植物细胞工程的实际应用-王丽丽.ppt

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1、,嫩江县高级中学生物组,2.1.2植物细胞工程的实际应用,导学案反馈,学习目标,学习目标:1.微型繁殖和植物组织培养的联系2.掌握作物脱毒、人工种子的制备过程和意义3.了解单倍体育种和突变体的利用,重点：植物细胞工程应用的实例,难点：作物脱毒、人工种子的制备过程,回忆植物组织培养技术的基本原理和过程？植物细胞全能性,思考利用这项技术能做哪些工作？,原理：,过程：,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,（一）植物繁殖新途径：,1）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,微型繁殖,一、植物繁殖的新途径,1.概念：,快速繁殖优良品种

2、的植物组织培养技术,也叫 快速繁殖技术,2.优点：,3.方法：植物组织培养,合作探究-微型繁殖,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些特点？,植物“微型”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。,兰花,杨树,生菜,荷兰花卉,生姜是药食两用的经济作物，具有栽培容易、产量高、价格高等特点，近年在各地发展很快。但是生姜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%。,作物脱毒,一、植物繁殖的新途径,1.原因：2.材料：2.获得脱毒苗的方法：,分生区组织或细胞（茎尖和根尖）,切取一定大小的茎尖进行组

3、织培养获得,病毒在体内逐年积累，导致作物产量降低、品质变差。,合作探究,1.先一对一讨论，再组内讨论。组长搞好调控和记录，确保实效。2.积极参与，针对疑惑点讨论，提高效率。3.讨论形成的答案要条理化，注重方法规律的总结。,合作探究-作物脱毒,1.为什么植物的茎尖和根尖不容易感染病毒？,病毒容易延植物的维管组织传播，分生区进行旺盛的有丝分裂，缺乏维管组织。,甘蔗,香蕉,马铃薯,菠萝,实际问题：但是微型繁殖试管苗的大量贮藏和运输也是相当困难的。天然种子有什么缺陷？,1）培育周期长 2）优良杂种的后代会发生性状分离而丧失其优良特性 3）生产会受到季节、气候和地域的限制，并且需要占用大量的土地实现制种

4、,种 子 的 结 构,自然种子,人工种子,一、植物繁殖的新途径,1.概念,2.组成,通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。,胚状体（或不定芽、顶芽和腋芽）+人工种皮,合作探究-人工种子,1.人工种皮是保证包裹在其中的胚状体顺利生长成小植株的关键部分，请探讨人工种皮中应该具有的有效成分是什么？为了促进胚状体的生长发育，我们还可以向人工种皮中加入哪些物质？,针对植物种类和土壤等条件，在人工种子的包裹剂中还可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等。为了促进胚状体的生长发育，还可以向人工种皮中加入一些植物生长调节剂。,2.设计植物人

5、工种子制备技术的主要流程。,2.设计植物人工种子制备技术的主要流程。,诱导植物愈伤组织体细胞胚的诱导体细胞胚的成熟 体细胞胚的机械化包裹贮藏或种植,花椰菜,桉树,水稻,芹菜,传统育种方法原理:,基因的自由组合定律，优良基因的自由组合。,杂交育种,二、作物新品种的培育,通过基因重组，把两亲本的优良性状组合在同一后代中,要不断进行(多年)纯化和选择，才得到一种符合理想要求的新品种,结果：,缺点：,单倍体的例子：蜜蜂中的雄蜂是由未受精的卵发育来的单倍体。多数植物都可通过花药或花粉来获得单倍体。,单倍体的概念：方法：优点：,体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体,利用单倍体来育种,后代都是纯合子，明显

6、缩短育种年限,单倍体育种,1.请查阅相关文献，设计出一种植物花药组织培养和染色体加倍的实验流程。,接种,脱分化,再分化,移栽,染色体加倍,合作探究-单倍体育种,花药 花粉细胞培养 愈伤 组织 分化出小植物 单倍 体植株 正常植株,突变体的利用,1.产生：,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，易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变,2.利用：,筛选对人们有利突变体,进而培育新品种,合作探究-突变体的利用,8.诱导突变的方法有哪些？9.在植物组织培养中，为什么容易发生突变？,物理法:电离辐射（射线、射线、中子等）化学法：甲基磺酸乙酯、叠氮化钠,愈伤组织细胞进行旺盛的有丝分裂，

7、DNA在复制的过程中，由于双链打开容易发生突变。,3.细胞产物的工厂化生产,(1)种类:(2)技术:,蛋白质,脂肪,糖类,药物,香料,生物碱等.,植物的组织培养,合作探究-细胞产物的工厂化生产,11.通过查阅资料，请你再列举出植物组织培养技术在我们生活中的另外一些应用。,拯救濒危植物；b.提供食品制作的原料c.利用愈伤组织进行转基因操作。,植物细胞工程的实际应用,一、植物繁殖的新途径：1、微型繁殖；2、作物脱毒；3、人工种子。二、作物新品种的培育：1、单倍体育种；2、突变体的利用。三、细胞产物的工厂化生产。,完成学案达标检测,1、植物的微型繁殖技术是指（）A植物体细胞杂交技术 B嫁接 C营养繁

8、殖 D植物组织培养2、科学工作者把胡萝卜的韧皮部细胞分离出来，将单个细胞放入培养基中培养，获得了许多完整的植株，这些植株的特点是（）A彼此性状相似 B变异频率较高 C单倍体 D都是纯合子,课堂演练,3用植物组织培养技术，可以培养或生产（）A食品添加剂 B无病毒植物 C.人工种子 D前三项都是4下列四个选项中没有采取植物组织培养技术的是（）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,5、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

9、是（）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6.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（）A.有丝分裂 B.分化 C.减数分裂 D.全能性,7.基因型为AaBb的水稻（含24条染色体）的花药通过无菌操作接入试管后，在一定条件下形成试管苗，问：,（1）愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规则的细胞团，愈伤组织形成过程中，必须从培养基中获得_ 等营养物质。（2）要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有_和_两

10、类激素。,水、无机盐、维生素和小分子有机物,细胞分裂素,植物生长素,（3）愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再由芽发育成叶和茎。这一过程必须给予光照，其原因是_能利用光能制造有机物，供试管苗生长发育。（4）试管苗的细胞核中含_条脱氧核糖核苷酸链。（5）培育成的试管苗可能出现的基因型有_。,叶绿体,24,AB、aB、Ab、ab,例1：03江苏 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B.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D.该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的 胚状结构,典例精析,例

11、2：右图为植物体细胞杂交过程示意图。据图回答：,1）步骤是_最常用的方法是_.2）步骤一般常用的化学试剂是_目的是_.3）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_，其中步骤相当于_，步骤相当于_,去掉细胞壁分离出有活力的原生质体,酶解法,聚乙二醇（PEG）,诱导原生质体融合,植物组织培养,脱分化,再分化,例2：右图为植物体细胞杂交过程示意图。据图回答：,4）植物体细胞杂交的目的是获得 新的杂种植株。使_ 能够在新的植物体上有所表现，其根本原因:5）从理论上讲，杂种植株的育性_。若运用传统有性杂交方法 能否实现？_。并说明理由：因此，这项研究对于培养作物新品 种方面的重大意义在于：.,两个亲本的遗传性状,杂种植株获得了双亲的遗传物质,因为不同种生物之间存在生殖隔离,可育,不能,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,课代表总结各 小组表现表彰先进教师点评布置预习,课堂评价，点火预热,