【优化方案】2015版人教生物选修3课件：2.1.2植物细胞工程的实际应用
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2.1.2《植物细胞工程的实际应用》课件(新人教版-选修3)
新课标人教版课件系列
《高中生物》
选修3 选修3
专题２《细胞工程 》
2.1《植物细胞工程》
2.1.２《植物细胞工程 的实际应用 》
教学目标
能力要求 • 1、理解微型繁殖技术的应用 • 2、了解单倍体育种过程和优点 • 3、了解细胞产物的的生产和意义 3 知识要求 • 1、掌握微型繁殖和植物组织培养的联系 • 2、掌握作物脱毒、人工种子的制备过程和意义 • 3、了解单倍体育种和突变体的利用 • 4、了解细胞产物的例子
• 为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难？ 为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难？ • 花瓣松动后，微生物就可能侵入到花药，给 花瓣松动后，微生物就可能侵入到花药， 材料的消毒带来困难。 材料的消毒带来困难。 • 植物组织培养技术与花药培养技术的异同： 植物组织培养技术与花药培养技术的异同： • 相同之处是：培养基配制方法、无菌技术及 相同之处是：培养基配制方法、 接种操作等基本相同。 接种操作等基本相同。 • 不同之处在于：花药培养的选材非常重要， 不同之处在于：花药培养的选材非常重要， 需事先摸索时期适宜的花蕾； 需事先摸索时期适宜的花蕾；花药裂开后释 放出的愈伤组织或胚状体也要及时更换培养 基；花药培养对培养基配方的要求更为严格。 花药培养对培养基配方的要求更为严格。 这些都使花药培养的难度大为增加。 这些都使花药培养的难度大为增加。
2.突变体的利用 2.突变体的利用 (1)产生:植物组织培养过程中， (1)产生:植物组织培养过程中，由于培 产生 养细胞一直处于不断的分生状态， 养细胞一直处于不断的分生状态，易受到培养 条件和外界压力的影响而产生突变。 条件和外界压力的影响而产生突变。 (2)利用:筛选对人们有利突变体, (2)利用:筛选对人们有利突变体,进而 利用 培育新品种 （3）成就：20世纪70年代以来，民办各 成就：20世纪70年代以来， 世纪70年代以来 国的科学家用这种方法已经筛选到抗病、抗盐、 国的科学家用这种方法已经筛选到抗病、抗盐、 含高蛋白，以及高产的突变体， 含高蛋白，以及高产的突变体，有的已用于生 产。
《高中生物》
选修3 选修3
专题２《细胞工程 》
2.1《植物细胞工程》
2.1.２《植物细胞工程 的实际应用 》
教学目标
能力要求 • 1、理解微型繁殖技术的应用 • 2、了解单倍体育种过程和优点 • 3、了解细胞产物的的生产和意义 3 知识要求 • 1、掌握微型繁殖和植物组织培养的联系 • 2、掌握作物脱毒、人工种子的制备过程和意义 • 3、了解单倍体育种和突变体的利用 • 4、了解细胞产物的例子
• 为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难？ 为什么花瓣松动会给材料的消毒带来困难？ • 花瓣松动后，微生物就可能侵入到花药，给 花瓣松动后，微生物就可能侵入到花药， 材料的消毒带来困难。 材料的消毒带来困难。 • 植物组织培养技术与花药培养技术的异同： 植物组织培养技术与花药培养技术的异同： • 相同之处是：培养基配制方法、无菌技术及 相同之处是：培养基配制方法、 接种操作等基本相同。 接种操作等基本相同。 • 不同之处在于：花药培养的选材非常重要， 不同之处在于：花药培养的选材非常重要， 需事先摸索时期适宜的花蕾； 需事先摸索时期适宜的花蕾；花药裂开后释 放出的愈伤组织或胚状体也要及时更换培养 基；花药培养对培养基配方的要求更为严格。 花药培养对培养基配方的要求更为严格。 这些都使花药培养的难度大为增加。 这些都使花药培养的难度大为增加。
2.突变体的利用 2.突变体的利用 (1)产生:植物组织培养过程中， (1)产生:植物组织培养过程中，由于培 产生 养细胞一直处于不断的分生状态， 养细胞一直处于不断的分生状态，易受到培养 条件和外界压力的影响而产生突变。 条件和外界压力的影响而产生突变。 (2)利用:筛选对人们有利突变体, (2)利用:筛选对人们有利突变体,进而 利用 培育新品种 （3）成就：20世纪70年代以来，民办各 成就：20世纪70年代以来， 世纪70年代以来 国的科学家用这种方法已经筛选到抗病、抗盐、 国的科学家用这种方法已经筛选到抗病、抗盐、 含高蛋白，以及高产的突变体， 含高蛋白，以及高产的突变体，有的已用于生 产。
高中生物选修3优质课件8：2.1.2 植物细胞工程的实际应用
1）培育周期长 2）优良杂种的后代会发生性状分离而丧失其优良特性 3）生产会受到季节、气候和地域的限制，并且需要占
用大量的土地实现制种
2.人工种子
胚状体
（1）人工种子概念
通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和 腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。
（2）人工种子组成
胚状体（或不定芽、顶芽和腋芽）+人工种皮
1.1.2 植物细胞工程的实际应用
植物细胞工程的实际应用
繁殖植物的新途径
微型育种 作物脱毒 人工种子
育种新方法
单倍体育种 诱导突变体
细胞产物的工厂化生产
一、植物繁殖的新途径
（一）微型繁殖技术（也称快速繁殖技术）
1.概念: 快速繁殖优良品种的植物组织培养技术 2.优点: 1）保持优良品种的遗传特性
2）高效快速地实现种苗的大量繁殖
3.成就:
（二）作物脱毒
1.作物脱毒的原因: 长期进行无性繁殖的作物，易积累感染的病毒， 导致产量降低，品质变差
2.作物脱毒的材料: 分生区（如茎尖）的细胞
3.作物脱毒的方法: 进行组织培养
4.作物脱毒的结果: 获得脱毒苗 5.成就:
（三）神奇的人工种子 1.天然种子的局限
由配子不经过受精作用而直接发育成的个体。 例：蜜蜂中的雄蜂
3.单倍体植株的特点：
植株矮小，而且高度不育
4.回顾单倍体育种的一般过程并设计出一种通过 植物花药组织培养生成正常植株的实验流程。
花药
接种
花药离体培养
脱分化 愈单倍体
分化出
植株
植株 移栽 小植物
单倍体育种的原理: 染色体（数目）变异
技术：组织培养获得单倍体；秋水仙素处理单倍体的 幼苗，使染色体加倍
用大量的土地实现制种
2.人工种子
胚状体
（1）人工种子概念
通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和 腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。
（2）人工种子组成
胚状体（或不定芽、顶芽和腋芽）+人工种皮
1.1.2 植物细胞工程的实际应用
植物细胞工程的实际应用
繁殖植物的新途径
微型育种 作物脱毒 人工种子
育种新方法
单倍体育种 诱导突变体
细胞产物的工厂化生产
一、植物繁殖的新途径
（一）微型繁殖技术（也称快速繁殖技术）
1.概念: 快速繁殖优良品种的植物组织培养技术 2.优点: 1）保持优良品种的遗传特性
2）高效快速地实现种苗的大量繁殖
3.成就:
（二）作物脱毒
1.作物脱毒的原因: 长期进行无性繁殖的作物，易积累感染的病毒， 导致产量降低，品质变差
2.作物脱毒的材料: 分生区（如茎尖）的细胞
3.作物脱毒的方法: 进行组织培养
4.作物脱毒的结果: 获得脱毒苗 5.成就:
（三）神奇的人工种子 1.天然种子的局限
由配子不经过受精作用而直接发育成的个体。 例：蜜蜂中的雄蜂
3.单倍体植株的特点：
植株矮小，而且高度不育
4.回顾单倍体育种的一般过程并设计出一种通过 植物花药组织培养生成正常植株的实验流程。
花药
接种
花药离体培养
脱分化 愈单倍体
分化出
植株
植株 移栽 小植物
单倍体育种的原理: 染色体（数目）变异
技术：组织培养获得单倍体；秋水仙素处理单倍体的 幼苗，使染色体加倍
人教版高中生物选修三课件：专题2 第1节 第2课时 植物细胞工程的实际应用
物碱等。
2．技术：植物○26 __组__织__培__养____技术。 3．实例：我国利用植物组织培养技术实现了大量生产○27 __人__参__皂__甙__粉____； 另外，三七、紫草和银杏的○28 __细__胞__产__物____也都已经实现了工厂化生产。
1．通过“人工种子”繁殖后代属于什么生殖方式？ 提示：无性繁殖。 2．在植物组织培养过程中，为什么培养细胞容易在培养条件和外界压力改 变的条件下产生突变？ 提示：因为培养细胞一直处于不断的分生状态。 3．细胞产物的生产是将植物细胞培养到什么环节？ 提示：愈伤组织。
目加倍
织培养
方 植物组织培养 突变体的利用 单倍体育种
式
植物体细 胞杂交
植物基因 工程育种
优 保持优良品种 点 的遗传特性
提高突变率， 获得优良性状
明显缩短育 克服远缘杂交
种年限
不亲和的障碍
克服远缘杂 交不亲和的 障碍
微型繁殖、脱 举
毒苗培育、人 例
工种子培育
抗花叶病毒的 甘蔗、抗盐碱 单育1号烟
知识点三 细胞产物的工厂化生产
(1)种类：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。 (2)技术：植物的组织培养。 (3)工厂化生产人参皂甙的基本过程： ①第一步：选择人参根作为外植体进行培养，产生愈伤组织，经过培养选 择找到增殖速度快而且细胞内人参皂甙含量高的细胞株，其中一部分作为种子 保存，以备下一次生产使用，一部分进行发酵生产。②第二步，将第一步选择 到的细胞株在发酵罐中的适合培养液中进行液体培养，增加细胞数量。③第三 步，将发酵罐中培养的细胞进行破碎，从中提取人参皂甙。
二、作物新品种的培育 1．单倍体育种 单倍体育种是指通过⑯__花__药__离__体__培__养____获得单倍体植株，然后染色体数目 加倍后可获得纯合二倍体植株。其优点是⑰ __明__显__地__缩__短__育__种__年__限__，__后__代__都__是__纯__合__子____。 2．突变体的利用 (1) 产 生 原 因 ： 在 植 物 的 组 织 培 养 过 程 中 ， 易 受 ⑱ __培__养__条___件___ 和 ⑲
2．技术：植物○26 __组__织__培__养____技术。 3．实例：我国利用植物组织培养技术实现了大量生产○27 __人__参__皂__甙__粉____； 另外，三七、紫草和银杏的○28 __细__胞__产__物____也都已经实现了工厂化生产。
1．通过“人工种子”繁殖后代属于什么生殖方式？ 提示：无性繁殖。 2．在植物组织培养过程中，为什么培养细胞容易在培养条件和外界压力改 变的条件下产生突变？ 提示：因为培养细胞一直处于不断的分生状态。 3．细胞产物的生产是将植物细胞培养到什么环节？ 提示：愈伤组织。
目加倍
织培养
方 植物组织培养 突变体的利用 单倍体育种
式
植物体细 胞杂交
植物基因 工程育种
优 保持优良品种 点 的遗传特性
提高突变率， 获得优良性状
明显缩短育 克服远缘杂交
种年限
不亲和的障碍
克服远缘杂 交不亲和的 障碍
微型繁殖、脱 举
毒苗培育、人 例
工种子培育
抗花叶病毒的 甘蔗、抗盐碱 单育1号烟
知识点三 细胞产物的工厂化生产
(1)种类：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。 (2)技术：植物的组织培养。 (3)工厂化生产人参皂甙的基本过程： ①第一步：选择人参根作为外植体进行培养，产生愈伤组织，经过培养选 择找到增殖速度快而且细胞内人参皂甙含量高的细胞株，其中一部分作为种子 保存，以备下一次生产使用，一部分进行发酵生产。②第二步，将第一步选择 到的细胞株在发酵罐中的适合培养液中进行液体培养，增加细胞数量。③第三 步，将发酵罐中培养的细胞进行破碎，从中提取人参皂甙。
二、作物新品种的培育 1．单倍体育种 单倍体育种是指通过⑯__花__药__离__体__培__养____获得单倍体植株，然后染色体数目 加倍后可获得纯合二倍体植株。其优点是⑰ __明__显__地__缩__短__育__种__年__限__，__后__代__都__是__纯__合__子____。 2．突变体的利用 (1) 产 生 原 因 ： 在 植 物 的 组 织 培 养 过 程 中 ， 易 受 ⑱ __培__养__条___件___ 和 ⑲
高二生物人教版选修3课件：2-1-2《植物细胞工程的实际应用》
首 页
J 基础知识 Z 重点难点
ICHU ZHISHI
HONGDIAN NANDIAN
S 随堂练习
UITANG LIANXI
一
二
三
三、细胞产物的工厂化生产
1.细胞产物包括蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。 2.技术:植物组织培养技术。 3.实例:我国利用植物组织培养技术实现了大量生产人参皂甙干粉;另 外三七、紫草和银杏的细胞产物也都已实现了工厂化生产。 自主思考借助植物组织培养技术进行细胞产物的工厂化 生产时,是否将外植体培育成植株?如若不是,那培育到哪一阶段即可? 提示:否;把外植体培养成愈伤组织即可。
首 页
J 基础知识 Z 重点难点
ICHU ZHISHI
HONGDIAN NANDIAN
S 随堂练习
UITANG LIANXI
一
二
三
二、作物新品种的培育
1.单倍体育种 (1)方法:花药离体培养→单倍体植株→秋水仙素处理→纯合子植株。 (2)优点:①后代是纯合子(填“纯合子”或“杂合子”),能稳定遗传。 ②明显缩短了育种年限。 2.突变体的利用 (1)产生原因:在植物组织培养过程中,易受到培养条件和外界压力(如 射线、化学物质等)的影响而产生突变。 (2)利用:筛选出对人们有用的突变体,进而培育成新品种。
首 页
J 基础知识 Z 重点难点
ICHU ZHISHI
HONGDIAN NANDIAN
S 随堂练习
UITANG LIANXI
探究一
探究二
易错点排查
(3)人工种皮的要求。 ①能保持胚状体的活力,即要能透气、透水,含有胚状体发芽所需要的 各种营养成分等。 ②有利于贮藏、运输和萌发,选取的材料要有韧性、耐压、对胚状体无 毒害。 ③还应含有农药和杀菌剂,以防播种后害虫及微生物的侵害。 ④还要加入能促进胚状体生长和发育的一些植物生长调节剂、有益菌 等。 (4)制作人工种皮的材料:海藻酸钠、明胶、树脂、琼脂糖、淀粉等。
人教版高中生物选修三课件：2-1-2植物细胞工程的应用 (共21页)
优良杂种的后代因发生性状分离而丧失 其优良特性
种子的生产受季节、气候和地域的限制
制种需要占用大量土地
3、人工种子
通过植物组织培养的方法获得的胚状体、不 定芽、顶芽和腋芽等材料外面包被着人工薄膜， 在适宜的条件下可以发芽成幼苗的种子。 技术：组织培养。 特性：在适宜条件下可以萌发长成幼苗。 优点 •后代无性状分离，保持优良特性
基因突变和染色体变异
（2）利用：筛选对人们有利突变体,进而
培育新品种
比较：
单倍体育种：
优点： 明显缩短育种年限 育种原理：染色体变异
突变体的利用：
优点： 能够产生新性状 育种原理： 基因突变
植物体细胞杂交育种
优点：克服远缘杂交不亲和障碍 育种原理： 染色体变异
3.细胞产物的工厂化生产
(1)种类:蛋白质,脂肪,糖类,药物,香料,生物碱等.
1、原理：植物细胞的全能性
2、过程
外植体
离体的植物器官、组织或细胞 脱分化 愈伤组织 再分化 根、芽
植物激素： 细胞分裂素、生长素
植物体
2、
过 程
植 物 细 胞 融 合
植物细胞A
植物细胞B
去细胞壁
酶解法
纤维素酶
果胶酶
离心 物理方法 振动 人工诱 电刺激 导方法 化学方法： 聚乙二醇
原生质体A
原生质体B 原生质体融合 正在融合的 原生质体 再生出细胞壁 细胞分裂
(2)技术:植物的组织培养.
高效抗癌的药物紫杉醇，虽然能造福 人类，但却为濒危的红豆杉带来一场灭 顶之灾。以“我们能否利用植物组织培 养技术大量生产紫杉醇，从而拯救红豆 杉”为题，与同学展开讨论，说出植物 组织培养技术在节约资源、保护环境方 面的重要意义。
种子的生产受季节、气候和地域的限制
制种需要占用大量土地
3、人工种子
通过植物组织培养的方法获得的胚状体、不 定芽、顶芽和腋芽等材料外面包被着人工薄膜， 在适宜的条件下可以发芽成幼苗的种子。 技术：组织培养。 特性：在适宜条件下可以萌发长成幼苗。 优点 •后代无性状分离，保持优良特性
基因突变和染色体变异
（2）利用：筛选对人们有利突变体,进而
培育新品种
比较：
单倍体育种：
优点： 明显缩短育种年限 育种原理：染色体变异
突变体的利用：
优点： 能够产生新性状 育种原理： 基因突变
植物体细胞杂交育种
优点：克服远缘杂交不亲和障碍 育种原理： 染色体变异
3.细胞产物的工厂化生产
(1)种类:蛋白质,脂肪,糖类,药物,香料,生物碱等.
1、原理：植物细胞的全能性
2、过程
外植体
离体的植物器官、组织或细胞 脱分化 愈伤组织 再分化 根、芽
植物激素： 细胞分裂素、生长素
植物体
2、
过 程
植 物 细 胞 融 合
植物细胞A
植物细胞B
去细胞壁
酶解法
纤维素酶
果胶酶
离心 物理方法 振动 人工诱 电刺激 导方法 化学方法： 聚乙二醇
原生质体A
原生质体B 原生质体融合 正在融合的 原生质体 再生出细胞壁 细胞分裂
(2)技术:植物的组织培养.
高效抗癌的药物紫杉醇，虽然能造福 人类，但却为濒危的红豆杉带来一场灭 顶之灾。以“我们能否利用植物组织培 养技术大量生产紫杉醇，从而拯救红豆 杉”为题，与同学展开讨论，说出植物 组织培养技术在节约资源、保护环境方 面的重要意义。
高二生物选修(3)课件：2.1.2植物细胞工程的实际应用
受季节、气 候和地域的 限制。
天然种子 有不足？
优良杂交种后 代会因发生性 状分离而丧失 优良特性。
3、神奇的人工种子
以植物组织培养得 到的胚状体、不定 芽、顶芽和腋芽等 为材料，经过人工 薄膜包装得到的种 子。 P40
P40讨论：
1、人工种子之所以神奇，是由于它具有天然种 子不可比拟的特点，想一想它们具有哪些优点？
二、作物新品种的培育
1、单倍体育种
常规选育一个可以稳定遗传的优良品种需5～6年。
请你设计出一种通过花药组织培养生成正 常植株的实验流程
应用：
烟草
ห้องสมุดไป่ตู้
小麦
柏树
水稻
2、体细胞诱变育种----------突变体的利用
组织培 养过程 受外界影响
突变
筛选有利 突变体
抗病、抗盐、 含高蛋白、高产。
白三叶草
培育新 品种
提示：可以利用植物组织培养技术来大量生产紫杉醇。现在 国内外的科学家们正在研究利用植物细胞培养技术来大量 培育红豆杉细胞，希望利用这种方法来大量生产紫杉醇。 国内外许多实验室开展了用组织培养法生产紫杉醇的研究， 红豆杉属的11种植物现都在进行组织培养。ESC Agenetics公司宣布他们用细胞培养法所得紫杉醇的含量 是树皮的2～5倍。国内外在分化细胞株系和培养条件方面 做了不少工作，摸索了外植体、光照、培养基组成等因素 对细胞培养及紫杉醇生成的影响。现在工艺条件已基本摸 清，正研究反应的放大技术等，有望实现通过细胞培养进 行工业化生产紫杉醇的目标。
三、细胞产物的工厂化的生产
细胞产物：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、 生物碱等。
6～7年
人参皂甙干粉
发酵罐
4.高效抗癌的药物紫杉醇，虽然能造福人类，但却为濒危的 红豆杉带来一场灭顶之灾。以“我们能否利用植物组织培养 技术大量生产紫杉醇，从而拯救红豆杉”为题，与同学展开 讨论，说出植物组织培养技术在节约资源、保护环境方面的 重要意义。
高中生物选修三课件：2.1.2 植物细胞工程的实际应用
•1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。
•2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。
•3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。
•4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。
•5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
提示：可以利用植物组织培养技术来大量生产紫杉
醇。现在国内外的科学家们正在研究利用植物细胞
培养技术来大量培育红豆杉细胞，希望利用这种方
法来大量生产紫杉醇。国内外许多实验室开展了用 组织培养法生产紫杉醇的研究，红豆杉属的11种植 物现都在进行组织培养。ESC Agenetics公司宣布 他们用细胞培养法所得紫杉醇的含量是树皮的2～5 倍。国内外在分化细胞株系和培养条件方面做了不
提示： ①人工种子一般植物组织培养到胚状体，细胞代谢产 物一般培养到愈伤组织 ②人工胚乳含胚状体发育所需的营养物质外，还可以 添加各种附加成分，如养分、无机盐、有机氮源、固 氮细菌、防病虫农药、有益菌、植物生长调节剂、除 草剂等，以利于幼苗的茁壮成长，提高作物产量。 ③人工种皮应具有透水、透气的特点。
体细胞胚的诱导 ↓
体细胞胚的成熟 ↓
体细胞胚的机械化包裹 ↓
贮藏或种植
3.请查阅相关文献，设计出一种植物花药组织培养
和染色体加倍的实验流程。
6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月2021/11/192021/11/192021/11/1911/19/2021
•7、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去，他的生活就会变得不堪忍 受。他不仅应该是一个学生，而且首先应该是一个有多方面兴趣、要求和愿望的人。2021/11/192021/11/19November 19, 2021
2015-2016学年高二生物人教版选修3课件：专题2 2.1.2 植物细胞工程的实际应用
人工种皮
胚状体
人工胚乳
(2)特点：后代无 性状分离 ，不受季节、 气候 和 地域 的限制。
2.1.2 植物细胞工程的实际应用
4
二、作物新品种的培育及细胞产物的工厂化生产(阅读P40－41)
1．单倍体育种 离体培养 人工诱导 (1)过程：花药 ―――→ 单倍体植株 ―――→ 稳定遗传 的 优 良 染色体加倍 品种。
会导致作物产量降低、品质变差。而植物分生区附近的病毒 再生的植物就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。
2.1.2 植物细胞工程的实际应用
15
极少，甚至无病毒，因此切取一定大小的茎尖进行组织培养，
2．脱毒苗与抗毒苗有何区别？ 答案 脱毒苗：是选择植物的茎尖(刚形成，不含有病毒)进
行组织培养而获得的，属于细胞工程的范畴。抗毒苗：是把 某抗病基因导入到受体植株中，并通过一定的方法培育形成
2.1.2 植物细胞工程的实际应用
13
(2)胚状体的要求：①播种后能快速出苗；②根和芽同步生长， 活力强；③形成的幼苗的形态与生长要正常。 (3)制备流程：诱导植物愈伤组织的形成→体细胞胚的诱导→
体细胞胚的成熟→机械化包装→储藏或种植。
2.1.2 植物细胞工程的实际应用
14
思维激活
1 ．作物培养过程中为什么要进行作物脱毒，如何进行作物 脱毒？ 答案 对于无性繁殖的作物，病毒在作物体内逐年积累，就
突变 ，从中筛选出对人们有用的 突变体 ，进而培育成新品种。
(2)优点：可以得到 抗逆性 ( 抗盐、抗病和抗除草剂等 ) 品种和含
有 高蛋白 三叶草等。
2.1.2 植物细胞工程的实际应用
7
的植株。
(3)实例：抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的野生烟草、抗除草剂的白
胚状体
人工胚乳
(2)特点：后代无 性状分离 ，不受季节、 气候 和 地域 的限制。
2.1.2 植物细胞工程的实际应用
4
二、作物新品种的培育及细胞产物的工厂化生产(阅读P40－41)
1．单倍体育种 离体培养 人工诱导 (1)过程：花药 ―――→ 单倍体植株 ―――→ 稳定遗传 的 优 良 染色体加倍 品种。
会导致作物产量降低、品质变差。而植物分生区附近的病毒 再生的植物就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。
2.1.2 植物细胞工程的实际应用
15
极少，甚至无病毒，因此切取一定大小的茎尖进行组织培养，
2．脱毒苗与抗毒苗有何区别？ 答案 脱毒苗：是选择植物的茎尖(刚形成，不含有病毒)进
行组织培养而获得的，属于细胞工程的范畴。抗毒苗：是把 某抗病基因导入到受体植株中，并通过一定的方法培育形成
2.1.2 植物细胞工程的实际应用
13
(2)胚状体的要求：①播种后能快速出苗；②根和芽同步生长， 活力强；③形成的幼苗的形态与生长要正常。 (3)制备流程：诱导植物愈伤组织的形成→体细胞胚的诱导→
体细胞胚的成熟→机械化包装→储藏或种植。
2.1.2 植物细胞工程的实际应用
14
思维激活
1 ．作物培养过程中为什么要进行作物脱毒，如何进行作物 脱毒？ 答案 对于无性繁殖的作物，病毒在作物体内逐年积累，就
突变 ，从中筛选出对人们有用的 突变体 ，进而培育成新品种。
(2)优点：可以得到 抗逆性 ( 抗盐、抗病和抗除草剂等 ) 品种和含
有 高蛋白 三叶草等。
2.1.2 植物细胞工程的实际应用
7
的植株。
(3)实例：抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的野生烟草、抗除草剂的白
人教版高中生物选修三2.1.2《植物细胞工程的实际应用》ppt精讲课件
缩短
纯合子
2.突变体的产生和利用:
(1)产生:在植物的组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不
断的_____状态而易受培养条件和外界压力(如射线、化学物质 分生
等)的影响而产生_____。 (2)利用:筛选出对突人变们_____________,进而培育成新品种。
(3)实例:抗_________的有甘用蔗的,抗突_变__体__的野生烟草、抗_______
3.人工种子: (1)组成:由胚状体、人工种皮两部分组成(有的资料上把人工 种皮再细分为人工种皮和人工胚乳两部分)。如下图:
(2)人工种皮的要求: ①能保持胚状体的活力,即要能透气、透水,含有胚状体发芽所 需要的各种营养成分等; ②有利于贮藏、运输和萌发,选取的材料要有韧性,耐压,对胚 状体无毒害; ③还应含有农药和杀菌剂,以防播种后害虫及微生物的侵害; ④还要加入能促进胚状体生长和发育的一些植物生长调节剂、 有益菌等。 (3)制作人工种皮的材料:海藻酸钠、明胶、树脂、琼脂糖、淀 粉等。
2.作物脱毒: (1)病毒的特点:病毒是寄生性生物,在用种子繁殖或用植物根、 茎无性繁殖过程中,种子、根、茎的细胞中可能携带着病毒并 传给下一代,使其繁殖的子代感染病毒。 (2)材料的选取:据检测,植物的分生组织细胞中一般是不含病 毒的。如果未被病毒感染的植株的分生组织用植物组织培养的 方法培育幼苗,用于生产,可以避免病毒对作物的影响,大大提 高作物的产量。
【思维拓展】获取人工种子胚状体的三种途径 (1)由已脱分化的外植体直接产生。 (2)由愈伤组织产生。 (3)由悬浮细胞培养产生。
【典例训练1】人工种子的核心部分胚状体可以由悬浮培养的 芽尖细胞得到,也可以通过试管培养的花粉或胚囊获得,由此人 们把胚状体分为“体细胞胚”和“花粉胚”。请据此判断下列 说法中不正确的是( ) A.人工种子的胚状体已经分化出胚芽、胚轴和胚根 B.培育胚状体利用了植物组织培养技术 C.同一种植物“体细胞胚”和“花粉胚”的染色体组的数目比 为1∶1 D.该项技术的成功应用反映了细胞的全能性
人教版高中生物选修3课件 2.1.2植物细胞工程的实际应用
三、细胞产物的工业化生产
1、细胞产物种类：
蛋白质,脂肪,糖类,药物,香料,生物碱等
2、过程：
外植体 脱分化
愈伤组织 分散开
细胞悬液 发酵 提取
细胞 产物
3、成就：
大量生产人参皂甙干粉，生产三七、紫草和银杏的细 胞产物，生产抗癌物质紫杉醇。
人参皂甙干粉的工厂化生产使产量大大增加
课堂小结 植物细胞工程的实际应用
胚状体
人工胚乳
离体的植物细胞（组织、器官）
（三） 人工种子
3、制备过程:
诱导产生愈伤组织 诱导形成胚状体
胚状体机械化包裹人工种皮
贮藏或种植
一、植物繁殖的新途径
（三） 人工种子
4、优点: ①培植周期短 ②后代无性状分离 ③不受气候、季节和地域限制 ④可以很方便地贮藏和运输
辨析
人工种子萌发的植株一定是可育的吗？ 不一定 如花粉细胞组织培养的胚状体制备的人工种子， 萌发的植物是单倍体，一般不可育
3、方法: 茎尖组织培养技术 （茎尖脱毒法）
一、植物繁殖的新途径
（二） 作物脱毒
4术在马铃
薯、草莓、甘蔗、菠萝等作物上 已获得成功。
薯类作物种苗脱 毒快速繁殖
脱毒草莓（左）与没有脱毒的草莓（右）
比较
无病毒植物: 茎尖组织培养获得， 属于细胞工程。
高雅美丽的兰花深受人们的喜欢。兰花传统的繁 殖器官为根和种子。在常规繁殖中，遇到的难题是：
1、用分根法繁殖速度缓慢, 不利于新品种的快速推广; 2、兰花的种子很微小， 胚很纤弱，用种子繁殖在 发芽过程中很容易夭折。
寻求 植物繁殖新途径？
思考
怎样拯救红豆杉并且生产大量紫杉醇？
2.1.2
植物细胞工程的实际应用
选修三2.1.2植物细胞工程的实际应用
机物，供试管苗生长发育。 （4）试管苗的细胞核中含_________条脱氧核糖核苷酸链。 （5）培育成的试管苗可能出现的基因型有_____________。 [解析]考查对植物组织培养过程的掌握。 要准确解答此题需要从 以下几个方面入手： ①愈伤组织的形成过程中，不断地从培养基中吸取营养。供生物 细胞生活的营养物质主要有无机物（水、无机盐） 、有机物（糖类、 脂类、蛋白质、维生素）等物质。 ②植物激素的种类很多，要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应 有细胞分裂素和植物生长素两大类。 ③试管苗是花药离体培养后得到的单倍体植株。其有叶绿体，可 以进行光合作用。 ④单倍体是指体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体， 由水 稻的基因型为 AaBb 可知此水稻为二倍体。已知水稻的体细胞中含有 24 条染色体，则单倍体细胞中含有 12 条染色体，12 个 DNA 分子。每 个 DNA 分子由两条平行的脱氧核糖核苷酸链盘旋而成， 所以试管苗的 细胞核中含有 24 条脱氧核苷酸链。 基因型为 AaBb 的水稻产生配子时， 依据基因的自由组合定律，结果♀、♂配子各有四种，即 AB、aB、 Ab、ab。 [答案]（1）水、无机盐、维生素和小分子有机物 （2）细胞分 裂素 植物生长素 （3）叶绿体 （4）24 （5）AB、aB、 Ab、ab
学情分析 学法指导 教 技 能
学
1、 2、 、了
型繁殖 植物组织培养的 作物 、人工种 的 体育种 体的 用 程
、了 细胞产物的 程 方
目
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
细胞工程
应用方面的
，
、分析 交 。
法 情 1、
标
细胞学基础 细胞工程 的
技术 应用 。
间的
2、 、
教学 教学 教学 教学方法
人教版高中生物选修三专题2细胞工程 2.1.2植物细胞工程的实际应用(共21张PPT)
后代都是纯合子，明显缩短育种年限。 成就： 1号烟草品种、中花8号、11号水稻。
2、突变体的利用
产生：
植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处 于不断的分生状态，易受到培养条件和外界 压力的影响而产生突变
利用：
筛选对人们有利突变体,进而培育新品种
成就：
已筛选到抗病、抗盐、含高蛋白及高产的 突变体，如抗烟草花叶病毒的甘蔗。
【答案】A
【例4】 请回答： （1）植物微型繁殖技术属于植物组织培养的范畴。 遗传特性 该技术可以保持品种的 ，繁殖种苗的速 快 度 。离体的叶肉细胞在适宜的条件下培养， 最终能够形成完整的植株，说明该叶肉细胞具有 遗传信息 该植物的全部 。 （2）把试管苗转接到新的培养基上时，需要在超 净工作台上进行，其原因是避免微生物 的污染。 （3）微型繁殖过程中，适宜浓度的生长素单独使 用可诱导试管苗 生根，而与 细胞分裂素 配比适 宜时可促进芽的增殖。若要抑制试管苗的生长， 促进愈伤组织产生和生长，需要使用的生长素调 2,4—D 节剂是 （脱落酸、2、4—D）。
作物上已获得成功
一、植物繁殖的新途径
3.神奇的人工种子 天然种子的缺陷 人工种子的概念
通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和 腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。
胚状体
在组织培养过程中，由愈伤组织再分化形 成的类似于胚的结构。
人工种子的组成
胚状体（不定芽、顶芽和腋芽）+人工种皮
（4）将某植物试管苗培养 在含不同浓度蔗糖的培养基 上一段时间后，单株鲜重和 光合作用强度的变化如图。 据图分析，随着培养基中蔗糖浓度的增加，光合作 用强度的变化趋势是 逐渐减小 ，单株鲜重的 变化趋势是 先增加后下降 。据图判断，培养基 中不含蔗糖时，试管苗光合作用产生的有机物的 量 不能（能、不能）满足自身最佳生长的需要。 （5）据图推测，若要在诱导试管苗生根的过程中 提高其光合作用能力，应 降低 （降低，增加） 培养基中蔗糖浓度，以便提高试管苗的自养能力。
高中生物选修3精品课件10： 2.1.2 植物细胞工程的实际应用
植物细胞工程的实际应用
温故知新
1.细胞的全能性是指什么？ 2.植物组织培养的步骤有哪些？ 3.植物体细胞如何杂交？ 4.人工诱导原生质体融合的方法有哪些？
植物组织培养
外植体
离体的植物器官、组织或细胞
脱分化
愈伤组织
人为使用植物激素控制 （生长素、细胞分裂素）
再分化
根、芽
植物体
植物细胞A 植物细胞B
用脱毒苗进行繁殖， 种植的作物就不会或极少 感染病毒。
脱毒材料：植物的分生区（如茎尖） 脱毒方法：用无病毒的分生区进行组织培养
3.人工种子
农业、林业都离不开种子，但天然种子存在许多局限性。
1.有些树木需生长数年才能结出种子。 2.优良杂交种后代会因发生性状分离而丧失优良特性。 3.受季节、气候和地域的限制。 4.制种时需要占用大量土地。
容易诱发突变
物质等）的影响而产生突变。
突变体产生的原理：基因突 变和染色体变异
突变体的利用：筛选对人们 有利突变体,进而培育新品种
外植体 脱分化
愈伤 组织
诱变 分化
突变体
筛选、 培育
新品种
诱变育种优点： 通过人工诱变提高愈伤组织的突变率，可以获得高抗、高产、 优质的新品种，加快育种进程。 诱变育种的缺点： 突变具有不定向性和多害少利性等特点，因此需要处理大量突 变材料，并从中选出符合人们需要的品种。
③可实现工厂化生产等
④不受自然生长季节的限制（因室内生产）。
⑤取材少，培养周期短，便于自动化管理。
⑥可以有效挽救珍稀濒危的植物
组 织 培 养 管 理 车 间
微型繁殖应用的实例
兰花、生菜、 杨树以及无籽 西瓜的试管苗， 都已形成一定 规模的产业化 生产
温故知新
1.细胞的全能性是指什么？ 2.植物组织培养的步骤有哪些？ 3.植物体细胞如何杂交？ 4.人工诱导原生质体融合的方法有哪些？
植物组织培养
外植体
离体的植物器官、组织或细胞
脱分化
愈伤组织
人为使用植物激素控制 （生长素、细胞分裂素）
再分化
根、芽
植物体
植物细胞A 植物细胞B
用脱毒苗进行繁殖， 种植的作物就不会或极少 感染病毒。
脱毒材料：植物的分生区（如茎尖） 脱毒方法：用无病毒的分生区进行组织培养
3.人工种子
农业、林业都离不开种子，但天然种子存在许多局限性。
1.有些树木需生长数年才能结出种子。 2.优良杂交种后代会因发生性状分离而丧失优良特性。 3.受季节、气候和地域的限制。 4.制种时需要占用大量土地。
容易诱发突变
物质等）的影响而产生突变。
突变体产生的原理：基因突 变和染色体变异
突变体的利用：筛选对人们 有利突变体,进而培育新品种
外植体 脱分化
愈伤 组织
诱变 分化
突变体
筛选、 培育
新品种
诱变育种优点： 通过人工诱变提高愈伤组织的突变率，可以获得高抗、高产、 优质的新品种，加快育种进程。 诱变育种的缺点： 突变具有不定向性和多害少利性等特点，因此需要处理大量突 变材料，并从中选出符合人们需要的品种。
③可实现工厂化生产等
④不受自然生长季节的限制（因室内生产）。
⑤取材少，培养周期短，便于自动化管理。
⑥可以有效挽救珍稀濒危的植物
组 织 培 养 管 理 车 间
微型繁殖应用的实例
兰花、生菜、 杨树以及无籽 西瓜的试管苗， 都已形成一定 规模的产业化 生产
高中生物选修三课件-2.1.2植物细胞工程的实际应用
（3）试管苗的细胞核中含__24___条脱氧核糖核苷酸链。
（4）培育成的试管苗可能出现的基因型有 _A_B_、__a_B、__A_b_、__ab_。
人工种子
结构：人工种皮+人工胚乳+胚状体
优点：①保持优良品种遗传特性 ②不受气候、季节和地域限制 ③培植周期短 ④可以很方便地贮藏和运输
例子：芹菜、花椰菜、桉树和水稻的胚状体制 备成了人工种子。
二、作物新品种的培育
1.单倍体育种
（1）方法: （2）原理： 染色体变异
选优 自交 种子
（3）优点： ①后代都是纯合体，稳定遗传, ②明显缩短育种年限
A.④② C.③④
B.③② D.④③
9.基因型为AaBb的水稻（含24条染色体）的花药通过 无菌操作接入试管后，在一定条件下形成试管苗，问：
（1）愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规 则的细胞团，愈伤组织形成过程中，必须从培养基 中获得_水_、__无__机_盐__、__维__生_素__和__小_分__子__有_机__物_ 等营养物质。 （2）要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有_ _细__胞_分__裂__素__和__植__物__生_长__素_______两类激素。
无性繁殖的
草莓
作物，容易 将病毒传染
病毒积累，导致 作物产量降低、
给后代。 品质变差。
植物分生区（如茎尖）
病毒极少。切取茎尖
进行组织培养，可获
得脱毒苗。
作物脱毒
脱毒原因：进行无性繁殖的作物，易积累感染 的病毒，导致产量降低，品质变差。
作物脱毒材料: 分生区（如茎尖）的细胞 ——无病毒或极少
作物脱毒方法: 进行植物组织培养 结果: 脱毒苗
脱毒产品
香蕉
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栏目 导引
专题2
细胞工程
途径
优点
实例 马铃薯 脱毒________ 的培育
产量和品质 作物脱毒 提高作物_______________
性状分离 (1)后代无____________
气候 人工种子 (2)不受季节、____________
地域 和____________ 的限制
芹菜、水稻等 的胚状体制成 人工种子
①解决了天然种子在遗传上由于减数分裂过程中的重组现象造 成的某些遗传性状的改变或繁殖能力差、结子困难等问题。 ②实现种子的工厂化生产，克服天然种子在生产上受季节限制 的问题，提高农业的自动化程度。 ③试管苗的大量贮藏和运输也是相当困难的。人工种子则克服 了这些缺点，人工种子外层是起保护作用的薄膜，类似天然种 子的种皮，因此，可以很方便地贮藏和运输。④用人工种子播 种可以大大节约粮食。程
特别提醒
“一个等于”和“一个不等于”
(1)微型繁殖实际上是一种无性繁殖，繁殖过程的细胞分裂为
有丝分裂，保持亲子代遗传特性的稳定性。 (2)脱毒苗不等于抗毒苗，脱毒苗是选择植物的茎尖(刚形成， 不含有病毒)进行组织培养而获得的，属于细胞工程的范畴； 而抗毒苗是把某抗病基因导入植物细胞，属于基因工程的范
稳定遗传 。 ①后代是纯合子，能____________ 缩短 ②明显____________ 了育种年限。
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专题2
细胞工程
2．突变体的利用 基因突变 。 (1)原理：____________ (2)产生：在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于
分生状态 而易受培养条件和外界压力(如射线、化 不断的____________ 学物质等)的影响而产生突变。
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专题2
细胞工程
3．作物脱毒 (1)病毒的特点：病毒是寄生性生物，在用种子繁殖或用植物
根、茎无性繁殖过程中，种子、根、茎的细胞中可能携带着
病毒并传给下一代，使其繁殖的子代感染病毒。 (2)材料的选取：据检测，植物的分生组织细胞中一般是不含 病毒的。如果未被病毒感染的植株的分生组织用植物组织培 养的方法培育成幼苗，用于生产，可以避免病毒对作物的影 响，大大提高作物的产量。
专题2
细胞工程
2．1.2
植物细胞工程的实际应用
专题2
细胞工程
学习导航
1.举例说出植物组织培养技术在农业上的应用。[重、难点] 2．举例说出植物组织培养技术在细胞产物的工厂化生产领 域的应用。[重点]
专题2
细胞工程
一、植物繁殖的新途径 途径 优点 (1)保持优良品种的 微型繁殖 遗传特性 ____________ 高效快速 地实现种苗 (2)____________ 的大量繁殖 微型繁殖兰花 实例
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专题2
细胞工程
1．判一判 (1)微型繁殖能保持亲本的一切性状( × ) (2)人工种子是由受精卵发育而来的( × ) (3)突变体育种的原理是基因突变( √ ) (4)单倍体育种的目的是获得单倍体本身( × )
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专题2
细胞工程
2．选一选 ①③⑤ 。 下列属于植物细胞工程应用的是____________ ①脱毒苗 育种 ②抗毒苗 ③人工种子 ④天然种子 ⑤单倍体
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专题2
细胞工程
二、作物新品种的培育 1．单倍体育种 (以二倍体植物为例 ) 花药的离体培养 。 (1)方法：____________________ (2)过程：
人工诱导 纯合子 植株。 单倍体 花药离体培养 ,___________植株染色体加倍 ― ― → __________
(3)优点：
⑥多倍体育种
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专题2
细胞工程
植物繁殖的新途径 1．微型繁殖
(1)本质：微型繁殖只运用了植物组织培养技术，该过程只涉
及有丝分裂，没有减数分裂，因而属于无性繁殖。 (2)优点：使用材料少，培养周期短，繁殖率高，便于自动化
管理，有利于进行工厂化培养。
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专题2
细胞工程
2．人工种子
(1)组成：由胚状体、人工种皮两部分组成。如图：
畴。
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专题2
细胞工程
制造人工种子的原理是在组织培养得到的“胚状体” 的最外面用一层有机膜包裹，并在薄膜以内放入一些营养物
质，如图所示。据此判断下列说法不正确的是(
)
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专题2
细胞工程
A．“胚状体”最外面的一层有机膜和里面营养物质分别具
有种皮和胚乳的功能 B．“胚状体”来源于离体的植物体细胞，其形成过程中要 经过的生理变化大体上是脱分化和再分化 C．从保证人工种子正常的生命力及生态系统物质循环上来 看，其外部薄膜应具有全透性和能被微生物降解的特点 D．在人工种子萌发的过程中“胚状体”细胞吸收营养液中 的物质用于生长等 [解析] 从保证人工种子正常的生命力上来看，其外部薄膜 应具有半透性，可以透气和透水，但是不能让薄膜以内的营 养物质出来。
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专题2
细胞工程
(2)人工种皮的要求：
①能保持胚状体的活力，即要能透气、透水，含有胚状体发
芽所需要的各种营养成分等； ②有利于贮藏、运输和萌发，选取的材料要有韧性，耐压， 对胚状体无毒害； ③还应含有农药和杀菌剂,以防播种后害虫及微生物的侵害; ④还要加入能促进胚状体生长和发育的一些植物生长调节 剂、有益菌等。 (3)制作人工种皮的材料:海藻酸钠、明胶、树脂、琼脂糖、
淀粉等。
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专题2
细胞工程
(4)胚状体的要求： ①播种后能快速出苗；
②根和芽同步生长，活力强；
③形成的幼苗的形态与生长要正常。
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专题2
细胞工程
(5)制备流程： 诱导植物愈伤组织的形成 ↓
体细胞胚的诱导
↓ 体细胞胚的成熟
↓
机械化包装 ↓
储藏或种植
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专题2
细胞工程
(6)优点：
(3)利用：从产生突变的个体中筛选出对人们有用的 突变体 ____________ ，进而培育成新品种。 (4)优点：产生新基因、大幅度改良某些性状。
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专题2
细胞工程
三、细胞产物的工厂化生产 1．细胞产物种类：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物 碱等。 组织培养 技术。 2．技术基础：植物____________ 3．实例：我国利用植物组织培养技术实现了大量生产 细胞产物 人参皂甙干粉 ；另外，三七、紫草和银杏的____________ _______________ 也都已经实现了工厂化生产。