高中生物 植物細胞工程的應用（ppt）課件

1、第2課時 植物細胞工程的應用第二章 細胞工程生物學 選擇性必修三 生物技術與工程 冀彥男 深圳市龍華中學實際問題：經濟苗木、名貴花卉、珍稀植物等自然繁殖速度緩慢，繁殖效率低下或優(yōu)良性狀不易保持如何解決？石斛：可入藥，對人體有驅解虛熱，益精強陰等療效。隨著花卉產業(yè)的興起，石斛蘭也成為了一種觀賞植物。石斛蘭的栽培方式一般為盆栽。由于石斛蘭具有秉性剛強、祥和可親的氣質，被譽為父親之花。連翹:清熱解毒、消腫散結、消炎。 鐵皮石斛的工廠化生產一、植物繁殖的新途徑用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術。也叫微型繁殖。1960年，荷蘭科學家通過對蘭花莖尖進行培養(yǎng)，獲得了快速繁殖的脫毒蘭花，隨后在國內外進行了

2、“蘭花試管苗產業(yè)化”。 無籽西瓜 1、快速繁殖 一般為無性生殖生殖方式：實例：一些優(yōu)良的觀賞植物、經濟林木、無性繁殖作物和瀕危植物等。生菜楊樹蘭花、生菜、楊樹以及無子西瓜試管苗的產業(yè)化生產。 優(yōu)點：繁殖率高，可大批量生產保持親本的優(yōu)良性狀（無性繁殖 ）不受自然生長季節(jié)的限制培養(yǎng)周期短一、植物繁殖的新途徑 生姜是藥食兩用的經濟作物，在生產上長期采用無性繁殖，容易感染多種病毒病，使生姜品質變差，葉子皺縮，生長緩慢，一般減產30%-50%。 病毒引起的植物病害有500多種。受害植物包括糧食作物、蔬菜、果樹和花卉等。而且沒有有效的防治辦法，只能拔除，造成經濟損失。病毒多集中在種子、老葉等器官中，在幼嫩

3、的器官和未成熟的組織中較少，在分生區(qū)幾乎不含病毒。實際問題 一、植物繁殖的新途徑原因：脫毒過程：一、植物繁殖的新途徑 2、作物脫毒分生區(qū)（如莖尖）的細胞植物分生區(qū)細胞病毒少，甚至沒有病毒無性繁殖的作物，容易將病毒傳染給后代。病毒積累，導致作物產量降低、品質變差。材料：選擇該種細胞更易獲得脫毒苗的理由： 無病毒組織 （切取莖尖組織）脫分化愈傷組織再分化根、芽幼苗完整植株移栽成活注：脫毒苗不等于抗毒苗。 與微型繁殖相比較，二者無本質區(qū)別，只是取材部位不同。一、植物繁殖的新途徑脫毒草莓普通草莓脫毒產品：脫毒馬鈴薯田與被病毒感染未脫毒馬鈴薯葉片1.下列屬于植物的快速繁殖技術的是()A.用蘭花的芽尖組織

4、培育蘭花幼苗 B.水稻種子萌發(fā)并長成新個體C.扦插的葡萄枝長成新個體 D.柳樹芽發(fā)育成枝條A【當堂檢測】2.利用馬鈴薯的塊莖進行無性繁殖，種植的世代多了以后往往會因感染病毒而減產，為此農戶都希望得到無病毒的幼苗進行種植。獲得無病毒幼苗的最佳辦法是()A.選擇優(yōu)良品種進行雜交 B.在田間噴灑消毒劑C.利用莖尖進行組織培養(yǎng) D.人工誘導基因突變C實際問題：傳統(tǒng)的育種方法是通過雜交把兩親本的優(yōu)良性狀組合在同一后代中。但缺點是：要不斷進行(多年)純化和選擇，才得到一種符合理想要求的新品種。如何解決育種時間過長的問題？ P：高桿抗病 DDTT矮桿感病 ddttF1高桿抗病 DdTt第1年選育出需要的矮抗

5、純種F2D_T_D_ttddT_ddtt矮抗傳統(tǒng)方法： 雜交育種第2年第3年生長ddTTF3第4年選擇親本有性雜交F1代花粉離體培養(yǎng)單倍體植株 誘變染色體加倍可育純合子選擇所需類型 (1)方法：花藥的離體培養(yǎng)獲得單倍體植株，染色體加倍，選擇穩(wěn)定遺傳優(yōu)良品種 (2)原理：二、作物新品種的培育 1、單倍體育種染色體（數(shù)目）變異、植物細胞的全能性。 (3)過程：二、作物新品種的培育極大地縮短了育種的年限，節(jié)約了大量的人力和物力。雜交育種培育一個可以穩(wěn)定遺傳的作物優(yōu)良品種，一般不斷自交選優(yōu)，常需56年。而單倍體育種當年就能培育出所需純合體。后代都是純合子，能穩(wěn)定遺傳?？勺鳛檫M行體細胞誘變育種和研究遺傳

6、突變的理想材料。大多數(shù)單倍體植株的細胞中只含一套染色體，染色體加倍后得到的植株的隱性性狀容易顯現(xiàn)。 (4)優(yōu)點：水稻小麥煙草柏樹二、作物新品種的培育 (4)應用：在植物組織培養(yǎng)過程中，由于培養(yǎng)細胞一直處于不斷增殖的狀態(tài)，因此容易受到培養(yǎng)條件和誘變因素（如射線、化學物質等）的影響而產生突變。外植體新品種篩選培育愈傷組織 脫分化多種突變體誘導分化誘變處理白三葉草二、作物新品種的培育 2.突變體的利用抗病、抗鹽、含高蛋白、高產 (1)原理： (2)過程：原理：基因突變和植物細胞的全能性。優(yōu)點：提高變異的頻率，加速育種進程。大幅度地改良某些性狀。難以控制突變方向，有利性狀比較少，需要大量處理實驗材料。

7、缺點：產生：植物組織培養(yǎng)中，培養(yǎng)細胞不斷分裂易突變利用：篩選對人們有利的突變體,進而培育成新品種二、作物新品種的培育三、細胞產物的工廠化生產1.植物的代謝產物（1）初生代謝物： 初生代謝是生物生長和生存所必需的代謝活動，初生代謝物有糖類、脂質、蛋白質、核酸等。（2）次生代謝物：次生代謝不是生物生長所必需的，在特定條件下進行。次生代謝物是一類小分子有機化合物（如酚類、萜類和含氮化合物等）。在植物的抗蟲、抗病等方面發(fā)揮作用，也是很多藥物、香料和色素等的重要來源。含量很低，從植物組織中提取會大量破壞植物資源，有些產物又不能或難以通過化學合成途徑得到。三、細胞產物的工廠化生產2.細胞產物的工廠化生產的

8、概念： 利用植物細胞培養(yǎng)來獲得目標產物，這個過程就是細胞產物的工廠化生產。3.特點： 不占用耕地，幾乎不受季節(jié)、天氣等的限制，因此對于社會、經濟、環(huán)境保護具有重要意義。4.實例：紫草寧、紫杉醇、人參皂苷的植物細胞工程產品。三、細胞產物的工廠化生產5.細胞產物的工廠化生產的過程外植體愈傷組織細胞產物培養(yǎng)、提取 工廠化生產人參皂甙干粉的基本流程：人參根 愈傷組織 增長速度快而且細胞內人參皂甙干粉含量高的細胞細胞增殖 提取人參皂甙干粉 脫分化培養(yǎng)選擇破碎細胞放入發(fā)酵罐注意： 一般組織培養(yǎng)到愈傷組織即可。因為此時細胞分裂能力旺盛，代謝快，有利于產物生成。 液體培養(yǎng)基（培養(yǎng)液）有利于培養(yǎng)的細胞與營養(yǎng)物質

9、充分接觸。脫分化 “手指植物”通常培育在裝有彩色固體培養(yǎng)基的小玻璃瓶中，只要保證充足的光照和適宜的溫度，不需要額外補充水分和營養(yǎng)物質，它們就能在玻璃瓶中生長三四個月之久。 “手指植物”的制作方法用到了植物組織培養(yǎng)技術。在制作過程中，一定要注意做好滅菌和消毒工作，為了防止污染可在培養(yǎng)基中加入一定量的抑菌劑。另外，還可以根據個人喜好，在培養(yǎng)基中加入適量的色素或者熒光劑，使“手指植物”更具有觀賞價值。拓展應用3.將紫草細胞進行細胞培養(yǎng)，誘導其脫分化產生愈傷組織，再對愈傷組織進行懸浮培養(yǎng)使其大量增殖，以獲取大量的紫草寧。下列關于紫草寧的工廠化生產的敘述，錯誤的是()A.細胞產物的工廠化生產是植物細胞工

10、程的重要用途之一B.培養(yǎng)過程中需要脫分化形成愈傷組織，然后懸浮培養(yǎng)愈傷組織細胞C.培養(yǎng)的愈傷組織需要經過再分化產生特定的組織細胞后才能產生特定的細胞產物D.培養(yǎng)的細胞收集后一般要破碎提取有效成分C【當堂檢測】4.下列關于植物組織培養(yǎng)及其應用的說法中，不正確的是()A.植物體任何部位的活細胞均可作為組織培養(yǎng)的外植體B.不同培養(yǎng)階段的培養(yǎng)基中生長素與細胞分裂素的比例應不同C.單倍體育種和轉基因植物的培育需要利用植物組織培養(yǎng)技術D.利用植物組織培養(yǎng)技術可實現(xiàn)某些重要細胞產物的工廠化生產A總結植物組織培養(yǎng)植物繁殖的新途徑細胞產物的工廠化生產作物新品種的培育微型繁殖作物脫毒單倍體育種突變體的利用藥物、香料、蛋白質等(1)快速繁殖不僅可以高效、快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖，還可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性。( )(2)作物脫毒后不再感染病毒。( )(3)單倍體育種只是為了獲得單倍體。( )(4)突變體育種常用射線、化學物質處理愈傷組織。( )(5)快速繁殖本質上是一種無性繁殖。( )【基礎過關】(6)植物的次生代謝物主要是酚類、萜類和含氮化合物等小分子有機物，是其基