2.1.2植物细胞工程的应用（教学课件）高中生物学人教版（2019）选择性必修三（共29张PPT）
文档属性
| 名称 | 2.1.2植物细胞工程的应用（教学课件）高中生物学人教版（2019）选择性必修三（共29张PPT） |
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| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 20.1MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2025-12-29 15:21:24 | ||
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文档简介
(共28张PPT)
人教版（2019）选择性必修三
植物细胞工程的应用
第2章 细胞工程
1.举例说明植物细胞工程的应用
2.认同植物细胞工程对社会经济的发展具有重要意义
学习目标
从社会中来
20世纪60年代，荷兰科学家成功地利用组织培养技术来培育兰花。目前，荷兰的兰花生产已经发展成为举世闻名的兰花产业，每年为荷兰创造了巨额的外汇收入。在我国，组织培养技术也已经广泛应用于兰花种苗的规模化繁殖，这使得名贵兰花的价格大幅下降，普通百姓也能购买和观赏。
目录
01
植物繁殖的新途径
02
作物新品种的培育
03
细胞产物的工厂化生产
植物繁殖的新途径
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，称为植物的快速繁殖技术，也叫作微型繁殖技术
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
（3）不受自然生长季节的限制，培养周期短
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
根、芽
试管苗
植物繁殖的新途径
3.应用
快速繁殖经济林木、名贵花卉、珍稀濒危植物等自然繁殖速度缓慢，繁殖效率低下或优良性状不易保持的植物
4.实例：甘蔗、桉树和铁皮石斛等试管苗的生产，已形成一定规模
植物繁殖的新途径
【注意】
快速繁殖实际上是一种无性繁殖。其细胞分裂方式是有丝分裂，亲、子代细胞DNA相同，所以可以保持亲代优良的遗传特性
快速繁殖的培养基中需加入细胞生命活动所需的水、矿质元素、小分子有机物以及植物激素等，培养基必须进行灭菌处理，操作过程必须在无菌条件下进行
植物繁殖的新途径
【思考】为什么植物组织培养可以进行快速繁殖？
植物组织培养到愈伤组织阶段，细胞进行有丝分裂，细胞分裂速度较快，从而获得大量的组织细胞，然后不断地分割、移瓶、诱导再分化形成新植株。
并且，植物组织培养在实验室进行，受季节、气候等条件限制较小。
植物繁殖的新途径
马铃薯、草莓和香蕉等通常是用无性繁殖的方式进行繁殖的，它们感染的病毒很容易传给后代。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。
2.作物脱毒
（1）选材：植物顶端分生区附近（如茎 尖 、芽头）
（2）原因：植物顶端分生区附近的病毒极少，甚至无病毒
（3）方法：切取一定大小的茎尖进行组织培养
茎尖
脱分化
愈伤组织
再分化
芽、根
试管苗
脱毒苗
移栽
植物繁殖的新途径
（4）优点：明显提高农作物的产量和品质
与微型繁殖相比较，二者无本质区别，只是取材部位不同
【实例】马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等
【注意】脱毒苗≠抗毒苗，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
现有紫色非甜玉米（基因型AASS）和白色甜玉米（基因型aass），如何获得纯种的紫色甜玉米（基因型AAss）？
传统的育种方法：杂交育种
原理：通过杂交把两亲本的优良性状组合在同一后代中（基因重组）
缺点：多年纯化和选择，才得到符合理想要求的新品种
【思考】如何解决育种时间过长的问题？
作物新品种的培育
1.单倍体育种
（1）单倍体：由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而成的个体
（2）过程
作物新品种的培育
（3）单倍体育种原理：植物细胞的全能性、染色体（数目）变异
花药
脱分化
愈伤组织
再分化
单倍体幼苗
纯合二倍体植株
优良品种
移栽
秋水仙素
染色体数目加倍
花药离体培养
秋水仙素处理
染色体数目变异
植物细胞的全能性
作物新品种的培育
（4）优点
子代是能稳定遗传的纯合子
极大地缩短了育种的年限
是进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料
【实例】
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
后来又将单倍体育种与常规育种结合起来，育成了水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等作物的新品种
作物新品种的培育
2.突变体的利用
（1）突变体的来源
在植物的组织培养过程中，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。
（2）培育过程
处理对象：愈伤组织（细胞分裂旺盛，且一直处于不断增殖的状态，因此易发生突变）
原理：突变（基因突变+染色体变异）和植物细胞的全能性
外植体
脱分化
愈伤组织
诱导分化
多种突变体
新品种
筛选培育
诱变处理（如射线、化学物质等）
作物新品种的培育
（3）利用：从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
（4）优点：提高变异的频率，加速育种进程；大幅度地改良某些性状
（5）缺点：难以控制突变的方向，有利性状比较少，需要大量处理实验材料
【实例】已经筛选到抗病、抗盐、高产以及蛋白质含量高的突变体，有些品种已经用于生产，如抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草等
抗盐碱的烟草
细胞产物的工厂化生产
1.植物的代谢产物
（1）初生代谢
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：糖类、脂质、蛋白质和核酸等
（2）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，一类小分子有机化合物（如酚类、萜类和含氮化合物等）
作用：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
应用多、产量低、破坏植物资源
细胞产物的工厂化生产
2.过程
3.结果：只培养到愈伤组织阶段（该过程不能体现植物细胞的全能性）
4.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
外植体
脱分化
愈伤组织
振荡分散
细胞悬液
细胞悬浮培养
提取
细胞产物
细胞产物的工厂化生产
【实例】
紫草宁——具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性
紫杉醇——具有高抗癌活性，已被用于乳腺癌等癌症的治疗
人参→人参皂苷
紫草→紫草宁
红豆杉→紫杉醇
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
原理
过程
应用
获得植物体
获得细胞产物
植物细胞的全能性
细胞增殖
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
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
到社会中去
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。
课堂小结
植物繁殖的新途径
作物新品种的培育
细胞产物的工厂化生产
快速繁殖
作物脱毒
植物细胞工程的应用
紫草宁
紫杉醇
人参皂苷
单倍体育种
突变体的利用
随堂练习
1.下列关于植物细胞工程的应用叙述错误的是( )
A.获取植物原生质体时，需要在与细胞液浓度相当的缓冲液中进行
B.可通过细胞产物的工厂化生产，大批量获得次生代谢物
C.植物的快速繁殖技术本质上是植物组织培养技术
D.切取一定大小的茎尖进行组织培养，就可以获得抗病毒植株
解析：A、获取植物原生质体时，需要在与细胞液浓度相当的缓冲液中进行，以免原生质体过度吸水或失水，A正确；B、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，因此可大量获得次生代谢物，B正确；C、植物的快速繁殖技术就是利用植物组织培养技术来快速繁殖优良品种，使其在较短时间内繁衍较多的植株，C正确；D、一定大小的茎尖的病毒极少，甚至无病毒，进行组织培养，可获得无病毒新品种，但是其没有抗病毒能力，D错误。
D
随堂练习
2.植物细胞工程在农业、医药工业等方面有着广泛的应用，相关叙述正确的是( )
A.细胞产物的工厂化生产是利用植物细胞培养技术获得次生代谢物
B.利用植物顶端分生组织培养的脱毒苗具有抗病毒的特点
C.利用花药离体培养获得玉米幼苗，直接从中选择出具有优良性状的个体
D.快速繁殖花卉过程中，可以改良植物的性状
解析：细胞产物的工厂化生产是利用植物细胞培养技术，通过促进细胞增殖，从细胞中获得次生代谢物的过程，A正确；植物顶端分生区附近（如茎尖）的病毒极少，甚至无病毒，切取“定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株有可能不带病毒，从而获得脱毒苗，用这种方法获得的植株不抗病毒，B错误；利用花药离体培养可获得玉米幼苗的单倍体，再经过诱导染色体数目加倍后，可以直接从中选择出具有优良性状的个体，C错误；植物的快速繁殖技术可以保持优良品种的遗传特性，但不能改良植物的性状，D错误。
A
随堂练习
3.如图表示植物细胞工程中利用愈伤组织培育植株或得到细胞产物的过程。下列叙述正确的是( )
A.利用花粉通过②⑤过程获得植株B的育种方法称为单倍体育种
B.植物的快速繁殖技术和脱毒苗的获得均需通过①④过程
C.可通过⑧过程获得人参皂苷，该过程体现了植物细胞的全能性
D.③⑦过程可用于突变体的获取，原因是诱变剂使细胞发生了定向突变
解析：A、利用花粉通过②⑤⑥（染色体数目加倍）过程获得植株B的育种方法称为单倍体育种，A错误；B、植物的快速繁殖技术和脱毒苗的获得均需通过①④过程获得植株，均是植物细胞工程的应用，B正确；C、细胞全能性是指发育为完整个体或分化为各种细胞的潜能，⑧过程得到的是细胞产物，未体现植物细胞的全能性，C错误；D、③⑦过程可用于突变体的获取，原因是细胞发生了基因突变，但不是诱变剂导致的，且突变是不定向的，D错误。
B
感谢各位的聆听
人教版（2019）选择性必修三
人教版（2019）选择性必修三
植物细胞工程的应用
第2章 细胞工程
1.举例说明植物细胞工程的应用
2.认同植物细胞工程对社会经济的发展具有重要意义
学习目标
从社会中来
20世纪60年代，荷兰科学家成功地利用组织培养技术来培育兰花。目前，荷兰的兰花生产已经发展成为举世闻名的兰花产业，每年为荷兰创造了巨额的外汇收入。在我国，组织培养技术也已经广泛应用于兰花种苗的规模化繁殖，这使得名贵兰花的价格大幅下降，普通百姓也能购买和观赏。
目录
01
植物繁殖的新途径
02
作物新品种的培育
03
细胞产物的工厂化生产
植物繁殖的新途径
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，称为植物的快速繁殖技术，也叫作微型繁殖技术
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
（3）不受自然生长季节的限制，培养周期短
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
根、芽
试管苗
植物繁殖的新途径
3.应用
快速繁殖经济林木、名贵花卉、珍稀濒危植物等自然繁殖速度缓慢，繁殖效率低下或优良性状不易保持的植物
4.实例：甘蔗、桉树和铁皮石斛等试管苗的生产，已形成一定规模
植物繁殖的新途径
【注意】
快速繁殖实际上是一种无性繁殖。其细胞分裂方式是有丝分裂，亲、子代细胞DNA相同，所以可以保持亲代优良的遗传特性
快速繁殖的培养基中需加入细胞生命活动所需的水、矿质元素、小分子有机物以及植物激素等，培养基必须进行灭菌处理，操作过程必须在无菌条件下进行
植物繁殖的新途径
【思考】为什么植物组织培养可以进行快速繁殖？
植物组织培养到愈伤组织阶段，细胞进行有丝分裂，细胞分裂速度较快，从而获得大量的组织细胞，然后不断地分割、移瓶、诱导再分化形成新植株。
并且，植物组织培养在实验室进行，受季节、气候等条件限制较小。
植物繁殖的新途径
马铃薯、草莓和香蕉等通常是用无性繁殖的方式进行繁殖的，它们感染的病毒很容易传给后代。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。
2.作物脱毒
（1）选材：植物顶端分生区附近（如茎 尖 、芽头）
（2）原因：植物顶端分生区附近的病毒极少，甚至无病毒
（3）方法：切取一定大小的茎尖进行组织培养
茎尖
脱分化
愈伤组织
再分化
芽、根
试管苗
脱毒苗
移栽
植物繁殖的新途径
（4）优点：明显提高农作物的产量和品质
与微型繁殖相比较，二者无本质区别，只是取材部位不同
【实例】马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等
【注意】脱毒苗≠抗毒苗，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
现有紫色非甜玉米（基因型AASS）和白色甜玉米（基因型aass），如何获得纯种的紫色甜玉米（基因型AAss）？
传统的育种方法：杂交育种
原理：通过杂交把两亲本的优良性状组合在同一后代中（基因重组）
缺点：多年纯化和选择，才得到符合理想要求的新品种
【思考】如何解决育种时间过长的问题？
作物新品种的培育
1.单倍体育种
（1）单倍体：由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而成的个体
（2）过程
作物新品种的培育
（3）单倍体育种原理：植物细胞的全能性、染色体（数目）变异
花药
脱分化
愈伤组织
再分化
单倍体幼苗
纯合二倍体植株
优良品种
移栽
秋水仙素
染色体数目加倍
花药离体培养
秋水仙素处理
染色体数目变异
植物细胞的全能性
作物新品种的培育
（4）优点
子代是能稳定遗传的纯合子
极大地缩短了育种的年限
是进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料
【实例】
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
后来又将单倍体育种与常规育种结合起来，育成了水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等作物的新品种
作物新品种的培育
2.突变体的利用
（1）突变体的来源
在植物的组织培养过程中，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。
（2）培育过程
处理对象：愈伤组织（细胞分裂旺盛，且一直处于不断增殖的状态，因此易发生突变）
原理：突变（基因突变+染色体变异）和植物细胞的全能性
外植体
脱分化
愈伤组织
诱导分化
多种突变体
新品种
筛选培育
诱变处理（如射线、化学物质等）
作物新品种的培育
（3）利用：从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
（4）优点：提高变异的频率，加速育种进程；大幅度地改良某些性状
（5）缺点：难以控制突变的方向，有利性状比较少，需要大量处理实验材料
【实例】已经筛选到抗病、抗盐、高产以及蛋白质含量高的突变体，有些品种已经用于生产，如抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草等
抗盐碱的烟草
细胞产物的工厂化生产
1.植物的代谢产物
（1）初生代谢
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：糖类、脂质、蛋白质和核酸等
（2）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，一类小分子有机化合物（如酚类、萜类和含氮化合物等）
作用：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
应用多、产量低、破坏植物资源
细胞产物的工厂化生产
2.过程
3.结果：只培养到愈伤组织阶段（该过程不能体现植物细胞的全能性）
4.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
外植体
脱分化
愈伤组织
振荡分散
细胞悬液
细胞悬浮培养
提取
细胞产物
细胞产物的工厂化生产
【实例】
紫草宁——具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性
紫杉醇——具有高抗癌活性，已被用于乳腺癌等癌症的治疗
人参→人参皂苷
紫草→紫草宁
红豆杉→紫杉醇
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
原理
过程
应用
获得植物体
获得细胞产物
植物细胞的全能性
细胞增殖
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
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
到社会中去
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。
课堂小结
植物繁殖的新途径
作物新品种的培育
细胞产物的工厂化生产
快速繁殖
作物脱毒
植物细胞工程的应用
紫草宁
紫杉醇
人参皂苷
单倍体育种
突变体的利用
随堂练习
1.下列关于植物细胞工程的应用叙述错误的是( )
A.获取植物原生质体时，需要在与细胞液浓度相当的缓冲液中进行
B.可通过细胞产物的工厂化生产，大批量获得次生代谢物
C.植物的快速繁殖技术本质上是植物组织培养技术
D.切取一定大小的茎尖进行组织培养，就可以获得抗病毒植株
解析：A、获取植物原生质体时，需要在与细胞液浓度相当的缓冲液中进行，以免原生质体过度吸水或失水，A正确；B、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，因此可大量获得次生代谢物，B正确；C、植物的快速繁殖技术就是利用植物组织培养技术来快速繁殖优良品种，使其在较短时间内繁衍较多的植株，C正确；D、一定大小的茎尖的病毒极少，甚至无病毒，进行组织培养，可获得无病毒新品种，但是其没有抗病毒能力，D错误。
D
随堂练习
2.植物细胞工程在农业、医药工业等方面有着广泛的应用，相关叙述正确的是( )
A.细胞产物的工厂化生产是利用植物细胞培养技术获得次生代谢物
B.利用植物顶端分生组织培养的脱毒苗具有抗病毒的特点
C.利用花药离体培养获得玉米幼苗，直接从中选择出具有优良性状的个体
D.快速繁殖花卉过程中，可以改良植物的性状
解析：细胞产物的工厂化生产是利用植物细胞培养技术，通过促进细胞增殖，从细胞中获得次生代谢物的过程，A正确；植物顶端分生区附近（如茎尖）的病毒极少，甚至无病毒，切取“定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株有可能不带病毒，从而获得脱毒苗，用这种方法获得的植株不抗病毒，B错误；利用花药离体培养可获得玉米幼苗的单倍体，再经过诱导染色体数目加倍后，可以直接从中选择出具有优良性状的个体，C错误；植物的快速繁殖技术可以保持优良品种的遗传特性，但不能改良植物的性状，D错误。
A
随堂练习
3.如图表示植物细胞工程中利用愈伤组织培育植株或得到细胞产物的过程。下列叙述正确的是( )
A.利用花粉通过②⑤过程获得植株B的育种方法称为单倍体育种
B.植物的快速繁殖技术和脱毒苗的获得均需通过①④过程
C.可通过⑧过程获得人参皂苷，该过程体现了植物细胞的全能性
D.③⑦过程可用于突变体的获取，原因是诱变剂使细胞发生了定向突变
解析：A、利用花粉通过②⑤⑥（染色体数目加倍）过程获得植株B的育种方法称为单倍体育种，A错误；B、植物的快速繁殖技术和脱毒苗的获得均需通过①④过程获得植株，均是植物细胞工程的应用，B正确；C、细胞全能性是指发育为完整个体或分化为各种细胞的潜能，⑧过程得到的是细胞产物，未体现植物细胞的全能性，C错误；D、③⑦过程可用于突变体的获取，原因是细胞发生了基因突变，但不是诱变剂导致的，且突变是不定向的，D错误。
B
感谢各位的聆听
人教版（2019）选择性必修三