【生物】植物細(xì)胞工程（第2課時(shí)） 高二生物同步備課系列（人教版2019選擇性必修3）

細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)等多學(xué)科的原理和方法，通過(guò)細(xì)胞器、細(xì)胞或者組織水平上的操作，有目的地獲得特定的細(xì)胞、組織、器官、個(gè)體或其產(chǎn)品的一門(mén)綜合性的生物工程。第2章細(xì)胞工程選擇性必修三生物技術(shù)與工程目錄CONTENT01新課導(dǎo)入02任務(wù)探究03課堂小結(jié)第1節(jié)

植物細(xì)胞工程第二課時(shí)

植物細(xì)胞工程的應(yīng)用04課堂練習(xí)到社會(huì)中去手指植物“手指植物”的制作方法用到了植物組織培養(yǎng)技術(shù)。在制作過(guò)程中，一定要注意做好滅菌和消毒工作，為了防止污染可在培養(yǎng)基中加入一定量的抑菌劑。另外，還可以根據(jù)個(gè)人喜好，在培養(yǎng)基中加入適量的色素或者熒光劑，使“手指植物”更具有觀賞價(jià)值。

“手指植物”通常培育在裝有彩色固體培養(yǎng)基的小玻璃瓶中，只要保證充足的光照和適宜的溫度，不需要額外補(bǔ)充水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，它們就能在玻璃瓶中生長(zhǎng)三四個(gè)月之久。新課導(dǎo)入鐵皮石斛的工廠化生產(chǎn)一、植物繁殖的新途徑【任務(wù)一】1.閱讀課本39頁(yè)，回答以下問(wèn)題，1.什么是快速繁殖技術(shù)？2.快速繁殖的核心技術(shù)是？3.快速繁殖技術(shù)有什么優(yōu)點(diǎn)？有哪些應(yīng)用實(shí)例？任務(wù)探究1.快速繁殖（1）概念（2）原理（3）特點(diǎn)也叫微型繁殖，是用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)植物細(xì)胞的全能性①無(wú)性繁殖，保持優(yōu)良品種的遺傳特性②高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖③保持優(yōu)良品種的遺傳特性，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)【思考】植物組織培養(yǎng)可以進(jìn)行快速繁殖的原因是什么？愈傷組織細(xì)胞分裂旺盛、快速，對(duì)愈傷組織進(jìn)行分割、移瓶、誘導(dǎo)再分化就可以形成大量的新植株。植物組織培養(yǎng)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，一般不受季節(jié)、氣候等條件的限制。*扦插、壓條、嫁接等不屬于微型繁殖技術(shù)愈傷組織一、植物繁殖的新途徑【任務(wù)一】1.閱讀課本39頁(yè)，回答以下問(wèn)題，1.什么是快速繁殖技術(shù)？2.快速繁殖的核心技術(shù)是？3.快速繁殖技術(shù)有什么優(yōu)點(diǎn)？有哪些應(yīng)用實(shí)例？一、植物繁殖的新途徑【任務(wù)一】2.閱讀課本40頁(yè)第1-2段，回答以下問(wèn)題：1.培育脫毒苗的原因是什么？2.作物脫毒培育的過(guò)程中選材部位和方法是什么？3.作物脫毒繁殖技術(shù)有什么優(yōu)點(diǎn)？有哪些應(yīng)用實(shí)例？2.作物脫毒（2）選材部位植物

。（3）方法頂端分生區(qū)附近（如莖尖）（4）優(yōu)點(diǎn)2.作物脫毒選材原因：

的病毒極少，甚至

。分生區(qū)附近無(wú)病毒無(wú)性繁殖的方式進(jìn)行繁殖的作物，感染的病毒很容易傳給后代，并在作物體內(nèi)逐年積累，會(huì)導(dǎo)致作物產(chǎn)量降低、品質(zhì)變差。植物分生區(qū)病毒極少，切取莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)獲得脫毒苗。（即：莖尖組織培養(yǎng)技術(shù)）（1）培育脫毒苗的原因：脫毒作物的產(chǎn)量和品質(zhì)明顯優(yōu)于沒(méi)有脫毒的作物與微型繁殖相比較，二者無(wú)本質(zhì)區(qū)別，只是取材部位不同。脫毒苗不等于抗毒苗一、植物繁殖的新途徑（5）脫毒產(chǎn)品馬鈴薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠蘿和香蕉等。脫毒草莓普通草莓香蕉菠蘿一、植物繁殖的新途徑1.單倍體育種二、作物新品種的培育【任務(wù)二】1、閱讀課本40頁(yè)第3段和圖2-7，明確單倍體育種的方法、過(guò)程、原理和優(yōu)點(diǎn)。分析實(shí)例比較傳統(tǒng)育種和單倍體育種?；ㄋ庪x體培養(yǎng)得到單倍體幼苗，秋水仙素處理抑制有絲分裂前期紡錘體的形成，染色體加倍得到穩(wěn)定遺傳（純合子）的優(yōu)良品種。選擇親本有性雜交F1代單倍體植株誘變?nèi)旧w加倍可育純合子選擇所需類(lèi)型1.單倍體育種(1)方法(2)過(guò)程外植體（花粉）花藥離體培養(yǎng)即植物組織培養(yǎng)單倍體植株矮小，且多為不育二、作物新品種的培育【任務(wù)二】1、閱讀課本40頁(yè)第3段和圖2-7，明確單倍體育種的方法、過(guò)程、原理和優(yōu)點(diǎn)。分析實(shí)例比較傳統(tǒng)育種和單倍體育種。后代都是純合子，能穩(wěn)定遺傳明顯縮短育種年限，加速育種進(jìn)程作為體細(xì)胞誘變育種和研究遺傳突變的理想材料(4)優(yōu)點(diǎn)染色體（數(shù)目）變異、植物細(xì)胞的全能性。(3)原理1.單倍體育種二、作物新品種的培育【任務(wù)二】1、閱讀課本40頁(yè)第3段和圖2-7，明確單倍體育種的方法、過(guò)程、原理和優(yōu)點(diǎn)。分析實(shí)例比較傳統(tǒng)育種和單倍體育種。傳統(tǒng)方法：雜交育種單倍體育種P：紫色非甜玉米

AASS×白色甜玉米

aass紫色非甜玉米AaSs↓配子：ASAsaSas花藥離體培養(yǎng)單倍體幼苗：ASAsaSas純合體:秋水仙素處理染色體加倍AASSAAssaaSSaass選擇紫甜玉米即為新品種現(xiàn)有紫色非甜玉米（基因型AASS）和白色甜玉米（基因型aass），如何短時(shí)間獲得純種的紫色甜玉米（基因型AAss）？P：紫色非甜玉米

AASS×白色甜玉米

aassF1紫色非甜玉米AaSs第1年×選育出紫甜的純種F2A_S_A_ssaaS_aass紫甜第2年第3年×生長(zhǎng)A_ssF3第4年二、作物新品種的培育案例分析玉米單倍體育種流程示意圖離體培養(yǎng)人工誘導(dǎo)染色體加倍選擇單倍體純合二倍體優(yōu)良品種花藥VS花粉二、作物新品種的培育二、作物新品種的培育2.突變體的利用【任務(wù)二】2、閱讀課本41頁(yè)第2-3段，明確產(chǎn)生突變體的誘變處理對(duì)象是什么？對(duì)突變體的利用、原理和優(yōu)缺點(diǎn)有哪些？（3）原理基因突變和植物細(xì)胞的全能性。（4）優(yōu)點(diǎn)提高變異的頻率，加速育種進(jìn)程；大幅度地改良某些性狀。難以控制突變方向，有利性狀比較少，需要大量處理實(shí)驗(yàn)材料。（5）缺點(diǎn)（1）誘變處理對(duì)象植物組織培養(yǎng)中，培養(yǎng)的細(xì)胞不斷分裂易受培養(yǎng)條件和誘變因素的影響產(chǎn)生突變（2）利用篩選對(duì)人們有利的突變體，進(jìn)而培育成新品種愈傷組織、單倍體育種獲得的隱性純合體產(chǎn)生突變體的原因2.突變體的利用二、作物新品種的培育【任務(wù)二】2、閱讀課本41頁(yè)第2-3段，明確產(chǎn)生突變體的誘變處理對(duì)象是什么？對(duì)突變體的利用、原理和優(yōu)缺點(diǎn)有哪些？生物生長(zhǎng)生存所必需的代謝活動(dòng)如糖類(lèi)、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸等應(yīng)用多、產(chǎn)量低非生物生長(zhǎng)所必需，在特定條件下進(jìn)行一類(lèi)小分子有機(jī)化合物（如酚類(lèi)、萜類(lèi)和含氮化合物等）初生代謝物次生代謝物紅豆杉→紫杉醇紫草→紫草寧三、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)【任務(wù)三】閱讀課本41頁(yè)第4-6段和相關(guān)信息，明確植物代謝產(chǎn)物的分類(lèi)、特點(diǎn)。明確工廠化生產(chǎn)的細(xì)胞產(chǎn)物類(lèi)型有哪些？生產(chǎn)過(guò)程是怎樣的？有哪些實(shí)例？1.植物的代謝產(chǎn)物植物組織培養(yǎng)技術(shù)（3）生產(chǎn)過(guò)程（2）技術(shù)蛋白質(zhì)、脂肪、糖類(lèi)、藥物、香料、生物堿(紫草素、人參皂甙、紫杉醇)等。（1）細(xì)胞產(chǎn)物種類(lèi)2.細(xì)胞產(chǎn)物工廠化生產(chǎn)植物細(xì)胞培養(yǎng)：在離體條件下對(duì)單個(gè)植物細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行培養(yǎng)使其增殖的技術(shù)【任務(wù)三】閱讀課本41頁(yè)第4-6段和相關(guān)信息，明確植物代謝產(chǎn)物的分類(lèi)、特點(diǎn)。明確工廠化生產(chǎn)的細(xì)胞產(chǎn)物類(lèi)型有哪些？生產(chǎn)過(guò)程是怎樣的？有哪些實(shí)例？【任務(wù)三】閱讀課本41頁(yè)第4-6段和相關(guān)信息，明確植物代謝產(chǎn)物的分類(lèi)、特點(diǎn)。明確工廠化生產(chǎn)的細(xì)胞產(chǎn)物類(lèi)型有哪些？生產(chǎn)過(guò)程是怎樣的？有哪些實(shí)例？外植體脫分化愈傷組織細(xì)胞產(chǎn)物培養(yǎng)、提取注意：①一般組織培養(yǎng)到愈傷組織即可。因?yàn)榇藭r(shí)細(xì)胞分裂能力旺盛，代謝快，有利于產(chǎn)物生成。②液體培養(yǎng)基（培養(yǎng)液）有利于培養(yǎng)的細(xì)胞與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充分接觸。

工廠化生產(chǎn)人參皂甙干粉的基本流程：人參根

愈傷組織

增長(zhǎng)速度快而且細(xì)胞內(nèi)人參皂甙干粉含量高的細(xì)胞

細(xì)胞增殖

提取人參皂甙干粉脫分化培養(yǎng)選擇破碎細(xì)胞放入發(fā)酵罐3.細(xì)胞產(chǎn)物工廠化生產(chǎn)實(shí)例外植體↓愈傷組織↓胚狀體↓試管苗↓植株再分化保持優(yōu)良性狀快速大量繁殖快速繁殖作物脫毒選擇根尖莖尖、芽尖脫分化選擇花粉培養(yǎng)單倍體純合體加倍單倍體育種化學(xué)物理因素誘導(dǎo)篩選突變體利用培養(yǎng)、提取代謝產(chǎn)物細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)③①植物繁殖新途徑②作物新品種的培育課堂小結(jié)1.(2023·安徽卷)甘薯由于具有增強(qiáng)免疫功能、防癌抗癌、抗衰老、防止動(dòng)脈硬化等作用，故越來(lái)越被人們喜愛(ài)。但甘薯屬于無(wú)性繁殖作物，同時(shí)又是同源六倍體，具有自交不育和雜交不親和性，這使甘薯生產(chǎn)和育種存在諸多常規(guī)方法難于解決的問(wèn)題。下列相關(guān)操作不合理的是（）A.用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)，可以解決種苗用量大、成本高的問(wèn)題B.利用莖尖分生組織培養(yǎng)脫毒苗，使植株具備抗病毒的能力，產(chǎn)品質(zhì)量得到提高C.利用原生質(zhì)體融合實(shí)現(xiàn)體細(xì)胞雜交，克服雜交不親和，可以充分利用遺傳資源D.利用培養(yǎng)的愈傷組織進(jìn)行誘變育種，可以顯著提高變異頻率，有利于縮短育種年限脫毒≠抗病毒B課堂練習(xí)2.(2023·河北卷)下圖表示四倍體蘭花葉片通過(guò)植物組織培養(yǎng)形成植株的過(guò)程，相關(guān)敘述正確的是（）A.②和③階段會(huì)發(fā)生減數(shù)分裂 B.①階段和③階段所用的培養(yǎng)基相同C.①階段有細(xì)胞增殖但無(wú)細(xì)胞分化 D.此蘭花的花藥離體培養(yǎng)所得植株為二倍體沒(méi)有減數(shù)分裂③階段不需要獲得的是單倍體植株C課堂練習(xí)3.(2023·廣東卷)目前七葉一枝花屬瀕危名貴中藥材，科學(xué)家嘗試應(yīng)用生物技術(shù)繁殖和保存七葉一枝花資源，并利用植物細(xì)胞工程獲取其有效成分。下列敘述正確的是（）A.七葉一枝花不同細(xì)胞經(jīng)植物組織培養(yǎng)獲得的新個(gè)體基因型都相同B.將七葉一枝花莖尖或根尖組織經(jīng)滅菌、脫分化、再分化可獲得脫毒苗C.利用植物細(xì)胞工程獲取其有效成分過(guò)程中使用的是液體培養(yǎng)基D.保護(hù)野生七葉一枝花最佳的選擇是將其遷移到植物園基因型不同不能對(duì)植物材料進(jìn)行滅菌處理最佳的選擇是就地保護(hù)C4.(2023·山