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第2章 细胞工程
第1节 植物细胞工程
第2课时 植物细胞工程的应用
[学习目标]
1.举例说明植物细胞工程在生产实践中的应用。
2.认识到利用快速繁殖、脱毒、次生代谢产物生产,育种等方式有效提高了生产效率。
第2课时 植物细胞工程的应用
[对应学生用书第32页]
一、植物繁殖的新途径
1.快速繁殖
(1)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
植物组织培养
第2课时 植物细胞工程的应用
2.作物脱毒
(1)选材部位:植物的 分生区附近 。
(2)选材原因: 分生区附近 的病毒极少,甚至 无病毒 。
(3)实例:目前采用 茎尖组织 培养技术来脱去病毒,在 马铃薯 、草莓、甘蔗、菠萝、香蕉等主要经济作物上已获得成功。
分生区附近
分生区附近
无病毒
茎尖组织
马铃薯
第2课时 植物细胞工程的应用
二、作物新品种的培育
1.单倍体育种
(1)过程: 花药 离体培养 单倍体 植株 纯合子植株。
(2)优点
①后代是纯合子,能 稳定遗传 。
②明显缩短了 育种的年限 。
花药
单倍体
稳定遗传
育种的年限
第2课时 植物细胞工程的应用
2.突变体的利用
(1)产生原因:在植物的组织培养过程中,易受 培养条件 和 诱变因素 (如射线、 化学物质 等)的影响而 产生突变 。
(2)利用:筛选出对人们有用的 突变体 ,进而培育成 新品种 。
培养条件
诱变因素
化学物质
产生突变
突变体
新品种
第2课时 植物细胞工程的应用
三、细胞产物的工厂化生产
1.次生代谢物
(1)概念:植物代谢会产生一些一般认为 不是植物基本的生命活动所必需 的产物。
(2)作用:在植物 抗病 、 抗虫 等方面发挥作用,也是很多 药物 、 香料 和 色素 等的重要来源。
不是植物基本的生命活动所必需
抗病
抗虫
药物
香
料
色素
第2课时 植物细胞工程的应用
4.实例:利用紫草细胞的组织培养生产的 紫草宁 具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性。利用红豆杉细胞的组织培养生产的 紫杉醇 具有高抗癌活性。
紫草宁
紫杉醇
2.生产技术手段: 植物组织培养 技术。
3.优点: 生产速度快 。
植物组织培养
生产速度快
第2课时 植物细胞工程的应用
判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)葡萄的扦插、桃树的嫁接、石榴的压条繁殖方式都属于微型繁殖。( × )
(2)脱毒苗培育所选的组织培养材料可以来自植株的任何部位。( × )
×
×
(3)单倍体育种和突变体培育的遗传学原理是一致的。( × )
(4)突变体培育通常对植物的愈伤组织进行诱变处理,而工厂化生产的细胞产物也来自愈伤组织细胞。( √ )
(5)工厂化生产的细胞次生代谢物,其化学成分都是蛋白质。( × )
×
√
×
第2课时 植物细胞工程的应用
[对应学生用书第33页]
知识点一 植物繁殖的新途径
资料一 运用组织培养,一个植株一年可以繁殖几万到几百万个植株,而且可以保持优良品种的遗传特性。例如一株葡萄一年可以繁殖3万多株,一株兰花一年可以繁殖400万株。
第2课时 植物细胞工程的应用
资料二 生姜是药食两用的经济作物,在生产上长期采用无性繁殖,容易感染多种病毒病,使生姜品质变差,叶子皱缩,生长缓慢,一般减产30%~50%。病毒引起的植物病害有500多种。受害植物包括粮食作物、蔬菜、果树和花卉等,而且没有有效的防治办法,只能拔除,造成经济损失。病毒多集中在种子、老叶等器官中,在幼嫩的器官和未成熟的组织中较少,在分生区几乎不含病毒。
(1)从所需条件上来看,快速繁殖与传统育种方法相比的优点有哪些?
提示:快速繁殖是在具有一定人工设施的室内生产,可以不受季节、气候等自然条件的限制;可以保持优良品种的遗传特性;高效、快速地实现种苗的大量繁殖。
第2课时 植物细胞工程的应用
(2)作物培养过程中为什么要进行作物脱毒?如何进行作物脱毒?
提示:对于无性繁殖的作物,病毒在作物体内逐年积累,就会导致作物产量降低、品质变差。而植物顶端分生区附近的病毒极少,甚至无病毒,因此切取一定大小的茎尖进行组织培养,再生的植物就有可能不带病毒,从而获得脱毒苗。
第2课时 植物细胞工程的应用
比较快速繁殖与作物脱毒
概念(原理) 特点
快速繁殖 用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术 ①保持优良品种的遗传特性
②高效、快速地实现种苗的大量繁殖
③可实现工业化生产
作物脱毒 植物顶端分生区附近的病毒极少,甚至无病毒,取茎尖或根尖进行组织培养形成脱毒植株 ①获得高产、优质的脱毒植株
②繁殖速度快,保持植株的遗