植物細(xì)胞工程-“江南聯(lián)賽”一等獎

植物細(xì)胞工程第一頁，共四十三頁。植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)

第二頁，共四十三頁。1958年美國科學(xué)家斯圖爾德利用胡蘿卜韌皮部的細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)。植物組織培養(yǎng)技術(shù)第三頁，共四十三頁。胡蘿卜橫切面示意圖皮層韌皮層形成層木質(zhì)層取樣部位第四頁，共四十三頁。接種試管苗的形成愈傷組織的形成移栽大田，培養(yǎng)成正常植株胡蘿卜的組織培養(yǎng)取材消毒第五頁，共四十三頁。第六頁，共四十三頁。植物組織培養(yǎng)技術(shù)離體器官組織細(xì)胞脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)進(jìn)行培養(yǎng)，又重新分化成根或芽等器官。植物體愈傷組織脫分化根、芽1、過程再分化已經(jīng)高度分化的植物細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)后逐漸失去原來的結(jié)構(gòu)和功能，轉(zhuǎn)變成未分化細(xì)胞的過程，即形成愈傷組織。脫分化：再分化：第七頁，共四十三頁。3、概念

植物組織培養(yǎng)是在無菌和人工控制條件下，將離體的植物器官、組織、細(xì)胞，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。2、條件

離體、提供營養(yǎng)的培養(yǎng)基、激素及其他適宜條件（溫度、O2、pH、無菌、光照）。第八頁，共四十三頁。菊花體細(xì)胞胚胎發(fā)生及植株再生第九頁，共四十三頁。矮牽牛莖尖離體培養(yǎng)培養(yǎng)第十頁，共四十三頁。牡丹成熟胚的離體培養(yǎng)與快速繁殖第十一頁，共四十三頁。微型月季莖段離體培養(yǎng)第十二頁，共四十三頁。大蒜根尖培養(yǎng)及植株再生第十三頁，共四十三頁。植物體細(xì)胞雜交技術(shù)AB去掉細(xì)胞壁原生質(zhì)體A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體融合雜種細(xì)胞過程愈傷組織雜種植株融合的原生質(zhì)體第十四頁，共四十三頁。涉及的方法（1）酶解法去掉細(xì)胞壁，分離出有活力的原生質(zhì)體。植物細(xì)胞原生質(zhì)體（2）人工誘導(dǎo)兩種植物的原生質(zhì)體融合成雜種細(xì)胞。離心、振動、電刺激聚乙二醇（PEG）處理（3）用植物組織培養(yǎng)法培養(yǎng)雜種細(xì)胞為雜種植株。纖維素酶、果膠酶物理法：化學(xué)法：

植物體細(xì)胞雜交是將不同種的植物體細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的技術(shù)。第十五頁，共四十三頁。植物細(xì)胞A植物細(xì)胞B愈傷組織脫分化雜種植物再分化融合植物組織培養(yǎng)去壁雜種細(xì)胞生壁原生質(zhì)體A原生質(zhì)體B酶解法融合原生質(zhì)體誘導(dǎo)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)第十六頁，共四十三頁。

雖然科學(xué)家歷盡艱辛，實(shí)現(xiàn)了馬鈴薯和番茄兩個物種之間的雜交，可惜這株超級雜種植物既不結(jié)番茄，也不長馬鈴薯。這是為什么呢？

生物基因的表達(dá)不是孤立的，它們之間是相互調(diào)控、相互影響的，所以馬鈴薯—番茄雜交植株的細(xì)胞中雖然同時具備兩個物種的遺傳物質(zhì)，但這些遺傳物質(zhì)的表達(dá)受到相互干擾，不能再像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質(zhì)一樣有序表達(dá)，因此雜交植株不能出現(xiàn)想象的結(jié)果。第十七頁，共四十三頁。意義

與有性雜交（種內(nèi)）相比，植物體細(xì)胞雜交克服了遠(yuǎn)緣雜交不親合的障礙，大大擴(kuò)展了可用于雜交的親本組合范圍（種間、屬間），并且培育出了許多在生產(chǎn)上有較高應(yīng)用價值的雜種植株品種。煙草——海島煙草胡蘿卜——羊角芹白菜——甘藍(lán)第十八頁，共四十三頁。植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用第十九頁，共四十三頁。資料1

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、含糖高、口感好等特點(diǎn)。但因其不結(jié)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。第二十頁，共四十三頁。資料2

病毒引起的植物病害有500多種。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、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(jì)損失。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)幾乎不含病毒。第二十一頁，共四十三頁。資料3蘭花因高雅美麗而深受人們喜愛。蘭花常用分根法和種子進(jìn)行繁殖。在蘭花的常規(guī)繁殖中，遇到的難題是：用分根法繁殖速度緩慢，不利于新品種的推廣;用種子繁殖又很困難，因?yàn)樘m花的種子十分微小，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。第二十二頁，共四十三頁。（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1.概念:快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)。2.優(yōu)點(diǎn):3.成就:1）保持優(yōu)良品種的遺傳特性；2）高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖。第二十三頁，共四十三頁。第二十四頁，共四十三頁。討論利用了植物“微型”繁殖技術(shù)的：1）保持優(yōu)良品種的遺傳特性;2）高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖，在短時間中獲得大量的優(yōu)質(zhì)種苗。（一）微型繁殖技術(shù)（也稱快速繁殖技術(shù)）一、植物繁殖的新途徑第二十五頁，共四十三頁。（二）作物脫毒

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。分生區(qū)（如莖尖）的細(xì)胞進(jìn)行組織培養(yǎng)獲得脫毒苗5.成就:1.原因:2.材料:3.方法:4.結(jié)果:一、植物繁殖的新途徑第二十六頁，共四十三頁。（三）神奇的人工種子1.天然種子的局限

1）培育周期長。

2）優(yōu)良雜種的后代會發(fā)生性狀分離而喪失其優(yōu)良特性。

3）生產(chǎn)會受到季節(jié)、氣候和地域的限制，并且需要占用大量的土地實(shí)現(xiàn)制種。一、植物繁殖的新途徑第二十七頁，共四十三頁。2.人工種子

胚狀體一、植物繁殖的新途徑（三）神奇的人工種子第二十八頁，共四十三頁。

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）人工種子概念胚狀體（或不定芽、頂芽和腋芽）+人工種皮一、植物繁殖的新途徑（三）神奇的人工種子（2）人工種子組成第二十九頁，共四十三頁。

誘導(dǎo)植物愈傷組織↓體細(xì)胞胚的誘導(dǎo)↓體細(xì)胞胚的成熟↓體細(xì)胞胚的機(jī)械化包裹↓貯藏或種植思考設(shè)計(jì)人工種子制備技術(shù)的主要流程圖一、植物繁殖的新途徑（三）神奇的人工種子第三十頁，共四十三頁。討論①培植周期短；②后代無性狀分離；③不受氣候,季節(jié)和地域限制；④可以很方便地貯藏和運(yùn)輸。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、植物生長調(diào)節(jié)劑等。1）優(yōu)點(diǎn)：2）人工種皮的有效成分:一、植物繁殖的新途徑（三）神奇的人工種子第三十一頁，共四十三頁。（一）單倍體育種二、作物新品種的培育體細(xì)胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個體。由配子不經(jīng)過受精作用而直接發(fā)育成的個體。例：蜜蜂中的雄蜂長得弱小，而且高度不育。1.單倍體定義：2.單倍體形成：3.單倍體植株的特點(diǎn)：第三十二頁，共四十三頁。4.

設(shè)計(jì)出通過植物花藥組織培養(yǎng)生成正常植株的實(shí)驗(yàn)流程。（一）單倍體育種二、作物新品種的培育花藥花粉細(xì)胞培養(yǎng)接種脫分化愈傷組織根、芽再分化單倍體植株移栽正常植株染色體加倍第三十三頁，共四十三頁。后代都是純合子，明顯縮短育種年限5.優(yōu)點(diǎn)：6.成就（一）單倍體育種二、作物新品種的培育第三十四頁，共四十三頁。（二）突變體的利用

植物組織培養(yǎng)過程中，由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷的分生狀態(tài)，易受到培養(yǎng)條件和外界壓力的影響而產(chǎn)生突變。1.產(chǎn)生：篩選對人們有利突變體,進(jìn)而培育新品種。2.利用：二、作物新品種的培育第三十五頁，共四十三頁。蛋白質(zhì),脂肪,糖類,藥物,香料,生物堿等1.細(xì)胞產(chǎn)物種類：三、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)植物的組織培養(yǎng)2.技術(shù)：3.成就：第三十六頁，共四十三頁。1.植物的微型繁殖技術(shù)是指（）A．植物體細(xì)胞雜交技術(shù)B．嫁接C．營養(yǎng)繁殖D．植物組織培養(yǎng)課堂演練2.科學(xué)工作者把胡蘿卜的韌皮部細(xì)胞分離出來，將單個細(xì)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(diǎn)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CA第三十七頁，共四十三頁。3．用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，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(xiàng)都是4．下列四個選項(xiàng)中沒有采取植物組織培養(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第三十八頁，共四十三頁。5.馬鈴薯利用它的塊莖進(jìn)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(jìn)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(jìn)行雜交

B.進(jìn)行遠(yuǎn)緣植物體細(xì)胞雜交

C.利有芽尖進(jìn)行組織培養(yǎng)

D.人工誘導(dǎo)基因突變C第三十九頁，共四十三頁。6.甘薯種植多年后易積累病毒而導(dǎo)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(zhì)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(xì)胞的（）

A.有絲分裂B.分化

C.減數(shù)分裂D.全能性C第四十頁，共四十三頁。怎樣拯救紅豆杉并且生產(chǎn)大量紫杉醇？討論∶作業(yè)第四十一頁，共四十三頁。第四十二頁，共四十三頁。內(nèi)容總結(jié)植物細(xì)胞工程。矮牽牛莖尖離體培養(yǎng)培養(yǎng)。（3）用植物組織培養(yǎng)法培養(yǎng)雜種細(xì)胞為雜種植株。誘導(dǎo)。胡蘿卜——羊角芹。白菜——甘藍(lán)。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