植物細胞工程的實際應用自制

植物細胞工程的實際應用自制第一頁，共四十一頁，2022年，8月28日2.1.2植物細胞工程的實際應用學習目標:1、理解植物繁殖的新途徑2、理解作物新品種的培育3、了解細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)第二頁，共四十一頁，2022年，8月28日

蘭花是中國傳統(tǒng)名花，是一種以香著稱的花卉。蘭花被喻為花中君子。

實際問題：名貴花卉、珍稀植物、經(jīng)濟苗木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……第三頁，共四十一頁，2022年，8月28日植物組織培養(yǎng)車間（一）植物微型繁殖技術（快速繁殖技術）1、概念：一、植物繁殖的新途徑：是快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術。第四頁，共四十一頁，2022年，8月28日2、優(yōu)點：討論：該技術與傳統(tǒng)繁殖技術相比，有何優(yōu)點？①繁殖速度快，②保持優(yōu)良品種的遺傳特性（全過程中細胞進行有絲分裂，不涉及減數(shù)分裂和受精作用，可以保持親本優(yōu)良特性）；③不受自然生長季節(jié)的限制（因室內生產(chǎn)）。④取材少，培養(yǎng)周期短，便于自動化管理。（屬于無性繁殖）注意：如果培養(yǎng)的是生殖細胞，如花藥，得到的植株是單倍體，應為有性生殖中的單性生殖。第五頁，共四十一頁，2022年，8月28日P38討論題：工廠化大規(guī)模育苗生產(chǎn)正是利用了植物“微型”繁殖技術的這兩方面優(yōu)勢。利用植物“微型”繁殖技術我們可以在短時間中獲得大量的優(yōu)質種苗。1.人們利用植物的微型繁殖技術來進行工廠化育苗生產(chǎn)，這是利用了該項技術的哪些特點？利用植物“微型”繁殖技術具有高效性和可以保持種苗的優(yōu)良遺傳特性的優(yōu)勢的特點。第六頁，共四十一頁，2022年，8月28日3、微型繁殖的應用的實例：蘭花楊樹生菜無籽西瓜第七頁，共四十一頁，2022年，8月28日工業(yè)化生產(chǎn)作物栽培荷蘭花卉第八頁，共四十一頁，2022年，8月28日產(chǎn)業(yè)化育苗第九頁，共四十一頁，2022年，8月28日

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，使生姜品質變差，葉子皺縮，生長緩慢，一般減產(chǎn)30%～50%。第十頁，共四十一頁，2022年，8月28日資料：病毒容易沿植物體的維管組織傳播，而分生區(qū)(分生組織)中缺乏維管系統(tǒng)，因此不含病毒。用做組織培養(yǎng)的植物材料可以是植物體任何類型的組織細胞。怎樣利用植物組織培養(yǎng)技術解決？第十一頁，共四十一頁，2022年，8月28日1.作物脫毒的原因：2.作物脫毒的材料：3.作物脫毒的方法：4.作物脫毒的結果：

長期進行無性繁殖的作物，易積累感染的病毒，導致產(chǎn)量降低，品質變差。分生區(qū)（如莖尖）的細胞進行組織培養(yǎng)獲得脫毒苗5.實例：一、植物繁殖的新途徑：（二）作物脫毒第十二頁，共四十一頁，2022年，8月28日材料:分生區(qū)（如莖尖）的細胞脫毒苗:切取莖尖進行組織培養(yǎng)獲得5、實例：脫毒草莓沒有脫毒的草莓第十三頁，共四十一頁，2022年，8月28日

資料：科學家應用多倍體育種的方法，培育出的三倍體無子西瓜，具有無子、含糖高、口感好等特點。但因其不結種子，每年必須用四倍體和二倍體西瓜雜交培育種子，不僅增加了生產(chǎn)成本，也給無籽西瓜的普及帶來困難。實際問題：但是微型繁殖試管苗的大量貯藏和運輸也是相當困難的。第十四頁，共四十一頁，2022年，8月28日①很多植物需生長數(shù)年才能結出種子④優(yōu)良雜交種后代會因發(fā)生性狀分離而喪失優(yōu)良特性③種子的生產(chǎn)受季節(jié)、氣候和地域的限制②制種時需要占用大量土地能否找到天然種子的替代品？

思考：天然種子有哪些不足？第十五頁，共四十一頁，2022年，8月28日自然種子胚種皮胚乳種子的結構：第十六頁，共四十一頁，2022年，8月28日

通過植物組織培養(yǎng)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。1、概念：一、植物繁殖的新途徑：（三）神奇的人工種子2、人工種子的結構人工種皮（人工薄膜）：胚狀體（不定芽、頂芽、腋芽）人工胚乳第十七頁，共四十一頁，2022年，8月28日①后代無性狀分離，保持優(yōu)良特性；②生產(chǎn)上不受季節(jié)限制；③貯藏運輸方便。3、優(yōu)點：（無性繁殖）第十八頁，共四十一頁，2022年，8月28日P40討論：人工種皮中應該具有的有效成分？為了保證胚狀體的生長發(fā)育，還可以加入哪些物質？

針對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、無機鹽、有機碳源以及農(nóng)藥、抗生素、有益菌等。為了促進胚狀體的生長發(fā)育，還可以向人工種皮中加入一些植物生長調節(jié)劑。第十九頁，共四十一頁，2022年，8月28日提示：誘導植物愈傷組織↓體細胞胚的誘導↓體細胞胚的成熟↓體細胞胚的機械化包裹↓貯藏或種植2.請查閱植物人工種子制備技術的詳細過程，設計出制備技術的主要流程圖。P42第二十頁，共四十一頁，2022年，8月28日小結：上述應用采用的都是植物組織培養(yǎng)技術，都屬于無性繁殖，得到的個體都能保持親代的優(yōu)良性狀（性狀與親代相同，即不發(fā)生性狀分離）。只涉及到有絲分裂，不涉及減數(shù)分裂。第二十一頁，共四十一頁，2022年，8月28日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年復習:

原理:基因重組結果:

把兩親本的優(yōu)良性狀組合在同一后代中

缺點:

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

二、作物新品種的培育第二十二頁，共四十一頁，2022年，8月28日（一）單倍體育種二、作物新品種的培育花藥（花粉）離體培養(yǎng)1、方法：花藥花粉細胞培養(yǎng)接種脫分化愈傷組織分化出小植物再分化單倍體植株移栽正常植株染色體加倍2、過程：P42第二十三頁，共四十一頁，2022年，8月28日3、原理：染色體組成倍減少，再加倍后得到純種。4、優(yōu)點①后代都是純合子，能穩(wěn)定遺傳②明顯縮短育種年限，加速育種進程第二十四頁，共四十一頁，2022年，8月28日2、利用：（二）突變體的利用1、突變體的產(chǎn)生

在植物組織培養(yǎng)的過程中，由于培養(yǎng)的細胞一直處于不斷的分生狀態(tài)，因此容易受到培養(yǎng)條件和外界壓力（如射線、化學物質等）的影響而產(chǎn)生突變（基因突變或染色體變異）。篩選對人們有利突變體,進而培育新品種20世紀70年代以來，各國的科學家用這種方法已經(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)。3、成就：第二十五頁，共四十一頁，2022年，8月28日比較：單倍體育種：突變體的利用：植物體細胞雜交育種優(yōu)點：育種原理：優(yōu)點：育種原理：優(yōu)點：育種原理：明顯縮短育種年限染色體變異能夠產(chǎn)生新性狀基因突變克服遠緣雜交不親和障礙染色體變異第二十六頁，共四十一頁，2022年，8月28日

蛋白質,脂肪,糖類,藥物,香料,生物堿等。1、細胞產(chǎn)物種類：三、細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)植物的組織培養(yǎng)2、技術：3、成就：紅豆杉與紫杉醇第二十七頁，共四十一頁，2022年，8月28日

人參根愈傷組織增殖速度快而且細胞內人參皂甙含量高的細胞細胞增殖提取人參皂甙

脫分化培養(yǎng)選擇破碎細胞放入發(fā)酵罐工廠化生產(chǎn)人參皂甙干粉的基本流程：第二十八頁，共四十一頁，2022年，8月28日紅豆杉又名紫杉：第二十九頁，共四十一頁，2022年，8月28日

提示：可以利用植物組織培養(yǎng)技術來大量生產(chǎn)紫杉醇?，F(xiàn)在國內外的科學家們正在研究利用植物組織培養(yǎng)技術來大量培育紅豆杉細胞，希望利用這種方法來大量生產(chǎn)紫杉醇。國內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，紅豆杉屬的11種植物現(xiàn)都在進行組織培養(yǎng)。ESCAgenetics公司宣布他們用細胞培養(yǎng)法所得紫杉醇的含量是樹皮的2～5倍。國內外在分化細胞株系和培養(yǎng)條件方面做了不少工作，摸索了外植體、光照、培養(yǎng)基組成等因素對細胞培養(yǎng)及紫杉醇生成的影響?，F(xiàn)在工藝條件已基本摸清，正研究反應的放大技術等，有望實現(xiàn)通過細胞培養(yǎng)進行工業(yè)化生產(chǎn)紫杉醇的目標。第三十頁，共四十一頁，2022年，8月28日1.通過查閱資料，請你再列舉出植物組織培養(yǎng)技術在我們生活中的另外一些應用。提示：a.拯救瀕危植物；

b.提供食品制作的原料；

c.利用愈傷組織進行轉基因操作。P42思考與探究第三十一頁，共四十一頁，2022年，8月28日3.請查閱相關文獻，設計出一種植物花藥組織培養(yǎng)和染色體加倍的實驗流程?；ㄋ幓ǚ奂毎囵B(yǎng)接種脫分化愈傷組織分化出小植物再分化單倍體植株移栽正常植株染色體加倍第三十二頁，共四十一頁，2022年，8月28日植物繁殖的新途徑作物新品種的培育微型繁殖作物脫毒人工種子植物細胞工程的實際應用單倍體育種突變體的利用細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)本課小結：第三十三頁，共四十一頁，2022年，8月28日1、植物的微型繁殖技術是指 （）

A．植物體細胞雜交技術

B．嫁接

C．營養(yǎng)繁殖

D．植物組織培養(yǎng)2、科學工作者把胡蘿卜的韌皮部細胞分離出來，將單個細胞放入培養(yǎng)基中培養(yǎng)，獲得了許多完整的植株，這些植株的特點是（）

A．彼此性狀相似B．變異頻率較高

C．單倍體D．都是純合子課堂演練DA當堂訓練第三十四頁，共四十一頁，2022年，8月28日3．用植物組織培養(yǎng)技術，可以培養(yǎng)或生產(chǎn)（）

A．食品添加劑

B．無病毒植物

C.人工種子

D．前三項都是4．下列四個選項中沒有采取植物組織培養(yǎng)技術的是（）

A．花藥離體培養(yǎng)得到單倍體植株

B.秋水仙素處理幼苗獲得多倍體植株

C．人工種子的培育

D．“番茄——馬鈴薯”雜種植株的培育過程DB第三十五頁，共四十一頁，2022年，8月28日

5、馬鈴薯利用它的塊莖進行無性繁殖，種植的世代多了以后往往會感染病毒而減產(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．進行遠緣植物體細胞雜交

C．利有芽尖進行組織培養(yǎng)D．人工誘導基因突變6.甘薯種植多年后易積累病毒而導致品種退化。目前生產(chǎn)上采用莖尖分生組織離體培養(yǎng)的方法快速繁殖脫毒的種苗，以保證該品種的品質和產(chǎn)量水平。這種通過分生組織離體培養(yǎng)獲得種苗的過程不涉及細胞的（）

A.有絲分裂 B.分化

C.減數(shù)分裂 D.全能性CC第三十六頁，共四十一頁，2022年，8月28日7．將花粉細胞單倍體技術培養(yǎng)成幼苗時，下列條件不需要的是（）A．具有完整細胞核的細胞B．一定營養(yǎng)化物質和植物激素C．離體培養(yǎng)D．導入外源基因D8.下列屬于植物的微型繁殖技術的是（）A．蘭花芽尖組織培養(yǎng)成蘭花幼苗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．柳條芽發(fā)育成枝條A9.人參皂苷干粉可以通過下列何種技術獲得（）

A．雜交育種B．植物組織培養(yǎng)

C．多倍體育種D．單倍體育種B第三十七頁，共四十一頁，2022年，8月28日謝謝第三十八頁，共四十一頁，2022年，8月28日P40討論：

1、人工種子之所以神奇，是由于它具有天然種子不可比擬的特點