资源简介

(共35张PPT)
第一节
植物细胞工程的应用
第二课时
人教版高中生物选修三
核心素养
生命观念
科学思维
尝试运用所学植物细胞工程的知识解决生产、生活中的问题。
社会责任
认同植物细胞工程的重要应用价值。
通过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优势。
植物细胞
工程的应用
课标要求
01.
掌握微型繁殖和植物组织培养的联系。
掌握作物脱毒、人工种子的制备过程和意义。
了解单倍体育种和突变体的利用。
了解细胞产物的例子。
02.
03.
04.
植物细胞
工程的应用
社会情境
植物细胞
工程的应用
经济苗木、名贵花卉、珍稀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……
如何解决这个问题呢？
植物繁殖的新途径
有哪些方法可以实现快速繁殖……
兰花的繁育
植物细胞
工程的应用
20世纪60年代，荷兰科学家成功地利用组织培养技术来培育兰花。目前，荷兰的兰花生产已经发展成为举世闻名的兰花产业，每年为荷兰创造了巨额的外汇收入。
在我国，组织培养技术也已经广泛应用于兰花种苗的规模化繁殖，这使得名贵兰花的价格大幅下降，普通百姓也能购买和观赏。
快速繁殖
植物细胞
工程的应用
应用组织培养技术，快速繁殖优良品种的植物的方法，（也叫微型繁殖技术）。
通过前面的案例，你能解释一下什么是快速繁殖吗？
概念
甘蔗、桉树和铁皮石斛等试管苗的生产，已形成一定规模。
快速繁殖
植物细胞
工程的应用
高效、快速地实现种苗的大量繁殖
保持优良品种的遗传特性
不受自然生长季节的限制
使用组织培养实现的快速繁殖，在大规模生产中，有何优势？
优势
从本质上讲，组织培养这种方式属于哪一种生殖方式？
属于无性生殖，没有经过两性生殖细胞的结合。
快速繁殖
植物细胞
工程的应用
扦插、嫁接、压条属于快速繁殖技术吗？
扦插
嫁接
压条
不是。但这几种方式也是无性生殖。
资料解读
植物细胞
工程的应用
姜是药食两用的经济作物，在生产上长期采用无性繁殖，容易感染多种病毒病，使生姜品质变差，叶子皱缩，生长缓慢，一般减产30%-50%。病毒引起的植物病害有500多种。
受害植物包括粮食作物、蔬菜、果树和花卉等。而且没有有效的防治办法，只能拔除，造成经济损失。
病毒多集中在种子、老叶等器官中，在幼嫩的器官和未成熟的组织中较少，在分生区几乎不含病毒。
作物
脱毒
有哪些方法可以实现脱毒苗的培育……
作物脱毒
植物细胞
工程的应用
Q
Q
为何要进行作物脱毒？
无性繁殖的作物，容易将病毒传染给后代。
病毒积累，导致作物产量降低、品质变差。
作物脱毒选用什么材料？选择该种材料的理由是？
顶端分生区（如茎尖）的细胞。
植物分生区细胞病毒少，甚至没有病毒。
作物脱毒
植物细胞
工程的应用
Q
Q
哪些植物适合进行作物脱毒？
被病毒感染的，主要通过无性生殖的作物。
脱毒的过程是怎样的？
无病毒组织
(茎尖组织)
愈伤组织
根、芽
幼苗
移栽长成完整植物
脱分化
再分化
比如，马铃薯、草莓、大蒜、甘蕉、菠萝和香蕉
作物脱毒
植物细胞
工程的应用
作物脱毒已经广泛应用在农副产品的培育中，得到大力推广：
脱毒马铃薯
脱毒草莓
脱毒香蕉
脱毒菠萝
作物品种培育
植物细胞
工程的应用
习近平说：“确保国家粮食安全，把中国人的饭碗牢牢端在自己手中。” 我国是粮食生产大国，而有所成就的原因更多在于我国科研人员的不懈研发。
但是，常规选育出一个可以稳定遗传的作物优良品种，一般要经过5～6年的连续筛选。
有没有什么方法可以解决这一问题？
杂交育种
植物细胞
工程的应用
基因的自由组合定律。
原理：
通过基因重组，把两亲本的优良性状组合在同一后代中。
结果：
不能产生新性状，育种时间长。
缺点：
单倍体育种
有什么方法可以快速培育优良品种……
单倍体育种
植物细胞
工程的应用
选择亲本
操作步骤
F1
单倍体
植株
可育纯合子
选择所需类型
杂交
花粉离体培养
（植物组织培养）
诱 变
(秋水 仙素)
染色体 加倍
单倍体育种
植物细胞
工程的应用
染色体变异、植物细胞的全能性
原理
① 极大地缩短了育种的年限。
② 后代可获得纯合子，能稳定遗传。
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。
优点
单倍体育种
植物细胞
工程的应用
早在1974年就成功地培育出世界上第一个单倍体作物新品种中——单育1号烟草。
后来，把单倍体育种与常规育种结合起来，育成了水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等作物的新品种。
单育1号烟草
诱变体的利用
有什么方法可以培育新品种……
诱变体的利用
植物细胞
工程的应用
愈伤组织、单倍体育种获得的隐性纯合体。
诱变对象
产生原因
植物组织培养中，培养的细胞不断分裂易受培养条件和诱变因素的影响产生突变。
诱变体的利用
植物细胞
工程的应用
筛选对人们有利的突变体，进而培育成新品种
用途
原理
基因突变、植物细胞的全能性
外植体
脱分化
愈伤组织
突变体
新品种
诱变处理
再分化
筛选
培育
操作
诱变体的利用
植物细胞
工程的应用
提高变异的频率，加快育种的进程。
优点
缺点
难以控制突变方向，有利性状比较少，需要大量处理实验材料。
拟南芥突变体
细胞产物的工厂化生产
有什么方法可以快速生产细胞产物……
初生代谢物
植物细胞
工程的应用
概念
初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动，因此在整个生命过程中它一直进行着。
种类
初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质和核酸等。
次生代谢不是生物生长所必需的，一般在特定的组织或器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行。
次生代谢物
植物细胞
工程的应用
植物代谢会产生一些一般认为不是植物基本的生命活动所必需的产物，就是次生代谢物。
概念
本质
次生代谢物是一类小分子有机化合物（如酚类、韩类和含氨化合物等）。
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。
应用
次生代谢物
植物细胞
工程的应用
红豆杉，提取紫杉醇
技术
采用植物的组织培养技术。
紫草，提取紫草宁
人参，提取皂苷
植物细胞培养
植物细胞
工程的应用
概念
指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。
蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱
外植体
脱分化
愈伤
组织
细胞
悬液
发酵
提取
细胞
产物
分散
过程
实际应用
植物细胞
工程的应用
近年来又实现了利用组织培养技术来大量生产人参皂苷干粉，生长速度比栽培人参约快100倍以上，其药用成分和药理活性与栽培人参相似，甚至更加优良。这项技术目前已投入规模化生产。
人参为我国名贵药材，现今因野生资源缺少，多用人工栽培，但生长缓慢，6年才能生成10g左右(干重)人参根。
我国科学家早在1963年就成功地培育出了人参的组织。
植物细胞
工程的应用
花青素具有抗氧化、抗突变、抗肿瘤、保护心血管等方面的功能。
以葡萄花青素含量高的品种的幼叶和茎尖为材料，用于诱导愈伤组织；选择颗细小、疏松易碎、外观湿润、颜色鲜艳的愈伤组织，经过筛选，继代培养后，用于悬浮细胞培养。
实际应用
人参、三七、紫草和银杏的细胞产物也都已经实现了工厂化生产。
世界各国的科学家正深入研究，试图通过组织培养技术来大量生产抗癌物质—紫杉醇。
植物细胞
工程的应用
植物细胞工程的应用
知识小结
植物繁殖的
新途径
作物新品种的培育
细胞产物的工厂化生产
微型繁殖技术
作物脱毒
单倍体育种
突变体的利用
植物细胞
工程的应用
当堂检测
1. 要想获得脱毒苗，可用植物的（ )部位进行培养。
A.根尖 B.叶片 C.花瓣 D.很小的茎尖
D
2. 目前生产无病毒苗最安全、最重要的一条途径是（ )
A.热处理脱毒 B.茎尖培养脱毒
C.愈伤组织培养脱毒 D.化学脱毒
B
植物细胞
工程的应用
当堂检测
3. 在科学技术飞速发展的今天，绝大部分生物技术已迅速转化为生产力，形成了新兴的生物工程新产业。下列关于植物细胞工程技术的研究成果及运用，正确的是（ )
A. 愈伤组织是一种具有特定结构和功能的薄壁细胞
B. 利用植物体细胞杂交技术可培育出超级杂种植株
C. 单倍体育种和多倍体育种过程都需经过植物组织培养技术
D. 利用组织培养技术培育脱毒苗，获得具有抗病毒的新品种
B
植物细胞
工程的应用
当堂检测
4. 植物细胞工程作为一门新兴的生物技术，已经普遍应用于社会生产的方方面面。下列有关说法不正确的是（ ）
A.微型繁殖技术是无性繁殖，可以保持优良品种的遗传特性
B.利用愈伤组织细胞分裂快、代谢旺盛用于细胞产物的工厂化生产
C.利用茎尖组织培养技术可以获得脱毒苗
D.突变体培育利用了愈伤组织易受到外界环境的影响而发生定向突变
D

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