生物 2 细胞工程 第1节（第2课时）植物细胞工程的实际应用讲解 新人教版选修3.ppt

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1、生物选修生物选修3 3（人教版）（人教版）专题专题2 细胞工程细胞工程 第第1节节 植物细胞工程植物细胞工程 第第2课时课时 植物细胞工程的植物细胞工程的 实际应用实际应用 要点突破要点突破知识点知识点1 1 植物繁殖的新途径植物繁殖的新途径1 1微型繁殖。微型繁殖。(1)(1)微微型型繁繁殖殖(又又叫叫快快速速繁繁殖殖)技技术术就就是是用用于于快快速速繁繁殖殖优优良良品品种种的的植植物物组组织织培培养养技技术术。它它实实际际上上是是一一种种无无性性繁繁殖殖，繁繁殖殖过过程程中中的的分分裂裂方方式式是是有有丝丝分分裂裂，亲亲、子子代代细细胞胞内内DNADNA不不变变，所所以以能能够够保保证证亲

2、亲、子子代代遗遗传传特特性性不不变。变。(2)(2)优优点点：保保持持亲亲本本的的优优良良性性状状；可可以以快快速速大大量量培培育育出出新新个个体体，有有利利于于工工厂厂化化培培育育；选选材材少少、培培养养周周期期短短，繁殖率高，便于自动化管理。繁殖率高，便于自动化管理。2 2作物脱毒。作物脱毒。(1)(1)病病毒毒的的特特点点：病病毒毒是是寄寄生生性性生生物物，在在用用种种子子繁繁殖殖或或用用植植物物根根、茎茎的的无无性性繁繁殖殖过过程程中中，种种子子、根根、茎茎的的细细胞胞中中可可能能携携带带着着病病毒毒并并传传给给下下一一代代，使使其其繁繁殖殖的的子子代代感感染染病病毒毒。并并传传给给下

3、下一一代代，病病毒毒会会在在生生物物体体内内逐逐年年积累，就会导致作物产量降低，品质变差。积累，就会导致作物产量降低，品质变差。(2)(2)材材料料的的选选取取：据据检检测测，植植物物的的分分生生组组织织(如如根根尖尖，茎茎尖尖等等)细细胞胞中中一一般般是是不不含含病病毒毒的的。如如果果将将未未被被病病毒毒感感染染的的植植株株分分生生组组织织用用植植物物组组织织培培养养的的方方法法培培育育成成幼幼苗苗，用用于于生生产产过过程程，可可以以避避免免病病毒毒对对作作物物的的影影响响，大大大提高作物的产量和质量。大提高作物的产量和质量。3 3制备人工种子。制备人工种子。(1)(1)概概念念：人人工工种

4、种子子是是指指以以植植物物组组织织培培养养得得到到的的胚胚状状体体、不不定定芽芽、顶顶芽芽和和腋腋芽芽等等为为材材料料，经经过过人人工工薄薄膜膜包包装得到的种子。装得到的种子。(2)(2)人人工工种种子子的的结结构构：由由胚胚状状体体、作作为为保保护护外外壳壳的的人人工工种种皮皮和和提提供供发发育育所所需需营营养养的的人人工工胚胚乳乳三三部部分分构构成成。(如下图所示如下图所示)(3)(3)与与天天然然种种子子相相比比较较，其其优优越越性性有有：可可使使在在自自然然条条件件下下不不结结实实或或种种子子昂昂贵贵的的植植物物得得以以繁繁殖殖。固固定定杂杂种种优优势势。是是一一种种快快捷捷高高效效的

5、的繁繁殖殖方方式式。可可人人为为控控制制植植物物的的生生长长发发育育和和抗抗逆逆性等。性等。例例1 1 用用植植物物的的茎茎尖尖或或叶叶片片、茎茎段段、花花药药、花花粉粉等等，在在无无菌菌条条件件下下，培培养养在在玻玻璃璃皿皿中中人人工工配配制制的的培培养养基基上上，使使其其发发育育成成完完整整的的植植株株。这这种种技技术术可可以以用用来来培培育育植植物物新新品品种种，也也可可以以在在较较短短时时间间内内大大量量繁繁殖殖植植物物，还还可可以以防防止止植植物物病病毒毒的的危危害害。下下列列关关于于这这种种技技术术的的叙述，正确的是叙述，正确的是()这这种种技技术术利利用用了了植植物物细细胞胞的的

6、全全能能性性这这种种技技术术叫叫做做组组织织培培养养，可可以以克克隆隆生生物物体体这这种种技技术术属属于于细细胞胞工工程程的的应应用用领领域域之之一一这这种种技技术术是是一一种种无无性性繁殖的方式繁殖的方式A A B B C C D D解解析析：脱脱毒毒植植株株是是利利用用植植物物的的根根尖尖或或茎茎尖尖等等分分生生组组织织为为外外植植体体，经经植植物物组组织织培培养养而而来来，花花药药离离体体培养属有性生殖，故培养属有性生殖，故正确。正确。答案：答案：C C变式迁移变式迁移如如图图表表示示为为人人工工种种子子，下下列列与与人人工工种种子子培培育育生生产产过过程程有有关关的的叙叙述，不正确的是

7、述，不正确的是()A A人工种子一般用离体的植物细胞通过组织培养技术获得人工种子一般用离体的植物细胞通过组织培养技术获得B B胚胚状状体体是是由由愈愈伤伤组组织织分分化化而而成成，离离体体细细胞胞只只有有形形成成愈愈伤伤组组织才能表现出全能性织才能表现出全能性C C同一批次的人工种子可以保证具有相同的基因型同一批次的人工种子可以保证具有相同的基因型D D胚状体是由未分化的、具有分裂能力的细胞构成的胚状体是由未分化的、具有分裂能力的细胞构成的作物新品种的培育作物新品种的培育解析：解析：胚状体是由愈伤组织分化而来，不是未分化的细胞。胚状体是由愈伤组织分化而来，不是未分化的细胞。答案：答案：D D知

8、识点知识点2 2 作物新品种的培育作物新品种的培育1 1单倍体育种。单倍体育种。(2)(2)原理：染色体原理：染色体(数目数目)变异。变异。(3)(3)优优点点：后后代代稳稳定定遗遗传传，都都是是纯纯合合体体；明明显显缩缩短育种年限。短育种年限。2 2突变体育种。突变体育种。(1)(1)突突变变：植植物物体体细细胞胞的的突突变变分分为为基基因因突突变变和和染染色体变异两种。色体变异两种。(2)2)突突变变体体：在在植植物物组组织织培培养养过过程程中中，处处于于分分生生状状态态的的培培养养细细胞胞，容容易易受受到到培培养养条条件件和和外外界界压压力力(如如射射线线、化化学学物物质质等等)的的影影

9、响响而而发发生生基基因因突突变变或或染色体变异，由此发育而成的个体称为突变体。染色体变异，由此发育而成的个体称为突变体。(3)(3)突突变变体体的的利利用用：人人们们从从突突变变体体中中筛筛选选出出对对人人们们有有用用的的个个体体，进进而而培培育育成成新新品品种种，这这种种育育种种方方式叫突变体育种。式叫突变体育种。例例2 2 植植物物组组织织培培养养过过程程中中，容容易易获获得得突突变变体体的的主主要要原原因因是是()A A培养的细胞一直处于不断的分生状态培养的细胞一直处于不断的分生状态B B培养基营养丰富，易于植物生长培养基营养丰富，易于植物生长C C纺锤丝的形成容易受抑制纺锤丝的形成容易

10、受抑制D DDNADNA复制容易受抑制复制容易受抑制解解析析：在在植植物物组组织织培培养养过过程程中中，由由于于培培养养的的细细胞胞一一直直处处于不断的分生状态，容易受一些条件的影响而产生突变。于不断的分生状态，容易受一些条件的影响而产生突变。答案：答案：A A名师点睛：名师点睛：花药离体培养属于一种特殊方式的有性生殖。花药离体培养属于一种特殊方式的有性生殖。知识点知识点3 3 细胞产物的工厂化生产细胞产物的工厂化生产1 1种类：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。种类：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。2 2技术：植物的组织培养。技术：植物的组织培养。3 3工厂化生产人参皂甙的

11、基本过程。工厂化生产人参皂甙的基本过程。第第一一步步，选选择择人人参参根根作作为为外外植植体体进进行行培培养养，产产生生愈愈伤伤组组织织，经经过过培培养养选选择择找找到到增增殖殖速速度度快快而而且且细细胞胞内内人人参参皂皂甙甙含含量量高高的的细细胞胞株株，其其中中一一部部分分作作为为种种子子保保存存，以以备备下下一一次次生生产产用用，一一部部分分进进行行发发酵酵生生产产。第第二二步步，将将第第一一步步选选择择到到的的细细胞胞株株在在发发酵酵罐罐中中的的适适合合培培养养液液中中进进行行液液体体培培养养，增增加加细细胞胞数数量量。第第三三步步，将将发发酵酵罐罐中中培培养养的的细胞进行破碎，从中提取

12、人参皂甙。细胞进行破碎，从中提取人参皂甙。例例3 3 紫紫草草素素是是紫紫草草细细胞胞的的代代谢谢产产物物，可可作作为为生生产产治治疗疗烫烫伤伤药药物物的的原原料料。用用组组织织培培养养技技术术可可以以在在生生物物反反应应器器中中通通过过培培养养紫紫草草细细胞胞生生产产紫紫草草素素。下下图图记记录录了了生生物物反反应应器器中中紫紫草草细细胞胞产产量量、紫紫草草素素产产量量随随培培养养时时间间发发生生的的变变化化。据据此此完完成成(1)(1)(3)(3)题。题。(1)(1)在在生生产产前前，需需先先加加入入紫紫草草细细胞胞作作为为反反应应器器中中的的“种种子子”。这这些些“种种子子”是是应应用用

13、组组织织培培养养技技术术，将将紫紫草草叶叶肉肉细细胞胞经经过过_而而获获得得的的。这这项项技技术术的的理理论论基础是基础是_。(2)(2)从从图图中中可可以以看看出出：反反应应器器中中紫紫草草细细胞胞的的生生长长呈呈现现_规规 律律；影影 响响 紫紫 草草 素素 产产 量量 的的 因因 素素 是是_和和_。(3)(3)在在培培养养过过程程中中，要要不不断断通通入入无无菌菌空空气气并并进进行行搅搅拌拌的的目目的是的是_和和_。解解析析：题题干干信信息息：紫紫草草素素是是紫紫草草细细胞胞的的代代谢谢产产物物。从从图图中中可可以以看看出出：随随着着培培养养天天数数的的增增加加，细细胞胞数数目目不不断

14、断增增加加，紫草素产量也在不断增加。细胞在代谢过程中需要氧气。紫草素产量也在不断增加。细胞在代谢过程中需要氧气。答答案案：(1)(1)脱脱分分化化(或或脱脱分分化化形形成成愈愈伤伤组组织织)细细胞胞的的全全能性能性(2)S(2)S型增长细胞数量细胞所处的生长期型增长细胞数量细胞所处的生长期(3)(3)保证氧气供应充足使细胞与培养液充分接触保证氧气供应充足使细胞与培养液充分接触名名师师点点睛睛：利利用用植植物物组组织织培培养养技技术术生生产产细细胞胞产产物物无无须须培培养至植株，只要培养到能够产生所需产物的细胞即可。养至植株，只要培养到能够产生所需产物的细胞即可。本节小结本节小结核心归纳核心归纳

15、1 1细细胞胞的的全全能能性性是是指指构构成成生生物物体体的的每每个个细细胞胞都都具具有有发育成一个新的生物个体的潜能。发育成一个新的生物个体的潜能。2 2植物细胞工程的技术基础是植物组织培养。植物细胞工程的技术基础是植物组织培养。3 3细细胞胞全全能能性性与与分分化化程程度度有有关关，一一般般是是受受精精卵卵生生殖细胞干细胞体细胞。殖细胞干细胞体细胞。4 4植植物物组组织织培培养养中中植植物物激激素素是是启启动动细细胞胞分分裂裂、分分化化的关键因素。的关键因素。5 5植植物物组组织织培培养养中中常常用用的的植植物物激激素素是是生生长长素素和和细细胞胞分裂素。分裂素。正误判断正误判断1 1植植

16、物物的的种种子子发发育育成成完完整整植植株株体体现现了了细细胞胞的的全全能能性性。()2 2植植物物组组织织培培养养技技术术的的原原理理是是植植物物细细胞胞具具有有全全能能性性。()3 3人工种子与天然种子繁殖的方式相同。人工种子与天然种子繁殖的方式相同。()4 4植物细胞培养的目的是为了得到植物新个体。植物细胞培养的目的是为了得到植物新个体。()5 5两两种种细细胞胞的的原原生生质质体体融融合合后后形形成成的的融融合合细细胞胞只只有有一一种种。()6 6单单倍倍体体育育种种即即是是通通过过花花药药的的离离体体培培养养形形成成新新品品种种的的过过程程。()1 1提提示示：因因为为种种子子中中的

17、的胚胚已已完完成成了了早早期期发发育育，相相当当于于新新植植物体的幼体，没有体现细胞发育成完整植物体。物体的幼体，没有体现细胞发育成完整植物体。2 23 3提示：提示：天然种子是有性繁殖，人工种子是无性繁殖。天然种子是有性繁殖，人工种子是无性繁殖。4 4提提示示：植植物物细细胞胞培培养养的的目目的的是是为为了了获获得得细细胞胞的的次次生代谢产物。生代谢产物。5 5提提示示：只只考考虑虑两两两两融融合合的的情情况况，会会产产生生AAAA、BBBB、ABAB三种类型的融合细胞。三种类型的融合细胞。6 6提提示示：花花药药培培养养形形成成的的植植株株是是单单倍倍体体，高高度度不不育育，需需经经秋秋水水仙仙素素处处理理形形成成二二倍倍体体或或多多倍倍体才形成可育的新品种。体才形成可育的新品种。