2.1.2植物细胞工程的实际应用优质课

胚 人工胚乳
人工种皮中的有效成分： 加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及 农药、抗生素、有益菌、植物生长调节剂等。
3、人工种子的优点： ①后代无性状分离，保留优良特性； ②不受气候,季节和地域限制；
③时间短，占地少，贮藏运输方便。
④提高植物的繁殖能力;
⑤可人为控制植物的生长发育与抗逆性
讨论：利用人工种子进行繁殖是有性生殖还是无性生殖？ 【易错点拨】 人工种子的形成属无性生殖，不发生性状分离。 天然种子的形成属有性生殖，发生性状分离。
4.工厂化生产人参皂甙干粉的基本流程： 人参根 脱分化 愈伤组织培养选择 增长速度快而且细 胞内人参皂甙干粉含量高的细胞 放入发酵罐
细胞增殖 破碎细胞 提取人参皂甙干粉
讨论:
怎样拯救红豆杉并且生产大量紫杉醇？ 可以利用植物组织培养技术来大量生产紫杉醇。
本课小结
微型繁殖
植物繁殖的新 途径
植 细 工 的 际 用 物 胞 程 实 应
3、马铃薯利用它的块茎进行无性繁殖，种植的世代多了 以后往往会感染病毒而减产，为此农户都希望得到无病 毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳办法是 （ C ） A．选择优良品种进行杂交 B．进行远缘植物体细胞杂交 C．利有芽尖进行组织培养 D．人工诱导基因突变
4.甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产 上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种 苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组 织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的（C ） A.有丝分裂 B.分化 C.减数分裂 D.全能性
【典例2】下面对人工种子的叙述不正确的是( D ) A.人工种子的胚乳中含有胚状体发育所需的营养 物质，还可以添加农药和植物激素等 B.人工种子可以工业化生产，播种人工种子可节 省大量的粮食 C.人工种子克服了有些作物品种繁殖能力差，结 种困难或发芽率低等问题 D.人工种子的胚状体还未分化出胚芽、胚轴和胚 根等结构
【典例5】 （改编）基因型为AaBb的水稻（24条染色体）的花药
通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下培养形成试管苗。 茎 (根)尖 作为外植体， ⑴微型繁殖培育无病毒幼苗时，一般选取________ 茎尖(或根尖)病毒极少，甚至无病毒 其依据是__________________________________ 。 ⑵在再分化过程中，愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根，但 分化出了芽，其原因可能是 ____________________________________________________ 培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量的比值偏低 ⑶组织培养技术不能直接用于（ D ） A、快速繁殖 B、培育无病毒植株 C、植物产品的工厂化生产 D、培养抗病菌植株 ⑷用组织培养技术繁殖植物体时，不可能发生的是（ A ） A、基因重组 B、基因突变 C、染色体变异 D、染色体分离 ⑸试管苗的细胞核中含有 12 个DNA分子。 AB Ab aB ab ⑹培养成的试管苗可能出现的基因型有 。 如果要获得育种需要的植株，并能繁殖新品种，后面的 育种步骤是 用一定浓度的秋水仙素处理组织培养获得的幼苗 。
作物脱毒
人工种子
作物新品种的 培育
单倍体育种 突变体的利用
细胞产物的工厂化生产
【典例3】（改编）下列有关植物细胞工程应用的 叙述， 正确的是( C ) A.利用植物组织培养技术培育脱毒苗，获得抗 病毒的新品种 B.用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成 人工种子，能保持亲本的优良性状 C.利用细胞培养技术获得紫草素，实现了细胞 产物的工厂化生产 D.嫁接、扦插和植物组织培养都属于微型繁殖
花药离体培养
第 年
2
秋水 仙素 矮抗
纯合体: DDTT DDtt ddTT ddtt 选择矮秆抗病 即为新品种
二、作物新品种的培育
㈡突变体的利用
1.突变体的产生:在植物组织培养的过程中，由于培养的
细胞一直处于不断的分生状态，因此容易受到培养条件 2.突变体育种原理是：基因突变或染色体变异 ；
和外界压力（如射线、化学物质等）的影响而产生突变。
诱变育种的原理是 基因突变 ；诱变育种属于突变体 育种的一种。 3.利用： 筛选对人们有利突变体,进而培育新品种 。 4.选材：为何要选择处于分生状态的细胞？ 分生状态的细胞分裂旺盛，容易诱发突变 。
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 2.技术： 植物的组织培养 3.成就：
【易错点拨】获得无病毒植株与抗病毒植株应用的生 物学技术不一样。
【典例4】 （2013· 新课标全国Ⅱ卷.40）（15分）
甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物，甲含有效成分A， 乙含有效成分B。某研究小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物。 回答下列问题： 纤维素 （1）为了培育该新型药用植物，可取甲和乙的叶片，先用 ______ 果胶 酶去除细胞壁，获得具有活力的________ 原生质体 ，再用化学 酶和______ 愈伤 组 诱导剂诱导二者融合。形成的融合细胞进一步培养形成______ 再分化 形成完整的杂种植株。这种培育技术称为 织，然后经过______ 植物体细胞杂交技术 ________________ 。 （2）上述杂种植株属于多倍体，多倍体是指 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体 _____________________________________ 。假设甲与乙有性 杂交的后代是不育的，而上述杂种植株是可育的，造成这种差异的 在减数分裂过程中，前者染色体联会异常，而后者染色体联会正常 原因是___________________________________ （3）这处杂交植株可通过制作人工种子的方法来大量繁殖。经植 胚状体、不定芽、顶芽、腋芽 物组织培养得到的_______________________ 等材料用人工薄膜 包装后可得到人工种子。
P38讨论题 植物组织培养车间
4、微型繁殖的应用的 实例： 兰花、生菜、杨树 以及无子西瓜试管苗的 产业化生产。
荷 兰 花 卉
鹤望兰
无籽西瓜
生菜
杨树
一.植物繁殖的新途径
（二）作物脱毒
1.作物脱毒的解决的问题：
解决病毒因在作物体内逐年积累，产量降低，品质变差的问题 。
2.作物脱毒的材料：分生区（如茎尖）的细胞 择该种细胞更易获得脱毒苗的理由是 植物分生区细胞病毒少，甚至没有病毒 3.作物脱毒所应用的技术： 植物组织培养 4.作物脱毒的结果： 获得的脱毒苗 。
（二）人工种子
外植体→愈伤组织→胚状体（丛芽） 1、产生途径： 人工薄膜包裹→储藏或种植。
2、人工种子的结构：
人工种皮+胚状体（不定芽、顶芽、腋芽）+人工胚乳
自然种子的结构
种皮
胚 乳
人工 种皮
胚
胚
人工胚乳
P40讨论：人工种皮中应该具有的有效成分？为了保证胚 状体的生长发育，还可以加入哪些物质？
人工种皮
石斛 连翘
实际问题：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……
2.1.2 植物细胞工程的实际应用
学习目标
1.理解植物繁殖的新途径。 2.理解作物新品种的培育。 3.了解细胞产物的工厂化生产。
潮阳实验学校
任培勇
一.植物繁殖的新途径
（一）微型繁殖
1.概念：快速繁殖优良品种的植物组织培养技术 。 一般为无性生殖 2.生殖方式： 。 3.优点： 保持亲本的优良遗传特性 ； 高效快速地实现种苗的大量繁殖 ； 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
来自百度文库
ddtt
第 年
× ddTT
3 第 年
生长
4
选育出需要 的矮抗纯种
二、作物新品种的培育
㈠单倍体育种
1.概念:是指由配子发 育成的个体 2.方法： 花药离体培养 3.优点： 明显缩短育种年限
单倍体育种
高杆抗病 DDTT
P F1
× 矮杆感病
ddtt
第 年
1
高杆抗病 DdTt
dT dT dt dt
配子： DT Dt 单倍体 DT 幼苗： Dt
课堂演练
备用练习
1．用植物组织培养技术，可以培养或生产（ D ） A．食品添加剂 B．无病毒植物 C. 人工种子 D．前三项都是 2．下列四个选项中没有采取植物组织培养技术的是 （B ） A．花药离体培养得到单倍体植株 B.秋水仙素处理幼苗获得多倍体植株 C．人工种子的培育 D．“番茄——马铃薯”杂种植株的培育过程
二、作物新品种的培育
复习: 原理:基因重组
结果:
传统方法： 杂交育种
P：
第 年 第 年 1 2
高杆抗病 DDTT
× 矮杆感病
↓
ddtt
把两亲本的优良性状组合 F1 在同一后代中。
缺点:
F
高杆抗病 DdTt ↓× D_T_ D_tt ddT_
矮抗
要不断进行(多年)纯化和 2 选择，才得到一种符合理想要 F3 求的新品种。
5.下列属于植物的微型繁殖技术的是 （ A．兰花芽尖组织培养成兰花幼苗 B．水稻种子萌发并长成新个体 C．扦插的葡萄枝长成新个体 D．柳条芽发育成枝条
A
）
6.人参皂苷干粉可以通过下列何种技术获得 （ ） A．杂交育种 B．植物细胞培养 B C．多倍体育种 D．单倍体育种
。选 。 。
5、实例： 材 料:分生区（如茎尖）的细胞
脱毒苗:切取茎尖进行组织培养获得
实际问题：天然种子的局限性
1.有些树木需生长数年才能结出种子。 3.受季节、气候和地域的限制。
4.制种时需要占用大量土地。
2.优良杂交种后代会因发生性状分离而丧失优良特性。
能否找到天然种子的替代品？
一、植物繁殖新途径：
【典例1】 （改编）甘薯种植多年后易积累病毒 而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织 离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该 品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体 培养获得种苗的过程不涉及细胞的（ C ） A.有丝分裂 B.细胞分化 C.同源染色体分离、非同源染色体自由组合 D.细胞的全能性 E.DNA分子复制和基因的表达