人教版选修3专题2第一节第二课时植物细胞工程的实际应用（共37张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版选修3专题2第一节第二课时植物细胞工程的实际应用（共37张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2014-11-14 08:12:05 | ||
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文档简介
课件37张PPT。植物细胞工程的基本技术包括 植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术。 原理？
过程？离体的植物器官、组织或细胞 愈伤组织胚状体或丛芽避光、诱导培养基完整植株见光、分化培养基再分化脱分化亲本植物细胞B原生质体Ａ亲本植物细胞A原生质体Ｂ去壁新的原生质体融合再生细胞壁杂种细胞组织培养杂种植株2.1.2植物细胞工程的实际应用没有种子，如何繁殖？一、植物繁殖的新途径 1.微型繁殖技术（1）概念:
快速高效实现种苗繁殖,培育优良植物品种的植物组织培养技 术。植物组织培养车间（2）特点：
1.微型繁殖技术①高效快速地实现种苗的大量繁殖；②保持优良品种的遗传特性；③不受自然生长季节的限制（因为在具有一定人工设施的室内生产）。(3)成就:
例：用一个兰花茎尖就可以在一年内生产出400万株兰花苗。 产业化育苗教材P38讨论：
人们利用植物的微型繁殖技术来进行工厂化育苗生产，这是利用了该项技术的哪些特点？
植物“微型”繁殖技术具有高效性和可以保持种苗的优良遗传特性的优势。工厂化大规模育苗生产正是利用了植物“微型”繁殖技术的这两方面优势。利用植物“微型”繁殖技术使我们可以在短时间中获得大量的优质种苗。
生姜是药食两用的经济作物，具有栽培容易、产量高、价格高等特点，近年在各地发展很快。但是生姜在生产上长期采用无性繁殖，容易感染多种病毒病，使生姜品质变差，叶子皱缩，生长缓慢，一般减产30%～50%。 病毒容易沿植物体的维管组织传播，而分生区组织中缺乏维管系统，因此不含病毒。用做组织培养的植物材料可以是植物体任何类型的组织细胞。怎样利用植物组织培养技术解决？ 2.作物脱毒
（1）作物脱毒的原因:
长期进行无性繁殖的作物，易积累感染的病毒，导致产量降低，品质变差。 而植物的分生区一般不会感染病毒，
用分生区的细胞进行组织培养，就能
得到大量的脱毒苗（2）材 料:( 4 ) 作物脱毒的结果:进行组织培养 获得脱毒苗（3）作物脱毒的方法:分生区（如茎尖）的细胞脱毒甘蔗（右）与未脱毒甘蔗的对比种 子 的 结 构自然种子天然种子的局限 1）培育周期长
2）优良杂种的后代会发生性状分离而丧失其优良特性
3）生产会受到季节、气候和地域的限制，并且需要占用大量的土地实现制种3.神奇的人工种子人工种子：以植物组培技术得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。胚胚乳种皮(2)特点:①后代无性状分离，保留优良特性；
②不受气候,季节和地域限制。
③贮藏运输方便
(3)技术:植物组织培养。
(4)产生途径：由愈伤组织产生。
（1）人工种子组成:胚状体（或不定芽、顶芽和腋芽）+人工种皮（5）优点：
①解决了有些某些植物繁殖力差、结籽困难或发芽率低等问题。
②可以工业化生产，提高农业的自动化程度。
③可在胚乳中添加各种附加成分。如：固氮菌、防病虫农药、除草剂等。
④用人工种子播种可节约粮食。
如马铃薯,甘蔗的种植教材P40讨论：
人工种皮是保证包裹在其中的胚状体顺利生长成小植株的关键部分，请探讨人工种皮中应该具有的有效成分是什么？为了促进胚状体的生长发育，我们还可以向人工种皮中加入哪些物质？
针对植物种类和土壤等条件，在人工种子的包裹剂中还可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等。为了促进胚状体的生长发育，还可以向人工种皮中加入一些植物生长调节剂。二、作物新品种的培育1.单倍体育种
（1）方法:
（2）过程：花药离体培养（4）优点:
①后代稳定遗传,都是纯合体
(二倍体);
②明显缩短育种年限。(3)单倍体植株的特点：
长得弱小，而且高度不育
2.突变体的利用
(1)产生:植物组织培养
(2)利用:筛选对人们有利突变体,进而培育新品种3.成就：
20世纪70年代以来，各国的科学家用这种方法已经筛选到抗病、抗盐、含高蛋白，以及高产的突变体，有的已用于生产。三、细胞产物的工厂化生产1.种类：
蛋白质，脂肪，糖类，药物，香料，生物碱等。
2.技术：植物的组织培养
3.成就：怎样拯救红豆杉并且生产大量紫杉醇？讨论∶作业讨论：高效抗癌的药物紫杉醇，虽然能造福人类，但却为濒危的红豆杉带来一场灭顶之灾。以“我们能否利用植物组织培养技术大量生产紫杉醇，从而拯救红豆杉”为题，与同学展开讨论，说出植物组织培养技术在节约资源、保护环境方面的重要意义。 可以利用植物组织培养技术来大量生产紫杉醇。现在国内外的科学家们正在研究利用植物细胞培养技术来大量培育红豆杉细胞，希望利用这种方法来大量生产紫杉醇。国内外许多实验室开展了用组织培养法生产紫杉醇的研究，红豆杉属的11种植物现都在进行组织培养。ESC Agenetics公司宣布他们用细胞培养法所得紫杉醇的含量是树皮的2～5倍。国内外在分化细胞株系和培养条件方面做了不少工作，摸索了外植体、光照、培养基组成等因素对细胞培养及紫杉醇生成的影响。现在工艺条件已基本摸清，正研究反应的放大技术等，有望实现通过细胞培养进行工业化生产紫杉醇的目标。 植物细胞工程的实际应用1、植物繁殖的新途径1）微型繁殖
2）作物脱毒
3）神奇的人工种子2、作物新品种的培育1）单倍体育种
2）突变体的利用3、细胞产物的工厂化生产例1：03江苏 用高度分化的植物细胞、组织
和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，
下列叙述错误的是
A.该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的
B.该愈伤组织的细胞没有全能性
C.该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成
D.该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的
胚状结构典例精析例2：右图为植物体细胞杂交过程
示意图。据图回答：1）步骤①是________________
__________________________
最常用的方法是_________.
2）步骤②一般常用的化学试剂是
______________目的是______
_____________.
3）在利用杂种细胞培育成为杂种
植株的过程中，运用的技术手段
是___________ ，其中步骤④相
当于_____，步骤⑤相当于_____
去掉细胞壁分离出有
活力的原生质体 酶解法 聚乙二醇（PEG） 诱导原生质体融合植物组织培养
脱分化再分化例2：右图为植物体细胞杂交过程
示意图。据图回答： 4）植物体细胞杂交的目的是获得
新的杂种植株。使____________
能够在新的植物体上有所表现，
其根本原因:
5）从理论上讲，杂种植株的育性
_____。若运用传统有性杂交方法
能否实现？_____。并说明理由：
因此，这项研究对于培养作物新品
种方面的重大意义在于：
.两个亲本的遗传性状 杂种植株获得了双亲的遗传物质 可育不能因为不同种生物之间存在生殖隔离
克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了
可用于杂交的亲本组合范围
1、植物的微型繁殖技术是指 （ ）
A．植物体细胞杂交技术
B．嫁接
C．营养繁殖
D．植物组织培养
2、科学工作者把胡萝卜的韧皮部细胞分离出来，将单个细胞放入培养基中培养，获得了许多完整的植株，这些植株的特点是 （ ）
A．彼此性状相似 B．变异频率较高
C．单倍体 D．都是纯合子
课堂演练 5、马铃薯利用它的块茎进行无性繁殖，种植的世代多了以后往往会感染病毒而减产，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办法是（ ）
A．选择优良品种进行杂交
B．进行远缘植物体细胞杂交
C．利有芽尖进行组织培养
D．人工诱导基因突变
6.甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的（）
A.有丝分裂 B.分化
C.减数分裂 D.全能性
7.基因型为AaBb的水稻（含24条染色体）的花药通过无菌操作接入试管后，在一定条件下形成试管苗，问：（1）愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规
则的细胞团，愈伤组织形成过程中，必须从培养基
中获得___________________________ 等营养物质。
（2）要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有_
__________和________________两类激素。
水、无机盐、维生素和小分子有机物细胞分裂素植物生长素（3）愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再由芽发育成叶和茎。这一过程必须给予光照，其原因是_____________能利用光能制造有机物，供试管苗生长发育。
（4）试管苗的细胞核中含_____条脱氧核糖核苷酸链。
（5）培育成的试管苗可能出现的基因型有_____________。
叶绿体 24AB、aB、Ab、ab
过程？离体的植物器官、组织或细胞 愈伤组织胚状体或丛芽避光、诱导培养基完整植株见光、分化培养基再分化脱分化亲本植物细胞B原生质体Ａ亲本植物细胞A原生质体Ｂ去壁新的原生质体融合再生细胞壁杂种细胞组织培养杂种植株2.1.2植物细胞工程的实际应用没有种子，如何繁殖？一、植物繁殖的新途径 1.微型繁殖技术（1）概念:
快速高效实现种苗繁殖,培育优良植物品种的植物组织培养技 术。植物组织培养车间（2）特点：
1.微型繁殖技术①高效快速地实现种苗的大量繁殖；②保持优良品种的遗传特性；③不受自然生长季节的限制（因为在具有一定人工设施的室内生产）。(3)成就:
例：用一个兰花茎尖就可以在一年内生产出400万株兰花苗。 产业化育苗教材P38讨论：
人们利用植物的微型繁殖技术来进行工厂化育苗生产，这是利用了该项技术的哪些特点？
植物“微型”繁殖技术具有高效性和可以保持种苗的优良遗传特性的优势。工厂化大规模育苗生产正是利用了植物“微型”繁殖技术的这两方面优势。利用植物“微型”繁殖技术使我们可以在短时间中获得大量的优质种苗。
生姜是药食两用的经济作物，具有栽培容易、产量高、价格高等特点，近年在各地发展很快。但是生姜在生产上长期采用无性繁殖，容易感染多种病毒病，使生姜品质变差，叶子皱缩，生长缓慢，一般减产30%～50%。 病毒容易沿植物体的维管组织传播，而分生区组织中缺乏维管系统，因此不含病毒。用做组织培养的植物材料可以是植物体任何类型的组织细胞。怎样利用植物组织培养技术解决？ 2.作物脱毒
（1）作物脱毒的原因:
长期进行无性繁殖的作物，易积累感染的病毒，导致产量降低，品质变差。 而植物的分生区一般不会感染病毒，
用分生区的细胞进行组织培养，就能
得到大量的脱毒苗（2）材 料:( 4 ) 作物脱毒的结果:进行组织培养 获得脱毒苗（3）作物脱毒的方法:分生区（如茎尖）的细胞脱毒甘蔗（右）与未脱毒甘蔗的对比种 子 的 结 构自然种子天然种子的局限 1）培育周期长
2）优良杂种的后代会发生性状分离而丧失其优良特性
3）生产会受到季节、气候和地域的限制，并且需要占用大量的土地实现制种3.神奇的人工种子人工种子：以植物组培技术得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。胚胚乳种皮(2)特点:①后代无性状分离，保留优良特性；
②不受气候,季节和地域限制。
③贮藏运输方便
(3)技术:植物组织培养。
(4)产生途径：由愈伤组织产生。
（1）人工种子组成:胚状体（或不定芽、顶芽和腋芽）+人工种皮（5）优点：
①解决了有些某些植物繁殖力差、结籽困难或发芽率低等问题。
②可以工业化生产，提高农业的自动化程度。
③可在胚乳中添加各种附加成分。如：固氮菌、防病虫农药、除草剂等。
④用人工种子播种可节约粮食。
如马铃薯,甘蔗的种植教材P40讨论：
人工种皮是保证包裹在其中的胚状体顺利生长成小植株的关键部分，请探讨人工种皮中应该具有的有效成分是什么？为了促进胚状体的生长发育，我们还可以向人工种皮中加入哪些物质？
针对植物种类和土壤等条件，在人工种子的包裹剂中还可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等。为了促进胚状体的生长发育，还可以向人工种皮中加入一些植物生长调节剂。二、作物新品种的培育1.单倍体育种
（1）方法:
（2）过程：花药离体培养（4）优点:
①后代稳定遗传,都是纯合体
(二倍体);
②明显缩短育种年限。(3)单倍体植株的特点：
长得弱小，而且高度不育
2.突变体的利用
(1)产生:植物组织培养
(2)利用:筛选对人们有利突变体,进而培育新品种3.成就：
20世纪70年代以来，各国的科学家用这种方法已经筛选到抗病、抗盐、含高蛋白，以及高产的突变体，有的已用于生产。三、细胞产物的工厂化生产1.种类：
蛋白质，脂肪，糖类，药物，香料，生物碱等。
2.技术：植物的组织培养
3.成就：怎样拯救红豆杉并且生产大量紫杉醇？讨论∶作业讨论：高效抗癌的药物紫杉醇，虽然能造福人类，但却为濒危的红豆杉带来一场灭顶之灾。以“我们能否利用植物组织培养技术大量生产紫杉醇，从而拯救红豆杉”为题，与同学展开讨论，说出植物组织培养技术在节约资源、保护环境方面的重要意义。 可以利用植物组织培养技术来大量生产紫杉醇。现在国内外的科学家们正在研究利用植物细胞培养技术来大量培育红豆杉细胞，希望利用这种方法来大量生产紫杉醇。国内外许多实验室开展了用组织培养法生产紫杉醇的研究，红豆杉属的11种植物现都在进行组织培养。ESC Agenetics公司宣布他们用细胞培养法所得紫杉醇的含量是树皮的2～5倍。国内外在分化细胞株系和培养条件方面做了不少工作，摸索了外植体、光照、培养基组成等因素对细胞培养及紫杉醇生成的影响。现在工艺条件已基本摸清，正研究反应的放大技术等，有望实现通过细胞培养进行工业化生产紫杉醇的目标。 植物细胞工程的实际应用1、植物繁殖的新途径1）微型繁殖
2）作物脱毒
3）神奇的人工种子2、作物新品种的培育1）单倍体育种
2）突变体的利用3、细胞产物的工厂化生产例1：03江苏 用高度分化的植物细胞、组织
和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，
下列叙述错误的是
A.该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的
B.该愈伤组织的细胞没有全能性
C.该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成
D.该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的
胚状结构典例精析例2：右图为植物体细胞杂交过程
示意图。据图回答：1）步骤①是________________
__________________________
最常用的方法是_________.
2）步骤②一般常用的化学试剂是
______________目的是______
_____________.
3）在利用杂种细胞培育成为杂种
植株的过程中，运用的技术手段
是___________ ，其中步骤④相
当于_____，步骤⑤相当于_____
去掉细胞壁分离出有
活力的原生质体 酶解法 聚乙二醇（PEG） 诱导原生质体融合植物组织培养
脱分化再分化例2：右图为植物体细胞杂交过程
示意图。据图回答： 4）植物体细胞杂交的目的是获得
新的杂种植株。使____________
能够在新的植物体上有所表现，
其根本原因:
5）从理论上讲，杂种植株的育性
_____。若运用传统有性杂交方法
能否实现？_____。并说明理由：
因此，这项研究对于培养作物新品
种方面的重大意义在于：
.两个亲本的遗传性状 杂种植株获得了双亲的遗传物质 可育不能因为不同种生物之间存在生殖隔离
克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了
可用于杂交的亲本组合范围
1、植物的微型繁殖技术是指 （ ）
A．植物体细胞杂交技术
B．嫁接
C．营养繁殖
D．植物组织培养
2、科学工作者把胡萝卜的韧皮部细胞分离出来，将单个细胞放入培养基中培养，获得了许多完整的植株，这些植株的特点是 （ ）
A．彼此性状相似 B．变异频率较高
C．单倍体 D．都是纯合子
课堂演练 5、马铃薯利用它的块茎进行无性繁殖，种植的世代多了以后往往会感染病毒而减产，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办法是（ ）
A．选择优良品种进行杂交
B．进行远缘植物体细胞杂交
C．利有芽尖进行组织培养
D．人工诱导基因突变
6.甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的（）
A.有丝分裂 B.分化
C.减数分裂 D.全能性
7.基因型为AaBb的水稻（含24条染色体）的花药通过无菌操作接入试管后，在一定条件下形成试管苗，问：（1）愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规
则的细胞团，愈伤组织形成过程中，必须从培养基
中获得___________________________ 等营养物质。
（2）要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有_
__________和________________两类激素。
水、无机盐、维生素和小分子有机物细胞分裂素植物生长素（3）愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再由芽发育成叶和茎。这一过程必须给予光照，其原因是_____________能利用光能制造有机物，供试管苗生长发育。
（4）试管苗的细胞核中含_____条脱氧核糖核苷酸链。
（5）培育成的试管苗可能出现的基因型有_____________。
叶绿体 24AB、aB、Ab、ab