮抗 矮不抗
ddTT
ddTt
杂交
自交
选优
自交
F3
选优
F2
连续自交
1 ：2
选育出一个可以稳定遗传的农作物优良品种，一般要经过5—6年的连续筛选。
现有纯合的高秆抗锈病的小麦（DDTT）和矮秆不抗锈病的小麦（ddtt），如何最简单 得到矮秆抗病的优良品种（ddTT）？
常规育种——杂交育种
育种原理？
基因重组
育种方法？
方法：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。
步骤：
花药离体培养得到单倍体→染色体数目加倍→筛选所需性状个体
外植体
选择花粉培养
完整植株
单倍体
纯合体
加倍
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
作物新品种的培育
1.单倍体育种
杂交育种
单倍体育种
杂交育种培育一个可以稳定遗传的作物优良品种，一般不断自交选优，常需5～6年。
而单倍体育种当年就能培育出所需纯合体。
明显地缩短育种年限
原理
染色体（数目）变异和植物细胞的全能性
作物新品种的培育
1.单倍体育种
方法：
先 （所用技术 ）获得 单倍体幼苗 ；
再经 处理诱导 加倍，当年就可以得到遗传性状 的纯合二倍体植株
原理：
细胞的 和 。
全能性
染色体变异
花药离体培养
植物组织培养
秋水仙素
染色体数
相对稳定
作物新品种的培育
1.单倍体育种
单倍体育种优点：
①子代一般是能稳定遗传的纯合子，极大地缩短了育种的年限。
②也是进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料。
Aa
A
a
AA
aa
单倍体
（n）
纯合二倍体（2n）
二倍体（2n）
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隐性性状容易出现。
【问题探究3】单倍体育种为什么能为体细胞诱变育种和研究遗传突变提供理想材料？
作物新品种的培育
突变体：在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断地分生状态，容易受培养条件和外界压力（射线、化学物质）的影响而发生突变（基因突变、染色体变异），这样发育成的个体称为突变体。
突变体的利用：在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的______状态，因此容易受到培养条件和外界压力（如射线、化学物质等）的影响而产生______。从这些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。
体细胞诱变育种：在作物育种中，可以对植物的____________进行化学或物理的诱变处理，促使其发生突变，再通过诱导分化形成植株。从这些植株中筛选出高抗、高产、优质的突变体，就可以培育成新品种。
分生
突变
愈伤组织
作物新品种的培育
2.突变体的利用
巩固练习
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？
（2）在培养至愈伤组织时进行诱变处理的原因是什么？
（3）诱导分化得到的突变体都可以利用吗？为什么？
基因突变和植物细胞的全能性
愈伤组织细胞分裂旺盛，一直处于不断增殖的状态，此时易发生基因突变。
大都不可以
因为基因突变是不定向的，且具有多害少利性，即得到的突变体大多是有害的。
四种育种方法的比较
育种方法 原理 过程 优点
快速繁殖 脱分化、再分化 保持优良品种的遗传特性
突变体 的利用 基因突变、 细胞的 ; 对愈伤组织进行诱变处理后再筛选 提高 ，获得优良性状
单倍体 育种 细胞的 、 ; 、 诱导染色体数目加倍 明显缩短？
植物体细 胞杂交 细胞膜的 、 细胞的 ; 融合、 杂种细胞组织培养 打破 ，
实现 。
细胞的全能性
全能性
突变率
全能性
染色体变异
先花药离体培养
再秋水仙素
育种年限
流动性
全能性
植物细胞
生殖隔离
远缘杂交
作物新品种的培育
初生代谢：生物生长生存所必需的代谢活动。
产物：如糖类、脂质、蛋白质、核酸等。
次生代谢：非生物生长所必需，在特定条件下进行。
产物：产物：一类小分子有机化合物。
红豆杉→紫杉醇
紫草→紫草宁
1.细胞产物的种类：
细胞产物的工厂化生产
细胞产物的工厂化生产
2.细胞产物的工厂化生产的过程
外植体
愈伤组织
单个细胞
脱分化
振荡分散
细胞悬浮培养
细胞产物
提取
3.细胞产物的工厂化生产所用的技术：
植物细胞培养
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。
4.优势
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？
细胞的增殖
有无体现细胞的全能性？
无
【植物细胞培养】是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。
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。
材料：最好是愈伤组织
培养基：液体培养基（培养液）
使培养物与营养物质充分接触
利用人参细胞生产人参皂苷
细胞产物的工厂化生产
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 获得植物体 获得？
原理
过程
应用 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
细胞产物
植物细胞的全能性
细胞增殖
细胞产物的工厂化生产
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
胚状体
再生植株
1.细胞产物的工厂化生产
2.突变体的利用
4.微型繁殖
5.作物脱毒
3.人工种子（补充）
6.单倍体育种
7.植物体细胞杂交
8.转基因植物的培育
植物繁殖的新途径
作物新品种的培育
课堂小结
一、概念检测
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
课后练习
课后练习
3．如图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径，下列叙述正确的是 （ ）
A．该途径依据的原理是植物细胞具有全能性
B．过程①需控制好培养基中植物激素的比例
C．经过程①细胞的形态和结构未发生变化
D．过程③需使用固体培养基，有利于细胞增殖
B
课后练习
4．如图是对基因型为Aabb的玉米所作的处理，据图分析下列叙述错误的是 ( )
A．过程a所采取的技术手段是花药离体培养
B．过程b用秋水仙素处理后可以得到4种基因型的玉米植株
C．c和d分别是脱分化和再分化过程
D．图中过程a或过程c、d能够说明植物细胞具有全能性
B
2.1 植物细胞工程（课时2）
教学目标
1. 举例说明植物细胞工程的应用有效提高了生产效率。
细胞工程
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
胚状体
再生植株
1.细胞产物的工厂化生产
2.突变体的利用
4.快速繁殖
5.作物脱毒
3.人工种子（补充）
6.单倍体育种
7.植物体细胞杂交
8.转基因植物的培育
新课导入
植物繁殖的新途径
1.快速繁殖
（1）概念：
（2）优点：
用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，也叫微型繁殖。
繁殖方式？
原理？
植物细胞的全能性
无性生殖
①可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖；
②可以保持优良品种的遗传特性。
③几乎不受季节、气候等的限制，培养周期短；
④可实现产业化生产。
【问题探究1】快速繁殖得到的产品会不会出现性状分离？原因是什么？
不会
快速繁殖技术属于无性繁殖，可以保持亲本的优良性状。
植物繁殖的新途径
马铃薯
草莓
香蕉
感染的病毒很容易传给后代
无性繁殖
病毒在作物体内逐年积累
作物产量降低品质变差
脱毒马铃薯田与被病毒感染未脱毒马铃薯叶片
植物繁殖的新途径
2.作物脱毒
（1）脱毒苗：
切取植物一定大小的茎尖，进行组织培养技术，再生植株有可能不带病毒，获得脱毒苗。
原因？
植物顶端分生区附近（如：茎尖、根尖）的病毒极少，甚至无病毒。
（2）优点：
（3）实例：
明显提高作物的产量和品质。
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。
【问题探究2】经植物组织培养技术培育出的脱毒苗抗病毒吗？为什么？
“脱毒”≠“抗毒”
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。
作物新品种的培育
Ｐ 高抗 矮不抗
F1 高抗
DDTT
ddtt
DdTt
ddTt
高抗 高不抗 矮抗 矮不抗
ddTT
矮抗
ddTT
ddTt
矮抗
ddTT
矮抗
矮抗 矮不抗
ddTT
ddTt
杂交
自交
选优
自交
F3
选优
F2
连续自交
1 ：2
选育出一个可以稳定遗传的农作物优良品种，一般要经过5—6年的连续筛选。
现有纯合的高秆抗锈病的小麦（DDTT）和矮秆不抗锈病的小麦（ddtt），如何最简单 得到矮秆抗病的优良品种（ddTT）？
常规育种——杂交育种
育种原理？
基因重组
育种方法？
方法：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。
步骤：
花药离体培养得到单倍体→染色体数目加倍→筛选所需性状个体
外植体
选择花粉培养
完整植株
单倍体
纯合体
加倍
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
作物新品种的培育
1.单倍体育种
杂交育种
单倍体育种
杂交育种培育一个可以稳定遗传的作物优良品种，一般不断自交选优，常需5～6年。
而单倍体育种当年就能培育出所需纯合体。
明显地缩短育种年限
原理
染色体（数目）变异和植物细胞的全能性
作物新品种的培育
1.单倍体育种
方法：
先 （所用技术 ）获得 单倍体幼苗 ；
再经 处理诱导 加倍，当年就可以得到遗传性状 的纯合二倍体植株
原理：
细胞的 和 。
全能性
染色体变异
花药离体培养
植物组织培养
秋水仙素
染色体数
相对稳定
作物新品种的培育
1.单倍体育种
单倍体育种优点：
①子代一般是能稳定遗传的纯合子，极大地缩短了育种的年限。
②也是进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料。
Aa
A
a
AA
aa
单倍体
（n）
纯合二倍体（2n）
二倍体（2n）
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隐性性状容易出现。
【问题探究3】单倍体育种为什么能为体细胞诱变育种和研究遗传突变提供理想材料？
作物新品种的培育
突变体：在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断地分生状态，容易受培养条件和外界压力（射线、化学物质）的影响而发生突变（基因突变、染色体变异），这样发育成的个体称为突变体。
突变体的利用：在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的______状态，因此容易受到培养条件和外界压力（如射线、化学物质等）的影响而产生______。从这些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。
体细胞诱变育种：在作物育种中，可以对植物的____________进行化学或物理的诱变处理，促使其发生突变，再通过诱导分化形成植株。从这些植株中筛选出高抗、高产、优质的突变体，就可以培育成新品种。
分生
突变
愈伤组织
作物新品种的培育
2.突变体的利用
巩固练习
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？
（2）在培养至愈伤组织时进行诱变处理的原因是什么？
（3）诱导分化得到的突变体都可以利用吗？为什么？
基因突变和植物细胞的全能性
愈伤组织细胞分裂旺盛，一直处于不断增殖的状态，此时易发生基因突变。
大都不可以
因为基因突变是不定向的，且具有多害少利性，即得到的突变体大多是有害的。
四种育种方法的比较
育种方法 原理 过程 优点
快速繁殖 脱分化、再分化 保持优良品种的遗传特性
突变体 的利用 基因突变、 细胞的 ; 对愈伤组织进行诱变处理后再筛选 提高 ，获得优良性状
单倍体 育种 细胞的 、 ; 、 诱导染色体数目加倍 明显缩短？
植物体细 胞杂交 细胞膜的 、 细胞的 ; 融合、 杂种细胞组织培养 打破 ，
实现 。
细胞的全能性
全能性
突变率
全能性
染色体变异
先花药离体培养
再秋水仙素
育种年限
流动性
全能性
植物细胞
生殖隔离
远缘杂交
作物新品种的培育
初生代谢：生物生长生存所必需的代谢活动。
产物：如糖类、脂质、蛋白质、核酸等。
次生代谢：非生物生长所必需，在特定条件下进行。
产物：产物：一类小分子有机化合物。
红豆杉→紫杉醇
紫草→紫草宁
1.细胞产物的种类：
细胞产物的工厂化生产
细胞产物的工厂化生产
2.细胞产物的工厂化生产的过程
外植体
愈伤组织
单个细胞
脱分化
振荡分散
细胞悬浮培养
细胞产物
提取
3.细胞产物的工厂化生产所用的技术：
植物细胞培养
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。
4.优势
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？
细胞的增殖
有无体现细胞的全能性？
无
【植物细胞培养】是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。
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。
材料：最好是愈伤组织
培养基：液体培养基（培养液）
使培养物与营养物质充分接触
利用人参细胞生产人参皂苷
细胞产物的工厂化生产
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 获得植物体 获得？
原理
过程
应用 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
细胞产物
植物细胞的全能性
细胞增殖
细胞产物的工厂化生产
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
胚状体
再生植株
1.细胞产物的工厂化生产
2.突变体的利用
4.微型繁殖
5.作物脱毒
3.人工种子（补充）
6.单倍体育种
7.植物体细胞杂交
8.转基因植物的培育
植物繁殖的新途径
作物新品种的培育
课堂小结
一、概念检测
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
课后练习
课后练习
3．如图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径，下列叙述正确的是 （ ）
A．该途径依据的原理是植物细胞具有全能性
B．过程①需控制好培养基中植物激素的比例
C．经过程①细胞的形态和结构未发生变化
D．过程③需使用固体培养基，有利于细胞增殖
B
课后练习
4．如图是对基因型为Aabb的玉米所作的处理，据图分析下列叙述错误的是 ( )
A．过程a所采取的技术手段是花药离体培养
B．过程b用秋水仙素处理后可以得到4种基因型的玉米植株
C．c和d分别是脱分化和再分化过程
D．图中过程a或过程c、d能够说明植物细胞具有全能性
B