2.1.2《植物细胞工程的实际应用》PPT课件（新人教版-选修3）
文档属性
| 名称 | 2.1.2《植物细胞工程的实际应用》PPT课件（新人教版-选修3） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 490.5KB | ||
| 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 | 2012-05-31 23:22:57 | ||
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文档简介
(共27张PPT)
新课标人教版课件系列
《高中生物》
选修3
2.1.２《植物细胞工程
的实际应用 》
专题２《细胞工程 》
2.1《植物细胞工程》
教学目标
能力要求
1、理解微型繁殖技术的应用
2、了解单倍体育种过程和优点
3、了解细胞产物的的生产和意义
知识要求
1、掌握微型繁殖和植物组织培养的联系
2、掌握作物脱毒、人工种子的制备过程和意义
3、了解单倍体育种和突变体的利用
4、了解细胞产物的例子
（一）、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
（二）、作物新品种的培育
1.单倍体育种
2.突变体的利用
（三）、细胞产物的工厂化生产
1.微型繁殖
(1)微型繁殖技术：也称快速繁殖技术
快速繁殖优良品种的植物组织培养技术.
(2)特点:
A、保持优良品种的遗传特性;
B、高效快速地实现种苗的大量繁殖.
（3）优点：
从植物体上取材少，培养周期短，繁殖率高，便于自动化管理。
例：用一个兰花茎尖就可以在一年内生产出400万株兰花苗。
2.作物脱毒
(1)材料:无病毒的茎尖
(2)脱毒苗:切取茎尖进行组织培养获得
3.神奇的人工种子
（1）人工种子是指通过植物组织培养的方法获得的具有正常发育能力的材料，外面包被着特定的物质，在适宜的条件下可以发芽成苗的植物幼体。
（2）人工种子的概念中包含的“具有正常发育能力的材料”通常是指胚状体（目前国外有使用不定芽、顶芽和腋芽的），它可以由三种途径产生：
A、由已脱分化的外植体直接产生；
B、由愈伤组织产生；
C、由悬浮细胞培养产生。
（3）对胚状体的基本要求：
①播种后能快速出苗；②根和芽几乎同时生长，不产生愈伤组织；③同步化程度高；④活力强；⑤形成的幼苗的形态与生长要正常。
（4）“外面包被着特定的物质”是指人工种皮，对人工种皮的要求是：能保持胚状体的活力，有利于贮藏运输和萌发。选取的材料要有韧性，耐压，对胚状体无毒害，含有胚状体发芽所需要的营养成分或植物激素，还应含有杀菌剂，以防播种后微生物的侵害。
3.神奇的人工种子
（5）植物人工种子制备技术的主要流程图：PⅢ40
外植体 → 诱导植物愈伤组织 → 体细胞胚的诱导 → 体细胞胚的成熟 → 体细胞胚的机械化包裹 → 贮藏或种植
3.神奇的人工种子
(7)优点：
培植周期短；
后代无性状分离；
不受气候,季节和地域限制
可以很方便地贮藏和运输
(8)技术：植物组织培养.
(9)结构：人工薄膜胚状体或不定芽或顶芽或腋芽
3、神奇的人工种子
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？PⅢ40
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、细胞产物的工厂化生产
1.细胞产物种类：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.
工厂化生产人参皂甙的基本过程是什么？
第一步，选择人参根作为外植体进行培养，产生愈伤组织，经过培养选择找到增殖速度快而且细胞内人参皂甙含量高的细胞株作为种质，其中一部分作为保存用，以备下一次生产用，一部分进行发酵生产。
第二步，将第一步选择到的细胞株在发酵罐中的适合培养液中进行液体培养，增加细胞数量。
第三步，将发酵罐中培养的细胞进行破碎，从中提取人参皂甙。
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。PⅢ41
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。有的公司宣称他们用细胞培养法所得紫杉醇的含量是树皮的2～5倍。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。
三、作物新品种的培育
1.单倍体育种：
2.突变体的利用
1.单倍体育种
（1）单倍体定义：必修IIP87～88。
体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。体细胞染色体数目比正常个体减少了一半。
（2）单倍体形成：
由配子不经过受精作用直接而成的个体。例蜜蜂中的雄蜂。
（3）单倍体植株的特点：
长得弱小，而且高度不育。
1.单倍体育种
（4）、方法：
I、采用花药离体培养的方法，使花粉粒发育为单倍体植株；
II、采用人工诱导的方法（常用秋水仙素处理），使单倍体植株体细胞染色体数目加倍，重新恢复到正常植株的染色体数目。
花粉 → 单倍体植株 → 正常植株
(5)优点：
I、后代稳定遗传,都是纯合体;
II、明显缩短育种年限.
1.单倍体育种
（6）单倍体育种的实验流程。
花药
花粉细胞培养
愈伤组织
分化出小植物
单倍体植株
正常植株
接种
脱分化
再分化
移栽
染色体加倍
1.单倍体育种
（7）被子植物的花粉的发育过程：选修IP37
1.单倍体育种
（8）产生花粉植株的两种途径：
1.单倍体育种
（9）影响花药培养的因素：
材料的选择与培养基的组成是主要的影响因素。
不同植物的诱导成功率不同；
同一种植物，亲本植株的生理状况也直接影响诱导成功率；
花粉发育时期也是影响诱导成功率的重要因素，一般来说，在单核期，细胞核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养成功率最高。
（10）花药培养的实验操作：
A、材料的选取：
Ⅰ、一般要通过镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期；
Ⅱ、常用醋酸洋红法或焙花青—铬矾法确定花粉发育时期。
B、材料的消毒：
70%酒精浸泡——无菌水清洗——0。1%氯化汞溶液浸泡——无菌水清洗
C、接种和培养：
Ⅰ、注意不损伤花药，彻底去除花丝；控制温度和光照； Ⅱ、及时将愈伤组织或胚状体转移到分化培养基或新的培养基。
D、鉴定和筛选：
因为花粉植株常会出现染色体倍性的变化
为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难？
花瓣松动后，微生物就可能侵入到花药，给材料的消毒带来困难。
植物组织培养技术与花药培养技术的异同：
相同之处是：培养基配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同。
不同之处在于：花药培养的选材非常重要，需事先摸索时期适宜的花蕾；花药裂开后释放出的愈伤组织或胚状体也要及时更换培养基；花药培养对培养基配方的要求更为严格。这些都使花药培养的难度大为增加。
2.突变体的利用
(1)产生:植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态，易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变。
(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，民办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。
植物组织培养技术在我们生活中的另外一些应用 ：
a. 拯救濒危植物；
b. 提供食品制作的原料；
c. 利用愈伤组织进行转基因操作(基因工程），培育作物新类型。（参阅必修IP119）
新课标人教版课件系列
《高中生物》
选修3
2.1.２《植物细胞工程
的实际应用 》
专题２《细胞工程 》
2.1《植物细胞工程》
教学目标
能力要求
1、理解微型繁殖技术的应用
2、了解单倍体育种过程和优点
3、了解细胞产物的的生产和意义
知识要求
1、掌握微型繁殖和植物组织培养的联系
2、掌握作物脱毒、人工种子的制备过程和意义
3、了解单倍体育种和突变体的利用
4、了解细胞产物的例子
（一）、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
（二）、作物新品种的培育
1.单倍体育种
2.突变体的利用
（三）、细胞产物的工厂化生产
1.微型繁殖
(1)微型繁殖技术：也称快速繁殖技术
快速繁殖优良品种的植物组织培养技术.
(2)特点:
A、保持优良品种的遗传特性;
B、高效快速地实现种苗的大量繁殖.
（3）优点：
从植物体上取材少，培养周期短，繁殖率高，便于自动化管理。
例：用一个兰花茎尖就可以在一年内生产出400万株兰花苗。
2.作物脱毒
(1)材料:无病毒的茎尖
(2)脱毒苗:切取茎尖进行组织培养获得
3.神奇的人工种子
（1）人工种子是指通过植物组织培养的方法获得的具有正常发育能力的材料，外面包被着特定的物质，在适宜的条件下可以发芽成苗的植物幼体。
（2）人工种子的概念中包含的“具有正常发育能力的材料”通常是指胚状体（目前国外有使用不定芽、顶芽和腋芽的），它可以由三种途径产生：
A、由已脱分化的外植体直接产生；
B、由愈伤组织产生；
C、由悬浮细胞培养产生。
（3）对胚状体的基本要求：
①播种后能快速出苗；②根和芽几乎同时生长，不产生愈伤组织；③同步化程度高；④活力强；⑤形成的幼苗的形态与生长要正常。
（4）“外面包被着特定的物质”是指人工种皮，对人工种皮的要求是：能保持胚状体的活力，有利于贮藏运输和萌发。选取的材料要有韧性，耐压，对胚状体无毒害，含有胚状体发芽所需要的营养成分或植物激素，还应含有杀菌剂，以防播种后微生物的侵害。
3.神奇的人工种子
（5）植物人工种子制备技术的主要流程图：PⅢ40
外植体 → 诱导植物愈伤组织 → 体细胞胚的诱导 → 体细胞胚的成熟 → 体细胞胚的机械化包裹 → 贮藏或种植
3.神奇的人工种子
(7)优点：
培植周期短；
后代无性状分离；
不受气候,季节和地域限制
可以很方便地贮藏和运输
(8)技术：植物组织培养.
(9)结构：人工薄膜胚状体或不定芽或顶芽或腋芽
3、神奇的人工种子
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？PⅢ40
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、细胞产物的工厂化生产
1.细胞产物种类：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.
工厂化生产人参皂甙的基本过程是什么？
第一步，选择人参根作为外植体进行培养，产生愈伤组织，经过培养选择找到增殖速度快而且细胞内人参皂甙含量高的细胞株作为种质，其中一部分作为保存用，以备下一次生产用，一部分进行发酵生产。
第二步，将第一步选择到的细胞株在发酵罐中的适合培养液中进行液体培养，增加细胞数量。
第三步，将发酵罐中培养的细胞进行破碎，从中提取人参皂甙。
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。PⅢ41
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。有的公司宣称他们用细胞培养法所得紫杉醇的含量是树皮的2～5倍。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。
三、作物新品种的培育
1.单倍体育种：
2.突变体的利用
1.单倍体育种
（1）单倍体定义：必修IIP87～88。
体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。体细胞染色体数目比正常个体减少了一半。
（2）单倍体形成：
由配子不经过受精作用直接而成的个体。例蜜蜂中的雄蜂。
（3）单倍体植株的特点：
长得弱小，而且高度不育。
1.单倍体育种
（4）、方法：
I、采用花药离体培养的方法，使花粉粒发育为单倍体植株；
II、采用人工诱导的方法（常用秋水仙素处理），使单倍体植株体细胞染色体数目加倍，重新恢复到正常植株的染色体数目。
花粉 → 单倍体植株 → 正常植株
(5)优点：
I、后代稳定遗传,都是纯合体;
II、明显缩短育种年限.
1.单倍体育种
（6）单倍体育种的实验流程。
花药
花粉细胞培养
愈伤组织
分化出小植物
单倍体植株
正常植株
接种
脱分化
再分化
移栽
染色体加倍
1.单倍体育种
（7）被子植物的花粉的发育过程：选修IP37
1.单倍体育种
（8）产生花粉植株的两种途径：
1.单倍体育种
（9）影响花药培养的因素：
材料的选择与培养基的组成是主要的影响因素。
不同植物的诱导成功率不同；
同一种植物，亲本植株的生理状况也直接影响诱导成功率；
花粉发育时期也是影响诱导成功率的重要因素，一般来说，在单核期，细胞核由中央移向细胞一侧的时期，花药培养成功率最高。
（10）花药培养的实验操作：
A、材料的选取：
Ⅰ、一般要通过镜检来确定其中的花粉是否处于适宜的发育期；
Ⅱ、常用醋酸洋红法或焙花青—铬矾法确定花粉发育时期。
B、材料的消毒：
70%酒精浸泡——无菌水清洗——0。1%氯化汞溶液浸泡——无菌水清洗
C、接种和培养：
Ⅰ、注意不损伤花药，彻底去除花丝；控制温度和光照； Ⅱ、及时将愈伤组织或胚状体转移到分化培养基或新的培养基。
D、鉴定和筛选：
因为花粉植株常会出现染色体倍性的变化
为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难？
花瓣松动后，微生物就可能侵入到花药，给材料的消毒带来困难。
植物组织培养技术与花药培养技术的异同：
相同之处是：培养基配制方法、无菌技术及接种操作等基本相同。
不同之处在于：花药培养的选材非常重要，需事先摸索时期适宜的花蕾；花药裂开后释放出的愈伤组织或胚状体也要及时更换培养基；花药培养对培养基配方的要求更为严格。这些都使花药培养的难度大为增加。
2.突变体的利用
(1)产生:植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态，易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变。
(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，民办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。
植物组织培养技术在我们生活中的另外一些应用 ：
a. 拯救濒危植物；
b. 提供食品制作的原料；
c. 利用愈伤组织进行转基因操作(基因工程），培育作物新类型。（参阅必修IP119）