人教版生物選修3 2.1.2 植物細胞工程的實際應用公開課一等獎課件省賽課獲獎課件

2．1.2植物細胞工程實際應用第1頁學習導航1.舉例說出植物組織培養(yǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)上應用。

[重、難點]2.舉例說出植物組織培養(yǎng)技術(shù)在細胞產(chǎn)物工廠化生產(chǎn)領(lǐng)域應用。

[重點]第2頁新知初探思維啟動一、植物繁殖新途徑1.微型繁殖(1)概念：用于迅速繁殖優(yōu)良品種_______________技術(shù)。(2)屬于無性繁殖，能夠保持優(yōu)良品種遺傳性狀。植物組織培養(yǎng)第3頁2.作物脫毒(1)選材部位：植物_________附近部位，由于此處細胞內(nèi)病毒很少。(2)長處：提升作物產(chǎn)量和品質(zhì)。3.人工種子(1)概念：以植物組織培養(yǎng)得到_______、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，通過_________包裝得到種子。分生區(qū)胚狀體人工薄膜第4頁(2)長處：①制作周期____。②后裔不會發(fā)生性狀分離，能保持親本___________。③生產(chǎn)不受____________________限制，節(jié)省土地。短優(yōu)良性狀季節(jié)、氣候、地域第5頁想一想1．植物繁殖過程中，利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)最大長處是什么？【提醒】能保持親代優(yōu)良遺傳性狀。第6頁二、作物新品種培育1.單倍體育種(1)育種過程：通過___________取得單倍體植株，使用秋水仙素誘導染色體加倍后當年便可得到穩(wěn)定遺傳優(yōu)良品種。(2)長處：①后裔是純合子，能穩(wěn)定遺傳，不會發(fā)生性狀分離?；ㄋ幣囵B(yǎng)第7頁②極大地縮短了_____________。2.突變體利用(1)產(chǎn)生原因：由于培養(yǎng)細胞始終處于不停_________,因此容易受到培養(yǎng)條件和外界壓力(如射線、化學物質(zhì)等)影響而產(chǎn)生突變。(2)利用：從產(chǎn)生突變體中能夠篩選出對人們有用突變體，進而培育成新品種。育種年限分生狀態(tài)第8頁想一想2．單倍體育種過程中，秋水仙素作用機理是什么？【提醒】在細胞分裂過程中，抑制紡錘體形成，使細胞不能正常分裂，從而使染色體加倍。第9頁三、細胞產(chǎn)物工廠化生產(chǎn)1.細胞產(chǎn)物種類:蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥品、香料、生物堿等。2.技術(shù)：植物_____________技術(shù)。3.實例：生產(chǎn)人參皂甙干粉，三七、紫草和銀杏細胞產(chǎn)物也都已經(jīng)實現(xiàn)了工廠化生產(chǎn)。組織培養(yǎng)第10頁重點突破講練互動重點一植物繁殖新途徑1.微型繁殖(1)本質(zhì)：微型繁殖事實上是一種無性繁殖，能保持親本一切優(yōu)良性狀，這項技術(shù)只利用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)，因此該過程只包括有絲分裂，不包括減數(shù)分裂。第11頁(2)長處：使用材料少，培養(yǎng)周期短，繁殖率高，便于自動化管理，有助于進行工廠化培養(yǎng)。2.人工種子(1)組成：以胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經(jīng)人工薄膜包裝得到。其中材料取得采取技術(shù)經(jīng)常是微型繁殖。第12頁(2)長處：①可使自然條件下不結(jié)實或種子昂貴植物得以繁殖。②可固定雜種優(yōu)勢，即對于具有雜種優(yōu)勢個體進行植物組織培養(yǎng)取得人工種子，可避免后裔出現(xiàn)性狀分離。第13頁③可人為控制植物生長發(fā)育與抗逆性。在人工胚乳中可加入除草劑、弱病毒、殺菌劑、農(nóng)藥、抑制休眠物質(zhì)及對植物生長有益細菌等，使其具有抗逆性和耐貯性等優(yōu)良特性，也可添加激素類等物質(zhì)調(diào)整植物生長發(fā)育。第14頁3.作物脫毒(1)病毒特點：病毒是寄生性生物，在用種子繁殖或用植物根、莖無性繁殖過程中，種子、根、莖細胞中也許攜帶著病毒并傳給下一代，使其繁殖子代感染病毒。(2)材料選用：據(jù)檢測，植物分生組織細胞中一般是不含病毒。假如未被病毒感染植株分生組織用植物組織培養(yǎng)辦法培育成幼苗，用于生產(chǎn)，能夠避免病毒對作物影響，大大提升作物產(chǎn)量。第15頁(2023·北京四中高二質(zhì)檢)請根據(jù)下列材料回答：人工種子是人們模仿天然種子構(gòu)造制造出來生命有機體，它能像天然種子同樣萌發(fā)生長。人工種子關(guān)鍵部分是被外層物包埋具有類似種子胚功能胚狀體。胚狀體不一樣于一般種子胚，是由非合子細胞分化形成類似于胚構(gòu)造物，因此又稱“體細胞胚”或“花粉胚”。例1第16頁胚狀體在一定條件下，能夠生長發(fā)育形成植株。胚狀體可從懸浮培養(yǎng)單細胞中得到,也能夠通過試管培養(yǎng)莖尖、芽尖、子房、花粉等取得。將胚狀體包埋在能提供營養(yǎng)膠質(zhì)中，便成了所謂“人工種子”。培育過程如圖所示：第17頁(1)人工種子制備是根據(jù)什么原理進行？________________________________。(2)包埋胚狀體膠質(zhì)可看做是種子哪部分構(gòu)造？

________。在植物個體發(fā)育中這種構(gòu)造來自________。第18頁(3)某二倍體植物基因型為DdTt，利用這種生物技術(shù)采取花藥離體培養(yǎng)辦法，可培育成“花粉胚”，也可制成人工種子。這種種子萌發(fā)形成個體稱為__________，基因型為________________，從生殖類型看屬于________生殖。第19頁(4)假如獲取外植體為植物莖尖，通過①處理可使細胞彼此分離，可加入(

)A．15%鹽酸B．淀粉酶C．果膠酶

D．胰蛋白酶(5)②表達脫分化過程，其實質(zhì)是________________________________________________________________________。第20頁③表達再分化過程，其實質(zhì)是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。第21頁【解析】人工種子培育原理是細胞全能性，即生物體細胞具有發(fā)育為完整個體潛能。據(jù)此原理,采取植物組織培養(yǎng)技術(shù),可將單個細胞培育成具有根、芽胚狀體，再將其用人工制造胚乳包裹，就成為人工種子。在植物個體發(fā)育中，胚乳是由受精極核發(fā)育成。通過花藥離體培養(yǎng)，形成植株是單倍體?；蛐蜑镈dTt植物能產(chǎn)生DT、Dt、dT和dt四種花粉。第22頁花粉是雄蕊花藥產(chǎn)生，由花粉培育成單倍體過程，能夠當作是有性生殖。植物細胞之間胞間層主要由果膠質(zhì)組成，用果膠酶就能夠?qū)⒓毎蛛x。脫分化實質(zhì)是使不分裂細胞恢復分裂能力，再分化實質(zhì)是使分裂細胞在形態(tài)、構(gòu)造和功能上再次發(fā)生變化,這種變化是基因選擇性體現(xiàn)成果。第23頁【答案】

(1)細胞全能性(2)胚乳受精極核(3)單倍體DT、Dt、dT、dt有性(4)C

(5)使細胞恢復分裂能力基因選擇性體現(xiàn)，造成了細胞形態(tài)、構(gòu)造和功能變化第24頁【探規(guī)尋律】

(1)單倍體育種過程需要進行花藥離體培養(yǎng)，得到染色體減半單倍體，因此屬于有性生殖。(2)胚狀體能夠由三種途徑產(chǎn)生：a.由已脫分化外植體直接產(chǎn)生；b.由愈傷組織產(chǎn)生；c.由懸浮細胞培養(yǎng)產(chǎn)生。第25頁變式訓練下列圖是人工種子構(gòu)造簡圖，對其論述不正確是(

)第26頁A．人工種子胚乳中具有胚狀體發(fā)育所需要營養(yǎng)物質(zhì)，還能夠添加農(nóng)藥和植物激素B．人工種子能夠工廠化生產(chǎn)，播種人工種子可節(jié)省大量糧食C．人工種子克服了有些作物品種繁殖能力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問題D．人工種子胚狀體尚未分化出胚芽、胚軸和胚根等構(gòu)造第27頁解析：選D。人工種子是經(jīng)植物組織培養(yǎng)取得具有生根發(fā)芽能力胚狀體后，包裹上人工種皮而形成。在人工種子胚乳中除了添加種子萌發(fā)所需營養(yǎng)物質(zhì)外，還能夠添加農(nóng)藥、植物激素、固氮菌等。第28頁重點二作物新品種培育1.單倍體育種(1)過程：花藥離體培養(yǎng)(對花粉進行組織培養(yǎng))→秋水仙素處理(幼苗期)→取得性狀穩(wěn)定遺傳植株。要強調(diào)是：單倍體育種目標不是取得單倍體本身，由于單倍體是高度不育，生產(chǎn)上沒有實際價值，需誘導單倍體染色體加倍。第29頁(2)長處①單倍體通過染色體加倍，取得后裔為純合子，可顯著縮短育種年限(一般為2年)。②用單倍體作為轉(zhuǎn)基因受體，取得轉(zhuǎn)基因材料經(jīng)染色體加倍后基因即可純合，避免了體細胞作為受體造成后裔發(fā)生性狀分離需要多代選擇麻煩。第30頁(3)缺陷：技術(shù)相稱復雜，需要與雜交育種結(jié)合，其中花藥離體培養(yǎng)過程需要組織培養(yǎng)技術(shù)支持，多限于植物。2.體細胞誘變育種(1)過程第31頁(2)原理：基因突變和植物細胞全能性。(3)長處：提升愈傷組織突變率，能夠取得高抗、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆新品種，加快了育種進程。(4)缺陷：①突變不定向，需要處理大量突變材料。②突變少利多害，符合人們需要、有利品種比較少。第32頁尤其提醒單倍體育種和多倍體育種均需要用秋水仙素誘導染色體數(shù)目加倍。單倍體育種需要植物組織培養(yǎng)先形成單倍體幼苗，但多倍體育種一般不使用植物組織培養(yǎng)技術(shù)。第33頁下列圖為幾個育種辦法示意圖,據(jù)圖回答：例2第34頁(1)①④方向所示途徑表達________育種方式，⑦過程所示育種辦法叫做________。(2)②過程中常用辦法是________，③⑦過程中最常采取藥劑是________。(3)⑤過程發(fā)生在生物個體發(fā)育________時期，不過，一般發(fā)生在________細胞中才具有遺傳性。第35頁(4)⑨過程叫_______。⑩過程中影響植物根、芽發(fā)生兩種激素是___________________。(5)由⑧→⑩過程中包括生物技術(shù)有________________________________________________________________________。(6)植物體細胞雜交技術(shù)，處理了育種過程中________問題。第36頁【解析】根據(jù)多種育種辦法特點可判斷,①④方向所示育種辦法應為雜交育種；②③方向所示為單倍體育種方式；⑤⑥方向為通過射線取得新基因，因而為誘變育種；⑦直接取得染色體組加倍種子或幼苗，則為多倍體育種；⑧⑨⑩方向通過兩種植物細胞取得雜種細胞，進而取得新品種方式為植物體細胞雜交育種。第37頁判斷出各育種方式后再詳細作答每種育種方式中重點。如②取得單倍體植株辦法是花藥離體培養(yǎng)；使染色體加倍常用藥劑為秋水仙素；⑤是基因突變過程，可發(fā)生在個體發(fā)育任何時期；⑨取得愈傷組織過程為脫分化，⑩再分化過程中要用到生長素和細胞分裂素等。第38頁【答案】

(1)雜交多倍體育種(2)花藥離體培養(yǎng)秋水仙素(3)任何生殖(4)脫分化生長素和細胞分裂素(5)植物體細胞雜交技術(shù)、植物組織培養(yǎng)技術(shù)(6)遠緣雜交不親和(或生殖隔離)第39頁【探規(guī)尋律】根據(jù)不一樣育種需求選擇不一樣育種辦法(1)將兩親本兩個不一樣優(yōu)良性狀集中于同一生物體，可利用雜交育種，亦可利用單倍體育種。(2)要求迅速育種，則利用單倍體育種。第40頁(3)要求大幅度改良某一品種，使之出現(xiàn)前所未有性狀，可利用誘變育種和雜交育種相結(jié)合辦法。(4)