2020年高中生物人教选修3专题2课件：2．1．2 植物细胞工程的实际应用（共36张PPT）
文档属性
| 名称 | 2020年高中生物人教选修3专题2课件：2．1．2 植物细胞工程的实际应用（共36张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 5.4MB | ||
| 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 | 2020-06-01 15:19:27 | ||
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文档简介
(共36张PPT)
2020年高中生物人教选修3
2.1.2
植物细胞工程的实际应用
2.1植物细胞工程
核心素养目标
1.理解植物繁殖的新途径。
2.理解作物新品种的培育。
3.了解细胞产物的工厂化生产。
核心素养
生命观念：列举植物组织培养、植物体细胞杂交技术在生产实践中的应用，用生命观念解释植物细胞工程给人们带来的影响。
实际问题：经济苗木、名贵花卉、珍稀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……
导入新课
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
（一）微型繁殖
1.概念：
。
2.生殖方式：
。
3.优点：?
；
?
；
?可实现工厂化生产等
快速繁殖优良品种的植物组织培养技术
保持亲本的优良遗传特性
高效快速地实现种苗的大量繁殖
一般为无性生殖
④
不受自然生长季节的限制（因室内生产）。
⑤取材少，培养周期短，便于自动化管理。
⑥可以有效挽救珍稀濒危的植物
P38讨论题
4、微型繁殖的应用的实例：
兰花、生菜、杨树以及无子西瓜试管苗的产业化生产。
工业化生产
1.作物脱毒的解决的问题：
。
2.作物脱毒的材料：
。选择该种细胞更易获得脱毒苗的理由是
。
3.作物脱毒所应用的技术：
。
4.作物脱毒的结果：
。
解决病毒因在作物体内逐年积累，产量降低，品质变差的问题
分生区（如茎尖）的细胞
植物分生区细胞病毒少，甚至没有病毒
植物组织培养
获得的脱毒苗
（二）作物脱毒
材
料:分生区（如茎尖）的细胞
脱毒苗:切取茎尖进行组织培养获得
5、实例：
1.有些树木需生长数年才能结出种子。
2.优良杂交种后代会因发生性状分离而丧失优良特性。
3.受季节、气候和地域的限制。
4.制种时需要占用大量土地。
能否找到天然种子的替代品？
实际问题：天然种子的局限性
1、产生途径：
2、人工种子的结构：
（三）人工种子
人工种皮+胚状体（不定芽、顶芽、腋芽）+人工胚乳
自然种子的结构
胚
种皮
胚乳
胚
人工胚乳
人工
种皮
人工种皮中的有效成分：
加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌、植物生长调节剂等。
胚
人工胚乳
人工种皮
讨论：人工种皮中应该具有的有效成分？为了保证胚状体的生长发育，还可以加入哪些物质？
3、人工种子的优点：
【易错点拨】
人工种子的形成属无性生殖，不发生性状分离。
天然种子的形成属有性生殖，发生性状分离。
讨论：利用人工种子进行繁殖是有性生殖还是无性生殖？
【典例1】
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.细胞分化
C.同源染色体分离、非同源染色体自由组合
D.细胞的全能性
E.DNA分子复制和基因的表达
C
课堂反馈
【典例2】下面对人工种子的叙述不正确的是( )
A.人工种子的胚乳中含有胚状体发育所需的营养物质，还可以添加农药和植物激素等
B.人工种子可以工业化生产，播种人工种子可节省大量的粮食
C.人工种子克服了有些作物品种繁殖能力差，结种困难或发芽率低等问题
D.人工种子的胚状体还未分化出胚芽、胚轴和胚根等结构
D
×
↓
第1年
↓
选育出需要
的矮抗纯种
矮抗
传统方法：
杂交育种
第2年
第3年
生长
第4年
配子：
DT
Dt
dT
dt
单倍体幼苗：
DT
Dt
dT
dt
花药离体培养
秋水
仙素
第2年
DDtt
ddTT
ddtt
纯合体:
DDTT
矮抗
P
高杆抗病
DDTT
×
矮杆感病
ddtt
F1
高杆抗病
DdTt
单倍体育种
3.优点：
明显缩短育种年限
㈠单倍体育种
1.概念:是指由配子发育成的个体
2.方法：
花药离体培养
1.突变体的产生:在植物组织培养的过程中，由于培养的细胞一直处于不断的分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力（如射线、化学物质等）的影响而产生突变。
2.突变体育种原理是：
；
诱变育种的原理是
；诱变育种属于突变体育种的一种。
3.利用：
。
4.选材：为何要选择处于分生状态的细胞？
。
筛选对人们有利突变体,进而培育新品种
基因突变或染色体变异
分生状态的细胞分裂旺盛，容易诱发突变
基因突变
㈡突变体的利用
蛋白质,脂肪,糖类,药物,香料,生物碱等
1.细胞产物种类：
植物的组织培养
2.技术：
3.成就：
4.工厂化生产人参皂甙干粉的基本流程：
人参根
愈伤组织
增长速度快而且细胞内人参皂甙干粉含量高的细胞
细胞增殖
提取人参皂甙干粉
脱分化
培养选择
破碎细胞
放入发酵罐
怎样拯救红豆杉并且生产大量紫杉醇？
讨论:
提示：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。
【典例3】下列有关植物细胞工程应用的叙述，
正确的是( )
A.利用植物组织培养技术培育脱毒苗，获得抗病毒的新品种
B.用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工种子，能保持亲本的优良性状
C.利用细胞培养技术获得紫草素，实现了细胞产物的工厂化生产
D.嫁接、扦插和植物组织培养都属于微型繁殖
C
【易错点拨】获得无病毒植株与抗病毒植株应用的生物学技术不一样。
课堂反馈
【典例4】
基因型为AaBb的水稻（24条染色体）的花药通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下培养形成试管苗。
⑴微型繁殖培育无病毒幼苗时，一般选取________
作为外植体，其依据是__________________________________。
⑵在再分化过程中，愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根，但分化出了芽，其原因可能是____________________________________________________
⑶组织培养技术不能直接用于（
）
A、快速繁殖
B、培育无病毒植株
C、植物产品的工厂化生产
D、培养抗病菌植株
⑷用组织培养技术繁殖植物体时，不可能发生的是（
）
A、基因重组
B、基因突变
C、染色体变异
D、染色体分离
D
A
⑸试管苗的细胞核中含有
个DNA分子。
⑹培养成的试管苗可能出现的基因型有
。
如果要获得育种需要的植株，并能繁殖新品种，后面的
育种步骤是
。
12
AB
Ab
aB
ab
用一定浓度的秋水仙素处理组织培养获得的幼苗
茎
(根)尖
茎尖(或根尖)病毒极少，甚至无病毒
培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量的比值偏低
①
繁殖速度快，繁殖率高，可大批量生产；（愈伤组织可以传代培养，获得大量愈伤组织，所以繁殖快速）
②“高保真”（全过程中细胞进行有丝分裂，不涉及减数分裂和受精作用，可以保持亲本优良特性）；
③
不受自然生长季节的限制（因室内生产）。
④取材少，培养周期短，便于自动化管理。
⑤可以有效挽救珍稀濒危的植物
2、优点：
讨论：该技术与传统繁殖技术相比，有何优点？
1.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？
提示：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”繁殖技术我们可以在短时间中获得大量的优质种苗。
实际问题：但是微型繁殖试管苗的大量贮藏和运输
也是相当困难的。
资料
科学家应用多倍体育种的方法，培育出的三倍体无子西瓜，具有无子、含糖高、口感好等特点。
但因其不结种子，每年必须用四倍体和二倍体西瓜杂交培育种子，不仅增加了生产成本，也给无籽西瓜的普及带来困难。
比较：
优点：
育种原理：
优点：
育种原理：
优点：
育种原理：
明显缩短育种年限
染色体变异
能够产生新性状
基因突变
克服远缘杂交不亲和障碍
染色体变异
本课小结
1．用植物组织培养技术，可以培养或生产（
）
A．食品添加剂
B．无病毒植物
C.
人工种子
D．前三项都是
2．下列四个选项中没有采取植物组织培养技术的是（
）
A．花药离体培养得到单倍体植株
B
．秋水仙素处理幼苗获得多倍体植株
C．人工种子的培育
D．“番茄——马铃薯”杂种植株的培育过程
D
B
课堂素养达标
3、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
C
4、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
C
5、下列属于植物的微型繁殖技术的是（
）
A．兰花芽尖组织培养成兰花幼苗
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．柳条芽发育成枝条
A
6、人参皂苷干粉可以通过下列何种技术获得（
）
A．杂交育种
B．植物细胞培养
C．多倍体育种
D．单倍体育种
B
2020年高中生物人教选修3
2.1.2
植物细胞工程的实际应用
2.1植物细胞工程
核心素养目标
1.理解植物繁殖的新途径。
2.理解作物新品种的培育。
3.了解细胞产物的工厂化生产。
核心素养
生命观念：列举植物组织培养、植物体细胞杂交技术在生产实践中的应用，用生命观念解释植物细胞工程给人们带来的影响。
实际问题：经济苗木、名贵花卉、珍稀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……
导入新课
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
（一）微型繁殖
1.概念：
。
2.生殖方式：
。
3.优点：?
；
?
；
?可实现工厂化生产等
快速繁殖优良品种的植物组织培养技术
保持亲本的优良遗传特性
高效快速地实现种苗的大量繁殖
一般为无性生殖
④
不受自然生长季节的限制（因室内生产）。
⑤取材少，培养周期短，便于自动化管理。
⑥可以有效挽救珍稀濒危的植物
P38讨论题
4、微型繁殖的应用的实例：
兰花、生菜、杨树以及无子西瓜试管苗的产业化生产。
工业化生产
1.作物脱毒的解决的问题：
。
2.作物脱毒的材料：
。选择该种细胞更易获得脱毒苗的理由是
。
3.作物脱毒所应用的技术：
。
4.作物脱毒的结果：
。
解决病毒因在作物体内逐年积累，产量降低，品质变差的问题
分生区（如茎尖）的细胞
植物分生区细胞病毒少，甚至没有病毒
植物组织培养
获得的脱毒苗
（二）作物脱毒
材
料:分生区（如茎尖）的细胞
脱毒苗:切取茎尖进行组织培养获得
5、实例：
1.有些树木需生长数年才能结出种子。
2.优良杂交种后代会因发生性状分离而丧失优良特性。
3.受季节、气候和地域的限制。
4.制种时需要占用大量土地。
能否找到天然种子的替代品？
实际问题：天然种子的局限性
1、产生途径：
2、人工种子的结构：
（三）人工种子
人工种皮+胚状体（不定芽、顶芽、腋芽）+人工胚乳
自然种子的结构
胚
种皮
胚乳
胚
人工胚乳
人工
种皮
人工种皮中的有效成分：
加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌、植物生长调节剂等。
胚
人工胚乳
人工种皮
讨论：人工种皮中应该具有的有效成分？为了保证胚状体的生长发育，还可以加入哪些物质？
3、人工种子的优点：
【易错点拨】
人工种子的形成属无性生殖，不发生性状分离。
天然种子的形成属有性生殖，发生性状分离。
讨论：利用人工种子进行繁殖是有性生殖还是无性生殖？
【典例1】
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.细胞分化
C.同源染色体分离、非同源染色体自由组合
D.细胞的全能性
E.DNA分子复制和基因的表达
C
课堂反馈
【典例2】下面对人工种子的叙述不正确的是( )
A.人工种子的胚乳中含有胚状体发育所需的营养物质，还可以添加农药和植物激素等
B.人工种子可以工业化生产，播种人工种子可节省大量的粮食
C.人工种子克服了有些作物品种繁殖能力差，结种困难或发芽率低等问题
D.人工种子的胚状体还未分化出胚芽、胚轴和胚根等结构
D
×
↓
第1年
↓
选育出需要
的矮抗纯种
矮抗
传统方法：
杂交育种
第2年
第3年
生长
第4年
配子：
DT
Dt
dT
dt
单倍体幼苗：
DT
Dt
dT
dt
花药离体培养
秋水
仙素
第2年
DDtt
ddTT
ddtt
纯合体:
DDTT
矮抗
P
高杆抗病
DDTT
×
矮杆感病
ddtt
F1
高杆抗病
DdTt
单倍体育种
3.优点：
明显缩短育种年限
㈠单倍体育种
1.概念:是指由配子发育成的个体
2.方法：
花药离体培养
1.突变体的产生:在植物组织培养的过程中，由于培养的细胞一直处于不断的分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力（如射线、化学物质等）的影响而产生突变。
2.突变体育种原理是：
；
诱变育种的原理是
；诱变育种属于突变体育种的一种。
3.利用：
。
4.选材：为何要选择处于分生状态的细胞？
。
筛选对人们有利突变体,进而培育新品种
基因突变或染色体变异
分生状态的细胞分裂旺盛，容易诱发突变
基因突变
㈡突变体的利用
蛋白质,脂肪,糖类,药物,香料,生物碱等
1.细胞产物种类：
植物的组织培养
2.技术：
3.成就：
4.工厂化生产人参皂甙干粉的基本流程：
人参根
愈伤组织
增长速度快而且细胞内人参皂甙干粉含量高的细胞
细胞增殖
提取人参皂甙干粉
脱分化
培养选择
破碎细胞
放入发酵罐
怎样拯救红豆杉并且生产大量紫杉醇？
讨论:
提示：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。
【典例3】下列有关植物细胞工程应用的叙述，
正确的是( )
A.利用植物组织培养技术培育脱毒苗，获得抗病毒的新品种
B.用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工种子，能保持亲本的优良性状
C.利用细胞培养技术获得紫草素，实现了细胞产物的工厂化生产
D.嫁接、扦插和植物组织培养都属于微型繁殖
C
【易错点拨】获得无病毒植株与抗病毒植株应用的生物学技术不一样。
课堂反馈
【典例4】
基因型为AaBb的水稻（24条染色体）的花药通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下培养形成试管苗。
⑴微型繁殖培育无病毒幼苗时，一般选取________
作为外植体，其依据是__________________________________。
⑵在再分化过程中，愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根，但分化出了芽，其原因可能是____________________________________________________
⑶组织培养技术不能直接用于（
）
A、快速繁殖
B、培育无病毒植株
C、植物产品的工厂化生产
D、培养抗病菌植株
⑷用组织培养技术繁殖植物体时，不可能发生的是（
）
A、基因重组
B、基因突变
C、染色体变异
D、染色体分离
D
A
⑸试管苗的细胞核中含有
个DNA分子。
⑹培养成的试管苗可能出现的基因型有
。
如果要获得育种需要的植株，并能繁殖新品种，后面的
育种步骤是
。
12
AB
Ab
aB
ab
用一定浓度的秋水仙素处理组织培养获得的幼苗
茎
(根)尖
茎尖(或根尖)病毒极少，甚至无病毒
培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量的比值偏低
①
繁殖速度快，繁殖率高，可大批量生产；（愈伤组织可以传代培养，获得大量愈伤组织，所以繁殖快速）
②“高保真”（全过程中细胞进行有丝分裂，不涉及减数分裂和受精作用，可以保持亲本优良特性）；
③
不受自然生长季节的限制（因室内生产）。
④取材少，培养周期短，便于自动化管理。
⑤可以有效挽救珍稀濒危的植物
2、优点：
讨论：该技术与传统繁殖技术相比，有何优点？
1.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？
提示：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”繁殖技术我们可以在短时间中获得大量的优质种苗。
实际问题：但是微型繁殖试管苗的大量贮藏和运输
也是相当困难的。
资料
科学家应用多倍体育种的方法，培育出的三倍体无子西瓜，具有无子、含糖高、口感好等特点。
但因其不结种子，每年必须用四倍体和二倍体西瓜杂交培育种子，不仅增加了生产成本，也给无籽西瓜的普及带来困难。
比较：
优点：
育种原理：
优点：
育种原理：
优点：
育种原理：
明显缩短育种年限
染色体变异
能够产生新性状
基因突变
克服远缘杂交不亲和障碍
染色体变异
本课小结
1．用植物组织培养技术，可以培养或生产（
）
A．食品添加剂
B．无病毒植物
C.
人工种子
D．前三项都是
2．下列四个选项中没有采取植物组织培养技术的是（
）
A．花药离体培养得到单倍体植株
B
．秋水仙素处理幼苗获得多倍体植株
C．人工种子的培育
D．“番茄——马铃薯”杂种植株的培育过程
D
B
课堂素养达标
3、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
C
4、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
C
5、下列属于植物的微型繁殖技术的是（
）
A．兰花芽尖组织培养成兰花幼苗
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．柳条芽发育成枝条
A
6、人参皂苷干粉可以通过下列何种技术获得（
）
A．杂交育种
B．植物细胞培养
C．多倍体育种
D．单倍体育种
B