植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用學(xué)案

離體的植物器官、組織或細(xì)胞

愈傷組織胚狀體或叢芽避光、誘導(dǎo)培養(yǎng)基完整植株見光、分化培養(yǎng)基再分化脫分化第1頁/共27頁第一頁，共28頁。親本植物細(xì)胞B原生質(zhì)體Ａ親本植物細(xì)胞A原生質(zhì)體Ｂ去壁新的原生質(zhì)體融合再生細(xì)胞壁雜種細(xì)胞組織培養(yǎng)雜種植株第2頁/共27頁第二頁，共28頁。2.1.2植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用說出有哪些應(yīng)用？一、植物繁殖的新途徑

1.微型繁殖技術(shù)2.作物脫毒3.神奇的人工種子二、作物新品種的培育

1.單倍體育種2.突變體的利用三、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)第3頁/共27頁第三頁，共28頁。沒有種子，如何繁殖？第4頁/共27頁第四頁，共28頁。一、植物繁殖的新途徑

1.微型繁殖技術(shù)（1）概念:快速高效實(shí)現(xiàn)種苗繁殖,培育優(yōu)良植物品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)。第5頁/共27頁第五頁，共28頁。植物組織培養(yǎng)車間第6頁/共27頁第六頁，共28頁。（2）特點(diǎn)：1.微型繁殖技術(shù)①高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖；②保持優(yōu)良品種的遺傳特性；③不受自然生長季節(jié)的限制（因?yàn)樵诰哂幸欢ㄈ斯ぴO(shè)施的室內(nèi)生產(chǎn)）。第7頁/共27頁第七頁，共28頁。蘭州晨報(bào)訊(記者劉鳳宇實(shí)習(xí)生羅娟)有人戲稱“洋芋、土豆、馬鈴薯”是甘肅三寶，現(xiàn)在這“三寶”又要為咱甘肅揚(yáng)名了。甘肅省專家成功培育出的黑色土豆，一改土豆白色、灰色、紫色的“老面孔”，成為了土豆家族中的新貴。這種黑色土豆將在7月10日開幕的蘭州高原夏菜貿(mào)洽會(huì)上首次亮相。

第8頁/共27頁第八頁，共28頁。但是，薯類同大蒜一樣，由于同屬營養(yǎng)體繁殖，在每年的繁殖過程中，病毒侵染并逐代累積，致使種薯退化嚴(yán)重，造成馬鈴薯植株變矮小，葉片翻卷或花葉、皺縮，產(chǎn)量低而不穩(wěn)。第9頁/共27頁第九頁，共28頁。2.作物脫毒（1）作物脫毒的原因:

長期進(jìn)行無性繁殖的作物，易積累感染的病毒，導(dǎo)致產(chǎn)量降低，品質(zhì)變差，而植物的分生區(qū)一般不會(huì)感染病毒，用分生區(qū)的細(xì)胞進(jìn)行組織培養(yǎng)，就能得到大量的脫毒苗。第10頁/共27頁第十頁，共28頁。（2）材料:分生區(qū)（如莖尖）的細(xì)胞（3）脫毒苗:切取莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)獲得第11頁/共27頁第十一頁，共28頁。蓖麻種子第12頁/共27頁第十二頁，共28頁。3.神奇的人工種子人工種子：以植物組培技術(shù)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經(jīng)過人工薄膜包裝得到的種子。胚胚乳種皮第13頁/共27頁第十三頁，共28頁。(1)特點(diǎn):①后代無性狀分離，保留優(yōu)良特性；②不受氣候,季節(jié)和地域限制。③貯藏運(yùn)輸方便(2)技術(shù):植物組織培養(yǎng)。(3)產(chǎn)生途徑：由愈傷組織產(chǎn)生、已分化的外植體直接產(chǎn)生、有懸浮細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)生。(4)結(jié)構(gòu):人工薄膜胚狀體或不定芽或頂芽或腋芽。第14頁/共27頁第十四頁，共28頁。教材P40討論：針對(duì)植物種類和土壤等條件，在人工種子的包裹劑中還可以加入適量的養(yǎng)分、無機(jī)鹽、有機(jī)碳源以及農(nóng)藥、抗生素、有益菌等。為了促進(jìn)胚狀體的生長發(fā)育，還可以向人工種皮中加入一些植物生長調(diào)節(jié)劑。第15頁/共27頁第十五頁，共28頁。(2012·北京四中高二質(zhì)檢)請(qǐng)根據(jù)以下材料回答：人工種子是人們模仿天然種子的結(jié)構(gòu)制造出來的生命有機(jī)體，它能像天然種子一樣萌發(fā)生長。人工種子的核心部分是被外層物包埋的具有類似種子胚功能的胚狀體。胚狀體不同于一般種子的胚，是由非合子細(xì)胞分化形成的類似于胚的結(jié)構(gòu)物，所以又稱“體細(xì)胞胚”或“花粉胚”。胚狀體在一定的條件下，可以生長發(fā)育形成植株。胚狀體可從懸浮培養(yǎng)的單細(xì)胞中得到,也可以通過試管培養(yǎng)的莖尖、芽尖、子房、花粉等獲得。將胚狀體包埋在能提供營養(yǎng)的膠質(zhì)中，便成了所謂的“人工種子”。培育過程如圖所示：例1(1)人工種子的制備是依據(jù)什么原理進(jìn)行的？(2)包埋胚狀體的膠質(zhì)可看做是種子的哪部分結(jié)構(gòu)________。在植物的個(gè)體發(fā)育中這種結(jié)構(gòu)來自________。(3)某二倍體植物基因型為DdTt，利用這種生物技術(shù)采用花藥離體培養(yǎng)的方法，可培育成“花粉胚”，也可制成人工種子。這種種子萌發(fā)形成的個(gè)體稱為__________，基因型為________________，從生殖類型看屬于________生殖。(4)如果獲取的外植體為植物的莖尖，通過①的處理可使細(xì)胞彼此分離，可加入(

)A．15%的鹽酸B．淀粉酶C．果膠酶D．胰蛋白酶(5)②表示脫分化的過程，其實(shí)質(zhì)是________________③表示再分化的過程，其實(shí)質(zhì)是________________細(xì)胞的全能性胚乳受精極核單倍體DT、Dt、dT、dt有性C使細(xì)胞恢復(fù)分裂能力基因的選擇性表達(dá)，導(dǎo)致了細(xì)胞形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的改變第16頁/共27頁第十六頁，共28頁。變式訓(xùn)練下圖是人工種子的結(jié)構(gòu)簡圖，對(duì)其敘述不正確的是(

)A．人工種子的胚乳中含有胚狀體發(fā)育所需要的營養(yǎng)物質(zhì)，還可以添加農(nóng)藥和植物激素B．人工種子可以工廠化生產(chǎn)，播種人工種子可節(jié)省大量的糧食C．人工種子克服了有些作物品種繁殖能力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問題D．人工種子的胚狀體還未分化出胚芽、胚軸和胚根等結(jié)構(gòu)選D第17頁/共27頁第十七頁，共28頁。二、作物新品種的培育1.單倍體育種（1）方法:（2）過程：花藥離體培養(yǎng)第18頁/共27頁第十八頁，共28頁。（3）優(yōu)點(diǎn):

①后代穩(wěn)定遺傳,都是純合體;②明顯縮短育種年限。第19頁/共27頁第十九頁，共28頁。2.突變體的利用

(1)產(chǎn)生:植物組織培養(yǎng)

(2)利用:篩選對(duì)人們有利突變體,進(jìn)而培育新品種第20頁/共27頁第二十頁，共28頁。下圖為幾種育種方法示意圖,據(jù)圖回答：例2(1)①④方向所示的途徑表示________育種方式，⑦過程所示的育種方法叫做________。(2)②過程中常用的方法是________，③⑦過程中最常采用的藥劑是________。(3)⑤過程發(fā)生在生物個(gè)體發(fā)育的________時(shí)期，但是，一般發(fā)生在________細(xì)胞中才具有遺傳性。(4)⑨過程叫_______。⑩過程中影響植物根、芽發(fā)生的兩種激素是___________________。(5)由⑧→⑩的過程中涉及的生物技術(shù)________________________________________________________________________。(6)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)，解決了育種過程中的________問題。雜交多倍體育種花藥離體培養(yǎng)秋水仙素任何生殖脫分化生長素和細(xì)胞分裂素植物體細(xì)胞雜交技術(shù)、植物組織培養(yǎng)技術(shù)遠(yuǎn)緣雜交不親和第21頁/共27頁第二十一頁，共28頁。變式訓(xùn)練下列應(yīng)用不涉及植物組織培養(yǎng)技術(shù)的是(

)A．花藥離體培養(yǎng)得到單倍體植株B．秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗獲得多倍體植株C．人工種子培育D．“番茄—馬鈴薯”雜種植株培育B第22頁/共27頁第二十二頁，共28頁。三、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)1.種類：蛋白質(zhì)，脂肪，糖類，藥物，香料，生物堿等。2.技術(shù)：植物的組織培養(yǎng)第23頁/共27頁第二十三頁，共28頁。如下圖表示基因型AaBb的小稻（2n=24）的花藥通過無菌操作，接入試管后，在一定條件下形成試管苗的培育過程。(1)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(tuán)。在愈傷組織形成中，必須從培養(yǎng)基中獲得_____和小分子有機(jī)物等營養(yǎng)物質(zhì)。(2)要促進(jìn)花粉細(xì)胞分裂生成，培養(yǎng)基中應(yīng)有_____兩類激素。(3)愈傷組織分化是指愈傷組織形成芽和根，再由芽發(fā)育成葉和莖。這一過程必須給予光照，其原因是_____利用光能制造有機(jī)物，供試管苗生長發(fā)育。(4)試管苗的細(xì)胞核中含有______條脫氧核苷酸鏈。(5)培育成的試管苗可能出現(xiàn)的基因型有_______________。第24頁/共27頁第二十四頁，共28頁。1.百合通過它的球莖進(jìn)行無性繁殖，種植的世代多了以后往往會(huì)感染病毒而減產(chǎn)，為此農(nóng)戶都希望得到無病毒的幼苗進(jìn)行種植。在最短時(shí)間內(nèi)獲得大量無病毒幼苗的最佳方案是(

)A．花藥離體培養(yǎng)B．選取成熟組織進(jìn)行培養(yǎng)C．利用莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)D．人工誘導(dǎo)基因突變2.(2010·高考浙江卷)將無根的非洲菊幼苗轉(zhuǎn)入無植物激素的培養(yǎng)基中，在適宜的溫度和光照等條件下培養(yǎng)一段時(shí)間后，應(yīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象是(

)3.下列有關(guān)人工種子的培育過程的敘述不正確的是(

)A．人工種子一般用離體的植物細(xì)胞通過組織培養(yǎng)技術(shù)獲得B．胚狀體是由愈傷組織分化而成的，離體細(xì)胞只有形成愈傷組織才能表現(xiàn)出全能性C．同一批次的人工種子可以保證具有相同的基因型D．胚狀體是由未分化的、具有分裂能力的細(xì)胞構(gòu)成4.(2011·高考上海卷)下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)的敘述，錯(cuò)誤的是(

)A．外植體可以來自于植物的任何細(xì)胞B．培養(yǎng)應(yīng)在無菌條件下進(jìn)行C．以花粉作為外植體可得到單倍體植株D．不同階段的培養(yǎng)基中細(xì)胞分裂素和生長素的比例不同5.(2011·高考江蘇卷)下列有關(guān)植物組織培養(yǎng)的敘述，正確的是(

)A．愈傷組織是一團(tuán)有特定結(jié)構(gòu)和功能的薄壁細(xì)胞B．二倍體植株的花粉經(jīng)脫分化與再分化后得到穩(wěn)定遺傳的植株C．用人工薄膜將胚狀體、愈傷組織等分別包裝可制成人工種子D．植物耐鹽突變體可通過添加適量NaCl的培養(yǎng)基培養(yǎng)篩選而獲得CBDAD第25頁/共27頁第二十五頁，共28頁。6.下圖是植物組織培養(yǎng)的簡略表示。據(jù)此回答：①脫分化②再分化③④(1)①表示____________________________，它能被培養(yǎng)成為④的根本原因是______________________。(2)②表示________，它與①相比分化程度____________，全能性______________。(3)若想制作人工種子，應(yīng)該選用__________(填編號(hào))。(4)若①是花藥，則④是________，繼續(xù)對(duì)其使用________處理可獲得正常植株，該過程稱為________________________________________________________________________。(5)若①是胡蘿卜根尖細(xì)胞，則培養(yǎng)成的④的葉片的顏色是________，這說明根尖細(xì)胞________________________________________________________________________。(6)若利用此項(xiàng)技術(shù)制造治療燙傷、割傷的藥物——紫草素，培養(yǎng)將進(jìn)行到________(填編號(hào))。解析：本題考查植物組織培養(yǎng)的基本過程及原理。答案：(1)離體的植物器官、組織或細(xì)胞細(xì)胞的全能性(2)愈傷組織低高(3)③(4)單倍體植株秋水仙素單倍體育種(5)綠色含有與形成葉綠體相關(guān)的基因(6)②第26頁