名師課件：高中生物人教版 選擇性必修三第二章第1節(jié)植物細(xì)胞工程的應(yīng)用（二）

第1節(jié)植物細(xì)胞工程二植物細(xì)胞工程的應(yīng)用第2章細(xì)胞工程2023/1/132023/1/13一、植物繁殖的新途徑1.快速繁殖（1）概念：用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)。（2）特點(diǎn)：①可以高效、快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖；②可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性。鐵皮石斛的產(chǎn)業(yè)化育苗（3）實(shí)例：一些優(yōu)良的觀賞植物、經(jīng)濟(jì)林木、無性繁殖作物和瀕危植物等。2023/1/132.作物脫毒（1）概念：切取一定大小的莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)，再生的植株就有可能不帶病毒，從而獲得脫毒苗。（2）作用對象：無性繁殖的作物。（3）特點(diǎn)：用無性繁殖的方式進(jìn)行繁殖的作物，它們感染的病毒很容易傳給后代，病毒在作物體內(nèi)逐年積累，就會導(dǎo)致作物產(chǎn)量降低、品質(zhì)變差。脫毒作物的產(chǎn)量和品質(zhì)明顯優(yōu)于沒有脫毒的作物。（4）實(shí)例：馬鈴薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠蘿和香蕉等。脫毒馬鈴薯田與被病毒感染的未脫毒馬鈴薯葉片2023/1/13二、作物新品種的培育1.單倍體育種（1）過程（花藥取自二倍體植株）：通過花藥（或花粉）培養(yǎng)獲得單倍體植株，然后經(jīng)過誘導(dǎo)染色體加倍，當(dāng)年就能培育出遺傳性狀相對穩(wěn)定的純合二倍體植株。2023/1/13（2）特點(diǎn)：①極大地縮短了育種的年限，節(jié)約了大量的人力和物力。雜交育種培育一個可以穩(wěn)定遺傳的作物優(yōu)良品種，一般不斷自交選優(yōu)，常需5～6年。而單倍體育種當(dāng)年就能培育出所需純合體。②可作為進(jìn)行體細(xì)胞誘變育種和研究遺傳突變的理想材料。大多數(shù)單倍體植株的細(xì)胞中只含一套染色體，染色體加倍后得到的植株的隱性性狀容易顯現(xiàn)。（3）實(shí)例：單育1號煙草、水稻、玉米、油菜、甘藍(lán)和甜椒等作物。我國培育的單育1號煙草是世界上第一個單倍體作物新品種（4）原理：染色體（數(shù)目）變異、植物細(xì)胞的全能性。2023/1/132.突變體的利用（1）概念：即用射線、化學(xué)物質(zhì)等對不斷增殖的細(xì)胞進(jìn)行誘變；從產(chǎn)生突變的個體中篩選出對人們有用的突變體，進(jìn)而培育成新品種。（2）常用材料：愈傷組織、單倍體育種獲得的隱性純合體。（3）過程外植體脫分化愈傷組織再分化突變體篩選培育新品種誘變處理（4）實(shí)例：抗花葉病毒的甘蔗、抗鹽堿的煙草等。2023/1/13（5）產(chǎn)生突變體的原因：在植物組織培養(yǎng)過程中，由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷增殖的狀態(tài)，因此它們?nèi)菀资艿脚囵B(yǎng)條件和誘變因素的影響而產(chǎn)生突變。（6）特點(diǎn)：通過人工誘變提高愈傷組織的突變率，從而篩選獲得抗病、抗鹽、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的新品種，加快育種進(jìn)程。

突變具有不定向性和低頻性，因此需大量處理實(shí)驗(yàn)材料。（7）原理：基因突變和植物細(xì)胞的全能性?？钩輨┌兹~草2023/1/131.植物的代謝產(chǎn)物（1）初生代謝物：初生代謝是生物生長和生存所必需的代謝活動，初生代謝物有糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸等。三、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)（2）次生代謝物：次生代謝不是生物生長所必需的，一般在特定的組織或器官中，并在一定的環(huán)境和時間條件下才進(jìn)行。次級代謝物是一類小分子有機(jī)化合物（如酚類、萜類和含氮化合物等）。紅豆杉→紫杉醇紫草→紫草寧2023/1/132.細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)

由于植物細(xì)胞的次生代謝產(chǎn)物含量很低，從植物組織中提取會大量破壞植物資源，有些產(chǎn)物又不能或難以通過化學(xué)合成途徑得到。（1）概念：利用植物細(xì)胞培養(yǎng)來獲得目標(biāo)產(chǎn)物，這個過程就是細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。一種用于植物細(xì)胞培養(yǎng)的反應(yīng)器（2）植物細(xì)胞培養(yǎng)：指在離體條件下對單個細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行培養(yǎng)使其增殖的技術(shù)。（3）特點(diǎn)：不占用耕地，幾乎不受季節(jié)、天氣等的限制，因此對于社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)具有重要意義。2023/1/13到社會中去

“手指植物”通常培育在裝有彩色固體培養(yǎng)基的小玻璃瓶中，只要保證充足的光照和適宜的溫度，不需要額外補(bǔ)充水分和營養(yǎng)物質(zhì)，它們就能在玻璃瓶中生長三四個月之久?！笆种钢参铩薄笆种钢参铩钡闹谱鞣椒ㄓ玫搅酥参锝M織培養(yǎng)技術(shù)。在制作過程中，一定要注意做好滅菌和消毒工作，為了防止污染可在培養(yǎng)基中加入一定量的抑菌劑。另外，還可以根據(jù)個人喜好，在培養(yǎng)基中加入適量的色素或者熒光劑，使“手指植物”更具有觀賞價值。1.下列有關(guān)植物細(xì)胞工程應(yīng)用的敘述，不正確的是（）A.利用組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)脫毒苗，獲得具有抗病毒的新品種B.利用組織培養(yǎng)技術(shù)獲得人工種子，能保持親本的優(yōu)良性狀C.利用細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)獲得紫草素，實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)D.利用體細(xì)胞雜交技術(shù)獲得“白菜-甘藍(lán)”，克服生物遠(yuǎn)緣雜交不親和障礙A2023/1/13課堂練習(xí)2.國家重點(diǎn)保護(hù)珍稀植物——紅豆杉可產(chǎn)生抗癌物質(zhì)紫杉醇，現(xiàn)利用植物細(xì)胞工程技術(shù)生產(chǎn)紫杉醇，請據(jù)圖回答下列問題：（1）選用莖尖分生組織進(jìn)行組織培養(yǎng)可以獲得脫毒苗，原因是莖尖分生組織細(xì)胞_____________________；誘導(dǎo)莖尖分生組織形成愈傷組織的過程叫________。（2）莖尖分生組織細(xì)胞具有全能性的原因是_____________________________________________。（3）紫杉醇作為常見的細(xì)胞產(chǎn)物，抗癌效果顯著，通常取自愈傷組織的_____（細(xì)胞器）。病毒極少，甚至無病毒2023/1/13課堂練習(xí)脫分化莖尖分生組織細(xì)胞含有該種生物的全套遺傳信息液泡拓展應(yīng)用2023/1/131.F2中的紫色甜玉米的基因型可能為Aasusu或AAsusu，如果運(yùn)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(jìn)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(shí)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(shù)獲得單倍體植株，再經(jīng)過誘導(dǎo)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。