资源简介

(共21张PPT)
第2章 细胞工程
第1节 植物细胞工程
----植物细胞工程的应用
发酵工程
目录 /CONTENTS
01
02
植物繁殖的新途径
作物新品种的培育
微生物的纯培养
03
细胞产物的工厂化生产
I have a dream!
01植物繁殖的新途径20世纪60年代，荷兰科学家成功地利用组织培养技术来培育兰花。目前，荷兰的兰花生产已经发展成为举世闻名的兰花产业。我国组织培养技术已经广泛应用于兰花种苗的规模化繁殖，使得名贵的兰花价格大幅下降。蝴蝶兰铁皮石斛01植物繁殖的新途径（1）概念：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。也叫微型繁殖。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无性繁殖，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：快速繁殖经济林木、名贵花卉、珍稀濒危植物等自然繁殖速度缓慢，繁殖效率低下或优良性状不易保持的植物。01植物繁殖的新途径（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无籽西瓜1.快速繁殖“手指植物”的制作方法用到了植物组
织培养技术。通常培育在装有彩色固体培养基的小玻璃瓶中，只要保证充足的光照和适宜的温度，不需要额外补充水分和营养物质，它们就能在玻璃瓶中生长三四个月之久。
【到社会中去】
01植物繁殖的新途径马铃薯草莓香蕉组培脱毒苗顶端分生区（如茎尖）：病毒极少，甚至无毒注：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（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。2、作物脱毒02作物新品种的培育（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、染色体（数目）变异。02作物新品种的培育（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可作为进行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）1、单倍体育种技术相当复杂(4)缺点：02作物新品种的培育我国科学家在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。1、单倍体育种02作物新品种的培育（1）原理在植物组织培养过程中，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试管苗脱分化再分化植株诱变筛选有用的突变体2、突变体的利用突变=基因突变 ＋ 染色体变异抗病、抗盐、含高蛋白、高产突变体02作物新品种的培育（2）优点：提高变异的频率，加速育种进程。难以控制突变方向，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2、突变体的利用03细胞产物的工厂化生产植物代谢初生代谢：生物生长生存所必需的代谢活动，一直进行非生物生长所必需，在特定条件下进行次生代谢：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：应用多、产量低03细胞产物的工厂化生产1.概念：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振荡分散细胞悬浮培养细胞产物提取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10g左右外植体
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
3.细胞产物的工厂化生产
2.植物新品质的培育
1.植物繁殖的新途径
筛选
课堂小结
一、概念检测
1.运用植物细胞工程技术可以培育单倍体 植株和进行细胞产物的工厂化生产。判断下列相关表述是否正确。
（1）用花药培养得到单倍体植株需要用到植物组织培养技术。（ ）
（2）细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞生长的培养条件，提高了单个细胞中次生代谢物的含量。（ ）
2.生产中培育香蕉脱毒苗常用的方法是（ ）
A.人工诱导基因突变
B.选择优良品种进行杂交
C.进行远缘植物体细胞杂交
D.取茎尖分生组织进行组织培养
√
×
D
练习与应用
1.紫色非甜玉米（基因型为AASuSu）和白色甜玉米（基因型为aasusu）杂交（Su和su代表一对等位基因），得到的F（AaSusu）再进行自交，F，会有紫色甜玉米的表型产生。如果运用常规育种方法，应该如何筛选出纯合的紫色甜玉米 如果利用花药培养的技术，又应该怎样做呢 请你设计相关实验的思路。
提示：F2中的紫色甜玉米的基因型可能为 Aasusu或AAsusu。如果运用常规育种方法，将F2中的紫色甜玉米与白色甜玉米（aasusu）进行测交，可以选择出基因型为AAsusu的纯种紫色甜玉米。但这种方法比较烦琐，耗时也较长，需要至少三年的选种和育种时间。其实在F1产生的花粉中就可能有Asu的组合，如果利用花药培养的技术获得单倍体植株。再经过诱导染色体加倍，就可以直接得到紫色甜玉米的纯合体。这种方法可以大大缩短育种周期。
练习与应用
二、拓展应用
2.甜叶菊是一种菊科植物，植株中所含甜菊糖的甜度是蔗糖的300倍左右，而它的热量却很低，所以它逐渐成为一些用糖行业欢迎的新糖源。甜叶菊的种子小，发芽率低，种子繁殖遗传性状不稳定；而扦插植株的根系弱，且需要原始材料多，这些都会限制甜叶菊的生产。假如你是某甜叶菊生产公司的项目负责人，该公司当前运行状况良好，但一直未能解决种子发芽率低的问题。为了提高公司的甜叶菊繁育效率，你应该如何作出决策，并请说出理由。
提示：积极探索其他的繁育途径。例如，研究如何利用植物组织培养技术繁育甜叶菊，研究内容涉及植物组织培养材料的选择，培养基配方的优化，提高试管苗移栽成活率的方法等，最终目的是建立一套利用植物组织培养技术繁育甜叶菊的标准技术体系，实现甜叶菊种苗的产业化生产。
练习与应用
二、拓展应用

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