2.1.2植物细胞工程的应用（共30张ppt）高中生物人教版(2019)选择性必修3

(共30张PPT)
第2章第1节
植物细胞工程
植物细胞工程的应用
一.植物繁殖的新途径
1. 快速繁殖技术
（1）原理：
用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。
（微型繁殖技术）
（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。
2.作物脱毒
（1）脱毒原因:
无性繁殖,
感染的病毒很容易传给后代,
病毒在作物体内积累,
作物产量降低品质变差
（2）原理：
顶端分生区（如茎尖）：病毒极少，甚至无毒
植物组织培养
（3）优点：
明显提高农作物的产量和品质
脱毒≠抗毒
二.作物新品种的培育
1. 单倍体育种
用高杆抗病（AABB）和矮杆不抗病（aabb）小麦品种自然杂交筛选培育矮杆抗病小麦（aaBB）
花药中的花粉
单倍体
幼苗
正常纯合
二倍体
离体培养
人工诱导
（染色体加倍）
（可育）
脱分化
愈伤组织
再分化
（1）原理：
植物细胞的全能性、染色体（数目）变异
（2）优点:
①极大地缩短了育种的年限。
②后代都是纯合子，能稳定遗传。
③可作为进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料。
2. 突变体的利用
（1）原理:
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
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
试管苗
筛选
有利突变体
诱变
（2）原理：
基因突变，植物细胞的全能性
（3）优点：
提高变异的频率，加速育种进程。
难以控制突变方向，需要大量处理实验材料。
（4）缺点：
三.细胞产物的工业化生产
植物代谢
初生代谢：
次生代谢：
生物生长生存所必需的代谢活动，一直进行
非生物生长所必需，在特定条件下进行
如糖类、脂质、蛋白质、核酸等
一类小分子有机化合物
(如酚类、萜类和含氮化合物等)
应用多、产量低
红豆杉→紫杉醇
外植体
细胞悬浮
细胞产物
培养
提取
脱分化
愈伤组织
分散开
植物细胞培养:
紫草→紫草宁
人参→人参皂苷
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
练习与应用
(1)快速繁殖不仅可以高效、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)作物脱毒后不再感染病毒(　　)
(3)脱毒草莓能明显提高产量，但品质没有发生变化(　　)
(4)作物脱毒所培养的材料常选自顶端分生组织(　　)
(5)快速繁殖本质上是一种无性繁殖(　　)
×
√
判断正误
×
√
√
(6)单倍体育种的过程就是花药离体培养的过程(　　)
(7)突变体育种常用射线、化学物质处理愈伤组织(　　)
(8)次生代谢物在植物抗病、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(　　)
(9)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(　　)
(10)植物细胞培养的原理是利用了植物细胞的全能性(　　)
×
×
判断正误
√
√
×
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
典题应用
D
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0.3 mm 20 1 1
0.3～0.5 mm 20 10 7
大于0.6 mm 20 13 4
A.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
D.0.3～0.5 mm大小的茎尖最有利于获得抗病毒的特性
A
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( )
典题应用
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
B
4.如图是通过植物细胞工程获得紫杉醇的途径，下列叙述不正确的是( )
A.该生产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或植物生长调节剂的比例
C.经过过程①，细胞的形态和结构发生变化
D.过程③需使用液体培养基，有利于细胞增殖
A
5.下列属于植物的快速繁殖技术的是( )
A.兰花的茎尖组织培育成兰花幼苗
B.水稻种子萌发并长成新个体
C.扦插的葡萄枝长成新个体
D.柳树芽发育成枝条
A
6.利用马铃薯的块茎进行无性繁殖，种植的世代多了以后往往会因感染病毒而减产，为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳方法是( )
A.选择优良品种进行杂交
B.进行远缘植物体细胞杂交
C.利用芽尖进行组织培养
D.人工诱导基因突变
C
7.如图为培育甘蔗脱毒苗的两条途径，研究发现经②过程获得的幼苗脱毒效果更好。下列相关叙述错误的是( )
A.①过程所取茎尖中的叶原基
具有较高的分裂、分化能力
B.②过程的作用可能是阻碍病
毒等进入茎尖分生组织
C.③④过程中基因的选择性表达导致了细胞脱分化
D.培养基A、B中生长素和细胞分裂素的浓度和比例不同
C
8.如图是对基因型为Aabb的玉米所做的处理，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
9.在植物组织培养过程中，容易获得突变体的主要原因是( )
A.培养的细胞一直处于不断增殖的状态
B.培养基营养丰富，易于植物生长
C.纺锤丝的形成容易受抑制
D.DNA复制容易受抑制
A
10.如图表示利用棉花叶肉细胞原生质体培养进行遗传改良的过程。据图分析，下列叙述错误的是( )
A.①过程需用纤维素酶和果胶酶的混合物处理
B.②过程能定向诱导原生质体产生优良性状的突变
C.③过程中叶肉细胞失去了其特有的结构和功能
D.④过程需用适宜配比的生长素和细胞分裂素处理
B
11.愈伤组织细胞可用于细胞产物的工厂化生产，其利用的是愈伤组织细胞的下列哪种特点( )
A.细胞分裂快，细胞代谢旺盛
B.细胞分化程度低，全能性高
C.细胞是不定形的薄壁细胞
D.细胞变异频率高，易发生基因突变
A
12.紫草宁具有抗菌、消炎效果。在工业化生产中，取紫草植株部分组织诱导形成紫草愈伤组织，再转入紫草宁形成培养基，然后再将细胞破碎后提取出紫草宁。下列相关叙述中，不正确的是( )
A.工业化生产过程包括细胞的脱分化
B.在紫草宁生产过程中，不必将愈伤组织培养出根、芽等器官
C.紫草的愈伤组织细胞在低渗溶液中不会涨破
D.紫草宁在细胞内合成后被分泌到细胞外
D
13.甲品种青花菜具有由核基因控制的多种优良性状，另一远缘植物乙的细胞质中存在抗除草剂基因，欲将乙细胞质中的抗性基因引入甲中。下列相关叙述错误的是( )
A.过程A中取顶芽细胞进行体细胞杂交
有利于获得脱毒苗
B.过程B中常用PEG诱导原生质体融合
C.过程C中只有融合细胞活性部位互补，具有完整的细胞结构，才可以正常生长
D.操作过程中生物材料、培养基、培养环境都要严格地灭菌
D
14.辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图所示。下列叙述正确的是( )
A.实现①过程的条件是外植体细胞发生基因突变
B.①过程受外源激素的调控，②过程受内源激素的调控
C.获得脱毒苗常用的外植体是根和芽，脱毒苗不具有更强的抗病毒能力
D.通过细胞培养获得辣椒素的过程不需要实现细胞的全能性
D
15.科研人员研究了马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响，结果如图所示。下列相关叙述错误的是( )
A.培育脱毒苗所依据的原理有基因突变和
细胞的全能性
B.培育脱毒苗的过程涉及脱分化和再分化
两个阶段
C.实验结果表明，茎尖越小脱毒率越高，成苗率越低
D.根据本实验可知，培养脱毒苗时茎尖的适宜大小为0.27mm
A
16.植物细胞培养是在植物组织培养技术的基础上发展起来的，下列有关植物细胞培养的叙述，不正确的是( )
A.植物细胞培养技术的目的是为了获得大量有生理活性的次生代谢物
B.植物细胞培养技术快速、高效，几乎不受季节、天气等的限制
C.利用生物反应器悬浮培养人参细胞，提取人参皂苷，用于生产保健药
品和美容护肤用品
D.植物细胞培养需要在一定的温度、pH等条件下进行，但不需要进行无
菌操作
D
17.(2022·河南开封第一中学高二阶段练习)草莓是人们经常食用的一种水果，有较高的营养价值。草莓是无性繁殖的作物，长期种植会使病毒积累在体内，使其产量减少，品质下降。如图是利用植物组织培养技术培育脱毒草莓苗的过程，请据图回答下列问题：
(1)外植体能够形成幼苗所依据的原理是______________。培育脱毒苗时，一般选取_____作为外植体，其依据是____________________________。
细胞的全能性
茎尖
该部位病毒极少，甚至无病毒
(2)①是脱分化过程，细胞脱分化是指已经分化的细胞，经过诱导后，失去其_________________而转变为未分化细胞的过程。②是_________过程。在培养过程中，除了提供水分、无机盐、糖类、维生素及氨基酸外，还需要在培养基中加入___________________________。同时，在培养过程中，除必需的温度、光照和氧气等外界条件外，成功的另一个关键是操作过程必须保证_____。
特有的结构和功能
再分化
植物激素(或植物激素类似物)
无菌
(3)研究表明，多倍体草莓产量高于二倍体，利用组织培养技术获得多倍体草莓的方法有两种：一是使用___________(药剂)处理草莓的愈伤组织，再经培养获得多倍体植株；二是利用_______________(药剂)诱导草莓体细胞融合形成杂种细胞后，再经组织培养获得多倍体植株，这种育种技术被称为_______________技术。
秋水仙素
聚乙二醇(PEG)
植物体细胞杂交
(4)在植物组织培养的过程中，可以对__________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，从中选育出优良品种。这种作物新品种的培育方法属于_________________________。
愈伤组织
突变体的利用(或诱变育种)
18.(2022·广东珠海高二期末)红豆杉能产生具有高抗癌活性的紫杉醇，但红豆杉生长十分缓慢，数量有限且紫杉醇含量非常低。因此，研究人员尝试运用现代生物技术培育能产生紫杉醇的柴胡。将红豆杉(2n＝24)与柴胡(2n＝12)进行了体细胞杂交。
(1)紫杉醇是红豆杉产生的一种次生代谢物，欲利用植物组织培养获得大量的紫杉醇，应将红豆杉的外植体培育到__________阶段，原因是________________________________。
愈伤组织
愈伤组织的细胞分裂快，代谢旺盛
(2)若想培育能产生紫杉醇的柴胡，可利用植物体细胞杂交技术获得杂种植株。首先要将红豆杉和柴胡的体细胞用________________酶处理去除细胞壁获得有活力的原生质体，再用化学试剂_________________诱导原生质体融合形成杂种细胞。该技术的优点是________________________
__________。
(3)通过植物体细胞杂交技术得到的杂种植株，理论上是否可育？______，原因是_________________________________________________________
_____________________。
纤维素酶和果胶
PEG(或聚乙二醇)
打破生殖隔离，实现远缘
杂交育种
可育
杂种植株含有两整套遗传物质，减数分裂时同源染色体能正常联会，形成正常的配子