【生物】植物細(xì)胞工程第2課時(shí) 2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期同步課件（人教版2019選擇性必修3）

第2章細(xì)胞工程第1節(jié)植物細(xì)胞工程（第2課時(shí)）學(xué)習(xí)目標(biāo)01植物繁殖的新途徑①快速繁殖;②作物脫毒0203細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)作物新品種的培育①單倍體育種;②突變體的利用“手指植物”植物組織培養(yǎng)技術(shù)討論：“手指植物”存活需要什么條件？“手指植物”的培養(yǎng)利用的是什么技術(shù)？新課導(dǎo)入也叫微型繁殖，是用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)。1.快速繁殖

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可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)優(yōu)點(diǎn)如鐵皮石斛的工廠化生產(chǎn)。觀賞植物、經(jīng)濟(jì)林木、瀕危植物等都實(shí)現(xiàn)了快速繁殖技術(shù)提供苗木。植物繁殖新途徑1、微型繁殖植物繁殖新途徑:微型繁殖蘭花的快速繁殖實(shí)例：蘭花花色鮮艷，形態(tài)各異，品位優(yōu)雅，深受人們的喜愛(ài)。蘭花傳統(tǒng)的繁殖速度慢，不能滿足市場(chǎng)需要，且病毒病感染影響生長(zhǎng)和觀賞價(jià)值。通過(guò)組織培養(yǎng)方法有數(shù)百種蘭花可以進(jìn)行快速繁殖，實(shí)現(xiàn)工廠化的規(guī)模化生產(chǎn)。1960年，荷蘭科學(xué)家通過(guò)對(duì)蘭花莖尖進(jìn)行培養(yǎng)，獲得了快速繁殖的脫毒蘭花，隨后在國(guó)內(nèi)外進(jìn)行了“蘭花試管苗產(chǎn)業(yè)化”。

香蕉的快速繁殖實(shí)例：自1985年以來(lái)，香蕉快速繁殖走向?qū)嵱没A段。1個(gè)芽經(jīng)過(guò)1年的培養(yǎng)可以生產(chǎn)3萬(wàn)株優(yōu)質(zhì)試管苗。香蕉快速繁殖是生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)上應(yīng)用最廣泛和成功的例子之一。1、微型繁殖植物繁殖新途徑快速繁殖經(jīng)濟(jì)苗木、名貴花卉、珍稀瀕危植物等自然繁殖速度緩慢，繁殖效率低下或優(yōu)良性狀不易保持的植物。石斛百年牡丹樹(shù)連翹1、微型繁殖植物繁殖新途徑:①微型繁殖園林植物組織培養(yǎng)實(shí)例：提示：①微型繁殖屬于植物組織培養(yǎng)技術(shù)的范疇，繁殖過(guò)程只涉及有絲分裂，無(wú)絲分裂的過(guò)程。②通常情況下，保留了親代相同的優(yōu)良基因型和表現(xiàn)型。生姜是藥食兩用的經(jīng)濟(jì)作物，在生產(chǎn)上長(zhǎng)期采用無(wú)性繁殖，容易感染多種病毒病，使生姜品質(zhì)變差，葉子皺縮，生長(zhǎng)緩慢，一般減產(chǎn)30%-50%。

病毒引起的植物病害有500多種。受害植物包括糧食作物、蔬菜、果樹(shù)和花卉等。而且沒(méi)有有效的防治辦法，只能拔除，造成經(jīng)濟(jì)損失。病毒多集中在種子、老葉等器官中，在幼嫩的器官和未成熟的組織中較少，在分生區(qū)幾乎不含病毒。背景資料

取一定大小的莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)，培育脫毒苗。2.作物脫毒脫毒馬鈴薯田與被病毒感染的馬鈴薯葉片病毒極少的分生區(qū)組織，如莖尖。取材無(wú)性繁殖的生物。適用生物如馬鈴薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠蘿和香蕉等活躍的分生組織代謝水平很高，病毒在這些細(xì)胞中獲得的能量和物質(zhì)較少，致使病毒無(wú)法復(fù)制。由于病毒侵染，造成的馬鈴薯的退化現(xiàn)象普遍存在。將馬鈴薯進(jìn)行脫毒，通過(guò)進(jìn)一步培育生成的組培苗，誘導(dǎo)試管薯可以防止種薯退化，極大提高馬鈴薯產(chǎn)量和質(zhì)量。馬鈴薯幼嫩莖尖繁殖植物繁殖新途徑:②作物脫毒植物繁殖新途徑:②作物脫毒2、作物脫毒草莓是多年生草本植物，容易受病毒的侵染，因而每都需要更換母株，草莓病毒病具有潛伏期長(zhǎng)，多個(gè)病毒病原復(fù)合感染的現(xiàn)象。我國(guó)草莓主要受到斑駁病毒，輕型黃邊病毒，鑲脈病毒和皺縮病毒的危害，快速繁殖獲得無(wú)病毒苗非常必要。脫毒草莓普通草莓脫毒苗不等于抗毒苗，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。以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經(jīng)過(guò)人工種皮包裝，在適宜條件下可以萌發(fā)長(zhǎng)成幼苗的種子。人工種子無(wú)性繁殖，易于保留優(yōu)良性狀不受氣候、季節(jié)和地域限制方便儲(chǔ)存和運(yùn)輸解決了某些作物品種繁殖能力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問(wèn)題節(jié)約大量的糧食優(yōu)點(diǎn)胚狀體是指在組織培養(yǎng)過(guò)程中，在植物組織塊或愈傷組織上產(chǎn)生的一種結(jié)構(gòu)，它與正常受精卵發(fā)育形成的胚有類(lèi)似的結(jié)構(gòu)和發(fā)育過(guò)程。其不同的發(fā)育階段，也可以用正常胚發(fā)育中各個(gè)時(shí)期的術(shù)語(yǔ)來(lái)描述，如原胚、球形胚、心形胚、魚(yú)雷形胚等。拓展:人工種子胚狀體＋人工種皮＋人工胚乳胚狀體人工胚乳人工種皮人工胚乳含胚狀體發(fā)育所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外，還可以添加各種附加成分，如固氮細(xì)菌、防病蟲(chóng)農(nóng)藥、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、除草劑等，以利于幼苗的茁壯成長(zhǎng)，提高作物產(chǎn)量?！箟?、保水、透氣——具有發(fā)育成完整植株的能力——保證胚狀體生長(zhǎng)發(fā)育的必需物質(zhì)人工種子拓展:人工種子組成在下列過(guò)程中，需要采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)的有幾種（）①用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，獲得多倍體植株②感染病毒的草莓苗進(jìn)行脫毒③利用細(xì)胞工程培養(yǎng)“番茄-馬鈴薯”雜種植株④無(wú)子西瓜的大量繁殖A．一種B．二種C．三種D．四種C課堂檢測(cè)作物新品種的培育離體培養(yǎng)人工誘導(dǎo)染色體加倍單倍體植株矮小，且多為不育1.單倍體育種花藥花粉單倍體純合二倍體優(yōu)良品種玉米單倍體培育流程圖雜交育種培育一個(gè)可以穩(wěn)定遺傳的作物優(yōu)良品種，一般不斷自交選優(yōu)，常需5～6年。而單倍體育種當(dāng)年就能培育出所需純合體。

大多數(shù)單倍體植株的細(xì)胞中只含一套染色體，染色體加倍后得到的植株的隱性性狀容易顯現(xiàn)。

極大地縮短了育種的年限，節(jié)約了人力和物力。優(yōu)點(diǎn)1作為體細(xì)胞誘變育種和研究遺傳突變的理想材料。優(yōu)點(diǎn)2作物新品種的培育1.單倍體育種作物新品種的培育2.突變體的利用①突變體：在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中，由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷地分生狀態(tài)，容易受培養(yǎng)條件和外界壓力（射線、化學(xué)物質(zhì)）的影響而發(fā)生突變（基因突變、染色體變異），這樣發(fā)育成的個(gè)體稱(chēng)為突變體?；瘜W(xué)誘變一般是利用一些化學(xué)誘變劑進(jìn)行處理。常見(jiàn)的有甲基磺酸乙酯（EMS)和疊氮化鈉（SA)等。物理誘變一般釆用電離輻射處理。電離輻射主要包括γ射線、β射線、中子等。②誘變方法③利用：④實(shí)例：抗病、抗鹽、高產(chǎn)、高蛋白等品種的選育提示:突變體育種的原理是突變，誘變育種的原理是基因突變。

突變=基因突變＋染色體變異突變體育種（獲得突變體后篩選出對(duì)人們有利的，進(jìn)而培育出新品種）作物新品種的培育2.突變體的利用體細(xì)胞誘變育種。即用射線、化學(xué)物質(zhì)等對(duì)不斷增殖細(xì)胞進(jìn)行誘變；從產(chǎn)生突變的個(gè)體中篩選出對(duì)人們有用的突變體，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常用材料如抗花葉病毒的甘蔗、抗鹽堿的煙草等原理：基因突變和植物細(xì)胞的全能性。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。缺點(diǎn)：下列有關(guān)植物組織培養(yǎng)的敘述，正確的是()A．愈傷組織是一團(tuán)有特定結(jié)構(gòu)和功能的薄壁細(xì)胞B．二倍體植株的花粉經(jīng)脫分化與再分化后得到穩(wěn)定遺傳的植株C．用人工薄膜將胚狀體、愈傷組織等分別包裝可制成人工種子D．植物耐鹽突變體可通過(guò)添加適量NaCl的培養(yǎng)基培養(yǎng)篩選而獲得D課堂檢測(cè)植物代謝初生代謝

生物生長(zhǎng)生存所必需的代謝活動(dòng)產(chǎn)物：如糖類(lèi)、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸等紅豆杉→紫杉醇產(chǎn)物：一類(lèi)小分子有機(jī)化合物

非生物生長(zhǎng)所必需，在特定條件下進(jìn)行次生代謝紫草→紫草寧細(xì)胞工業(yè)化生產(chǎn)細(xì)胞工業(yè)化生產(chǎn)1.細(xì)胞產(chǎn)物的種類(lèi)：糖類(lèi)、脂肪、蛋白質(zhì)、香料、色素、藥物、生物堿等。2.過(guò)程人參、三七、紫草和銀杏的細(xì)胞產(chǎn)物也都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工廠化生產(chǎn)。3.實(shí)例：目前世界各國(guó)的科學(xué)家正在深人研究，是否可以通過(guò)組織培養(yǎng)技術(shù)來(lái)大量生產(chǎn)抗癌物質(zhì)—紫杉醇。紫杉醇為什么貴？a.乳腺癌、卵巢癌和肺癌的治療特效（臨床有效率>40%）b.資源稀缺c.紫杉醇含量低：干樹(shù)皮中的0.01%（萬(wàn)分之一）d.生長(zhǎng)緩慢：小苗50-70年成樹(shù)、剝皮即死。

是指在離體條件下對(duì)單個(gè)細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行培養(yǎng)使其增殖的技術(shù)。

最好是愈傷組織材料使培養(yǎng)物與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充分接觸利用人參細(xì)胞生產(chǎn)人參皂苷植物細(xì)胞培養(yǎng)液體培養(yǎng)基（培養(yǎng)液）培養(yǎng)基細(xì)胞工業(yè)化生產(chǎn)下列有關(guān)植物細(xì)胞工程應(yīng)用的敘述，不正確的是（

）A．利用組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)脫毒苗，獲得具有抗病毒的新品種B．利用組織培養(yǎng)技術(shù)獲得人工種子，能保持親本的優(yōu)良性狀C．利用細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)獲得紫草素，實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)D．利用體細(xì)胞雜交技術(shù)獲得“白菜-甘藍(lán)”，克服生物遠(yuǎn)緣雜交不親和障礙A課堂檢測(cè)國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)珍稀植物-紅豆杉可產(chǎn)生抗癌物質(zhì)紫杉醇，現(xiàn)利用植物細(xì)胞工程技術(shù)生產(chǎn)紫杉醇，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：（1）選用莖尖分生組織進(jìn)行組織培養(yǎng)可以獲得脫毒苗，原因是