资源简介

(共26张PPT)
2.1 细胞工程
二、植物细胞工程的应用
01
03
02
目录
植物繁殖的新途径---（植株）
作物新品种的培育--（植株）
细胞产物的工厂化生产--（细胞代谢物）
二、植物细胞工程的应用
1、定义：
快速繁殖优良品种的_______________技术，被人们形象地称为植物的快速繁殖技术，也叫作___________技术。它不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖，还可以保持优良品种的___________。
植物组织培养
微型繁殖
遗传特性
一、植物繁殖的新途径
2、实质：
3、原理：
植物组织培养
植物细胞的全能性
【思考1】植物组织培养可以进行快速繁殖的原因是什么？
植物组织培养到愈伤组织阶段，细胞进行旺盛、快速的有丝分裂，从而获得大量的组织细胞。不断地对愈伤组织进行分割、移瓶、诱导再分化就可以形成大量的新植株。另外，植物组织培养在实验室进行，一般不受季节、气候等条件的限制。
4、优点：
①高效、快速大量繁殖
②保持优良品种的遗传特性
③不受季节、气候限制
1、快速繁殖
快速繁殖优良品种的_植物组织培养_技术，被人们形象地称为植物的快速繁殖技术，也叫作_微型繁殖_技术。它不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖，还可以保持优良品种的_遗传特性__。
一、植物繁殖的新途径
2、作物脱毒
马铃薯、草莓和香蕉等通常是用______繁殖的方式进行繁殖的，它们感染的______很容易传给后代。病毒在作物体内逐年积累，就会导致作物产量降低，品质变差。科学家就发现植物顶端________附近（如茎尖）的病毒极少，甚至无病毒。因此，切取一定大小的_______进行____________，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得________。
无性
病毒
分生区
茎尖
组织培养
脱毒苗
一、植物繁殖的新途径
马铃薯
草莓
香蕉
感染的病毒很容易传给后代
无性繁殖
病毒在作物体内积累
作物产量降低品质变差
顶端分生区
细胞分裂快速，病毒还未侵入。
病毒极少，甚至无毒
（如茎尖、根尖)
植物组
织培养
脱毒苗
明显提高农作物产量和品质
一、植物繁殖的新途径
脱毒苗不等于抗毒苗。脱毒苗是选择植物的顶端分生区进行组织培养获得，脱毒苗只是体内不含病毒（属于细胞工程范畴），但不能抵抗病毒的侵染。。
抗毒苗：
抗病基因
导入
植物细胞
植物组织培养
完整植株
【思考2】
脱毒苗等于抗毒苗吗？
01
03
02
目录
植物繁殖的新途径---（植株）
作物新品种的培育--（植株）
细胞产物的工厂化生产--（细胞代谢物）
二、植物细胞工程的应用
1、 单倍体育种
常规选育出一个可以稳定遗传的作物优良品种，一般要经过5～6年的连续筛选。而单倍体育种可以先通过花药（或花粉）培养获得单倍体植株，然后经过诱导染色体加倍，当年就能培育出遗传性状相对稳定的纯合二倍体植株，这极大地缩短了育种的年限。此外，由于大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体，染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易显现，因此它也是进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料。
二、作物新品种的培育
单倍体育种
①花药离体培养
（全能性）
②人工诱导染色体加倍
（低温、秋水仙素抑制纺锤体的形成）
染色体数目变异
优良品种
花药
花粉
离体培养
单倍体幼苗(A、a)
（一个染色体组）
纯合二倍体(AA、aa隐性性状容易显现)
人工诱导
染色体加倍
选择
二倍体（Aa）
四倍体（AAaa）
单倍体(AA、aa、Aa)
（2个染色体组）
四倍体
(AAAA、aaaa、AAaa)
AABB × aabb
AaBb
A B
A b
a B
a b
A B
A b
a B
a b
AA BB
AA bb
aa BB
aa bb
减数分裂
花药离体培养
秋水仙素处理幼苗
亲本
F1
F1配子
单倍体
恢复 育性
高杆抗病
矮杆感病
F2
9A_B_
3A_bb
3aaB_
1aabb
多代连续自交选优，提高纯合体的比例
选优aaB_
纯合体
自交
杂交育种
单倍体育种
育种时间较长
极大缩短育种时间
1、单倍体育种
常规选育出一个可以稳定遗传的作物优良品种，一般要经过5～6年的连续筛选。而单倍体育种可以先通过花药（或花粉）培养获得单倍体植株，然后经过诱导染色体加倍，当年就能培育出遗传性状相对稳定的纯合二倍体植株，这极大地缩短了育种的年限。此外，由于大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体，染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易显现，因此它也是进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料。
二、作物新品种的培育
2、突变体的利用
在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖的状态，因此它们容易受到培养条件和诱变因素（如射线、化学物质等）的影响而产生突变。从产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。
二、作物新品种的培育
外植体
愈伤组织
试管苗
脱分化
再分化
多种突变植株
诱变处理（物化）
筛选
有用的突变体
突变体的利用过程：
优点：提高变异的频率，
加速育种进程。
大幅度地改良某些性状。
处于增殖状态，有丝分裂，不断进行DNA复制，易受到影响而发生突变。
01
03
02
目录
植物繁殖的新途径---（植株）
作物新品种的培育--（植株）
细胞产物的工厂化生产--（细胞代谢物）
二、植物细胞工程的应用
次生代谢物：植物代谢产生的一些一般认为不是植物基本的生命活动所必需的产物。
初生代谢物：有糖类、脂质、蛋白质和核酸等。初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动，因此在整个生命过程中它一直进行着。
三、细胞产物的工厂化生产
次生代谢物是一类小分子有机化合物（如酚类、萜类和含氮化合物等），在植物抗病、抗虫等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源。次生代谢一般在特定的组织或器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行。
三、细胞产物的工厂化生产
在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术
植物组织培养技术
外植体
脱分化
愈伤组织
细胞悬液
细胞产物
培养、提取、破碎
分散开
（液体培养基）
1原理：
2过程:
植物细胞培养
三、细胞产物的工厂化生产
注意:植物组织培养与植物细胞培养无本质区别。
差别在于培养目的不同、终点不同。
植物细胞培养一般培养到愈伤组织阶段，从愈伤组织的细胞中获得细胞产物。
3优点：
它不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，因此对于社会、经济、环境保护具有重要意义。
三、细胞产物的工厂化生产
紫草宁、紫杉醇、人参皂苷的植物细胞工程产品。
红豆杉→紫杉醇
紫草→紫草宁
人参→人参皂苷
外植体
愈伤组织
试管苗
脱分化
再分化
植株
作物脱毒
选择顶端分生组织
快速繁殖
单倍体育种
选择花药
进行诱变
突变体的利用
分散后
悬浮培养
细胞产物的工厂化生产
作物新品种的培育
植物繁殖的新途径
筛选
小结
染色体加倍
1.下列有关植物细胞工程的应用叙述错误的是( B )
A.对于一些稀有花卉、濒危灭绝的植物等可用快速繁殖技术进行大量繁殖
B.人参皂苷等次生代谢产物的生产体现了植物细胞的全能性
C.通过花粉培养获得单倍体植株属于植物细胞工程的应用范畴
D.马铃薯、草莓和香蕉等植物进行作物脱毒应选植物顶端分生区附近的细胞
课堂小练：
解析：A、快速繁殖技术即植物组织培养技术可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖,因此对于一些稀有花卉、濒危灭绝的植物等可用快速繁殖技术进行大量繁殖,A正确:B、植物细胞全能性是指离体的组织等发育形成完整的个体,人参宅苷等次生代谢产物的生产只是将进行细胞培养,不能体现植物细胞的全能性,B错误:C、利用单倍体育种进行作物新品种的培育属于植物细胞工程的应用,因此通过花粉培养获得单信体植株属于植物细胞工程的应用范畴,C正确;D、马铃薯、草莓和香蕉等植物进行作物脱毒应选植物顶端分生区附近的细胞,该分生区附近的细胞无病毒或者病毒数量少，D正确。故选B。
2.植物细胞工程技术广泛应用于生产中,以下选项没有应用植物细胞工程技术的是(A)
A.用多倍体育种技术培育无子西瓜
B.用单倍体育种培育优良性状的水稻
C.利用转基因技术培育抗软化番茄
D.利用体细胞杂交技术培育白菜-甘蓝
课堂小练：
解析：、植物细胞工程技术包括植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术,用多倍体育种技术培育无子西瓜,其原理是染色体畸变,没有使用植物细胞工程技术,A正确:B、用单倍体育种培育优良性状的水稻的过程中用到了植物组织培养技术,植物组织培养技术属于植物细胞工程技术,不符合题意,B错误;C、利用转基因技术培育抗软化番茄,需要用到植物组织培养技术将含有目的基因的细胞再生成完整的植株,不符合题意,C错误;D、利用体细胞杂交技术培育白菜-甘蓝,该过程中用到了植物组织培养技术,同时植物体细胞杂交也属于植物细胞工程,不符合题意,D错误。故选A。

展开更多......

收起↑