高中生物 專題2 第1節(jié) 第2課時(shí) 植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用課件 新人教版選修3.ppt

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成才之路 生物,路漫漫其修遠(yuǎn)兮 吾將上下而求索,人教版 選修3,細(xì)胞工程,專題二,第一節(jié) 植物細(xì)胞工程,專題二,第二課時(shí) 植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用,1．了解植物繁殖的新途徑及原理。(重、難點(diǎn)) 2．正確區(qū)別人工種子與自然狀態(tài)下的種子。(重點(diǎn)) 3．了解作物新品種培育的方法和原理。,一、植物繁殖的新途徑 1．微型繁殖 (1)微型繁殖技術(shù)：用于①________優(yōu)良品種的②____________________。 (2)特點(diǎn)：保持優(yōu)良品種的③________；高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗④________。 (3)實(shí)例：20世紀(jì)60年代，荷蘭的科學(xué)家就成功地實(shí)現(xiàn)了利用⑤______________來(lái)培育蘭花。,快速繁殖,植物組織培養(yǎng)技術(shù),遺傳特性,大量繁殖,組織培養(yǎng)技術(shù),2．作物脫毒 (1)材料：植物的⑥________(如⑦_(dá)_______)。分生區(qū)附近的病毒極少，甚至⑧________。 (2)脫毒苗：切取⑨______________進(jìn)行組織培養(yǎng)獲得的。 (3)優(yōu)點(diǎn)：使農(nóng)作物⑩_____________________。 3．人工種子 人工種子是以?_______________得到的?________、不定芽、?_____________等為材料，外面包被著特定的物質(zhì)，在適宜的條件下可以萌發(fā)長(zhǎng)成幼苗。人工種子由胚狀體、作為保護(hù)外殼的?________和提供發(fā)育所需營(yíng)養(yǎng)的?________組成。,分生區(qū),莖尖,無(wú)病毒,一定大小的莖尖,不會(huì)或極少感染病毒,植物組織培養(yǎng),胚狀體,頂芽和腋芽,人工種皮,人工胚乳,花藥離體培養(yǎng),明顯地縮短育種年限，后代都是純合子,培養(yǎng)條件,外界壓力,射線,化學(xué)物質(zhì),產(chǎn)生突變,突變體,蛋白質(zhì),藥物,組織培養(yǎng),人參皂甙粉,細(xì)胞產(chǎn)物,[思維激活] 1．通過(guò)“人工種子”繁殖后代屬于什么生殖方式？ 2．在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中，為什么培養(yǎng)細(xì)胞容易在培養(yǎng)條件和外界壓力改變的條件下產(chǎn)生突變？ 3．細(xì)胞產(chǎn)物的生產(chǎn)是將植物細(xì)胞培養(yǎng)到什么環(huán)節(jié)？ [答案] 1．無(wú)性繁殖 2．因?yàn)榕囵B(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷的分生狀態(tài)。 3．愈傷組織,一、植物繁殖的新途徑 1．微型繁殖 (1)概念：是指用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)，也叫快速繁殖技術(shù)。 (2)實(shí)質(zhì)：植物組織培養(yǎng)。 (3)原理：植物細(xì)胞的全能性。 (4)完成植物的微型繁殖技術(shù)的生理過(guò)程：細(xì)胞分裂和細(xì)胞分化。 (5)優(yōu)點(diǎn)：保持親本的優(yōu)良性狀；可以快速大量培育出新個(gè)體，有利于工廠化培育；選材少、培養(yǎng)周期短，繁殖率高，便于自動(dòng)化管理。,2．培育無(wú)病毒植株 (1)獲得成功的事例：馬鈴薯、甘薯、大蒜、草莓、蘋果、香蕉。 (2)常選用的部位：莖尖組織。 (3)操作過(guò)程：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。,3．制備人工種子 (1)概念：人工種子是指以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽為材料，經(jīng)過(guò)人工薄膜包裝得到的種子。 (2)人工種子的結(jié)構(gòu)：由胚狀體、作為保護(hù)外殼的人工種皮和提供發(fā)育所需營(yíng)養(yǎng)的人工胚乳三部分構(gòu)成。 (3)與天然種子相比較，其優(yōu)越性有：①可使在自然條件下不結(jié)實(shí)或種子昂貴的植物得以繁殖，②固定雜種優(yōu)勢(shì)，③是一種快捷高效的繁殖方式，④可人為控制植物的生長(zhǎng)發(fā)育和抗逆性等。 (4)成果：芹菜、花椰菜、桉樹(shù)和水稻的胚狀體制備的人工種子。,知識(shí)貼士：人工種皮 “人工薄膜”是指人工種皮。制作人工種皮的材料有海藻酸鈉、明膠、樹(shù)脂、瓊脂糖淀粉等。對(duì)人工種皮的要求是：能保持胚狀體的活力；有利于種子的貯藏、運(yùn)輸和萌發(fā)；選取的材料要有韌性、耐壓；對(duì)胚狀體無(wú)毒害，含有胚狀體發(fā)芽所需要的營(yíng)養(yǎng)成分或植物激素；還應(yīng)含有殺菌劑，以防播種后微生物的侵害。,下列有關(guān)人工種子的敘述不正確的是( ) A．通過(guò)科學(xué)手段人工合成的種子 B．必須由受精卵植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得的種子 C．人工種皮可以為種子萌發(fā)提供足夠的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) D．人工種子發(fā)芽率較高 [解析] 本題考查了人工種子獲得的方法及其過(guò)程。人工種子是經(jīng)植物組織培養(yǎng)獲得胚狀體、不定芽等，然后經(jīng)人工薄膜包裝得到的種子。 [答案] B,百合利用它的球莖進(jìn)行無(wú)性繁殖，種植的世代多了以后往往會(huì)感染病毒而減產(chǎn)，為此農(nóng)戶都希望得到無(wú)病毒的幼苗進(jìn)行種植。在最短時(shí)間內(nèi)獲得大量無(wú)病毒幼苗的最佳方法是( ) A．花藥離體培養(yǎng) B．選取成熟組織進(jìn)行培養(yǎng) C．利用莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng) D．人工誘導(dǎo)基因突變 [答案] C,二、作物新品種的培育 1．單倍體育種 (1)過(guò)程：花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體植株，染色體加倍后就可以得到穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良品種。 (2)成果：我國(guó)在水稻、小麥、煙草、柏、橡膠和辣椒等作物的單倍體育種處于世界領(lǐng)先水平。 (3)方法：花藥的離體培養(yǎng)，秋水仙素處理，獲得純合子。 (4)優(yōu)點(diǎn)：后代穩(wěn)定遺傳，都是純合體；明顯縮短育種年限。,2．突變體育種 (1)實(shí)質(zhì)：植物組織培養(yǎng)。 (2)利用：篩選對(duì)人們有利的突變體，進(jìn)而培育新品種。 (3)形成原因：培養(yǎng)的細(xì)胞一直處于不斷的分生狀態(tài)，容易受一些條件的影響而產(chǎn)生突變。,下列應(yīng)用不涉及植物組織培養(yǎng)技術(shù)的是( ) A．花藥離體培養(yǎng)得到單倍體植物 B．秋水仙素處理幼苗獲得多倍體植株 C．人工種子培育 D．“番茄——馬鈴薯”雜種植株培育 [解析] 植物組織培養(yǎng)利用細(xì)胞的全能性將離體的組織、器官或細(xì)胞經(jīng)細(xì)胞分裂、分化形成胚狀體或叢芽，進(jìn)一步培育成人工種子或植株，此過(guò)程也可用于體細(xì)胞雜交技術(shù)。 [答案] B,(2015鄭州檢測(cè))下列育種措施，可以增加植物突變體出現(xiàn)的是( ) A．采用嫁接方法培育蘋果新品種 B．將魚(yú)的抗凍蛋白基因?qū)霟煵菔芫阎校嘤箖鰺煵?C．用紫外線對(duì)組織培養(yǎng)中的愈傷組織進(jìn)行照射 D．使用秋水仙素對(duì)棉花植株進(jìn)行處理 [答案] C,[解析] 突變體的利用是植物組織培養(yǎng)的用途之一，增加突變體可應(yīng)用物理、化學(xué)、生物等因素去誘發(fā)突變，如用紫外線進(jìn)行處理等。而A選項(xiàng)中嫁接屬于無(wú)性生殖，B選項(xiàng)為基因工程，二者均不會(huì)產(chǎn)生新的基因；秋水仙素能誘導(dǎo)棉花出現(xiàn)染色體變異。,1．幾種育種方法的比較,2.細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn) (1)種類：蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥物、香料、生物堿等。 (2)技術(shù)：植物的組織培養(yǎng)。 (3)工廠化生產(chǎn)人參皂甙的基本過(guò)程： ①第一步：選擇人參根作為外植體進(jìn)行培養(yǎng)，產(chǎn)生愈傷組織，經(jīng)過(guò)培養(yǎng)選擇找到增殖速度快而且細(xì)胞內(nèi)人參皂甙含量高的細(xì)胞株，其中一部分作為種子保存，以備下一次生產(chǎn)使用，一部分進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)。②第二步，將第一步選擇到的細(xì)胞株在發(fā)酵罐中的適合培養(yǎng)液中進(jìn)行液體培養(yǎng)，增加細(xì)胞數(shù)量。③第三步，將發(fā)酵罐中培養(yǎng)的細(xì)胞進(jìn)行破碎，從中提取人參皂甙。,(1)離體的植物器官、組織或細(xì)胞能夠被培養(yǎng)成新的植物體的原因是__________________________________________。,(2)應(yīng)用植物組織培養(yǎng)方法誘導(dǎo)離體的植物組織形成具有生根發(fā)芽能力的胚狀體結(jié)構(gòu)，若包裹上人造種皮，制成人工種子，可能解決有些作物品種繁殖能力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問(wèn)題。胚狀體來(lái)源于離體的植物體細(xì)胞，其形成過(guò)程中要經(jīng)過(guò)的生理變化大體上是圖甲中[ ]______和[ ]________過(guò)程，在此過(guò)程中被培養(yǎng)的細(xì)胞始終受________的調(diào)節(jié)([ ]填序號(hào))。 (3)應(yīng)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)莖尖或根尖組織可獲得無(wú)病毒植株，其原因是_________________________________。,(4)從表乙的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可看出：吲哚乙酸和細(xì)胞分裂素是實(shí)驗(yàn)中的兩種重要物質(zhì)。其中，新芽形成必需的條件是__________________；而在培養(yǎng)形成完整新個(gè)體的過(guò)程中，對(duì)它們的調(diào)控關(guān)鍵是______________________________。 [解析] 離體器官或組織的細(xì)胞含有該生物的全部遺傳信息，從而具有發(fā)育成一個(gè)完整的個(gè)體的潛能，這種能力稱為植物細(xì)胞的全能性，植物組織培養(yǎng)的基本過(guò)程是脫分化和再分化。植物細(xì)胞分化與細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素(吲哚乙酸)關(guān)系密切，在兩種激素比例恰當(dāng)時(shí)候容易分化形成愈傷組織，細(xì)胞分裂素的濃度大于吲哚乙酸的濃度時(shí)容易分化形成芽。,[答案] (1)植物細(xì)胞的全能性 (2)① 脫分化 ② 再分化 植物激素 (3)植物的莖尖或根尖很少被病毒感染，甚至無(wú)病毒 (4)細(xì)胞分裂素的濃度大于吲哚乙酸的濃度 適當(dāng)調(diào)控好不同培養(yǎng)期的培養(yǎng)基中細(xì)胞分裂素與吲哚乙酸的濃度和它們的比例,