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

过有性 生殖产生的，可表现出 双亲 的遗传性状。
2.1.2 植物细胞工程的实际应用
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5．获取人工种子胚状体的途径有哪些呢？ 答案 (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。
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应用示例
1 ．下面为人工种子培养过程流程图解，下列相关叙述不正 确的( )
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应用示例
2．下图列举了几种植物的育种方式，请据图回答相关问题：
(1)甲育种方式称为_______________。
(2)通过丁方式可以获得脱毒苗，培养过程中c常常取用茎尖的原因
______________________________。
2.1.2 植物细胞工程的实际应用
断的分生状态，因此容易受到培养条件和 外界压力 的影响而产生
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。
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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
1．单倍体育种 (1)原理：染色体变异。
离体培养 秋水仙素处理 (2)过程： 取亲本植株花药 ― ― ― ― ― ― → 单倍体幼苗 ― ― ― ― ― ― ― ― ― →纯 染色体加倍 合子植株。
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(3)优点
①单倍体经过染色体加倍，获得的后代为纯合子，可明显缩短育
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思维激活
1．单倍体育种中为何要进行人工诱导染色体加倍？常用的诱
导方法是什么？ 答案 由于单倍体植株弱小，高度不育，因此可用秋水仙素
处理单倍体的幼苗，来诱导其染色体加倍；人工诱导染色体
加倍最常用的方法是用秋水仙素处理。
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2．比较单倍体育种与花药离体培养
花药离体培养是单倍体育种时常用的方法。花药离体培养 得到的植株一般是 不可育 度的
秋水仙素
的单倍体植株，而单倍体育种 的植
是在花药离体培养获得 单倍体 幼苗的基础上，用适当浓
处理，获得的是 纯合可育
株，且一般自交后代不发生性状分离 。
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3．根据生产的目的不同，植物组织培养的阶段不同，如微型繁殖 应培养到试管苗阶段。请分析要生产人参皂甙粉，应培养到什么 阶段？ 答案 愈伤组织阶段。 4．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？ 答案 因为培养细胞一直处于不断的分生状态。
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(3)乙方式通常用射线处理植物的愈伤组织能获得较好效果，原因 _________________________________________________________ _______________。 (4)丙方式将外源目的基因导入受体植物细胞，最常采用的方法是 ______________。 (5)甲、丙两种育种方式与传统杂交育种相比，其优点是
( × )
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(4)在植物的组织培养过程中，由于所培养的细胞进行有丝 分裂，所以不会发生突变。( × ) (5) 利用植物组织培养技术可获得的细胞产物包括蛋白质、 脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。( √ )
(6)单倍体育种的目的是获得单倍体本身。( × )
(7)细胞产物的生产是将植物细胞培养到愈伤组织。( √ )
(3)由于 愈伤组织 一直处于不断分裂的状态，容易受到培养条件 和外界压力的影响而发生 突变
2.1.2 植物细胞工程的实际应用
。
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(4)将外源基因导入受体植物细胞的方法，最常用的是 农杆菌 转化法 。
3.人工种子 (1)组成：由胚状体 、不定芽、顶芽和腋芽作为保护性外壳的 人工种皮 和提供胚状体进一步发育所需营养的 人工胚乳 。如 下图：
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。
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二、作物新品种的培育及细胞产物的工厂化生产(阅读P40－41)
2．作物脱毒
(1)病毒的特点：病毒是寄生生物，在用种子繁殖或用植物根、茎
的无性繁殖过程中，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，植物的分生区附近的病毒极少，甚至无
病毒。如果将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
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课堂讲义
重点难点，个个击破
一、植物繁殖的新途径
1．微型繁殖 (1)本质：微型繁殖实际上是一种无性繁殖，能保持亲本的一切优 良性状，这项技术只运用了植物组织培养技术，因此该过程只涉 及有丝分裂，不涉及减数分裂。 有利于进行工厂化培养。
(2)优点：使用材料少，培养周期短，繁殖率高，便于自动化管理，
专题2——
2.1.2
目标导航
植物细胞工程的实际应用
1.举例说明植物细胞工程在植物繁殖方面的应用。 2.列举植物细胞工程在作物新品种培育方面的应用。 3.概述细胞产物的工厂化生产的原理。
1 预习导学
2 课堂讲义 3 对点练习
挑战自我，点点落实 重点难点，个个击破
即时训练，体验成功
预习导学
挑战自我，点点落实
的，属于基因工程的范畴。
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3．根据种子发育所需的营养物质，分析人工种皮内应含有哪些有
效成分？
答案 适宜的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益
菌等。
4．人工种子和天然种子的区别：人工种子是通过植物组织 培 养
产生的，属于 无性 繁殖，可保持亲本 的优良性状。自然种子是通
一、植物繁殖的新途径(阅读P38－39)
1.微型繁殖
(1)概念：用于快速繁殖优良品种的 植物组织培养 技术。 2.作物脱毒
(1)选材部位：植物 分生区 附近的部位，因为 此处细胞内病毒
(2)属于 无性 (填有性、无性)繁殖，能够保持优良品种的遗传性状。
极少，甚至无病毒 。
(2)优点：提高作物的产量和品质。
作物的产量。
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3．人工种子
(1)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。
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。2.1ຫໍສະໝຸດ 2 植物细胞工程的实际应用16
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)胚状体是由愈伤组织分化而成，离体细胞只有形成愈伤组织 才能表现出全能性。( √ ) (3)同一批次的人工种子可以保证具有相同的基因型。( √ ) (4)胚状体是由未分化的、具有分裂能力的细胞构成的。( × )
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二、作物新品种的培育及细胞产物的工厂化生产
3．细胞产物的工厂化生产 药物 、 香料 、生物碱等。 (1)种类：蛋白质、脂肪、糖类、 (2)技术： 植物组织培养 技术。 (3)实例：人参、三七、紫草和银杏的细胞产物都已实现工厂
化生产。
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预习诊断
判断正误： (1) 植物组织培养技术不仅可以保持优良品种的遗传特性，还可以 高效快速地实现种苗的大量繁殖。( √ ) (2) 人工种子就是以植物种子的胚等为材料，经过人工薄膜包装得 到的种子。( × ) (3) 单倍体育种通过花药离体培养获得单倍体植株，染色体加倍后 两年便可获得稳定遗传的优良品种，极大地缩短了育种年限。
_____________________________________。
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问题导析 (1)由a、b两种细胞通过一定的技术手段获得c，属于 植物体细胞杂交 ，能 克服远缘杂交不亲和的障碍。
(2)植物 分生区 附近(如茎尖)的病毒极少，甚至没有病毒，因此
常用 茎尖 组织培养技术获得脱毒苗。
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A．b、c过程中植物激素发挥了重要作用，d表示给胚状体包上人 工胚乳和人工种皮 B．再分化发生在d步骤，是愈伤组织重新分化成根或芽等器官的 过程 C．人工种子的培育是植物组织培养技术的重要用途之一 D ．人工种子可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发 芽率低等问题
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3．细胞产物的工厂化生产 (1)原理：植物细胞在代谢过程中，能够产生一些有机化合物，如 人参皂甙、奎宁、紫杉醇，它们可以作为药物、杀虫剂、香料、 色素等的原料。可以通过大规模培养植物细胞，从中提取这些物 质。 (2)技术：植物组织培养技术
脱分化 分散开 外植体(离体的植物器官、组织或细胞) ― ― ― ― → 愈伤组织 ― ― ― ― → 细 发酵、提取 胞悬液 ― ― ― ― ― ― → 细胞产物