【高中生物】2023-2024学年人教版选择性必修三 植物细胞工程的应用课件.pptx
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1、第第1节植物细胞工程节植物细胞工程第2课时植物细胞工程的应用目目标素素养养1.举例说明植物细胞工程在快速繁殖、作物脱毒、作物新品举例说明植物细胞工程在快速繁殖、作物脱毒、作物新品种的培育、细胞产物的工厂化生产等方面的应用。种的培育、细胞产物的工厂化生产等方面的应用。2.基于日常生活和生产中的真实情境基于日常生活和生产中的真实情境,设计并实施恰当可行的设计并实施恰当可行的方案方案,客观分析与评价植物细胞工程在生产和生活中的应用。客观分析与评价植物细胞工程在生产和生活中的应用。知知识概概览一、植物繁殖的新途径一、植物繁殖的新途径 微思考微思考1为什么马铃薯、草莓和香蕉脱毒苗的产量和品质为什么马铃薯
2、、草莓和香蕉脱毒苗的产量和品质明显提高明显提高,而小麦和玉米脱毒苗基本没有变化而小麦和玉米脱毒苗基本没有变化?提示提示:马铃薯、草莓和香蕉进行无性繁殖马铃薯、草莓和香蕉进行无性繁殖,感染的病毒很容感染的病毒很容易传递给子代易传递给子代,而小麦和玉米是通过种子繁殖而小麦和玉米是通过种子繁殖,感染的病毒不感染的病毒不容易传递给子代。容易传递给子代。微判断微判断11.脱毒苗培育所选用的组织培养材料可以来自植株的任何脱毒苗培育所选用的组织培养材料可以来自植株的任何部位。部位。()2.植物组织培养技术不仅可以快速、高效地实现种苗的大植物组织培养技术不仅可以快速、高效地实现种苗的大量繁殖量繁殖,还可以保持
3、优良品种的遗传性状。还可以保持优良品种的遗传性状。()3.培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是植物体细胞杂交。培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是植物体细胞杂交。()4.作物脱毒时选材部位应为植物木质部附近的部位作物脱毒时选材部位应为植物木质部附近的部位,因为此因为此处细胞内病毒极少。处细胞内病毒极少。()二、作物新品种的培育二、作物新品种的培育1.单倍体育种。单倍体育种。(2)优点优点:后代是纯合子后代是纯合子,遗传性状相对遗传性状相对稳定稳定。极大地缩短了极大地缩短了育种的年限育种的年限,节约了大量的人力和物力。节约了大量的人力和物力。进行体细胞诱变育种和研究进行体细胞诱变育种和研究遗传突变遗传突
4、变的理想材料。的理想材料。2.突变体的利用。突变体的利用。(1)产生原因产生原因:在植物的组织培养过程中在植物的组织培养过程中,培养细胞一直处于培养细胞一直处于不断增殖的状态不断增殖的状态,因此容易受到培养条件和诱变因素因此容易受到培养条件和诱变因素(如射线、如射线、化学物质等化学物质等)的影响而产生的影响而产生突变突变。(2)利用利用:从产生突变的个体中可以筛选出对人们从产生突变的个体中可以筛选出对人们有用有用的突变的突变体体,进而培育成新品种。进而培育成新品种。微判断微判断21.在植物组织培养过程中在植物组织培养过程中,容易获得突变体的主要原因是培容易获得突变体的主要原因是培养的细胞一直处
5、于不断增殖的状态。养的细胞一直处于不断增殖的状态。()2.由于大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体由于大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体,染色染色体加倍后得到的植株的显性性状容易显现体加倍后得到的植株的显性性状容易显现,因此它也是进行因此它也是进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料。体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料。()微微训练下列育种措施中下列育种措施中,可以增加植物突变率的是可以增加植物突变率的是()A.采用嫁接方法培育苹果新品种采用嫁接方法培育苹果新品种B.将鱼的抗冻蛋白基因导入烟草受精卵中将鱼的抗冻蛋白基因导入烟草受精卵中,培育抗冻烟草培育抗冻烟草C.用紫外线对组织
6、培养中的愈伤组织进行照射用紫外线对组织培养中的愈伤组织进行照射D.采用杂交的方式培育高产水稻采用杂交的方式培育高产水稻答案答案:C解析解析:利用物理因素利用物理因素(如紫外线、如紫外线、X射线等射线等)或化学因素或化学因素(如亚如亚硝酸盐等硝酸盐等)处理生物处理生物,使生物发生基因突变使生物发生基因突变,可以提高突变率。可以提高突变率。三、细胞产物的工厂化生产三、细胞产物的工厂化生产1.植物的代谢。植物的代谢。(1)初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动,因此在整因此在整个生命过程中它一直进行着。初生代谢物有个生命过程中它一直进行着。初生代谢物有糖类糖
7、类、脂质、脂质、蛋蛋白质白质和核酸等。和核酸等。(2)次生代谢不是生物生长所必需的次生代谢不是生物生长所必需的,一般在特定的组织或器一般在特定的组织或器官中官中,并在一定的环境和时间条件下才进行。次生代谢物是并在一定的环境和时间条件下才进行。次生代谢物是一类小分子一类小分子有机化合物有机化合物(如酚类、萜类和含氮化合物等如酚类、萜类和含氮化合物等),在植在植物抗病、抗虫等方面发挥作用物抗病、抗虫等方面发挥作用,也是很多药物、香料和色素也是很多药物、香料和色素等的重要来源。等的重要来源。2.方法方法:利用植物细胞培养来获得目标产物利用植物细胞培养来获得目标产物,这个过程就是细这个过程就是细胞产物
8、的工厂化生产。植物细胞培养是指在胞产物的工厂化生产。植物细胞培养是指在离体离体条件下对单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。个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。3.意义意义:对于社会、经济、环境保护具有重要意义。对于社会、经济、环境保护具有重要意义。微思考微思考2快速繁殖是有性繁殖还是无性繁殖快速繁殖是有性繁殖还是无性繁殖?提示提示:快速繁殖利用的是植物组织培养技术快速繁殖利用的是植物组织培养技术,属于无性繁殖。属于无性繁殖。微判断微判断31.工厂化生产的细胞产物工厂化生产的细胞产物,其化学成分都是蛋白质。其化学成分都是蛋白质。()2.细胞产物的工厂化生产提高了获取植物某
9、些成分的效率。细胞产物的工厂化生产提高了获取植物某些成分的效率。()3.次生代谢物是植物生命活动所必需的。次生代谢物是植物生命活动所必需的。()一一 植物繁殖的新途径植物繁殖的新途径重重难归纳1.快速繁殖。快速繁殖。(1)实质实质:植物组织培养。植物组织培养。(2)原理原理:植物细胞的全能性。植物细胞的全能性。(3)优点优点:可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖。可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖。可以保持优良品种的遗传特性。可以保持优良品种的遗传特性。2.作物脱毒。作物脱毒。(1)进行作物脱毒的原因进行作物脱毒的原因:长期进行无性繁殖的作物长期进行无性繁殖的作物(如马铃薯和草莓如马铃薯和草莓)
10、,它们感染的病它们感染的病毒很容易传给后代。病毒在作物体内逐年积累毒很容易传给后代。病毒在作物体内逐年积累,从而导致作从而导致作物产量降低物产量降低,品质变差。品质变差。(2)材料的选取及脱毒的方法材料的选取及脱毒的方法:由于代谢十分旺盛、细胞分裂速度快等因素由于代谢十分旺盛、细胞分裂速度快等因素,在植物顶端分在植物顶端分生区附近生区附近(如茎尖如茎尖)的病毒极少的病毒极少,甚至无病毒。因此甚至无病毒。因此,利用植物利用植物的分生组织进行组织培养的分生组织进行组织培养,再生的植株就有可能不带病毒再生的植株就有可能不带病毒,从从而获得脱毒苗。用脱毒苗进行繁殖而获得脱毒苗。用脱毒苗进行繁殖,种植的
11、作物产量和品质种植的作物产量和品质都会提高。都会提高。草莓传统的繁殖方式易将其所感染的病毒传给后代草莓传统的繁殖方式易将其所感染的病毒传给后代,导致产导致产量降低、品质变差。运用作物脱毒技术可以培育出脱毒植株。量降低、品质变差。运用作物脱毒技术可以培育出脱毒植株。请思考下列问题。请思考下列问题。(1)作物培养过程中为什么要进行作物脱毒作物培养过程中为什么要进行作物脱毒,如何进行作物脱如何进行作物脱毒毒?提示提示:对于无性繁殖的作物对于无性繁殖的作物,病毒在作物体内逐年积累病毒在作物体内逐年积累,就会就会导致作物产量降低、品质变差。而植物顶端分生区附近导致作物产量降低、品质变差。而植物顶端分生区
12、附近(如如茎尖茎尖)的病毒极少的病毒极少,甚至无病毒甚至无病毒,因此切取一定大小的茎尖进行因此切取一定大小的茎尖进行组织培养组织培养,再生的植物就有可能不带病毒再生的植物就有可能不带病毒,从而获得脱毒苗。从而获得脱毒苗。(2)从所需条件上来看从所需条件上来看,快速繁殖与传统育种方法相比快速繁殖与传统育种方法相比,优点优点有哪些有哪些?提示提示:快速繁殖是在具有一定人工设施的室内生产快速繁殖是在具有一定人工设施的室内生产,可以不可以不受季节、气候等自然条件的限制。受季节、气候等自然条件的限制。典例剖析典例剖析某株名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。为了防止性状某株名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。
13、为了防止性状分离并快速繁殖分离并快速繁殖,可以利用该植株的一部分器官或组织进行可以利用该植株的一部分器官或组织进行离体培养离体培养,发育出完整的植株。进行离体培养时不应采用该发育出完整的植株。进行离体培养时不应采用该植株的植株的()A.茎尖茎尖B.子房壁子房壁C.叶片叶片D.花粉粒花粉粒答案答案:D解析解析:茎尖一般没有病毒积累茎尖一般没有病毒积累,分裂能力强分裂能力强,可作为植物组织可作为植物组织培养的材料培养的材料,A项不符合题意。子房壁细胞与叶片细胞属于体项不符合题意。子房壁细胞与叶片细胞属于体细胞细胞,可作为植物组织培养的材料可作为植物组织培养的材料,B、C两项不符合题意。花两项不符合
14、题意。花粉粒是经减数分裂形成的粉粒是经减数分裂形成的,在此过程中发生了基因重组在此过程中发生了基因重组,因而因而不一定能保持亲本的优良性状不一定能保持亲本的优良性状,D项符合题意。项符合题意。学以致用学以致用马铃薯利用它的块茎进行无性繁殖马铃薯利用它的块茎进行无性繁殖,种植的世代多了以后往种植的世代多了以后往往会感染病毒而减产往会感染病毒而减产,为此农户都希望得到无病毒的幼苗进为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳办法是行种植。获得无病毒幼苗的最佳办法是()A.选择优良品种进行杂交选择优良品种进行杂交B.进行远缘植物体细胞杂交进行远缘植物体细胞杂交C.利用茎尖进行组织培养
15、利用茎尖进行组织培养D.人工诱导基因突变人工诱导基因突变答案答案:C解析解析:茎尖分裂能力旺盛茎尖分裂能力旺盛,几乎不含病毒几乎不含病毒,可以利用茎尖进行可以利用茎尖进行组织培养组织培养,从而获得脱毒苗。从而获得脱毒苗。二二 作物新品种的培育和细胞产物的工厂化生产作物新品种的培育和细胞产物的工厂化生产重重难归纳1.单倍体育种和突变体育种的比较。单倍体育种和突变体育种的比较。比较项目比较项目 原理原理优点优点缺点缺点实例实例单倍单倍体育种体育种染色体染色体变异变异极大地缩短了极大地缩短了育种的年限育种的年限,节约了大量的节约了大量的人力和物力人力和物力技术含量高技术含量高单育单育1号烟草、号烟草
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