2.1.2植物细胞工程的应用课件-2024-2025学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第一节 植物细胞工程 第三课时 植物细胞工程的应用 植物体细胞杂交 植物组织培养 原生质体制备 植物细胞融合 原生质体融合 1、原理：植物细胞的全能性和 。 植物组织培养技术 1、原理： 。 外植体 愈伤组织 芽、根等 脱分化 再分化 完整植株 移栽 植物细胞工程 知识回顾 植物细胞的全能性 2、过程： 细胞膜的流动性 2、过程： （关键） 植物繁殖的新途径 1 1.快速繁殖 也叫微型繁殖，是用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术 （1）概念 （2）原理 植物细胞的全能性 （3）优点 ①无性繁殖，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可实现工厂化生产 愈伤组织 *扦插、压条、嫁接等不属于微型繁殖技术 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 【思考】植物组织培养可以进行快速繁殖的原因是什么？ 愈伤组织细胞分裂旺盛、快速，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。 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。 2.作物脱毒 无性繁殖的方式进行繁殖的作物，感染的病毒很容易传给后代，并在作物体内逐年积累，会导致作物产量降低、品质变差。 （1）培育脱毒苗的原因： （2）选材部位： 植物 。 选材原因：　　　 　　的病毒极少，甚至　 　　。 （3）方法： （4）优点： 顶端分生区附近（如茎尖） 分生区附近 无病毒 植物分生区病毒极少，切取茎尖进行组织培养获得脱毒苗。（即：茎尖组织培养技术） 脱毒作物的产量和品质明显优于没有脱毒的作物 与微型繁殖相比较，二者无本质区别，只是取材部位不同。 通过组织培养技术获得的脱毒苗是否具有抗病毒能力？ 脱毒苗≠抗毒苗。脱毒苗是选择植物的顶端分生区(几乎不含有病毒)进行组织培养而获得的，属于细胞工程的范畴;而抗毒苗是把某抗病基因导入植物细胞,属于基因工程的范畴 脱毒产品 香蕉 脱毒草莓 普通草莓 甘蔗 菠萝 作物新品种的培育 2 1.单倍体育种 生物体细胞中染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体，即由配子（精子或卵细胞）直接发育而来的个体。 （1）过程 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） （2）原理： 染色体数目变异 优良纯种 脱分化 单倍体植株 纯合二倍体 人工诱导 染色体加倍 选择 花药 花粉 再分化 （秋水仙素处理） 单倍体植株经秋水仙素诱导处理后得到的植株都是纯合子吗？ 不一定。对于二倍体形成的单倍体来说，是正确的。 对于多倍体来说，不正确。如四倍体植株（基因型AAaa）形成的单倍体幼苗（基因型：AA、aa、Aa 3种），经秋水仙素处理后，基因型为AAAA、aaaa、AAaa，其中AAaa为杂合子。 （3）优点： ①极大地缩短了育种的年限。 ②可作为进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料。 ③后代大都是纯合子，能稳定遗传。 由于大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体，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 2.突变体的利用 （1）产生原因： 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。 （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 愈伤组织细胞不断分裂，细胞要进行DNA分子复制，因此更易发生突变。 为什么诱变处理的对象是愈伤组织？产生的变异一定符合需要吗？ 不一定，因为突变是不定向的。 诱变处理对象：愈伤组织、单倍体育种获得的隐性纯合体 （5）实例： （3）原理： 突变(基因突变和染色体变异）和植物细胞的全能性。 已筛选出抗病、抗盐、高产以及蛋白质含量高的突变体，如抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草。 （4）优点： 提高变异的频率，加速育种进程；大幅度地改良某些性状。 2.突变体的利用 细胞产物的工厂化生产 3 生物生长和生存所必需的代谢活动，初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质、核酸等。 应用多、产量低 非生物生长所必需，在特定条件下进行一类小分子有机化合物 （如酚类、萜类和含氮化合物等） 初生代谢物： 次生代谢物： 红豆杉→紫杉醇 紫草→紫草宁 1.植物的代谢及代谢产物 由于植物细胞的次生代谢物含量很低，从植物组织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， 2.细胞产物的工厂化生产的概念 利用植物细胞培养来获得目标产物，这个过程就是细胞产物的工厂化生产 红豆杉→紫杉醇 紫草→紫草宁 人参→人参皂苷 课堂篇探究学习 在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术 3.植物细胞培养 过程: 外植体 脱分化 愈伤组织 细胞悬液 细胞产物 培养、提取、破碎 分散开 去壁 （液体培养基） 注意:一般培养到愈伤组织阶段，因为此时细胞分裂能力旺盛，代谢快，有利于产物生成。 优点 它不占用耕地，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。 课堂篇探究学习 实例 (1)工厂化生产人参皂甙干粉的基本流程： 脱分化 培养选择 破碎细胞 放入发酵罐 人参根 愈伤组织 增长速度快人参皂甙干粉含量高的细胞 愈伤组织 人参皂苷粉 课堂篇探究学习 离体植物组织 脱分化 愈伤组织 从愈伤组织中提取紫杉醇 (2)工厂化生产紫杉醇的基本流程： 红豆杉 紫杉醇 植物细胞培养与植物组织培养有什么区别? 课堂篇探究学习 植物组织培养与植物细胞培养的比较 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 培养基 固体培养基 液体培养基 过程 实例 各种转基因 植物、脱毒苗 人参皂苷的生产 9. （多选）下图所示为利用二倍体西瓜的品种甲和品种乙培育其他新 品种的流程图。下列相关叙述错误的是（　　） A. 品种丁高度不育，品种丙和品种甲属于不同物种 B. 品种丁不能结出有子果实的原因是品种丁不能进行减数分裂 C. 图中①④⑤过程所用到的试剂都是秋水仙素 D. 由品种甲和品种乙培育出品种戊的原理只有染色体数目变异 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 $$