高中人教版 (2019)植物细胞工程的应用课堂教学ppt课件

这是一份高中人教版 (2019)植物细胞工程的应用课堂教学ppt课件，共46页。PPT课件主要包含了如何解决这个问题呢，铁皮石斛的工厂化生产，快速繁殖，植物细胞的全能性，一般为无性生殖，有丝分裂，扦插叶插，都属于无性生殖，作物脱毒，无病毒组织等内容，欢迎下载使用。
第2课时 植物细胞工程的应用
经济苗木、名贵花卉、珍稀植物等的自然繁殖速度缓慢，繁殖效率低下或优良性状不易保持……
请阅读课本P39，回答以下问题： 1.什么是快速繁殖技术？ 2.快速繁殖的核心技术是？依据的原理是什么？ 3.快速繁殖技术有什么优点？有哪些应用实例？
也叫 ，是用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术
①高效、快速地实现种苗的大量繁殖
②无性繁殖，保持优良品种的遗传特性
③不受自然生长季节的限制，培养周期短
④选材少，繁殖率高，便于自动化管理，可实现工厂化规模生产
1. 植物组织培养可以进行快速繁殖的原因是什么？
①植物组织培养在实验室进行，一般不受季节、气 候等条件的限制。
②植物组织培养到愈伤组织阶段，细胞进行旺盛、 快速的有丝分裂，从而获得大量的组织细胞。 不断地对愈伤组织进行分割、移瓶、诱导再分 化就可以形成大量的新植株。
2. 多肉是如何繁殖的？
3. 扦插、嫁接、压条属于无性生殖吗？属于快速繁殖技术吗？
过程中未经过脱分化、再分化等，不属于植物组织培养，因此不属于快速繁殖技术。
*扦插、压条、嫁接等 微型繁殖技术
姜是药食两用的经济作物，在生产上长期采用无性繁殖，容易感染多种病毒病，使生姜品质变差，叶子皱缩，生长缓慢，一般减产30%-50%。病毒引起的植物病害有500多种。
受害植物包括粮食作物、蔬菜、果树和花卉等。而且没有有效的防治办法，只能拔除，造成经济损失。
病毒多集中在种子、老叶等器官中，在幼嫩的器官和未成熟的组织中较少，在分生区几乎不含病毒。
请阅读课本P40，回答以下问题： 1.为什么许多通过无性繁殖多代之后产量会下降？ 2.为什么作物脱毒苗培养时一般选取植物根尖或茎尖 的分生区作为外植体？ 3.获得脱毒苗的过程？
无性繁殖的作物，容易将病毒传染给后代。病毒在作物体内逐年积累，导致作物产量降低、品质变差。
植物顶端分生区附近（如茎尖、芽尖、根尖）
该部位的病毒极少，甚至无病毒
被病毒感染的，主要通过无性繁殖的作物
如马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉
作物脱毒 VS 快速繁殖：
二者无本质区别，只是取材部位不同
脱毒苗：是选择植物的茎尖进行植物组织培养而获得的，只是体内不含病毒，但不能抵抗病毒侵染，属于细胞工程的范畴；
抗毒苗：是把某抗病基因导入植物细胞，属于基因工程的范畴。
脱毒作物的 和 明显优于没有脱毒的作物。
1、下列属于生物的微型繁殖技术的是（ ）A. 兰花的芽尖组织培育成兰花幼苗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. 柳树芽发育成枝条
2、束顶病毒能够引起香蕉的严重病害，科研人员用感病植株的茎尖作为外植体进行培养获得脱毒苗，实验结果如图所示。下列有关叙述正确的是（ ）A. 感病植株的茎尖需经灭菌处理后才能用于脱毒苗的培育B. 培养过程中培养基常添加生长激素、细胞分裂素等激素C. 超低温保存感病植株茎尖可提高 其脱毒率，降低成活率D. 茎尖脱分化形成的愈伤组织是一 团呈正方形的薄壁组织团块
习近平总书记说：“确保国家粮食安全，把中国人的饭碗牢牢端在自己手中。” 我国是粮食生产大国，而有所成就的原因更多在于我国科研人员的不懈研发。但是，常规选育（杂交育种）出一个可以稳定遗传的作物优良品种，一般要经过5～6年的连续筛选。
实际问题：传统的育种方法：原理：缺点：
现有紫色非甜玉米（基因型AASS）和白色甜玉米（基因型aass），如何获得纯种的紫色甜玉米（基因型AAss）？
通过杂交把两亲本的优良性状组合在同一后代中(基因重组)
多年纯化和选择，才得到符合理想要求的新品种
选择紫甜玉米即为新品种
紫色非甜玉米 AASS
白色甜玉米 aass
根据上述单倍体育种过程，回答以下问题： 1.归纳单倍体育种的流程？ 2.单倍体育种的原理是什么？其中花药离体培养依据的原理是什么？ 3.与传统杂交育种相比，单倍体育种的优点？
植物细胞的全能性和染色体数目变异
【讨论】单倍体育种的目的是不是获得单倍体植株？
①极大地缩短了育种的年限，节约了大量的人力和物力
②后代一般都是纯合子，能稳定遗传
③进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料
【资料】在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖的状态，因此它们容易受到培养条件和诱变因素（如射线、化学物质等）的影响而产生突变。
【讨论】1. 这对你有什么启发？
从产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。
2. 诱变处理的对象？为什么？产生的变异一定符合需要吗？
不一定，因为突变是不定向的
诱变处理（射线、化学物质）
突变（基因突变+染色体变异）和植物细胞的全能性
提高愈伤组织的突变率，加快育种进程，大幅度地改良某些性状
突变具有不定向性和低频性，需要处理并筛选大量突变材料
筛选出抗病、抗盐、高产以及蛋白质含量高的新品种，如抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草。
1.自农耕文化发展以来，人们一直尝试各种育种操作，尤其是随着生物技术的进步，育种方式的选择越来越多，下列关于某水稻品种育种过程叙述不正确的是（ ）A. 过程①④⑤的原理是基因重组，过程②③的原理是染色体变异B. 过程②还需用到植物组织培养，过程③不能用秋水仙素处理正在萌 发的种子C. 过程④得到的矮秆抗病纯合子占全部后代的1/3D. 过程②③的优点是明显缩短了育种的年限
【资料】紫杉醇是从紫草细胞中提取的一种药物和色素，是目前已发现的最优秀的天然抗癌药物，在临床上已经广泛用于乳腺癌、卵巢癌和部分头颈癌和肺癌的治疗，下图是通过植物细胞工程技术工厂化生产紫杉醇的途径。
问题1：紫杉醇属于初生代谢物还是次生代谢物？（P41相关信息）问题2：①过程是什么？问题3：③过程利用的是植物组织培养技术吗？问题4：生产紫杉醇的过程能否体现植物细胞的全能性？
次生代谢物：不是植物基本的生命活动所必需的产物。
植物基本的生命活动所必需的代谢活动，一般在特定的 中，并在一定的环境和时间条件下才进行。
生物生长和生存 的代谢活动，整个生命过程一直进行。
如糖类、脂质、蛋白质、核酸等
植物代谢产生的一些一般认为不是植物基本的生命活动所必需的产物。
是一类小分子有机化合物（如酚类、萜类和含氮化合物等）
①在植物抗病、抗虫等方面发挥作用
②很多药物、香料和色素等的重要来源
①植物次生代谢物含量很低
②从植物组织提取会大量破坏植物资源
③有些产物又不能或难以通过化学合成途径得到
利用植物细胞培养来获得目标产物，这个过程就是细胞产物的工厂化生产
3.细胞产物工厂化生产
是指在 条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其 的技术。
细胞产物的工厂化生产的目标产物 。
由以上过程可知:*细胞产物工厂化生长主要利用的是植物组织培养中的哪种结构？_ _ __________*提取细胞产物是否需要培养得到完整植株？____________ 。
因为此时细胞分裂能力旺盛，代谢快，有利于产物生成。
（有利于培养的细胞与营养物质充分接触）
不占用耕地，几乎不受季节、天气等限制，因此对于社会、经济、环境保护具有重要意义。
工厂化生产人参皂甙干粉的基本流程：
增长速度快，人参皂苷干粉含量高的细胞
(8) 细胞产物工厂化生产实例
工厂化生产紫杉醇的基本流程：
从愈伤组织中提取紫杉醇
(6) 细胞产物工厂化生产实例
【拓展应用1】植物细胞培养 VS 植物组织培养
快速繁殖、作物脱毒、单倍体育种和突变体的应用
【拓展应用2】四种育种方法的比较
1.生物碱是存在于自然界中(主要存在于植物中，但有的也存在于动物中)的一类含氮的碱性有机化合物，有显著的生物活性，是中草药中重要的有效成分之一。如图为获得生物碱的两种方式，下列叙述错误的是（ ）A. 用酶解法将愈伤组织分离成单细胞B. 图中①和②分别表示植物组织培养中细胞的脱分化和再分化过程C. ②过程中需用适宜配比的植物激素处理D. 图中愈伤组织、脱毒苗和高产细胞系的获得都体现了植物细胞的全能性
“手指植物”通常培育在装有彩色固体培养基的小玻璃瓶中，只要保证充足的光照和适宜的温度，不需要额外补充水分或营养物质，它们就能在玻璃瓶中生长三四个月之久。
3.细胞产物的工厂化生产
一、概念检测1. 运用植物细胞工程技术可以培育单倍体植株和进行细胞产物的工厂化生产。判断下列相关表述是否正确。（1）用花药培养得到单倍体植株需要用到植物组织培养技术。（ ）（2）细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞生长的培养条件，提高了单个细胞中次生代谢物的含量。（ ）2.生产中培育香蕉脱毒苗常用的方法是 （ ） A.人工诱导基因突变 B.选择优良品种进行杂交 C.进行远缘植物体细胞杂交 D.取茎尖分生组织进行组织培养
【提示】积极探索其他的繁育途径。例如，研究如何利用植物组织培养技术繁育甜叶菊，研究内容涉及植物组织培养材料的选择，培养基配方的优化，提高试管苗移栽成活率的方法等，最终目的是建立一套利用植物组织培养技术繁育甜叶菊的标准技术体系，实现甜叶菊种苗的产业化生产。
2. 甜叶菊是一种菊科植物，植株中所含甜菊糖的甜度是蔗糖的300倍左右，而它的热量却很低，所以它逐渐成为一些用糖行业欢迎的新糖源。甜叶菊的种子小，发芽率低，种子繁殖遗传性状不稳定；而扦插植株的根系弱，且需要原始材料多，这些都会限制甜叶菊的生产。假如你是某甜叶菊生产公司的项目负责人，该公司当前运行状况良好，但一直未能解决种子发芽率低的问题，为了提高公司的甜叶菊繁育效率，你应该如何作出决策，并请说出理由。