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(共18张PPT)
第2章 第1节
植物细胞工程
01
植物繁殖的新途径
作物新品种的培育
微生物的纯培养
细胞产物的工厂化生产
植物细胞工程的应用
01
植物繁殖的新途径
02
作物新品种的培育
03
细胞产物的工厂化生产
01
（1）概念：
用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，也叫作微型繁殖技术。
1. 快速繁殖
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
根、芽
试管苗
（2）优点：
①高效、快速地实现种苗的大量繁殖
②有丝分裂，可以保持优良品种的遗传特性
③不受自然生长季节的限制，培养周期短
（3）应用：
快速繁殖优良的观赏植物、经济林木、无性繁殖作物和濒危植物等。
01
植物繁殖的新途径
01
（4）实例：
甘蔗、桉树和铁皮石斛等试管苗的生产，已形成一定规模。
铁皮石斛的工厂化生产
01
植物繁殖的新途径
1. 快速繁殖
01
组培
脱毒苗
顶端分生区（如茎尖）：
注：脱毒苗不等于抗毒苗。
2、作物脱毒
（3）优点：
明显提高农作物的产量和品质
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
（1）脱毒原因
（2）脱毒方法
01
植物繁殖的新途径
病毒极少，甚至无病毒
01
（4）实例：
脱毒草莓
普通草莓
脱毒马铃薯田与被病毒感染未脱毒马铃薯叶片
在马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等许多作物上获得成功。
01
植物繁殖的新途径
2、作物脱毒
1.下列属于植物的快速繁殖技术的是(　　 )
A.用兰花的芽尖组织培育兰花幼苗
B.水稻种子萌发并长成新个体
C.扦插的葡萄枝长成新个体
D.柳树芽发育成枝条
A
【当堂检测】
2.利用马铃薯的块茎进行无性繁殖，种植的世代多了以后往往会因感染病毒而减产，为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳办法是(　　 )
A.选择优良品种进行杂交
B.在田间喷洒消毒剂
C.利用茎尖进行组织培养
D.人工诱导基因突变
C
【当堂检测】
02
（1）单倍体：
枝叶茎杆弱小，果实多而小，一般高度不育。
特点：
由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而成的个体。
1、单倍体育种
（2）单倍体育种原理：
植物细胞的全能性
02
作物新品种的培育
种
图2-7 玉米单倍体育种流程示意图
植物组织培养技术
染色体（数目）变异
02
（3）优点
秋水 仙素
花药离体培养
①极大地缩短了育种的年限
②后代都是纯合子，能稳定遗传
③可作为体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料。
（常需5～6年）
（当年）
技术相当复杂
（4）缺点：
02
作物新品种的培育
1、单倍体育种
02
我国科学家在1974年成功培育出世界上第一个单倍体作物新品种——单育1号烟草。
(5)实例
我国科学家把单倍体育种与常规育种结合起来，育成水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等作物的新品种。
02
作物新品种的培育
1、单倍体育种
02
（1）原理
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。
外植体
愈伤组织
脱分化
再分化
诱变
处理
2、突变体的利用
突变 = 基因突变 ＋ 染色体变异
抗病、抗盐、高产及
蛋白质含量高的突变体
突变体
02
作物新品种的培育
筛选
新品种
培育
02
（2）优点：
提高愈伤组织的突变率，加速育种进程。
难以控制突变的方向，需要大量处理实验材料。
（3）缺点：
白三叶草
（4）实例：
抗除草剂的白三叶草
抗花叶病毒的甘蔗
抗盐碱的野生烟草
02
作物新品种的培育
2、突变体的利用
03
是生物生长和生存所必需的代谢活动，一直进行
不是生物生长所必需的，在特定条件下进行
植物代谢
初生代谢：
次生代谢：
缺点：①植物细胞的次生代谢物含量很低。
②有些产物不能或难以通过化学合成途径得到。
一类小分子有机化合物
(如酚类、萜类和含氮化合物等)
产物：
如糖类、脂质、蛋白质、核酸等
产物：
03
细胞产物的工厂化生产
利用植物细胞培养来获得目标产物，即目标次生代谢物的过程就是细胞产物的工厂化生产。
03
1、概念：指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。
外植体
愈伤组织
细胞悬液
脱分化
分散开
细胞产物
提取
2、优势：
不占用耕地、不受季节、天气的限制，
对社会、经济、环保具有重要意义。
植物细胞培养
03
细胞产物的工厂化生产
细胞增殖
03
3、实例：
具有高抗癌活性，已被用于乳腺癌等癌症的治疗。
红豆杉→紫杉醇
紫草→紫草宁
抗菌、消炎和抗肿瘤，世界首例药用植物细胞工程产品。
人参→人参皂苷
用组织培养技术生产的人参，生长速度比栽培人参约快100倍以上。
03
细胞产物的工厂化生产
(1)快速繁殖不仅可以高效、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。( )
(2)作物脱毒后不再感染病毒。( )
(3)单倍体育种和突变体培育的遗传学原理是一致的。( )
(4)快速繁殖本质上是一种无性繁殖。 ( )
(5)植物的次生代谢物主要是酚类、萜类和含氮化合物等小分子有机物，是其基本生命活动所必需的物质。( )
(6)植物细胞培养的原理主要是植物细胞的全能性。( )
√
×
×
√
【基础过关】
×
×
细胞增殖
将紫草细胞进行细胞培养，诱导其脱分化产生愈伤组织，再对愈伤组织进行悬浮培养使其大量增殖，以获取大量的紫草宁。下列关于紫草宁的工厂化生产的叙述，错误的是(　　)
A.细胞产物的工厂化生产是植物细胞工程的重要用途之一
B.培养过程中需要脱分化形成愈伤组织，然后悬浮培养愈伤组织细胞
C.培养的愈伤组织需要经过再分化产生特定的组织细胞后才能产生特定的细胞产物
D.培养的细胞收集后一般要破碎提取有效成分
C
【当堂检测】

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