高中生物人教版 (2019)选择性必修3二 植物细胞工程的应用评课课件ppt

这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修3二 植物细胞工程的应用评课课件ppt，共28页。PPT课件主要包含了快速繁殖，分生区，组织培养，全能性，染色体变异，育种年限，隐性性状，培养条件，诱变因素，突变体等内容，欢迎下载使用。
探究一　植物繁殖的新途径
结合教科书第39页的图2-5、第40页的图2-6,阅读相关内容,阐明快速繁殖和作物脱毒的概念、原理、操作过程及其优点。1.快速繁殖。(1)概念:用于 优良品种的植物组织培养技术,称为植物的快速繁殖技术,也叫作微型繁殖技术。(2)快速繁殖属于无性繁殖还是有性繁殖?其优点有哪些?提示:无性繁殖。保持优良品种的遗传特性;高效、快速地实现种苗的大量繁殖。
2.作物脱毒。(1)原理:植物顶端 附近(如茎尖)的病毒极少,甚至无病毒。(2)适用作物:用 繁殖的方式进行繁殖的作物。(3)操作过程:切取一定大小的组织块进行 ,得到脱毒苗。 (4)优点:脱毒作物在 和 方面,明显优于没有脱毒的作物。
探究二　作物新品种的培育
结合教科书第40页的图2-7,阅读相关内容,阐明单倍体育种的概念、原理、操作过程及优点,说明突变体在作物育种中的应用。1.单倍体育种。(1)原理:植物细胞的 和 。(2)过程。花药 单倍体植株 纯合二倍体植株(3)优点。①明显缩短 ,节约大量人力和物力。②所育品种的 容易显现。
2.突变体的利用。(1)原理。①植物组织培养过程中,培养细胞易受到 和 的影响而产生 。②植物细胞的 (由突变细胞培育成突变体植株)。(2)利用:筛选出有用的 ,培育新品种。(3)实例:科学家已经筛选到抗病、抗盐、高产及蛋白质含量高的突变体,培育出抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草等。
探究三　细胞产物的工厂化生产
结合教科书第41页的图2-8,阅读相关内容,概述细胞产物的工厂化生产的概念、原理、技术并举例说明其优点。1.概念。利用 来获得目标产物的过程。(1)植物细胞培养:在 条件下对 进行培养使其增殖的技术。(2)目标产物:主要是植物细胞的 。2.优点。不占用 ,几乎不受 等的限制。
3.实例。紫草宁、紫杉醇、人参皂苷的生产。4.植物细胞的次生代谢物是什么?主要种类有哪些?有哪些应用?提示: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。它是一类小分子有机化合物,主要包括酚类、萜类和含氮化合物等。次生代谢物在植物抗病、抗虫等方面发挥作用,也是很多药物、香料和色素等的重要来源。
探究一　植物繁殖的新途径
作物脱毒的实例分析阅读材料,分析回答相关问题。脱毒甘薯苗是采用茎尖剥离技术,把不含病毒的细胞筛选出来,重新进行培养所生长出来的。脱毒甘薯苗的萌芽能力强、果实产量高并且更耐储存,因此有着很不错的经济效益。培养出来的茎尖苗经过检测后,如果不带病毒,就可进行大量繁殖。(1)为什么甘薯繁殖多代之后产量会下降?
提示:甘薯是用无性繁殖的方式进行繁殖的,感染的病毒很容易传给后代,并且逐代积累,影响后代的产量和品质。 (2)培养脱毒甘薯苗时,为什么要选取植物茎尖作为外植体? 提示:植物顶端分生区附近的病毒极少,甚至无病毒,作为外植体进行组织培养,能得到脱毒苗。(3)对脱毒甘薯苗进行扩繁的技术被称为什么?从育种所需的条件来看,该技术与传统育种方法相比,优点是什么? 提示:快速繁殖技术。该技术是在具有一定人工设施的室内进行的,可以不受季节、气候等自然条件的限制。
1.快速繁殖。(1)技术:植物组织培养技术。(2)繁殖方式:无性繁殖。(3)优点:使用材料少,培养周期短,繁殖率高,便于自动化管理,有利于进行工厂化培养。2.作物脱毒。(1)原因:病毒在作物体内逐年积累,会导致作物产量降低,品质变差。(2)原理:植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少,甚至无病毒,经组织培养可得到脱毒植株。(3)技术手段:植物组织培养技术。
【例1】利用快速繁殖技术培育名贵花卉,不宜选取的培养材料是(　　)A.花粉　　　B.花瓣　　　C.茎尖　　　D.叶片解析:利用快速繁殖技术培育名贵花卉,应该选择植物的体细胞,如茎尖、花瓣、叶片等部位的细胞,不能选择生殖细胞作为培养材料,因为生殖细胞只含有该生物一半的遗传信息。答案:A
【例2】下图为培育甘蔗脱毒苗的两条途径。研究发现,经b过程获得的幼苗脱毒效果更好。下列叙述正确的是(　　)
A.带叶原基的芽与植物体其他组织中的病毒含量相同B.可推测b过程的温度处理有利于组织中的病毒失去活 性C.过程c、d均属于再分化,所以培养基A和B各成分含量 相同D.图中获得的脱毒苗与原甘蔗苗相比细胞核遗传物质 发生了改变【思维流程】将复杂的情境和问题简单化,回顾必备知识进行作答。
探究二　作物新品种的培育
单倍体育种的过程单倍体育种是植物育种的手段之一,即利用植物组织培养技术获得单倍体植株,再通过某种手段使染色体加倍,从而使植物恢复正常染色体数。单倍体是体细胞染色体数为本物种配子染色体数的生物个体。单倍体育种的过程如下图所示,请据图分析回答问题。 亲本 F1 花药 单倍体植株 选择所需类型 纯合子
(1)图中①②分别表示什么过程?①的目的是什么?提示:①表示杂交过程,②表示花药离体培养过程。①的目的是将两个亲本的优良性状结合到一个个体上。(2)③过程是指 ,常用的试剂是 。(3)单倍体育种所依据的原理和涉及的生物学技术主要有哪些?提示:依据的原理是染色体变异、植物细胞的全能性;涉及的生物学技术为植物组织培养技术。
人工诱导染色体数目加倍
1.单倍体育种与多倍体育种的异同。(1)相同点:一般情况下,单倍体育种和多倍体育种均需要用秋水仙素诱导染色体数目加倍。(2)不同点:单倍体育种需要通过植物组织培养技术先获得单倍体幼苗;但多倍体育种一般不使用植物组织培养技术。2.突变体的利用。(1)原理:基因突变、植物细胞的全能性。(2)过程:
(3)优点:提高愈伤组织的突变率,可以获得抗病、高产、优质的新品种,加快育种进程。
【例3】下图是利用某植物(基因型为AaBb)产生的花粉进行单倍体育种的示意图,下列说法错误的是(　　) 花粉 植株A 植株BA.过程②通常使用的试剂是秋水仙素,作用时期为有丝 分裂前期B.通过过程①②得到的植株既有纯合子又有杂合子C.过程①属于植物的组织培养,在此过程中必须使用一 定量的植物激素D.与杂交育种相比,该育种方法的优点是能明显缩短育 种年限
解析:过程②使用秋水仙素使染色体数目加倍,作用机理是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成,到后期染色单体分开后不能向细胞两极移动;该过程是单倍体育种过程,所以过程①是花药离体培养,获得的是单倍体,基因型为AB、Ab、aB、ab 4种,经染色体加倍后获得的植株B都为纯合子;过程①属于植物的组织培养,需要生长素和细胞分裂素的诱导;与杂交育种相比,该育种方法的优点是能明显缩短育种年限。答案:B
【母题延伸】(1)题中过程①包括哪两个阶段?提示:包括脱分化和再分化两个阶段。(2)单倍体植株经秋水仙素诱导处理后得到的植株都是纯合子吗?试分析原因。 提示:不一定。对二倍体植物形成的单倍体来说,这句话是对的,对多倍体来说,这句话不对。例如,四倍体植物(基因型为AAaa)形成的单倍体幼苗(基因型有AA、Aa、aa 3种),经秋水仙素诱导后形成的仍然是四倍体,基因型分别为AAAA、AAaa、aaaa,其中AAaa是杂合子。
【例4】科研人员用甲基磺酸乙酯处理野生烟草的愈伤组织后,培育出了抗盐碱的烟草。甲基磺酸乙酯的作用是(　　)A.诱导愈伤组织细胞发生突变B.诱导愈伤组织细胞中的染色体数目加倍C.对愈伤组织进行消毒D.诱导愈伤组织再分化出芽和根解析:甲基磺酸乙酯是一种化学物质,能有效诱导愈伤组织细胞发生突变,从而形成符合生产要求的突变新品种。答案:A
探究三　细胞产物的工厂化生产
阅读材料,分析并回答下列问题。人参的主要有效成分是人参皂苷,它是一种固醇类化合物,具有较高的抗肿瘤活性,与其他化疗药物联合应用有协同作用。但野生人参资源较少,且生长缓慢。我国科学家早在1963年就成功地培育了人参的组织,近年来又实现了利用细胞培养技术来大量生产人参皂苷。用细胞培养技术生产的人参皂苷,其药用成分和药理活性与从栽培人参中提取的十分相似,甚至更加优良。
(1)人参皂苷属于人参组织细胞的哪一类代谢物?提示:次生代谢物。(2)进行植物细胞培养过程中,细胞进行的增殖方式是什么?提示:有丝分裂。
【【例5】下图所示为植物组织培养的基本过程,若要生产治疗烫伤、割伤的药物——紫草宁,应选用编号 (　　) ① ② ③ ④A.①　　　　B.② C.③　　 D.④解析:分析题图可知,①是外植体,②是愈伤组织,③是胚状体,④是试管苗。若要生产紫草宁应选用愈伤组织细胞。答案:B
【例6】紫草宁具有抗菌、消炎等效果。在工厂化生产中,取紫草植株部分组织诱导形成紫草愈伤组织,再转入紫草宁形成培养基,然后再将细胞破碎后提取出紫草宁。下列相关叙述错误的是(　　)A.工厂化生产过程中通过细胞的脱分化形成愈伤组织B.愈伤组织无法进行光合作用,需从培养基中吸收有机物C.紫草宁在细胞内合成后被分泌到细胞外D.紫草的愈伤组织细胞在低渗溶液中不会涨破解析:将紫草植株的部分组织诱导形成愈伤组织的过程属于细胞的脱分化;愈伤组织不能进行光合作用,需从培养基中吸收有机物;根据题干中“将细胞破碎后提取出紫草宁”可知,紫草宁在细胞内合成后不能分泌到细胞外;紫草的愈伤组织细胞有细胞壁,在低渗溶液中不会涨破。答案:C