2.2植物細胞工程的應用課件高二下學期生物人教版選擇性必修32

02二

植物細胞工程的應用鐵皮石斛本節(jié)聚焦：1.植物細胞工程在生產(chǎn)實踐中有哪些應用？2.植物細胞工程應用于生產(chǎn)實踐的主要優(yōu)勢是什么？第2章

第1節(jié)

植物細胞工程1.

快速繁殖（微型繁殖）用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術。①可以高效、快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖；②可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性。一些優(yōu)良的觀賞植物、經(jīng)濟林木、無性繁殖作物和瀕危植物等的苗木。（1）概念：（2）實質(zhì)：（3）優(yōu)點：（4）過程：（5）實例：植物組織培養(yǎng)(原理？)鐵皮石斛等試管苗的工廠化生產(chǎn)。一植物繁殖的新途徑細胞全能性外植體脫分化愈傷組織再分化芽、根試管苗植株移栽生長發(fā)育分化2.作物脫毒（1）脫毒原因：（2）選材部位？選擇該材料的理由是？（3）脫毒過程：（4）實例：馬鈴薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠蘿和香蕉等。無性繁殖的作物，感染的病毒容易傳給后代。病毒積累，導致作物產(chǎn)量降低、品質(zhì)變差。注意:1、

脫毒苗≠抗毒苗2.與微型繁殖相比較，二者無本質(zhì)區(qū)別，只是取材部位不同。莖尖脫分化愈傷組織再分化芽、根試管苗脫毒苗移栽病毒極少，甚至無病毒植物繁殖的新途徑一植物頂端分生區(qū)（如莖尖）的細胞植物分生區(qū)細胞病毒極少，甚至無病毒（5）適用生物無性繁殖的生物。練習：《金》P例1、2脫毒產(chǎn)品

香蕉脫毒草莓普通草莓甘蔗菠蘿明顯提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)1.單倍體育種（1）過程：（2）原理：（其中花藥離體培養(yǎng)利用了__________________）染色體數(shù)目變異植物細胞的全能性作物新品種的培育二花藥離體培養(yǎng)誘導染色體加倍二倍體植株Aa單倍體植株（A或ａ)二倍體植株（純合子AA或ａａ）（秋水仙素處理）單倍體育種包括哪些主要步驟？花粉(精子A或ａ)減數(shù)分裂（有性生殖）選擇符合要求的植株ａａ經(jīng)秋水仙素加倍之后，獲得的植株一般為_______，一定是嗎？_______。純合子不一定植物組織培養(yǎng)技術特殊的植物組織培養(yǎng)——花藥離體培養(yǎng)生殖方式為特殊的_____生殖，培養(yǎng)過程中只涉及_____分裂花藥試管苗脫分化再分化愈傷組織(3)單倍體特點：秋水仙素誘導純合品種植株矮小、高度不育有性有絲花藥離體培養(yǎng)染色體加倍兩親本雜交得F1單倍體幼苗植株正常植株（純合子）新品種（新植株）秋水仙素處理篩選符合要求的植株自交后增加新品種數(shù)量，推廣種植DdTtDTDtdTdtDDTTDDttddTTddttDDTTDDttddTTddttDTDtdTdt第一年第二年得到F1花藥（配子）F1減數(shù)分裂淘汰保留淘汰淘汰①②③④①②③④【單倍體育種】思考：小麥高稈（D）對矮稈（d）為顯性，抗銹?。═）對不抗銹?。╰）為顯性，現(xiàn)有純合的高稈抗銹病的小麥（DDTT）和矮稈不抗銹病的小麥（ddtt），如果你是袁隆平，怎樣才能得到矮稈抗病的優(yōu)良品種（ddTT）且育種年限要最短？

7.過程（重要）花藥離體培養(yǎng)PF1配子DDTTDDttddTTddtt正常植株（純合）秋水仙素處理單倍體育種P高桿抗病

DDTT×矮桿感病

ddttF1高桿抗病

DdTtF2D_T_D_ttddT_ddttddTT雜交育種矮抗?篩選符合要求的純合矮桿抗病品種連續(xù)?第1年第2年高桿抗病

DDTT×矮桿感病

ddtt高桿抗病

DdTtDTDtdTdt單倍體植株第1年第2年DTDtdTdt篩選符合要求的純合矮桿抗病品種第36年缺點：耗時長優(yōu)點：操作簡捷舉例：培育矮桿抗病(ddTT)小麥經(jīng)秋水仙素加倍之后，獲得的植株一般為_______，一定是嗎？_______。純合子不一定①明顯縮短育種年限⑥F2中能穩(wěn)定遺傳的個體占總數(shù)的____,F2中能穩(wěn)定遺傳的黃色圓粒占總數(shù)____,

F2黃色圓粒中，能穩(wěn)定遺傳的占____;F2黃色皺粒中，不能穩(wěn)定遺傳的占____。

①F1產(chǎn)生的雌雄配子各__種，分別是？②雌雄配子結合方式有__種;③遺傳因子組合形式有__種，種類及比例?④性狀表現(xiàn)（表型）有__種，種類及比例為1694YRyRYryrYRyRYryr♀♂yyrrYYRRYyRRYYRrYyRRYYRrYyRryyRRyyRryyRrYyRrYYrrYyRrYyRrYyrrYyrrF2表型分布特點及比例：1YYrr

2Yyrr

1yyRR

2yyRr1yyrr2YYRr2YyRR

4YyRr1YYRR

Y_R_Y_rryyR_F29黃色圓粒：（雙顯性）3黃皺：（單顯1）3綠圓：（單顯2）1綠皺（雙隱性）yyrrF1配子⑤F2純合子比例？共占F2？F2雜合子比例？共占F2？1∶1∶1∶18∶2∶2∶0４/1612/164YR、Yr、yR、yr⑦F2中,重組性狀(不同親本)是？共占F2多少？YyRR占F2？黃色皺粒、綠色圓粒6/164/161/161/92/32/16F2F1YyRr自交，F(xiàn)2的情況P

黃色圓粒YyRryyrr綠色皺粒配子YRYryR

yryrF1YyRrYyrryyRryyrr

1∶1

∶

1

∶

1黃色圓粒黃色皺粒綠色圓粒綠色皺粒實際子粒數(shù)F1做母本31272626F1做父本24222526表現(xiàn)型項目測交實驗結果：

實驗結果符合預期設想，四種表現(xiàn)型實際子粒數(shù)比接近1∶1∶1∶1。三、對自由組合現(xiàn)象解釋的驗證實驗驗證（進行測交實驗）演繹推理（設計測交實驗）黃色圓粒黃色皺粒綠色圓粒綠色皺粒3、單倍體育種（1）過程：二倍體植株取花藥(精子)

花藥離體培養(yǎng)植株(幼苗)秋水仙素處理(染色體加倍)植株（二倍體）（2）原理：染色體數(shù)目變異（4）優(yōu)點：①明顯縮短育種年限②易獲得純合體，自交后代不會發(fā)生性狀分離（二倍體的才是純合子）①技術性強，需結合雜交育種、需人工誘導染色體加倍；②單倍體植株弱小，高度不育。（5）缺點：（3）方法：①花藥離體培養(yǎng)②秋水仙素處理萌發(fā)的幼苗（6）適用生物：一般只用于植物（7）實例(下面)

矮稈抗病水稻單倍體純合子染色體組1組書本P98一、選擇題2

P91二、拓展1.（4）優(yōu)點：①極大地縮短了育種的年限。③可作為進行體細胞誘變育種和研究遺傳突變的理想材料。大多數(shù)單倍體植株的細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)（5）實例：單育1號煙草水稻、玉米、油菜、甘藍和甜椒等作物。我國培育的單育1號煙草是世界上第一個單倍體作物新品種②后代是純合子，能穩(wěn)定遺傳。已篩選出抗病、抗鹽、高產(chǎn)以及蛋白質(zhì)含量高的突變體，如抗花葉病毒的甘蔗、抗鹽堿的煙草。愈傷組織細胞不斷分裂，細胞要進行DNA分子復制，因此更易發(fā)生突變。2.突變體的利用（1）產(chǎn)生原因：在植物組織培養(yǎng)過程中，由于培養(yǎng)細胞一直處于不斷增殖的狀態(tài)，因此容易受到培養(yǎng)條件和誘變因素（如射線、化學物質(zhì)等）的影響而產(chǎn)生突變。（2）過程：外植體脫分化愈傷組織再分化突變體篩選培育新品種誘變處理（5）實例：（4）原理：（3）誘變處理的對象？為什么？產(chǎn)生的變異一定符合需要嗎？二作物新品種的培育不一定，因為突變是不定向的。突變(基因突變和染色體變異）和植物細胞的全能性。（5）優(yōu)點：提高變異的頻率，加速育種進程；大幅度地改良某些性狀。1.植物的代謝產(chǎn)物（1）初生代謝物：初生代謝是生物生長和生存所必需的代謝活動，初生代謝物:糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸等。（2）次生代謝物：次生代謝物不是生物生長所必需的，在特定條件下進行；一類小分子有機化合物（如酚類、萜類和含氮化合物等）（人體能吸收）。在植物的抗蟲、抗病等方面發(fā)揮作用，很多藥物、香料和色素等的重要來源。含量很低，從植物組織中提取會大量破壞植物資源，有些產(chǎn)物又不能或難以通過化學合成途徑得到。細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)三①對植物自身作用：②次生代謝物化學成分：③對其他植物、對人類作用④提取利用面臨難題？2.細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)指在離體條件下對單個細胞或細胞團進行培養(yǎng)使其增殖的技術。細胞脫分化愈傷組織細胞產(chǎn)物培養(yǎng)液培養(yǎng)、提取2.細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)（1）概念：（2）生產(chǎn)技術：

不占用耕地，幾乎不受季節(jié)、天氣等的限制，因此對于社會、經(jīng)濟、環(huán)境保護具有重要意義。

紫草寧、紫杉醇、人參皂苷的植物細胞工程產(chǎn)品①概念：②原理：③過程：④特點：⑤實例：液體培養(yǎng)基利用植物細胞培養(yǎng)來獲得目標產(chǎn)物，這個過程就是細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。細胞增殖（細胞分裂）植物細胞培養(yǎng)

紫草寧具有抗菌、消炎和抗腫瘤等活性

紫杉醇具有高抗癌活性已用于乳腺癌等癌癥的治療紅豆杉(瀕危植物）（世上首例藥用植物細胞工程產(chǎn)品）人參皂苷（ɡān）注意：①一般組織培養(yǎng)到愈傷組織即可（因為此時細胞分裂能力旺盛，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)的細胞與營養(yǎng)物質(zhì)充分接觸。人參皂甙工廠化生產(chǎn)的基本流程：人參根

愈傷組織

增長速度快、細胞內(nèi)人參皂甙干粉含量高的細胞

大量細胞

提取人參皂甙干粉

脫分化培養(yǎng)選擇破碎細胞放入發(fā)酵罐細胞增殖“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，不需要額外補充水分和營養(yǎng)物質(zhì)，它們就能在玻璃瓶中生長三四個月之久?！镜缴鐣腥ァ俊咎崾尽渴种钢参锏闹谱鞣椒ㄓ玫搅酥参锝M織培養(yǎng)技術。在制作過程中，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)個人喜好，在培養(yǎng)基中加人適量的色素或者熒光劑，使“手指植物”更具有觀賞價值。練習：《金》P62例5、6小結：植物細胞工程的應用（一）植物繁殖的新途徑（二）作物新品種的培育（三）細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)1.單倍體育種2.突變體的利用藥物、香料、蛋白質(zhì)等2.作物脫毒1.微型繁殖練習：《金》P433、4、5《報紙》38期P32、4、5、7一、概念檢測1.運用植物細胞工程技術可以培育單倍體植株和進行細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。判斷下列相關表述是否正確。（1）用花藥培養(yǎng)得到單倍體植株需要用到植物組織培養(yǎng)技術。（

）（2）細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)主要是利用促進細胞生長的培養(yǎng)條件，

提高了單個細胞中次生代謝物的含量。（）2.生產(chǎn)中培育香蕉脫毒苗常用的方法是（）

A.人工誘導基因突變

B.選擇優(yōu)良品種進行雜交

C.進行遠緣植物體細胞雜交

D.取莖尖分生組織進行組織培養(yǎng)√×D練習與應用二、拓展應用1.紫色非甜玉米（基因型為AASuSu）和白色甜玉米（基因型為aasusu）雜交（Su和su代表一對等位基因）,得到的F1（AaSusu）再進行自交，F(xiàn)2會有紫色甜玉米的表型產(chǎn)生。如果運用常規(guī)育種方法，應該如何篩選出純合的紫色甜