2.1.2植物细胞工程课件-2022-2023学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

第2章 细胞工程 2.1.2 植物细胞工程的应用 1 学习目标 植物细胞工程在生产实践中有哪些应用？ 植物细胞工程应用于生产实践的主要优势是什么？ 植物细胞工程 的应用 植物繁殖 作物新品种培育 细胞产物的工业化生产 微型繁殖 作物脱毒 单倍体育种 突变体利用 植物繁殖的新途径 课本P39 （1）概念： 用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术 （5）优点： ①可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖； ②可以保持优良品种的遗传特性。 外植体 脱分化 愈伤组织 再分化 芽、根 试管苗 植株 移栽 （4）过程： 实质： 植物组织培养(原理？) （2）原理： （3）生殖方式： 细胞的全能性 无性生殖 1.快速繁殖（微型繁殖） 植物繁殖的新途径 课本P39 【思考】植物组织培养可以进行快速繁殖的原因是什么？ 植物组织培养到愈伤组织阶段，细胞进行旺盛、快速的有丝分裂，从而获得大量的组织细胞。不断地对愈伤组织进行分割、移瓶、诱导再分化就可以形成大量的新植株。另外，植物组织培养在实验室进行，一般不受季节、气候等条件的限制。 实际应用： 快速繁殖经济苗木、名贵花卉、珍稀濒危植物等自然繁殖速度缓慢，繁殖效率低下或优良性状不易保持的植物。 注意：扦插、压条、嫁接、块茎繁殖等不属于微型繁殖 1.快速繁殖（微型繁殖） 植物繁殖的新途径 课本P40 2.作物脱毒 (2)作物脱毒的材料： 顶端分生区细胞，如茎尖 切取茎尖进行组织培养获得可脱毒苗 (1)作物脱毒的原因： 长期进行无性繁殖的作物，易积累感染的病毒，导致产量降低，品质变差 (3)作物脱毒的方法： (4)作物脱毒的结果： 获得脱毒苗 (5)成就： 马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等。 (原因：顶端分生区附近的病毒极少，甚至无病毒) 香蕉 甘蔗 菠萝 植物繁殖的新途径 课本P40 2.作物脱毒 脱毒过程： 茎尖 脱分化 愈伤组织 再分化 芽、根 试管苗 脱毒苗 移栽 病毒极少，甚至无病毒 作物新品种的培育 课本P40 1.单倍体育种 (1)原理： 植物细胞的全能性、染色体(数目)变异 (2)方法： 花药离体培养、(秋水仙素)诱导染色体加倍 (3)过程： 秋水仙素诱导染色体加倍 花药离体 单倍体植株 正常纯合体植株 脱分化 愈伤组织 再分化 作物新品种的培育 课本P40 1.单倍体育种 (3)过程： 植物细胞的全能性 染色体数目变异 花药离体培养 诱导染色体加倍 二倍体植株 单倍体植株 二倍体植株(纯合子) （秋水仙素处理） 作物新品种的培育 课本P40 1.单倍体育种 (3)优点： ②明显缩短育种的年限，节约了大量的人力和物力 杂交育种培育一个可以稳定遗传的作物优良品种，经过不断自交、选优，常需5～6年。而单倍体育种当年就能培育出所需纯合体。 ③可作为进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料 大多数单倍体植株的细胞中只含一套染色体，染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易显现。 (4)实例： 单育1号烟草、水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等作物 我国培育的单育1号烟草是世界上第一个单倍体作物新品种 ①后代稳定遗传，基本是纯合子 作物新品种的培育 课本P41 2.突变体的利用 在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖的状态， 因此容易受到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 (1)原因： 如：抗病、抗盐、高产、含高蛋白的突变体 (2)过程： 外植体 脱分化 愈伤组织 再分化 突变体 筛选 培育 新品种 诱变处理 (4)实例： 抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草等 (3)原理： 基因突变、植物细胞的全能性 白三叶草 细胞产物的工厂化生产 课本P41 1.植物的代谢产物 (1)初生代谢物： 初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动 (2)次生代谢物： 次生代谢不是生物生长所必需的，在特定条件下进行 ①次生代谢物是一类小分子有机化合物（如酚类、萜类和含氮化合物等） ②在植物的抗虫、抗病等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源 ③次生代谢物含量很低，从植物组织中提取会大量破坏植物资源，有些产物又不能或难以通过化学合成途径得到 初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质、核酸等 细胞产物的工厂化生产 课本P41 2.细胞产物的工厂化生产 (3)过程： 外植体 脱分化 愈伤组织 细胞产物 需进一步分化培养、提取 (4)特点： 不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，因此对于社会、经济、环境保护具有重要意义。 (指在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术) (1)概念：利用植物细胞培养来获得目标产物 植物细胞培养 (2)技术： (5)实例： 紫草宁、紫杉醇、人参皂苷的植物细胞工程产品； 我国利用植物组织培养技术实现了大量生产人参皂苷干粉；三