2.1.2 植物细胞工程的应用（教学讲义）-2023-2024学年高二生物下学期同步教学讲义（2019人教版选择性必修3）

第2章 细胞工程 第1节 植物细胞工程的应用 学习目标 必备知识 一、植物繁殖的新途径 二、作物新品种的培育 三、细胞产物的工厂化生产 拓展延伸 高考链接 模拟演练 1.通过对植物细胞工程应用实例的分析，了解这些应用涉及的技术流程和应用的优势。 2.认同植物细胞工程在生产实践中具有重要的应用价值。 一、植物繁殖的新途径 1．快速繁殖 (1)概念：用于快速繁殖优良品种的 技术，也叫作 繁殖技术。 (2)优点：不仅可以高效、快速地实现种苗的 ，还可以 优良品种的遗传特性。【繁殖过程中细胞进行有丝分裂，亲子代细胞内的DNA相同】 (3)实例：一些优良的 植物、经济林木、 作物和濒危植物等都实现了利用快速繁殖技术来提供苗木。甘蔗、 和铁皮石斛等试管苗的生产，已形成一定规模。 2．作物脱毒 (1)选材 ①部位：植物顶端 附近(如茎尖)。 ②原因：病毒 ，甚至无病毒。【“脱毒”与“抗毒”不同，前者指的是本身病毒少，甚至无病毒，受病毒感染的机会少，而后者指的是能抵抗病毒的感染。】 (2)优点：提高作物的产量和 。 (3)实例：采用茎尖组织培养技术脱去病毒，已在 、草莓、大蒜、 、 和香蕉等许多作物上获得成功。 2、 作物新品种的培育 1．单倍体育种 (1)原理：细胞的 和 。 (2)过程：花药(或花粉) 植株 二倍体植株优良品种。 (3)优点 ①子代是能 的纯合子。 ②极大地缩短了 。 ③是进行 育种和研究 的理想材料。 (4)缺点： (5)实例 ①世界上第一个单倍体作物新品种—— 。 ②单倍体育种与常规育种相结合的新品种：水稻、 、油菜、 和甜椒等。 2．突变体的利用【突变 = 基因突变 ＋ 染色体变异】 (1)原理：在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖的状态，因此它们容易受到 和诱变因素(如 、化学物质等)的影响而产生突变。 (2)利用：筛选出有用的 ，培育新品种。如培育抗病、抗盐、高产以及蛋白质含量高的突变体。 (3)实例：抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草等。 3、 细胞产物的工厂化生产 1.次生代谢物 ①定义：植物代谢产生的，一般认为不是植物基本生命活动所 的产物。 ②本质： 有机化合物，如酚类、萜类和含氮化合物等。 ③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。 2.技术： ，指在离体条件下对单个植物细胞或 进行培养使其增殖的技术。 3.实例：人参、三七、紫草和红豆杉的 都已实现工厂化生产。 4.优势：不占用耕地，几乎不受季节、 等的限制，因此对于社会、 、环境保护具有重要意义。 1.比较两种植物繁殖新途径 繁殖新途径 取材 优点 技术 快速繁殖(微型繁殖) 取材广泛 ①高效、快速地实现种苗的大量繁殖；②保持优良品种的遗传特性 植物组织培养 作物脱毒 顶端分生区附近 获得高产、优质的无病毒植物 2. 植物组织培养和植物细胞培养的比较 比较项目 植物组织培养 植物细胞培养 目的 获得植物体 获得细胞产物 原理 植物细胞的全能性 细胞增殖 过程 应用 快速繁殖、作物脱毒、单倍体育种等 细胞产物的工厂化生产，如紫草宁、人参皂苷、紫杉醇等 3.四种育种方法的比较 育种方法 原理 过程 优点 快速繁殖 细胞的全能性 脱分化、再分化 保持优良品种的遗传特性 突变体的利用 基因突变、细胞的全能性 对愈伤组织进行诱变处理后再筛选 提高突变频率，获得优良性状 单倍体 育种 细胞的全能性、染色体变异 花药离体培养、秋水仙素诱导染色体数目加倍 明显缩短育种年限 植物体细胞杂交 细胞膜的流动性、细胞的全能性 原生质体融合、杂种细胞组织培养 打破生殖隔离，实现远缘杂交 【例1】（2023·山东·高考真题）利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖，可获得植物细胞的某些次生代谢物。下列说法正确的是（    ） A．利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物 B．