高中生物：植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用中圖版選修3.ppt

2 1 2植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用一 學(xué)習(xí)目1 列舉植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用 2 嘗試進(jìn)行植物組織培養(yǎng) 二 學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)1 教學(xué)重點(diǎn) 植物細(xì)胞工程應(yīng)用的實(shí)例 2 教學(xué)難點(diǎn)植物組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn) 1 微型繁殖與無性生殖植物組織培養(yǎng)培養(yǎng)技術(shù)不僅 還可以 因此快速繁殖技術(shù)又叫做微型繁殖技術(shù) 思考 人們利用植物的微型繁殖技術(shù)來進(jìn)行工廠化育苗生產(chǎn) 這是利用了該項(xiàng)技術(shù)的哪些特點(diǎn) 2 微型繁殖與作物脫毒 作物的脫毒與傳統(tǒng)的無性繁殖相比有何優(yōu)點(diǎn) 作物脫毒所需材料是什么 為什么 植物的微型繁殖技術(shù) 快速繁殖技術(shù) 植物 微型 繁殖技術(shù)具有高效性和可以保持種苗的優(yōu)良遺傳特性的優(yōu)勢(shì) 工廠化大規(guī)模育苗生產(chǎn)正是利用了植物 微型 繁殖技術(shù)的這兩方面優(yōu)勢(shì) 利用植物 微型 繁殖技術(shù)我們可以在短時(shí)間中獲得大量的優(yōu)質(zhì)種苗 例1 甘薯種植多年后易積累病毒而導(dǎo)致品種退化 目前生產(chǎn)上采用莖尖分生組織離體培養(yǎng)的方法快速繁殖脫毒的種苗 以保證該品種的品質(zhì)和產(chǎn)量水平 這種通過分生組織離體培養(yǎng)獲得種苗的過程不涉及細(xì)胞的 a 有絲分裂b 分化c 減數(shù)分裂d 全能性 c 3 神奇的人工種子 什么是人工種子 它一般包括哪些結(jié)構(gòu) 各結(jié)構(gòu)的主要成分及功能各有哪些 人工種子 artificialseed 是指通過植物組織培養(yǎng)的方法獲得的具有正常發(fā)育能力的材料 外面包被著特定的物質(zhì) 在適宜的條件下可以發(fā)芽成苗的植物幼體 人工種子的概念中包含的 具有正常發(fā)育能力的材料 通常是指胚狀體 目前國外有使用不定芽 頂芽和腋芽的 它可以由三種途徑產(chǎn)生 1 由已脫分化的外植體直接產(chǎn)生 2 由愈傷組織產(chǎn)生 3 由懸浮細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)生 對(duì)胚狀體的基本要求是 播種后能快速出苗 根和芽幾乎同時(shí)生長 不產(chǎn)生愈傷組織 同步化程度高 活力強(qiáng) 形成的幼苗的形態(tài)與生長要正常 外面包被著特定的物質(zhì) 是指人工種皮 制作人工種皮的材料有海藻酸鈉 明膠 樹脂 瓊脂糖 淀粉等 對(duì)人工種皮的要求是 能保持胚狀體的活力 有利于貯藏運(yùn)輸和萌發(fā) 選取的材料要有韌性 耐壓 對(duì)胚狀體無毒害 含有胚狀體發(fā)芽所需要的營養(yǎng)成分或植物激素 還應(yīng)含有殺菌劑 以防播種后微生物的侵害 人工種子有哪些優(yōu)點(diǎn) 人工種子的優(yōu)點(diǎn) 1 天然種子由于在遺傳上具有因減數(shù)分裂引起的重組現(xiàn)象 因而會(huì)造成某些遺傳性狀的改變 天然種子在生產(chǎn)上受季節(jié)限制 一般每年只繁殖1 2次 有些甚至十幾年才繁殖一次 而人工種子則可以完全保持優(yōu)良品種的遺傳特性 生產(chǎn)上也不受季節(jié)的限制 2 試管苗的大量貯藏和運(yùn)輸也是相當(dāng)困難的 人工種子則克服了這些缺點(diǎn) 人工種子外層是起保護(hù)作用的薄膜 類似天然種子的種皮 因此 可以很方便地貯藏和運(yùn)輸 3 人工種皮是保證包裹在其中的胚狀體順利生長成小植株的關(guān)鍵部分 請(qǐng)?zhí)接懭斯しN皮中應(yīng)該具有的有效成分是什么 為了促進(jìn)胚狀體的生長發(fā)育 我們還可以向人工種皮中加入哪些物質(zhì) 針對(duì)植物種類和土壤等條件 在人工種子的包裹劑中還可以加入適量的養(yǎng)分 無機(jī)鹽 有機(jī)碳源以及農(nóng)藥 抗生素 有益菌等 為了促進(jìn)胚狀體的生長發(fā)育 還可以向人工種皮中加入一些植物生長調(diào)節(jié)劑 二 作物新品種的培育1 單倍體育種 板書 什么是單倍體育種 單倍體育種的一般過程如何 單倍體育種與傳統(tǒng)的雜交育種相比有哪些優(yōu)點(diǎn) 例2 基因型為aabb的水稻 含24條染色體 的花藥通過無菌操作接入試管后 在一定條件下形成試管苗 問 1 愈傷組織是花粉細(xì)胞不斷分裂后形成的不規(guī)則的細(xì)胞團(tuán) 愈傷組織形成過程中 必須從培養(yǎng)基中獲得 等營養(yǎng)物質(zhì) 2 要促進(jìn)花粉細(xì)胞分裂生長 培養(yǎng)基中應(yīng)有 和 兩類激素 3 愈傷組織分化是指愈傷組織形成芽和根 再由芽發(fā)育成葉和莖 這一過程必須給予光照 其原因是 能利用光能制造有機(jī)物 供試管苗生長發(fā)育 4 試管苗的細(xì)胞核中含 條脫氧核糖核苷酸鏈 5 培育成的試管苗可能出現(xiàn)的基因型有 水 無機(jī)鹽 維生素和小分子有機(jī)物 細(xì)胞分裂素 植物生長素 葉綠體 24 ab ab ab ab 三 細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn) 組織培養(yǎng)技術(shù)除了在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用外 還廣泛應(yīng)用于的工業(yè)化生產(chǎn) 這些細(xì)胞產(chǎn)生包括 生物堿等 細(xì)胞產(chǎn)物的工業(yè)化生產(chǎn)的意義有哪些 例3 27 紫草素是紫草細(xì)胞的代謝產(chǎn)物 可以作為生產(chǎn)治療燙傷的原料 用組織培養(yǎng)技術(shù)可以在生物反應(yīng)器中通過培養(yǎng)紫草細(xì)胞生產(chǎn)紫草素 下圖記錄了生物反應(yīng)器中紫草細(xì)胞產(chǎn)量 紫草細(xì)胞產(chǎn)量雖培養(yǎng)時(shí)間發(fā)生的變化 1 在生產(chǎn)前 須先加入紫草細(xì)胞作為反應(yīng)器中的 種子 這些 種子 是應(yīng)用組織培養(yǎng)技術(shù) 將紫草葉肉細(xì)胞經(jīng)過而獲得的 這項(xiàng)技術(shù)的理論基礎(chǔ)是 2 從圖中可以看出 反應(yīng)器中的紫草細(xì)胞的生長呈現(xiàn)規(guī)律 影響紫草產(chǎn)量的因素是和 3 在培養(yǎng)過程中 要不斷通入無菌空氣并進(jìn)行攪拌的目的是和 脫分化 植物細(xì)胞的全能性 s型增長 細(xì)胞數(shù)量 培養(yǎng)時(shí)間 保證洋氣供應(yīng) 使細(xì)胞與培養(yǎng)液充分接觸 思考 1 高效抗癌的藥物紫杉醇 雖然能造福人類 但卻為瀕危的紅豆杉帶來一場(chǎng)滅頂之災(zāi) 以 我們能否利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)大量生產(chǎn)紫杉醇 從而拯救紅豆杉 為題 與同學(xué)展開討論 說出植物組織培養(yǎng)技術(shù)在節(jié)約資源 保護(hù)環(huán)境方面的重要意義 可以利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)來大量生產(chǎn)紫杉醇 現(xiàn)在國內(nèi)外的科學(xué)家們正在研究利用植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)來大量培育紅豆杉細(xì)胞 希望利用這種方法來大量生產(chǎn)紫杉醇 國內(nèi)外許多實(shí)驗(yàn)室開展了用組織培養(yǎng)法生產(chǎn)紫杉醇的研究 紅豆杉屬的11種植物現(xiàn)都在進(jìn)行組織培養(yǎng) escagenetics公司宣布他們用細(xì)胞培養(yǎng)法所得紫杉醇的含量是樹皮的2 5倍 國內(nèi)外在分化細(xì)胞株系和培養(yǎng)條件方面做了不少工作 摸索了外植體 光照 培養(yǎng)基組成等因素對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)及紫杉醇生成的影響 現(xiàn)在工藝條件已基本摸清 正研究反應(yīng)的放大技術(shù)等 有望實(shí)現(xiàn)通過細(xì)胞培養(yǎng)進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)紫杉醇的目標(biāo) 2 請(qǐng)查閱植物人工種子