選修三212植物細(xì)胞工程的實際應(yīng)用

1、會計學(xué)1選修三選修三212植物細(xì)胞工程的實際應(yīng)用植物細(xì)胞工程的實際應(yīng)用再分化再分化脫分化脫分化愈傷組織愈傷組織外植體外植體試管苗試管苗植株植株 資料資料1 1 科學(xué)家應(yīng)用多倍體育種的方法，科學(xué)家應(yīng)用多倍體育種的方法，培育出的三倍體無子西瓜，具有無子、培育出的三倍體無子西瓜，具有無子、含糖高、口感好等特點。含糖高、口感好等特點。 但因其不結(jié)種子，但因其不結(jié)種子，每年必須用四倍體和每年必須用四倍體和二倍體西瓜雜交培育二倍體西瓜雜交培育種子，不僅增加了生種子，不僅增加了生產(chǎn)成本，也給無籽西產(chǎn)成本，也給無籽西瓜的普及帶來困難。瓜的普及帶來困難。 資料資料2 2 病毒引起的植物病害有病毒引起的植物病害有

2、500500多種。多種。受害的植物包括糧食作物、蔬菜、果樹和花卉，受害的植物包括糧食作物、蔬菜、果樹和花卉，如水稻、小麥、棉花、馬鈴薯、油菜、大蒜、如水稻、小麥、棉花、馬鈴薯、油菜、大蒜、蘋果、棗、唐菖蒲、蘭花等。而且沒有有效的蘋果、棗、唐菖蒲、蘭花等。而且沒有有效的防治辦法，只能拔除病株，造成很大的經(jīng)濟損防治辦法，只能拔除病株，造成很大的經(jīng)濟損失。失。 病毒多集中在種子、老葉等器官中，在幼病毒多集中在種子、老葉等器官中，在幼嫩的器官和未成熟的組織中較少，在分生區(qū)幾嫩的器官和未成熟的組織中較少，在分生區(qū)幾乎不含病毒。乎不含病毒。 資料資料3 3 蘭花因高雅美麗而深受人們喜愛。蘭花因高雅美麗而深

3、受人們喜愛。蘭花常用分根法和種子進行繁殖。在蘭花的蘭花常用分根法和種子進行繁殖。在蘭花的常規(guī)繁殖中，遇到的常規(guī)繁殖中，遇到的難題是：用分根法繁難題是：用分根法繁殖速度緩慢，不利于殖速度緩慢，不利于新品種的推廣新品種的推廣; ;用種子用種子繁殖又很困難，因為繁殖又很困難，因為蘭花的種子十分微小，蘭花的種子十分微小，胚很纖弱，種子幾乎胚很纖弱，種子幾乎沒有儲藏營養(yǎng)物質(zhì)，在發(fā)芽過程中很容易夭折。沒有儲藏營養(yǎng)物質(zhì)，在發(fā)芽過程中很容易夭折。一 植物繁殖的新途徑 例：用一個蘭花莖尖就可以在一年內(nèi)生產(chǎn)例：用一個蘭花莖尖就可以在一年內(nèi)生產(chǎn)出出400萬株蘭花苗。萬株蘭花苗。 微型繁殖技術(shù)（一）微型繁殖技術(shù)（也稱

4、快速繁殖技術(shù)）（一）微型繁殖技術(shù)（也稱快速繁殖技術(shù)）一 植物繁殖的新途徑 討論討論愈傷組織可以傳代培養(yǎng)，獲得大量愈傷愈傷組織可以傳代培養(yǎng)，獲得大量愈傷組織，所以繁殖快速；（繁殖速度快）組織，所以繁殖快速；（繁殖速度快）全過程中細(xì)胞進行有絲分裂，不涉及減全過程中細(xì)胞進行有絲分裂，不涉及減數(shù)分裂和受精作用，可以保持親本優(yōu)良特性數(shù)分裂和受精作用，可以保持親本優(yōu)良特性；（高保真；（高保真-無性繁殖）無性繁殖）在室內(nèi)生產(chǎn)，不受自然環(huán)境條件限制在室內(nèi)生產(chǎn)，不受自然環(huán)境條件限制。 繁殖速度快；繁殖速度快；“高保真高保真”（因為是無性繁殖）；（因為是無性繁殖）； 不受自然生長季節(jié)的限制（因為在具不受自然生長季

5、節(jié)的限制（因為在具有一定人工設(shè)施的室內(nèi)生產(chǎn)）。有一定人工設(shè)施的室內(nèi)生產(chǎn)）。 微型繁殖的應(yīng)用：蘭花楊樹生菜無籽西瓜工業(yè)化生產(chǎn)作物栽培荷蘭花卉 生姜是藥食兩用的經(jīng)濟作物，具有栽培容易、產(chǎn)生姜是藥食兩用的經(jīng)濟作物，具有栽培容易、產(chǎn)量高、價格高等特點，近年在各地發(fā)展很快。但量高、價格高等特點，近年在各地發(fā)展很快。但是生姜在生產(chǎn)上長期采用無性繁殖，容易感染多是生姜在生產(chǎn)上長期采用無性繁殖，容易感染多種病毒病，使生姜品質(zhì)變差，葉子皺縮，生長緩種病毒病，使生姜品質(zhì)變差，葉子皺縮，生長緩慢，一般減產(chǎn)慢，一般減產(chǎn)30%30%50%50%。一 植物繁殖的新途徑 （二）作物脫毒（二）作物脫毒脫毒草莓脫毒產(chǎn)品甘蔗香蕉

6、馬鈴薯菠蘿種種 子子 的的 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)自然種子胚胚種皮種皮胚乳胚乳（三）神奇的人工種子（三）神奇的人工種子一 植物繁殖的新途徑 （三）神奇的人工種子（三）神奇的人工種子一 植物繁殖的新途徑 胚狀體（三）神奇的人工種子（三）神奇的人工種子一 植物繁殖的新途徑 （三）神奇的人工種子（三）神奇的人工種子一 植物繁殖的新途徑 誘導(dǎo)植物愈傷組織誘導(dǎo)植物愈傷組織 體細(xì)胞胚的誘導(dǎo)體細(xì)胞胚的誘導(dǎo) 體細(xì)胞胚的成熟體細(xì)胞胚的成熟 體細(xì)胞胚的機械化包裹體細(xì)胞胚的機械化包裹 貯藏或種植貯藏或種植思考思考 設(shè)計人工種子制備技術(shù)的主要流程圖設(shè)計人工種子制備技術(shù)的主要流程圖（三）神奇的人工種子（三）神奇的人工種子一 植物繁

7、殖的新途徑 討論討論人工種子應(yīng)用花椰菜桉樹水稻芹菜P A AR R a ar r有 芒 抗 病 無 芒 不 抗 病配 子 A Ra rF 1 A aR r有 芒 抗 病F 2 A _R _ : A _r r : a aR _ : a ar r有 抗 : 有 不 抗 : 無 抗 : 無 不 抗9 : 3 : 3 : 1自 交 并 選 育 多 代a aR R（一）單倍體育種（一）單倍體育種二 作物新品種的培育 （一）單倍體育種（一）單倍體育種二 作物新品種的培育 回顧單倍體育種的一般過程并設(shè)計出一種通過回顧單倍體育種的一般過程并設(shè)計出一種通過植物花藥組織培養(yǎng)生成正常植株的實驗流程。植物花藥組織培養(yǎng)

8、生成正常植株的實驗流程。（一）單倍體育種（一）單倍體育種二 作物新品種的培育 應(yīng)用：柏樹小麥煙草水稻（二）突變體的利用（二）突變體的利用二 作物新品種的培育 3.3.成就：成就：2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代以來，各國的科學(xué)家用年代以來，各國的科學(xué)家用這種方法已經(jīng)篩選到抗病、抗鹽、含高蛋白，這種方法已經(jīng)篩選到抗病、抗鹽、含高蛋白，以及高產(chǎn)的突變體，有的已用于生產(chǎn)。以及高產(chǎn)的突變體，有的已用于生產(chǎn)。突變體的利用組織培養(yǎng)過程受外界影響突變篩選有利突變體培育新品種抗病、抗鹽、含高蛋白、高產(chǎn)。白三葉草三 細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)物：蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥物、香料、生物堿等。67年人參皂甙干粉2030天

9、發(fā)酵罐三、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化的生產(chǎn)怎樣拯救紅豆杉并且生產(chǎn)大量紫杉醇？怎樣拯救紅豆杉并且生產(chǎn)大量紫杉醇？討論討論 作業(yè)作業(yè)思考：思考：1、高效抗癌的藥物紫杉醇，雖然能、高效抗癌的藥物紫杉醇，雖然能造福人類，但卻為瀕危的紅豆杉帶來一場滅造福人類，但卻為瀕危的紅豆杉帶來一場滅頂之災(zāi)。以頂之災(zāi)。以“我們能否利用植物組織培養(yǎng)技我們能否利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)大量生產(chǎn)紫杉醇，從而拯救紅豆杉術(shù)大量生產(chǎn)紫杉醇，從而拯救紅豆杉”為題為題，與同學(xué)展開討論，說出植物組織培養(yǎng)技術(shù)，與同學(xué)展開討論，說出植物組織培養(yǎng)技術(shù)在節(jié)約資源、保護環(huán)境方面的重要意義。在節(jié)約資源、保護環(huán)境方面的重要意義?？梢岳每梢岳弥参锝M織培養(yǎng)技術(shù)植物

10、組織培養(yǎng)技術(shù)來大量生產(chǎn)紫杉醇。來大量生產(chǎn)紫杉醇。現(xiàn)在國內(nèi)外的科學(xué)家們正在研究利用植物細(xì)胞現(xiàn)在國內(nèi)外的科學(xué)家們正在研究利用植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)來大量培育紅豆杉細(xì)胞，希望利用這培養(yǎng)技術(shù)來大量培育紅豆杉細(xì)胞，希望利用這種方法來大量生產(chǎn)紫杉醇。國內(nèi)外許多實驗室種方法來大量生產(chǎn)紫杉醇。國內(nèi)外許多實驗室開展了用組織培養(yǎng)法生產(chǎn)紫杉醇的研究，紅豆開展了用組織培養(yǎng)法生產(chǎn)紫杉醇的研究，紅豆杉屬的杉屬的11種植物現(xiàn)都在進行組織培養(yǎng)。種植物現(xiàn)都在進行組織培養(yǎng)。ESC Agenetics公司宣布他們用細(xì)胞培養(yǎng)法所得紫公司宣布他們用細(xì)胞培養(yǎng)法所得紫杉醇的含量是樹皮的杉醇的含量是樹皮的25倍。國內(nèi)外在分化細(xì)倍。國內(nèi)外在分化細(xì)胞

11、株系和培養(yǎng)條件方面做了不少工作，摸索了胞株系和培養(yǎng)條件方面做了不少工作，摸索了外植體、光照、培養(yǎng)基組成等因素對細(xì)胞培養(yǎng)外植體、光照、培養(yǎng)基組成等因素對細(xì)胞培養(yǎng)及紫杉醇生成的影響。現(xiàn)在工藝條件已基本摸及紫杉醇生成的影響?，F(xiàn)在工藝條件已基本摸清，正研究反應(yīng)的放大技術(shù)等，有望實現(xiàn)通過清，正研究反應(yīng)的放大技術(shù)等，有望實現(xiàn)通過細(xì)胞培養(yǎng)進行工業(yè)化生產(chǎn)紫杉醇的目標(biāo)。細(xì)胞培養(yǎng)進行工業(yè)化生產(chǎn)紫杉醇的目標(biāo)。2.2.請查閱植物人工種子制備技術(shù)的詳細(xì)過請查閱植物人工種子制備技術(shù)的詳細(xì)過程，設(shè)計出制備技術(shù)的主要流程圖。程，設(shè)計出制備技術(shù)的主要流程圖。花藥花藥 花粉細(xì)胞培養(yǎng)花粉細(xì)胞培養(yǎng) 愈傷組愈傷組織織 分化出小植物分化

12、出小植物 單倍體單倍體植株植株 正常植株正常植株1 1）微型繁殖）微型繁殖2 2）作物脫毒）作物脫毒3 3）神奇的人工種子）神奇的人工種子2 2、作物新品種的培育、作物新品種的培育1 1）單倍體育種）單倍體育種2 2）突變體的利用）突變體的利用3 3、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)典例精析典例精析課堂演練課堂演練（1 1）愈傷組織是花粉細(xì)胞不斷分裂后形成的不規(guī)）愈傷組織是花粉細(xì)胞不斷分裂后形成的不規(guī)則的細(xì)胞團，愈傷組織形成過程中，必須從培養(yǎng)基則的細(xì)胞團，愈傷組織形成過程中，必須從培養(yǎng)基中獲得中獲得_ _ 等營養(yǎng)物質(zhì)。等營養(yǎng)物質(zhì)。（2 2）要促進花粉細(xì)胞分裂生長，培養(yǎng)基中應(yīng)有）要促進花粉細(xì)胞分裂生長，培養(yǎng)基中應(yīng)有_ _和和_兩類激素。兩類激素。水、無機鹽、維生素和小分子有機物水、無機鹽、維生素和小分子有機物細(xì)胞分裂素細(xì)胞分裂素植物生長素植物生長素 葉綠體葉綠體 2424ABAB、aBaB、AbAb、