人教版高中生物选修三课件：专题2第1节第2课时植物细胞工程的实际应用.ppt

1、专题二细胞工程细胞工程第一节植物细胞工程第一节植物细胞工程第二课时植物细胞工程的实际应用第二课时植物细胞工程的实际应用学学 习习 目目 标标课课 程程 标标 准准1.了解植物繁殖的新途径及原理。了解植物繁殖的新途径及原理。(重、难点重、难点)2.正确区别人工种子与自然状态下的种子。正确区别人工种子与自然状态下的种子。(重点重点)3.了解作物新品种培育的方法和原理。了解作物新品种培育的方法和原理。列举植物细胞工程的列举植物细胞工程的实际应用实际应用1 1自主学习自主学习2 2新知解读新知解读3 3指点迷津指点迷津4 4核心素养核心素养5 5问题释疑问题释疑6 6知识构建知识构建7 7训练巩固训练

2、巩固8 8课课 时时 作作 业业自自 主主 学学 习习一、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(1)微 型 繁 殖 技 术：用 于微 型 繁 殖 技 术：用 于 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 优 良 品 种 的优 良 品 种 的_。(2)特点：保持优良品种的特点：保持优良品种的_；高效快速地实现种苗；高效快速地实现种苗_。(3)实 例：实 例：2 0 世 纪世 纪 6 0 年 代，荷 兰 的 科 学 家 就 成 功 地 实 现 了 利 用年 代，荷 兰 的 科 学 家 就 成 功 地 实 现 了 利 用_来培育兰花。来培育兰花。快速繁殖快速繁殖 植物组织培养

3、技术植物组织培养技术 遗传特性遗传特性 大量繁殖大量繁殖 组织培养技术组织培养技术 2作物脱毒作物脱毒(1)材料：植物的材料：植物的_(如如_)。分生区附近的病毒极少，。分生区附近的病毒极少，甚至甚至_。(2)脱毒苗：切取脱毒苗：切取_进行组织培养获得的。进行组织培养获得的。(3)优点：使农作物优点：使农作物_。3人工种子人工种子人工种子是以人工种子是以_得到的得到的_、不定芽、不定芽、_等为材料，外面包被着特定的物质，在适宜的条件下可以萌等为材料，外面包被着特定的物质，在适宜的条件下可以萌发长成幼苗。人工种子由胚状体、作为保护外壳的发长成幼苗。人工种子由胚状体、作为保护外壳的_和提供发育和提

4、供发育所需营养的所需营养的_组成。组成。分生区分生区 茎尖茎尖 无病毒无病毒 一定大小的茎尖一定大小的茎尖 不会或极少感染病毒不会或极少感染病毒 植物组织培养植物组织培养 胚状体胚状体 顶芽和腋芽顶芽和腋芽 人工种皮人工种皮 人工胚乳人工胚乳 花药离体培养花药离体培养 明显地缩短育种年限，后代都是纯合子明显地缩短育种年限，后代都是纯合子 培养条件培养条件 外界压力外界压力 射线射线 化学物质化学物质 产生突变产生突变 突变体突变体 蛋白质蛋白质 药物药物 组织培养组织培养 人参皂甙粉人参皂甙粉 细胞产物细胞产物 1通过通过“人工种子人工种子”繁殖后代属于什么生殖方式？繁殖后代属于什么生殖方式？

5、提示：提示：无性繁殖。无性繁殖。2在植物组织培养过程中，为什么培养细胞容易在培养条件和外界压力改在植物组织培养过程中，为什么培养细胞容易在培养条件和外界压力改变的条件下产生突变？变的条件下产生突变？提示：提示：因为培养细胞一直处于不断的分生状态。因为培养细胞一直处于不断的分生状态。3细胞产物的生产是将植物细胞培养到什么环节？细胞产物的生产是将植物细胞培养到什么环节？提示：提示：愈伤组织。愈伤组织。1微型繁殖技术只保持亲本的优良特性。微型繁殖技术只保持亲本的优良特性。()分析：分析：微型繁殖属于无性繁殖，可以保持亲本的所有遗传性状。微型繁殖属于无性繁殖，可以保持亲本的所有遗传性状。2脱毒苗培育所

6、选的组织培养材料可以来自植株的任何部位。脱毒苗培育所选的组织培养材料可以来自植株的任何部位。()分析：分析：为确保成功培育出脱毒苗，通常选择植物分生区附近为确保成功培育出脱毒苗，通常选择植物分生区附近(如茎尖如茎尖)的组的组织和细胞进行组织培养，因为此处病毒极少，甚至无毒。织和细胞进行组织培养，因为此处病毒极少，甚至无毒。3在植物组织培养过程中，可以提取愈伤组织，经过人工薄膜包装得到人在植物组织培养过程中，可以提取愈伤组织，经过人工薄膜包装得到人工种子。工种子。()分析：分析：人工种子是以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等人工种子是以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为

7、材料，经过人工薄膜包装得到的。为材料，经过人工薄膜包装得到的。判断题判断题4天然种子萌发后长成的植株容易发生性状分离，人工种子长成的植株性天然种子萌发后长成的植株容易发生性状分离，人工种子长成的植株性状不分离。状不分离。()5单倍体育种和突变体培育的遗传学原理是一致的。单倍体育种和突变体培育的遗传学原理是一致的。()分析：分析：单倍体育种的遗传学原理是染色体变异，而突变体培育利用的是基单倍体育种的遗传学原理是染色体变异，而突变体培育利用的是基因突变。因突变。6突变体培育通常对植物的愈伤组织进行诱变处理，而工厂化生产的细胞突变体培育通常对植物的愈伤组织进行诱变处理，而工厂化生产的细胞产物也是来自

8、愈伤组织细胞。产物也是来自愈伤组织细胞。()7人工种子的培育也能说明植物细胞具有全能性。人工种子的培育也能说明植物细胞具有全能性。()分析：分析：人工种子利用的是植物组织培养过程中愈伤组织诱导分化形成的胚人工种子利用的是植物组织培养过程中愈伤组织诱导分化形成的胚状体，还没有发育到完整个体阶段，不能体现植物细胞的全能性。状体，还没有发育到完整个体阶段，不能体现植物细胞的全能性。新新 知知 解解 读读1微型繁殖微型繁殖(1)概念：是指用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，也叫快速繁殖概念：是指用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，也叫快速繁殖技术。技术。(2)实质：植物组织培养。实质：植物组织

9、培养。(3)原理：植物细胞的全能性。原理：植物细胞的全能性。(4)完成植物的微型繁殖技术的生理过程：细胞分裂和细胞分化。完成植物的微型繁殖技术的生理过程：细胞分裂和细胞分化。(5)优点：保持亲本的优良性状；可以快速大量培育出新个体，有利于工厂优点：保持亲本的优良性状；可以快速大量培育出新个体，有利于工厂化培育；选材少、培养周期短，繁殖率高，便于自动化管理。化培育；选材少、培养周期短，繁殖率高，便于自动化管理。知识点一植物繁殖的新途径知识点一植物繁殖的新途径2培育无病毒植株培育无病毒植株(1)获得成功的事例：马铃薯、甘薯、大蒜、草莓、苹果、香蕉。获得成功的事例：马铃薯、甘薯、大蒜、草莓、苹果、香

10、蕉。(2)常选用的部位：茎尖组织。常选用的部位：茎尖组织。(3)操作过程：切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株就有可能不操作过程：切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。带病毒，从而获得脱毒苗。3制备人工种子制备人工种子(1)概念：人工种子是指以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋概念：人工种子是指以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。芽为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。(2)人工种子的结构：由胚状体、作为保护外壳的人工种皮和提供发育所需人工种子的结构：由胚状体、作为保护外壳的人工种皮和提供发育所需营

11、养的人工胚乳三部分构成。营养的人工胚乳三部分构成。(如下图所示如下图所示)(3)与天然种子相比较，其优越性有：与天然种子相比较，其优越性有：可使在自然条件下不结实或种子昂可使在自然条件下不结实或种子昂贵的植物得以繁殖，贵的植物得以繁殖，固定杂种优势，固定杂种优势，是一种快捷高效的繁殖方式，是一种快捷高效的繁殖方式，可人可人为控制植物的生长发育和抗逆性等。为控制植物的生长发育和抗逆性等。(4)成果：芹菜、花椰菜、桉树和水稻的胚状体制备的人工种子。成果：芹菜、花椰菜、桉树和水稻的胚状体制备的人工种子。(5)人工种子目前还存在不少问题人工种子目前还存在不少问题具有重要经济价值的植物产生胚状体的能力弱

12、，难以形成同步化的活力强具有重要经济价值的植物产生胚状体的能力弱，难以形成同步化的活力强的胚状体；机械化播种问题也尚未解决。因此现在很少以生产为目的进行人工的胚状体；机械化播种问题也尚未解决。因此现在很少以生产为目的进行人工种子的研制。种子的研制。知识贴士知识贴士1人工种皮人工种皮“人工薄膜人工薄膜”是指人工种皮。制作人工种皮的材料有海藻酸钠、明胶、树是指人工种皮。制作人工种皮的材料有海藻酸钠、明胶、树脂、琼脂糖淀粉等。对人工种皮的要求是：能保持胚状体的活力；有利于种子脂、琼脂糖淀粉等。对人工种皮的要求是：能保持胚状体的活力；有利于种子的贮藏、运输和萌发；选取的材料要有韧性、耐压；对胚状体无毒

13、害，含有胚的贮藏、运输和萌发；选取的材料要有韧性、耐压；对胚状体无毒害，含有胚状体发芽所需要的营养成分或植物激素；还应含有杀菌剂，以防播种后微生物状体发芽所需要的营养成分或植物激素；还应含有杀菌剂，以防播种后微生物的侵害。的侵害。2微型繁殖、作物脱毒、获得人工种子的基础是植物组织培养技术，属于微型繁殖、作物脱毒、获得人工种子的基础是植物组织培养技术，属于无性生殖，产生的子代具有亲本的优良性状。无性生殖，产生的子代具有亲本的优良性状。下列有关人工种子的叙述不正确的是下列有关人工种子的叙述不正确的是()A通过科学手段人工合成的种子通过科学手段人工合成的种子B必须由受精卵植物组织培养技术获得的种子必

14、须由受精卵植物组织培养技术获得的种子C人工种皮可以为种子萌发提供足够的营养物质人工种皮可以为种子萌发提供足够的营养物质 D人工种子发芽率较高人工种子发芽率较高解析解析本题考查了人工种子获得的方法及其过程。人工种子是经植物组本题考查了人工种子获得的方法及其过程。人工种子是经植物组织培养获得胚状体、不定芽等，然后经人工薄膜包装得到的种子。织培养获得胚状体、不定芽等，然后经人工薄膜包装得到的种子。B变式训练变式训练1 百合利用它的球茎进行无性繁殖，种植的世代多了以后往百合利用它的球茎进行无性繁殖，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。在最短时往会感染病毒而减

15、产，为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。在最短时间内获得大量无病毒幼苗的最佳方法是间内获得大量无病毒幼苗的最佳方法是()A花药离体培养花药离体培养B选取成熟组织进行培养选取成熟组织进行培养C利用茎尖进行组织培养利用茎尖进行组织培养D人工诱导基因突变人工诱导基因突变C1单倍体育种单倍体育种(1)原理：整个单倍体育种过程的原理是染色体变异，其中的花药离体培养原理：整个单倍体育种过程的原理是染色体变异，其中的花药离体培养利用的是细胞的全能性。利用的是细胞的全能性。(2)过程：如图所示。通过花药离体培养获得单倍体植株，染色体加倍后当过程：如图所示。通过花药离体培养获得单倍体植株，染色体加倍后当年便

16、可得到稳定遗传的优良品种，极大地缩短了育种年限。年便可得到稳定遗传的优良品种，极大地缩短了育种年限。知识点二作物新品种的培育知识点二作物新品种的培育知识贴士知识贴士单倍体育种和花药离体培养：花药离体培养是单倍体育种的常用方法，但单倍体育种和花药离体培养：花药离体培养是单倍体育种的常用方法，但该过程得到的植株一般是单倍体，表现为高度不育；单倍体育种是在花药离体该过程得到的植株一般是单倍体，表现为高度不育；单倍体育种是在花药离体培养的基础上，用适当浓度的秋水仙素处理，获得纯合的二倍体植株，其自交培养的基础上，用适当浓度的秋水仙素处理，获得纯合的二倍体植株，其自交后代不发生性状分离。后代不发生性状分

17、离。(3)成果：我国在水稻、小麦、烟草、柏、橡胶和辣椒等植物的单倍体育种成果：我国在水稻、小麦、烟草、柏、橡胶和辣椒等植物的单倍体育种上，处于世界领先地位。上，处于世界领先地位。(4)优点：后代稳定遗传，都是纯合体；明显缩短育种年限。优点：后代稳定遗传，都是纯合体；明显缩短育种年限。2突变体育种突变体育种(1)实质：植物组织培养。实质：植物组织培养。(2)利用：筛选对人们有利的突变体，进而培育新品种。利用：筛选对人们有利的突变体，进而培育新品种。(3)形成原因：培养的细胞一直处于不断的分生状态，容易受一些条件的影形成原因：培养的细胞一直处于不断的分生状态，容易受一些条件的影响而产生突变。响而产

18、生突变。下列应用不涉及植物组织培养技术的是下列应用不涉及植物组织培养技术的是()A花药离体培养得到单倍体植物花药离体培养得到单倍体植物B秋水仙素处理幼苗获得多倍体植株秋水仙素处理幼苗获得多倍体植株C人工种子培育人工种子培育D“番茄番茄马铃薯马铃薯”杂种植株培育杂种植株培育解析解析植物组织培养利用细胞的全能性将离体的组织、器官或细胞经细植物组织培养利用细胞的全能性将离体的组织、器官或细胞经细胞分裂、分化形成胚状体或丛芽，进一步培育成人工种子或植株，此过程也可胞分裂、分化形成胚状体或丛芽，进一步培育成人工种子或植株，此过程也可用于体细胞杂交技术。用于体细胞杂交技术。B变式训练变式训练2(2019郑

19、州检测郑州检测)下列育种措施，可以增加植物突变体出现下列育种措施，可以增加植物突变体出现的是的是()A采用嫁接方法培育苹果新品种采用嫁接方法培育苹果新品种B将鱼的抗冻蛋白基因导入烟草受精卵中，培育抗冻烟草将鱼的抗冻蛋白基因导入烟草受精卵中，培育抗冻烟草C用紫外线对组织培养中的愈伤组织进行照射用紫外线对组织培养中的愈伤组织进行照射D使用秋水仙素对棉花植株进行处理使用秋水仙素对棉花植株进行处理解析解析突变体的利用是植物组织培养的用途之一，增加突变体可应用物突变体的利用是植物组织培养的用途之一，增加突变体可应用物理、化学、生物等因素去诱发突变，如用紫外线进行处理等。而理、化学、生物等因素去诱发突变，

20、如用紫外线进行处理等。而A选项中嫁接选项中嫁接属于无性生殖，属于无性生殖，B选项为基因工程，二者均不会产生新的基因；秋水仙素能诱导选项为基因工程，二者均不会产生新的基因；秋水仙素能诱导棉花出现染色体变异。棉花出现染色体变异。C(1)种类：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。种类：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。(2)技术：植物的组织培养。技术：植物的组织培养。(3)工厂化生产人参皂甙的基本过程：工厂化生产人参皂甙的基本过程：第一步：选择人参根作为外植体进行培养，产生愈伤组织，经过培养选第一步：选择人参根作为外植体进行培养，产生愈伤组织，经过培养选择找到增殖速度快而且细胞内人参皂

21、甙含量高的细胞株，其中一部分作为种子择找到增殖速度快而且细胞内人参皂甙含量高的细胞株，其中一部分作为种子保存，以备下一次生产使用，一部分进行发酵生产。保存，以备下一次生产使用，一部分进行发酵生产。第二步，将第一步选择第二步，将第一步选择到的细胞株在发酵罐中的适合培养液中进行液体培养，增加细胞数量。到的细胞株在发酵罐中的适合培养液中进行液体培养，增加细胞数量。第三第三步，将发酵罐中培养的细胞进行破碎，从中提取人参皂甙。步，将发酵罐中培养的细胞进行破碎，从中提取人参皂甙。知识点三细胞产物的工厂化生产知识点三细胞产物的工厂化生产知识贴士知识贴士培养目的不同，利用植物组织培养技术到达的阶段不同培养目的

22、不同，利用植物组织培养技术到达的阶段不同(1)微型繁殖、脱毒苗、单倍体育种、突变体：到完整植株。微型繁殖、脱毒苗、单倍体育种、突变体：到完整植株。(2)人工种子：到胚状体阶段。人工种子：到胚状体阶段。(3)细胞产物的工厂化生产：可以培养到植株阶段，也可以培养到愈伤组织细胞产物的工厂化生产：可以培养到植株阶段，也可以培养到愈伤组织阶段。阶段。指指 点点 迷迷 津津五种生物技术的比较五种生物技术的比较方式方式植物组植物组织培养织培养突变体的利用突变体的利用单倍体育种单倍体育种植物体细胞杂植物体细胞杂交交植物基因植物基因工程育种工程育种原理原理植物细胞植物细胞的全能性的全能性基因突变、植基因突变、植

23、物细胞的全能物细胞的全能性性花粉细胞的全花粉细胞的全能性、染色体能性、染色体变异变异细胞膜的流动细胞膜的流动性、植物细胞性、植物细胞的全能性的全能性基因重组、基因重组、植物细胞全植物细胞全能性能性重要重要步骤步骤脱分化、脱分化、再分化再分化对愈伤组织诱对愈伤组织诱变处理变处理花 药 离 体 培花 药 离 体 培养、秋水仙素养、秋水仙素诱导染色体数诱导染色体数目加倍目加倍原 生 质 体 融原 生 质 体 融合、杂种细胞合、杂种细胞组织培养组织培养对导入目的对导入目的基因的植物基因的植物细胞进行组细胞进行组织培养织培养方方式式植物组织培养植物组织培养突变体的利用突变体的利用 单倍体育种单倍体育种植

24、物体细植物体细胞杂交胞杂交植物基因植物基因工程育种工程育种优优点点保持优良品种保持优良品种的遗传特性的遗传特性提高突变率，提高突变率，获得优良性状获得优良性状明显缩短育明显缩短育种年限种年限克服远缘杂交克服远缘杂交不亲和的障碍不亲和的障碍克服远缘杂克服远缘杂交不亲和的交不亲和的障碍障碍举举例例微型繁殖、脱微型繁殖、脱毒苗培育、人毒苗培育、人工种子培育工种子培育抗花叶病毒的抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱甘蔗、抗盐碱的野生烟草的野生烟草单育单育1号烟号烟草草培育培育“番茄番茄马铃薯马铃薯”杂种杂种植株植株转基因抗虫转基因抗虫棉棉如图所示为植株繁殖的四种人工方式示意图，请据图回答：如图所示为植株繁殖的四种

25、人工方式示意图，请据图回答：(1)图中单倍体植株通常的获取方式是图中单倍体植株通常的获取方式是_。若图中单倍体细。若图中单倍体细胞含胞含2个染色体组，个染色体组，A有有4个染色体组，则个染色体组，则过程所用化学试剂的作用是过程所用化学试剂的作用是_。(2)图中图中B和和C过程的不同点是过程的不同点是_ _，这种不同主要的决定因素是，这种不同主要的决定因素是_。(3)若想在若想在C过程中获得突变体，进而培育成新品种植株，应用物理诱变或过程中获得突变体，进而培育成新品种植株，应用物理诱变或化学诱变的方法处理化学诱变的方法处理_。(4)若要获得水稻的若要获得水稻的“人工种子人工种子”，则应选用图中的

26、，则应选用图中的_结构，该结结构，该结构与正常受精卵形成的构与正常受精卵形成的_有类似的结构和发育过程。有类似的结构和发育过程。(5)若若D为胡萝卜羊角芹，过程常用的物理方法有为胡萝卜羊角芹，过程常用的物理方法有_等；经融合处理后，含有的细胞类型有等；经融合处理后，含有的细胞类型有_种种(若融合的细胞只考虑两两融合若融合的细胞只考虑两两融合)。花药离体培养花药离体培养 抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成 B过程中形成的是胚状体，而过程中形成的是胚状体，而C过程形成的过程形成的 是胚芽是胚芽 细胞分裂素与生长素的比值细胞分裂素与生长素的比值 愈伤组织愈伤组织 胚

27、状体胚状体 胚胚 离心、振动、电激离心、振动、电激 3 解析解析本题主要考查植物细胞工程的原理和应用。本题主要考查植物细胞工程的原理和应用。(1)图中图中A过程表示单倍过程表示单倍体育种，获取单倍体时常用花药离体培养的方法。若要使单倍体的染色体加体育种，获取单倍体时常用花药离体培养的方法。若要使单倍体的染色体加倍，变成倍，变成A植株，则需要在植株，则需要在过程中用秋水仙素处理幼苗，以抑制细胞有丝分过程中用秋水仙素处理幼苗，以抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成过程。裂过程中纺锤体的形成过程。(2)图中图中B和和C过程都是体细胞的组织培养，其不同过程都是体细胞的组织培养，其不同点是点是B过程中形成

28、的是胚状体，而过程中形成的是胚状体，而C过程形成的是胚芽，这种不同主要的决定因过程形成的是胚芽，这种不同主要的决定因素是细胞分裂素与生长素的比值。素是细胞分裂素与生长素的比值。(3)在组织培养过程中获得突变体，一般用物在组织培养过程中获得突变体，一般用物理诱变或化学诱变的方法处理愈伤组织，再由愈伤组织经再分化形成突变植理诱变或化学诱变的方法处理愈伤组织，再由愈伤组织经再分化形成突变植株。株。(4)若要获得水稻的若要获得水稻的“人工种子人工种子”，则应选用图中的胚状体结构，该结构与，则应选用图中的胚状体结构，该结构与正常受精卵形成的胚有类似的结构和发育过程。正常受精卵形成的胚有类似的结构和发育过

29、程。(5)D为植物体细胞杂交的过为植物体细胞杂交的过程，程，过程常用的物理方法有离心、振动、电激等；经融合处理后，含有的细过程常用的物理方法有离心、振动、电激等；经融合处理后，含有的细胞类型有胞类型有3种种(只考虑两两融合只考虑两两融合)：胡萝卜：胡萝卜胡萝卜融合细胞、羊角芹胡萝卜融合细胞、羊角芹羊角芹融合羊角芹融合细胞和胡萝卜细胞和胡萝卜羊角芹融合细胞。羊角芹融合细胞。核核 心心 素素 养养玉米是一种主要的农作物，为了提高玉米的产量，科学家做了大玉米是一种主要的农作物，为了提高玉米的产量，科学家做了大量的研究工作。如图是关于玉米培养的过程，请据图回答：量的研究工作。如图是关于玉米培养的过程，

30、请据图回答：(1)如图如图AC，发育成植株，发育成植株D，取，取D的花药进行离体培养得到的幼苗属于的花药进行离体培养得到的幼苗属于_，如图，如图EF，经秋水仙素处理后发育成植株，经秋水仙素处理后发育成植株G；从生殖方式上分；从生殖方式上分析，析，AD属于属于_生殖。生殖。(2)AC的过程要严格控制的过程要严格控制_。(3)FG的过程中用的过程中用_处理，使细胞染色体数目加倍，用处理，使细胞染色体数目加倍，用EG途径育种的优点是途径育种的优点是_。(4)若想培育出一种能抗虫的玉米新品种，可以采用若想培育出一种能抗虫的玉米新品种，可以采用_育种；若育种；若想 培 育 出 一 种 地 上 结 玉 米

31、，地 下 结 马 铃 薯 的 植 株，可 以 利 用想 培 育 出 一 种 地 上 结 玉 米，地 下 结 马 铃 薯 的 植 株，可 以 利 用_技术。技术。单倍体单倍体 无性无性 无菌无菌 秋水仙素秋水仙素 直接得到稳定遗传的优良品种，极大地缩短了育种年限直接得到稳定遗传的优良品种，极大地缩短了育种年限 基因工程基因工程 植物体细胞杂交植物体细胞杂交 解析解析(1)取取D的花药进行离体培养成幼苗的花药进行离体培养成幼苗(如图如图EF)，经秋水仙素处理后，经秋水仙素处理后发育成植株发育成植株G，此过程属于单倍体育种，从生殖方式上分析，此过程属于单倍体育种，从生殖方式上分析，AD属于无性生属于

32、无性生殖。殖。(2)在植物组织培养过程中，要严格控制无菌条件。在植物组织培养过程中，要严格控制无菌条件。(3)FG的过程中用秋的过程中用秋水仙素处理，使细胞染色体数目加倍；用水仙素处理，使细胞染色体数目加倍；用EG途径进行单倍体育种的优点是直途径进行单倍体育种的优点是直接得到稳定遗传的优良品种，自交后代不发生性状分离，极大地缩短了育种年接得到稳定遗传的优良品种，自交后代不发生性状分离，极大地缩短了育种年限。限。(4)若想培育出一种能抗虫的玉米新品种，可以采用基因工程育种；若想培若想培育出一种能抗虫的玉米新品种，可以采用基因工程育种；若想培育出一种地上结玉米，地下结马铃薯的植株，可以利用植物体细

33、胞杂交技术。育出一种地上结玉米，地下结马铃薯的植株，可以利用植物体细胞杂交技术。探规寻律探规寻律几种育种方法的比较几种育种方法的比较技术技术原理原理优点优点缺点缺点诱变育种诱变育种 基因突变基因突变提高生物变异的频率，可大幅度提高生物变异的频率，可大幅度改良某些性状，缩短育种进程改良某些性状，缩短育种进程盲目性大，需大量盲目性大，需大量处理实验材料处理实验材料杂交育种杂交育种 基因重组基因重组使位于不同个体的优良性状集中使位于不同个体的优良性状集中于一个个体于一个个体周期长，难以克服周期长，难以克服远缘杂交的障碍远缘杂交的障碍单倍体育单倍体育种种染色体变染色体变异异获得个体均为纯种，明显缩短育

34、获得个体均为纯种，明显缩短育种年限种年限技术复杂，须与杂技术复杂，须与杂交育种配合交育种配合技术技术原理原理优点优点缺点缺点多倍体多倍体育种育种染色体变异染色体变异器官大，提高产量和营养成分器官大，提高产量和营养成分适用于植物，动物方适用于植物，动物方面难以开展面难以开展基因工基因工程育种程育种分子遗传分子遗传学原理学原理打破物种界限，定向地改造生打破物种界限，定向地改造生物遗传性状物遗传性状可能造成新的生态危可能造成新的生态危机机细胞工细胞工程育种程育种细胞生物学细胞生物学和分子生物和分子生物学原理学原理克服远缘杂交不亲和的障碍；克服远缘杂交不亲和的障碍；扩大了用于杂交的亲本组合范扩大了用于

35、杂交的亲本组合范围；定向改变生物遗传性状围；定向改变生物遗传性状不能按人们的需要表不能按人们的需要表现出亲代的优良性状现出亲代的优良性状问问 题题 释释 疑疑教材教材P040讨论讨论21人工种子之所以神奇，是由于它具有天然种子不可比拟的特点，想一人工种子之所以神奇，是由于它具有天然种子不可比拟的特点，想一想，它们具有哪些优点？想，它们具有哪些优点？提示：提示：人工种子的优点：人工种子的优点：(1)天然种子由于在遗传上具有因减数分裂引起的重组现象，因而会造成某天然种子由于在遗传上具有因减数分裂引起的重组现象，因而会造成某些遗传性状的改变；天然种子在生产上受季节限制，一般每年只繁殖些遗传性状的改变

36、；天然种子在生产上受季节限制，一般每年只繁殖12次，次，有些甚至十几年才繁殖一次。而人工种子则可以完全保持优良品种的遗传特有些甚至十几年才繁殖一次。而人工种子则可以完全保持优良品种的遗传特性，生产上也不受季节的限制。性，生产上也不受季节的限制。(2)试管苗的大量贮藏和运输也是相当困难的。人工种子则克服了这些缺试管苗的大量贮藏和运输也是相当困难的。人工种子则克服了这些缺点，人工种子外层是起保护作用的薄膜，类似于天然种子的种皮，因此，可以点，人工种子外层是起保护作用的薄膜，类似于天然种子的种皮，因此，可以很方便地贮藏和运输。很方便地贮藏和运输。2在人工种子中，人工种皮是保证包裹在其中的胚状体顺利生

37、长成小植株在人工种子中，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，还可以向人工种皮中加入哪些物质？体的生长发育，还可以向人工种皮中加入哪些物质？提示：提示：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

38、些植物生长调节剂。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。教材教材P041资料分析资料分析高效抗癌的药物紫杉醇，虽然能造福人类，但却为濒危的红豆杉带来一场高效抗癌的药物紫杉醇，虽然能造福人类，但却为濒危的红豆杉带来一场灭顶之灾。以灭顶之灾。以“我们能否利用植物组织培养技术大量生产紫杉醇，从而拯救红我们能否利用植物组织培养技术大量生产紫杉醇，从而拯救红豆杉豆杉”为题，与同学们展开讨论，说说植物组织培养技术在节约资源、保护环为题，与同学们展开讨论，说说植物组织培养技术在节约资源、保护环境方面的重要意义。境方面的重要意义。提示：提示：可以利用植物组织培养技术来大量生产紫杉醇。现在国内外

39、的科学可以利用植物组织培养技术来大量生产紫杉醇。现在国内外的科学家们正在研究利用植物细胞培养技术来大量培育红豆杉细胞，希望利用这种方家们正在研究利用植物细胞培养技术来大量培育红豆杉细胞，希望利用这种方法来大量生产紫杉醇。国内外许多实验室开展了用组织培养法生产紫杉醇的研法来大量生产紫杉醇。国内外许多实验室开展了用组织培养法生产紫杉醇的研究，红豆杉属的究，红豆杉属的11种植物现在都在进行组织培养。美国的种植物现在都在进行组织培养。美国的ESCA genetics公司宣公司宣布，他们用细胞培养法所得到的紫杉醇的含量是树皮中紫杉醇含量的布，他们用细胞培养法所得到的紫杉醇的含量是树皮中紫杉醇含量的25倍

40、。倍。国内外在分化细胞株系和培养条件方面做了不少工作，摸索了外植体、光照、国内外在分化细胞株系和培养条件方面做了不少工作，摸索了外植体、光照、培养基组成等因素对细胞培养及紫杉醇生成的影响。现在紫杉醇生产的工艺条培养基组成等因素对细胞培养及紫杉醇生成的影响。现在紫杉醇生产的工艺条件已基本摸清；经过对反应放大技术的进一步探索，有望实现通过细胞培养进件已基本摸清；经过对反应放大技术的进一步探索，有望实现通过细胞培养进行工业化生产紫杉醇的目标。行工业化生产紫杉醇的目标。教材教材P042思考与探究思考与探究1通过查阅资料，你能列举出植物组织培养技术在我们生活中的另外一些通过查阅资料，你能列举出植物组织培

41、养技术在我们生活中的另外一些应用吗？应用吗？提示：提示：a.拯救濒危植物；拯救濒危植物；b.提供食品制作的原料；提供食品制作的原料；c.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。2请查阅植物人工种子制备技术的详细过程，并设计出制备技术的主要流请查阅植物人工种子制备技术的详细过程，并设计出制备技术的主要流程图。程图。提示：提示：诱导植物愈伤组织诱导植物愈伤组织体细胞胚的诱导体细胞胚的诱导体细胞胚的成熟体细胞胚的成熟体细胞胚的机械化包裹体细胞胚的机械化包裹贮藏或种植贮藏或种植3请查阅相关文献，设计出一种通过植物花药组织培养生成正常植株的实请查阅相关文献，设计出一种通过植物花药组织培养生成正常植株的实验流程。验流程。知知 识识 构构 建建