2022-2023學年新教材高中生物第2章細胞工程第1節(jié)植物細胞工程二植物細胞工程的應用課件新人教版選擇性必修3

第2章細胞工程第1節(jié)植物細胞工程二植物細胞工程的應用學霸記憶?素養(yǎng)積累訓練鞏固?課堂達標新知預習?雙基夯實課內(nèi)探究?名師點睛指點迷津?撥云見日新知預習?雙基夯實植物組織培養(yǎng)

無性

大量繁殖

2．作物脫毒(1)選材部位：植物的____________。(2)選材原因：____________的病毒極少，甚至________。(3)實例：目前采用__________培養(yǎng)技術來脫去病毒，在________、草莓、甘蔗、菠蘿、香蕉等主要經(jīng)濟作物上已獲得成功。分生區(qū)附近

分生區(qū)附近

無病毒

莖尖組織

馬鈴薯

花藥

單倍體

穩(wěn)定遺傳

育種的年限

2．突變體的利用(1)產(chǎn)生原因：在植物的組織培養(yǎng)過程中，易受__________和__________(如射線、化學物質(zhì)等)的影響而__________。(2)利用：篩選出對人們有用的________，進而培育成________。培養(yǎng)條件

誘變因素

產(chǎn)生突變

突變體

新品種

三、細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)1．次生代謝物(1)概念：植物代謝會產(chǎn)生一些一般認為______________________________的產(chǎn)物。(2)作用：在植物____________等方面發(fā)揮作用，也是很多______、______和______等的重要來源。不是植物基本的生命活

動所必需

抗病、抗蟲

藥物

香料

色素

2．生產(chǎn)技術手段：______________技術。3．優(yōu)點：____________。4．實例：利用紫草細胞的組織培養(yǎng)生產(chǎn)的________具有抗菌、消炎和抗腫瘤等活性。利用紅豆杉細胞的組織培養(yǎng)生產(chǎn)的________具有高抗癌活性。植物組織培養(yǎng)

生產(chǎn)速度快

紫草寧

紫杉醇

1．葡萄的扦插、桃樹的嫁接、石榴的壓條繁殖方式都屬于微型繁殖。

(

)2．脫毒苗培育所選的組織培養(yǎng)材料可以來自植株的任何部位。

(

)3．單倍體育種和突變體培育的遺傳學原理是一致的。

(

)4．突變體培育通常對植物的愈傷組織進行誘變處理，而工廠化生產(chǎn)的細胞產(chǎn)物也來自愈傷組織細胞。

(

)5．工廠化生產(chǎn)的細胞次生代謝物，其化學成分都是蛋白質(zhì)。(

)活學巧練×

×

×

√

×

思考：1．植物組織培養(yǎng)可以進行快速繁殖的原因是什么？提示：植物組織培養(yǎng)到愈傷組織階段，細胞進行有絲分裂，細胞分裂速度較快，從而獲得大量的組織細胞，然后不斷地分割、移瓶、誘導再分化形成新植株。植物組織培養(yǎng)在實驗室進行，受季節(jié)、氣候等條件限制較小。2．作物培養(yǎng)過程中為什么要進行作物脫毒，如何進行作物脫毒？提示：對于無性繁殖的作物，病毒在作物體內(nèi)逐年積累，就會導致作物產(chǎn)量降低、品質(zhì)變差。而植物分生區(qū)附近的病毒極少，甚至無病毒，因此切取一定大小的莖尖進行組織培養(yǎng)，再生的植物就有可能不帶病毒，從而獲得脫毒苗。3．花藥離體培養(yǎng)獲得的單倍體幼苗如何誘導染色體加倍？原理是什么？提示：可用適宜濃度的秋水仙素處理幼苗誘導染色體加倍，也可低溫誘導染色體加倍。其原理都是抑制紡錘體的形成。4．為什么用物理或化學因素處理愈傷組織更易誘發(fā)突變？產(chǎn)生的變異一定符合需要嗎？提示：因為愈傷組織細胞處在分裂過程中，細胞要進行DNA分子復制，因此更易發(fā)生突變。由于突變是不定向的，產(chǎn)生的變異不一定符合需要。學霸記憶?素養(yǎng)積累1．微型繁殖實際是一種無性繁殖，可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性。2．植物頂端分生區(qū)附近的病毒極少，甚至無病毒，因此采用莖尖組織培養(yǎng)能脫去病毒。3．單倍體育種極大縮短了育種年限，節(jié)約了大量的人力和物力。4．培養(yǎng)的細胞一直處于不斷增殖狀態(tài)，因此容易受到培養(yǎng)條件和誘變因素的影響而產(chǎn)生突變。5．次生代謝物是植物代謝產(chǎn)生的一些一般認為不是植物基本生命活動所必需的產(chǎn)物。課內(nèi)探究?名師點睛知識點植物繁殖新途徑的優(yōu)點繁殖新途徑優(yōu)點微型繁殖(1)能保持親本的優(yōu)良性狀(2)繁殖速度快(3)不受季節(jié)、氣候、地域的限制作物脫毒獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的無病毒植株

馬鈴薯利用它的塊莖進行無性繁殖，種植的世代多了以后往往會感染病毒而減產(chǎn)，為此農(nóng)戶都希望得到無病毒的幼苗進行種植。獲得無病毒幼苗的最佳辦法是 (

)A．選擇優(yōu)良品種進行雜交

B．進行遠緣植物體細胞雜交C．利用芽尖進行組織培養(yǎng)

D．人工誘導基因突變解析：芽尖分生能力旺盛，幾乎不含病毒，可以通過芽尖組織培養(yǎng)獲得脫毒苗。典例1典例剖析C

1．科學家以PLRV(馬鈴薯卷葉病毒)感染的馬鈴薯試管苗為實驗材料，對不同大小的莖尖超低溫處理后，用植物組織培養(yǎng)技術進行再生培養(yǎng)。選取培養(yǎng)18周的20棵植株進行檢測并獲得病毒保存率，實驗結(jié)果如下表所示。下列敘述正確的是 (

)變式訓練病毒感染類型莖尖大小/mm病毒保存率/%PLRV0.500(0/20)1.535(7/20)注：括號內(nèi)數(shù)字表示檢測陽性樣本量/檢測總樣本量A．超低溫處理后進行再生培養(yǎng)時培養(yǎng)基中應加入有機碳源和激素等B．莖尖大小與病毒保存率無關C．該技術能克服不同生物遠緣雜交不親和障礙從而培育出新品種D．1.5mm的莖尖超低溫脫毒效果優(yōu)于0.5mm的莖尖超低溫脫毒效果答案：A解析：超低溫處理后進行再生培養(yǎng)所用的技術手段是植物組織培養(yǎng)，其培養(yǎng)基中需要加入有機碳源和植物激素等，A項正確；根據(jù)圖表數(shù)據(jù)可知，莖尖大小與病毒保存率有關，B項錯誤；該技術是植物組織培養(yǎng)，能保持親本的優(yōu)良性狀，不能克服遠緣雜交不親和的障礙，C項錯誤；根據(jù)圖表數(shù)據(jù)可知，0.5mm的莖尖超低溫脫毒效果優(yōu)于1.5mm的莖尖，D項錯誤。知識點單倍體育種和突變體育種的比較項目原理優(yōu)點缺點實例單倍體育種染色體變異明顯縮短育種年限技術含量高單育1號煙草、中花8號、11號水稻和京花1號小麥等突變體育種基因突變產(chǎn)生新基因，大幅度改良某些性狀可用突變體少，需處理大量材料抗花葉病毒的甘蔗、抗鹽堿的煙草等

如圖為利用突變體育種技術獲得抗除草劑白三葉草新品種的過程。下列敘述不正確的是 (

)A．該育種過程依據(jù)的原理有基因突變和植物細胞具有全能性B．過程①②培養(yǎng)基中，不同植物生長調(diào)節(jié)劑的濃度比例不同C．白三葉草愈傷組織和胚狀體的細胞中DNA和RNA種類相同D．過程④通常采用的篩選方法是向白三葉草幼苗噴灑除草劑典例2典例剖析C

解析：白三葉草愈傷組織和胚狀體的細胞中DNA種類相同，但因為基因的選擇性表達，RNA和蛋白質(zhì)的種類是有差異的。2．下列有關植物細胞工程應用的敘述，不正確的是 (

)A．利用組織培養(yǎng)技術培育脫毒苗，獲得抗病毒的新品種B．利用組織培養(yǎng)技術進行植物的快速繁殖，能保持親本的優(yōu)良性狀C.利用細胞培養(yǎng)技術獲得紫草素，實現(xiàn)了細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)D．利用植物體細胞雜交技術獲得“蘿卜—甘藍”，克服不同生物遠緣雜交不親和的障礙變式訓練A

解析：利用植物組織培養(yǎng)技術可以得到脫毒苗，但脫毒苗不一定具有抗病毒的能力；利用植物組織培養(yǎng)技術進行快速繁殖，該技術為無性繁殖，可保留親本的優(yōu)良性狀；在植物組織培養(yǎng)的愈傷組織階段可得到大量的細胞，細胞代謝可以產(chǎn)生大量的細胞產(chǎn)物；利用植物體細胞雜交技術，可克服遠緣雜交不親和障礙。指點迷津?撥云見日植物組織培養(yǎng)各階段的應用注意：愈傷組織是已分化的細胞經(jīng)過激素的誘導，脫分化形成的排列疏松、高度液泡化的具有分生能力的薄壁細胞團。1．為了獲得突變體，可以對愈傷組織進行物理或化學方法的誘變處理。2．一般利用愈傷組織的分生能力，產(chǎn)生更多的子細胞，

獲得較多的細胞產(chǎn)物。

下列有關植物細胞工程應用的敘述，錯誤的是

(

)A．人工種子包埋胚狀體的膠質(zhì)可以看作自然種子的種皮B．在紫草素的細胞產(chǎn)物工廠化生產(chǎn)過程中使用的是液體培養(yǎng)基C．對愈傷組織進行誘變處理，從分化的植株中可篩選出新品種D．利用植物組織培養(yǎng)技術培育的脫毒苗具有不含或極少含病毒的特點典例3典例剖析A

解析：人工種子包埋胚狀體的、富含營養(yǎng)的膠質(zhì)可看作自然種子的種皮及提供營養(yǎng)的胚乳或子葉，A錯誤；細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)是指從人工培養(yǎng)的愈傷組織細胞中提取某種成分，如紫草素等，使用的是液體培養(yǎng)基，B正確；在育種中，可以對植物的愈傷組織進行化學或物理誘變處理，促使其發(fā)生突變，再通過誘導分化形成植株，從這些植株中可篩選出新品種，C正確；利用植物組織培養(yǎng)技術培育脫毒苗時，一般選取植物莖尖作材料，其依據(jù)是莖尖不含病毒或極少含病毒，D正確。解疑答惑到社會中去?P42提示：制作的關鍵是選擇合適的培養(yǎng)基與植株。價格主要由材料成本、培養(yǎng)基、植株培養(yǎng)難度等多種因素決定。練習與應用?P42一、

概念檢測1．(1)√(2)×

提示：細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)只是提高了細胞的數(shù)量，沒有提高單個細胞中次生代謝產(chǎn)物的含量。2．D

提示：作物脫毒常用的方法為取莖尖分生組織進行組織培養(yǎng)。二、拓展應用1．提示：F2中紫色甜玉米的基因型可能為Aasusu或AAsusu。如果運用常規(guī)育種方法，將F2中的紫色甜玉米與白色甜玉米(aasusu)進行測交，可以選擇出基因型為AAsusu的純種紫色甜玉米。但這種方法比較煩瑣，耗時也較長，需要至少三年的選種和育種時間。其實在F1產(chǎn)生的花粉中就可能有Asu的組合，如果利用花藥培養(yǎng)的技術獲得單倍體植株，再經(jīng)過誘導染色體加倍，就可以直接得到紫色甜玉米的純合體。這種方法可以大大縮短育種周期。2．提示：積極探索其他的繁育途徑。例如，研究如何利用植物組織培養(yǎng)技術繁育甜葉菊，研究內(nèi)容涉及植物組織培養(yǎng)材料的選擇，培養(yǎng)基配方的優(yōu)化，提高試管苗移栽成活率的方法等，最終目的是建立一套利用植物組織培養(yǎng)技術繁育甜葉菊的標準技術體系，實現(xiàn)甜葉菊種苗的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。訓練鞏固?課堂達標1．下列有關植物細胞工程及其應用的說法，錯誤的是 (

)A．植物細胞工程的原理是植物細胞的全能性B．植物組織培養(yǎng)需要將植物組織或細胞離開母體C．植物快繁是植物組織培養(yǎng)的重要應用D．單倍體育種不改變生物的遺傳性狀解析：植物細胞工程的原理是植物細胞的全能性，A正確；植物組織培養(yǎng)前需要將組織細胞離體處理，B正確；植物組織培養(yǎng)的應用有植物快繁、微型繁殖、作物脫毒、培養(yǎng)單倍體等，C正確；單倍體育種獲得穩(wěn)定遺傳的純合子，遺傳性狀可能改變，D錯誤。D

2．如圖是通過植物細胞工程技術獲得紫杉醇的途徑，下列敘述不正確的是

(

)A．該途徑依據(jù)的原理是植物細胞具有全能性B．需在無菌和人工控制的條件下進行C．經(jīng)過程①細胞的形態(tài)和結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化D．外植體是離體的器官、組織或細胞A

解析：圖中過程的終點不是個體，也未經(jīng)分化形成其他各種組織細胞，故未體現(xiàn)細胞的全能性，A項錯誤；該過程需要在無菌和人工控制的條件下進行，B項正確；過程①表示已分化的細胞經(jīng)過脫分化形成愈傷組織，失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能轉(zhuǎn)化成未分化的細胞，C項正確；外植體是離體的器官、組織或細胞，D項正確。3．下列有關植物細胞工程應用的敘述，錯誤的是

(

)A．用快速繁殖技術可獲得新品種B．利用植物細胞培養(yǎng)可實現(xiàn)紫草的細胞產(chǎn)物工廠化生產(chǎn)C．對愈傷組織進行誘變處理，從分化的植株中可篩選出新品種D．利用植物組織培養(yǎng)技術可以獲得脫毒苗A

解析：快速繁殖技術屬于無性繁殖，親、子代細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)相同，A項錯誤；利用植物細胞培養(yǎng)可實現(xiàn)紫草的細胞產(chǎn)物工廠化生產(chǎn)，B項正確；在植物組織培養(yǎng)過程中，可以對培養(yǎng)細胞進行化學或物理的誘變處理，促使其發(fā)生突變，再通過誘導分化形成植株，從這些植株中篩選出高抗、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的突變體，從而培育成新品種，C項正確；利用植物組織培養(yǎng)技術可以獲得脫毒苗，培育時，一般選取植物頂端分生區(qū)作材料，其依據(jù)是分生區(qū)不含病毒(或含病毒極少)，D項正確。4．(不定項)下列不屬于植物的快速繁殖技術的是

(

)A．蘭花的芽尖組織培育成蘭花幼苗B．水稻種子萌發(fā)并生長新個體C．扦插的葡萄枝條長成新個體D．柳樹芽發(fā)育成枝條解析：快速繁殖技術是用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術，也叫作微型繁殖技術。水稻種子萌發(fā)并長成新個體、柳樹芽發(fā)育成枝條均屬于個體發(fā)育；扦插的葡萄枝條長成新個體屬于無性繁殖中的營養(yǎng)繁殖。BCD

5．美國化學家從紅豆杉樹皮中分離出高抗癌