植物细胞工程的实际应用分析.ppt

高雅美丽的兰花深受人们的喜欢。兰花传统的繁高雅美丽的兰花深受人们的喜欢。兰花传统的繁 殖器官为根和种子。在常规繁殖中，遇到的难题是：殖器官为根和种子。在常规繁殖中，遇到的难题是：寻求寻求 植物繁殖新途径？植物繁殖新途径？2、兰花的种子很微小，、兰花的种子很微小，胚很纤弱，用种子繁殖在胚很纤弱，用种子繁殖在发芽过程中很容易夭折。发芽过程中很容易夭折。1、用分根法繁殖速度缓慢、用分根法繁殖速度缓慢,不利于新品种的快速推广不利于新品种的快速推广;导入新课导入新课 怎样拯救红豆杉并且生产大量紫杉醇怎样拯救红豆杉并且生产大量紫杉醇？别致的花房别致的花房 专题专题2 细胞工程细胞工程 2.1.2 植物细胞工程的实际应用植物细胞工程的实际应用 2.1植物细胞工程植物细胞工程 列举植物细胞工程的实际应用。列举植物细胞工程的实际应用。搜集有关细胞工程研究进展和应用方面的搜集有关细胞工程研究进展和应用方面的资料，进行整理、分析、交流。资料，进行整理、分析、交流。知识目标知识目标 能力目标能力目标 教学目标教学目标 情感态度与价值观情感态度与价值观 1、讨论植物细胞工程的社会意义。、讨论植物细胞工程的社会意义。2、关注植物细胞工程的发展前景。、关注植物细胞工程的发展前景。了解植物细胞工程应用的实例。了解植物细胞工程应用的实例。如何根据需求选择合适的植物细胞如何根据需求选择合适的植物细胞工程技术，解决实际问题。工程技术，解决实际问题。重点重点 难点难点 教学重难点教学重难点 1、回忆植物组织培养技术的基本原理、回忆植物组织培养技术的基本原理和过程？和过程？回顾回顾 2、思考利用这项技术能做哪些工作思考利用这项技术能做哪些工作？一、植物繁殖的新途径一、植物繁殖的新途径 1、微型繁殖、微型繁殖 2、作物脱毒、作物脱毒 3、神奇的人工种子、神奇的人工种子 二、作物新品种的培育二、作物新品种的培育 1、单倍体育种、单倍体育种 2、突变体的利用、突变体的利用 三、细胞产物的工厂化生产三、细胞产物的工厂化生产 植物细胞工程的实际应用植物细胞工程的实际应用 一、植物繁殖的新途径一、植物繁殖的新途径 1、微型繁殖技术：、微型繁殖技术：概念概念:用于快速繁殖优良品种的植物组用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，叫做微型繁殖技术，织培养技术，叫做微型繁殖技术，也叫快速繁殖技术。也叫快速繁殖技术。优点优点:（1）保持优良品种的遗传特性）保持优良品种的遗传特性（2）高效快速地实现种苗的大量繁殖）高效快速地实现种苗的大量繁殖 成就成就:目前，兰花、生目前，兰花、生菜、杨树以及无籽菜、杨树以及无籽西瓜的试管苗，都西瓜的试管苗，都已形成一定规模的已形成一定规模的产业化生产。产业化生产。早在早在20世纪世纪60年代，荷兰科学家年代，荷兰科学家就成功的实现了利就成功的实现了利用组织培养技术来用组织培养技术来培育兰花。培育兰花。2、作物脱毒：、作物脱毒：原因原因:长期进行无性繁殖的作物，易长期进行无性繁殖的作物，易积累感染的病毒，导致产量降积累感染的病毒，导致产量降低，品质变差。低，品质变差。材料材料:分生区分生区（如茎尖如茎尖）的细胞的细胞 方法方法:进行植物组织培养进行植物组织培养 结果结果:获得脱毒幼苗获得脱毒幼苗 成就成就:用脱毒苗进行繁殖，用脱毒苗进行繁殖，种植的作物就不会种植的作物就不会或极少感染病毒。或极少感染病毒。目前，作物脱毒技目前，作物脱毒技术在马铃薯、草莓、术在马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝等作物甘蔗、菠萝等作物上已获得成功。上已获得成功。薯类作物种苗脱薯类作物种苗脱毒快速繁殖毒快速繁殖 脱毒草莓（左）与没有脱毒的草莓（右）脱毒草莓（左）与没有脱毒的草莓（右）视频：视频：新科技三分钟新科技三分钟人工种子人工种子 3、神奇的人工种子：、神奇的人工种子：概念概念:通过植物组织培养得到的通过植物组织培养得到的胚状体胚状体、不定芽、顶芽和腋芽不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经等为材料，经过过人工薄膜人工薄膜包装得到的种子。包装得到的种子。胚状体胚状体 在组织培养过程中，由愈伤组织在组织培养过程中，由愈伤组织再分化形成的类似于胚的结构。再分化形成的类似于胚的结构。人工种子的组成人工种子的组成:胚状体（不定芽、顶芽和腋芽）胚状体（不定芽、顶芽和腋芽）+人工种皮人工种皮 适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗适量的养分、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。生素、有益菌、植物生长调节剂等。胚状体胚状体 离体的植物细胞离体的植物细胞（组织组织、器官器官）诱 导 产 生 愈 伤 组 织诱 导 产 生 愈 伤 组 织 诱 导 形 成 胚 状 体诱 导 形 成 胚 状 体 胚状体机械化包裹人工种皮胚状体机械化包裹人工种皮 贮 藏 或 种 植贮 藏 或 种 植 人工种子的制备过程人工种子的制备过程:人工种子的优点人工种子的优点:培植周期短培植周期短 后代无性状分离后代无性状分离 不受气候不受气候,季节和地域限制季节和地域限制 可以很方便地贮藏和运输可以很方便地贮藏和运输 二、作物新品种的培育二、作物新品种的培育 1、单倍体育种：、单倍体育种：单倍体的概念单倍体的概念:体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。单倍体的形单倍体的形成成:由配子不经过受精作用而直接发育成的个由配子不经过受精作用而直接发育成的个体例蜜蜂中的雄蜂。体例蜜蜂中的雄蜂。花药花药 花粉细胞培养花粉细胞培养 接种接种 愈伤愈伤 组织组织 分化出分化出 小植物小植物 再分化再分化 单倍体单倍体 植株植株 正常正常 植株植株 染色体加倍染色体加倍 单倍体育种过程单倍体育种过程:脱脱分化分化 单倍 体育种 的成就：单倍 体育种 的成就：后代都是纯合子，明显缩后代都是纯合子，明显缩短育种年限。短育种年限。单倍体育种的优点：单倍体育种的优点：1号烟草品种、中花号烟草品种、中花8号、号、11号水稻。号水稻。种花种花11号水稻号水稻 科学家应用多倍科学家应用多倍体育种的方法，体育种的方法，培育出的三倍体培育出的三倍体无子西瓜，具有无子西瓜，具有无子、含糖高、无子、含糖高、口感好等特点。口感好等特点。2、突变体的利用：、突变体的利用：突 变 体 的 产 生：突 变 体 的 产 生：植物组织培养过程中，由于培养细胞一植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态，易受到培养条直处于不断的分生状态，易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变。件和外界压力的影响而产生突变。突 变 体 的 利 用：突 变 体 的 利 用：筛选对人们有利突变体筛选对人们有利突变体,进而培育新品种进而培育新品种。小 知 识小 知 识 体细胞诱变育种体细胞诱变育种 在作物育种中，可以对植物在作物育种中，可以对植物的愈伤组织进行化学或物理的的愈伤组织进行化学或物理的诱变处理，促使其发生突变，诱变处理，促使其发生突变，再通过诱导分化形成植株。从再通过诱导分化形成植株。从这些植株中筛选出高抗、高产、这些植株中筛选出高抗、高产、优质的突变体，就可以培育出优质的突变体，就可以培育出新品种。新品种。小 知 识小 知 识 体细胞诱变育种体细胞诱变育种 化学诱变一般是利用一些化学诱变一般是利用一些化学诱变剂进行处理。常见的化学诱变剂进行处理。常见的有甲基磺酸乙酯和叠氮化钠。有甲基磺酸乙酯和叠氮化钠。物理诱变一般包括采用电离辐物理诱变一般包括采用电离辐射处理。电离辐射主要包括中射处理。电离辐射主要包括中子、射线等。子、射线等。突 变 体 利 用 的 成 就：突 变 体 利 用 的 成 就：已筛选到抗病、抗盐、含高蛋白及高产已筛选到抗病、抗盐、含高蛋白及高产的突变体，如抗烟草花叶病毒的甘蔗、抗盐的突变体，如抗烟草花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的野生烟草、抗除草剂的白三叶草。碱的野生烟草、抗除草剂的白三叶草。多倍多倍体根体根 正常正常根根 三、细胞产物的工业化生产三、细胞产物的工业化生产 细 胞 产 物 种 类：细 胞 产 物 种 类：蛋白质蛋白质,脂肪脂肪,糖类糖类,药物药物,香料香料,生物碱等生物碱等 技 术：技 术：植 物 的 组 织 培 养植 物 的 组 织 培 养 利用植物组织培养技术来大量生产利用植物组织培养技术来大量生产人参皂甙干粉，生产三七、紫草和人参皂甙干粉，生产三七、紫草和银杏的细胞产物，生产抗癌物质紫银杏的细胞产物，生产抗癌物质紫杉醇。杉醇。成就：成就：人参皂甙干粉的工厂化生产使产量大大增加人参皂甙干粉的工厂化生产使产量大大增加 课堂小结课堂小结 植物繁殖的新途径植物繁殖的新途径 作物新品种的培育作物新品种的培育 细胞产物的工厂化生产细胞产物的工厂化生产 微型繁殖微型繁殖 作物脱毒作物脱毒 神奇的人工种子神奇的人工种子 单倍体育种单倍体育种 突变体的利用突变体的利用（2003江苏生物）用高度分化的植物细胞、组织江苏生物）用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，下列叙和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，下列叙述错误的是述错误的是 （）A.该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的 B.该愈伤组织的细胞没有全能性该愈伤组织的细胞没有全能性 C.该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成 D.该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的 胚状结构胚状结构 B 高考链接高考链接 课堂练习课堂练习 1、在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程、在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，运用的技术手段是（中，运用的技术手段是（）。）。植物组织培养植物组织培养 2、从理论上讲，杂种植株的育性（、从理论上讲，杂种植株的育性（）。）。若运用传统有性杂交方法若运用传统有性杂交方法 能否实现？（能否实现？（）。）。并说明理由：并说明理由：（）。）。可以可以 不能不能 因为不同种生物之间存在生殖隔离因为不同种生物之间存在生殖隔离 3、植物组织培养对于培养作物新品种方面的、植物组织培养对于培养作物新品种方面的重大意义在于重大意义在于（）。）。克服远缘杂交不亲和的障碍，大大克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围扩展了可用于杂交的亲本组合范围 C营养繁殖营养繁殖 D植物组织培养植物组织培养 4、植物的微型繁殖技术是指植物的微型繁殖技术是指（）A植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术 B嫁接嫁接 D C.人工种子人工种子 D前三项都是前三项都是 5、用植物组织培养技术用植物组织培养技术，可以培养或生产可以培养或生产（）D A食品添加剂食品添加剂 B无病毒植物无病毒植物 6、简答：人们利用植物的微型繁殖技术来进、简答：人们利用植物的微型繁殖技术来进行工厂化育苗生产，这是利用了该项技术的哪行工厂化育苗生产，这是利用了该项技术的哪些特点？些特点？植物植物“微型微型”繁殖技术具有高效性繁殖技术具有高效性和可以保持种苗的优良遗传特性的优势。和可以保持种苗的优良遗传特性的优势。工厂化大规模育苗生产正是利用了植物工厂化大规模育苗生产正是利用了植物“微型微型”繁殖技术的这两方面优势。利繁殖技术的这两方面优势。利用植物用植物“微型微型”繁殖技术我们可以在短繁殖技术我们可以在短时间中获得大量的优质种苗。时间中获得大量的优质种苗。提示：提示：思考与探究思考与探究1 提示：提示：习题答案习题答案 1、拯救濒危植物；、拯救濒危植物；2、提供食品制作的原料；、提供食品制作的原料；3、利用愈伤组织进行转基、利用愈伤组织进行转基因操作。因操作。思考与探究思考与探究2 提示：提示：离体的植物细胞离体的植物细胞(组织组织、器官器官)诱 导 产 生 愈 伤 组 织诱 导 产 生 愈 伤 组 织 诱 导 形 成 胚 状 体诱 导 形 成 胚 状 体 胚 状 体 机 械 化 包 裹 人 工 种 皮胚 状 体 机 械 化 包 裹 人 工 种 皮 贮 藏 或 种 植贮 藏 或 种 植 思考与探究思考与探究3 提示：提示：花药花药 花粉细花粉细胞培养