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2021人教版（新教材） 遗传和进化
第二章 细胞工程
第1节 植物细胞工程（第二课时）
植物细胞工程的实际应用
本节聚焦
实际问题：经济苗木、名贵花卉、珍稀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……
1.微型繁殖
概念：应用组织培养技术，快速繁殖植物（也叫快速繁殖技术）
一、植物繁殖的新途径
微型繁殖是有性还是无性繁殖
无性繁殖
微型繁殖与传统繁殖技术相比，有何特点？
①
②
③
繁殖速度快；
“高保真”（因为是无性繁殖）；
不受自然生长季节的限制（因为在具有一定人工设施的室内生产）。
1.微型繁殖
病毒引起的植物病害有500多种。受害的植物包括粮食作物、蔬菜、果树和花卉，如水稻、小麦、棉花、马铃薯、油菜、大蒜、苹果、枣、唐菖蒲、兰花等。而且没有有效的防治办法，只能拔除病株，造成很大的经济损失。 病毒多集中在种子、老叶等器官中，在幼嫩的器官和未成熟的组织中较少，在分生区几乎不含病毒
2.作物脱毒
一、植物繁殖的新途径
1、长期进行无性繁殖的作物，易积累感染的病毒，导致产量降低，品质变差.如何解决这一问题？
选用植物 细胞经组织培养可获得脱毒植物
分生区
2、为什么选用植物分生区细胞？
在植物分生区附近，细胞分裂十分迅速，形成大量新细胞，病毒来不及侵入，因此就成为植物体相对无病毒的特殊区域。
思考以下问题
1.传统方法——杂交育种依据的原理是:
基因的自由组合定律，优良的基因自由组合。
回忆复习:
缺点:
结果:
通过基因重组，把两亲本的优良性状组合在同一后代中
基因 .
育种
原理:
育种时间 .
产生新性状
利用什么方法能克服这些缺点？
杂交
不能
长
1、单倍体育种
体细胞中含有本物种配子数目的个体
(2).单倍体的例子:
雄蜂，雄蚁是由未受精的
发育来的单倍体 .
(1).单倍体的概念:
卵细胞
(3).方法：
先 培养(植物组织培养)获得 倍体，再 处 理单倍体的幼苗，使染色体加倍.得到 合子
花药离体
单
秋水仙素
纯
一、植物繁殖的新途径
优点：
明显缩短育种年限、子代都是纯合子
DdTt
花药离 体培养
DT Dt dT dt
秋水仙 素处理
筛选所需的品种
DT Dt dT dt
DDTT DDtt ddTT ddtt
配子
单倍体幼苗
纯种
在细胞分裂 期过程中，抑制 的形成，使细胞不能正常分裂，从而使染色体加倍
4. 秋水仙素的作用的时期和机理是什么？
前
纺锤体
单倍体育种过程
课本教材40页例子
花药离体培养
秋水仙素处理
花粉形成试管苗需要经过脱分化和再分化的过程，某优良品种水稻的基因型为AaBb，其花药通过组织培养形成了试管苗，下列对这一培养过程的叙述，错误的是 （ ）
A 花粉形成试管苗需要经过脱分化和再分化的过程
B 试管苗有四种基因型，其体细胞含有一个染色体组
C 通过该过程培养出的试管苗还不能直接用于生产
D 这些试管苗自交，后代性状不发生分离
D
牛刀小试
2. 突变体的利用
原理：
基因突变和植物细胞的全能性。
产生:
植物组织培养中，培养细胞不断分裂易突变
利用:
筛选对人们有利的突变体,进而培育成新品种
一、植物繁殖的新途径
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。
难以控制突变方向，有利性状比较少，需要大量处理实验材料。
缺点：
2. 突变体的利用
一、植物繁殖的新途径
外植体
诱变处理
愈伤
组织
突变体
新品种
诱导
分化
脱分化
筛选培育
过程：
3、细胞产物的工厂化生产
（1）.细胞产物种类
蛋白质,脂肪,糖类,药物,香料,生物碱(紫草素、人参皂甙、紫杉醇)等
(2).技术
植物的组织培养
一、植物繁殖的新途径
外植体
愈伤
组织
分散
细胞
产物
发酵、提取
脱分化
细胞
悬液
3、细胞产物的工厂化生产
一、植物繁殖的新途径
（3）过程：
蛋白质,脂肪,糖类,药物,香料,生物碱
人参为我国名贵药材，现今因野生资源缺少，多用人工栽培，但人工栽培生长缓慢，6年才能生成10g左右(干重)人参根。我国科学家早在1963年就成功地培育了人参的组织。近年来又实现了利用组织培养技术来大量生产人参皂苷干粉。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，其药用成分和药理活性与栽培人参相似，甚至更加优良。这项技术目前已经投人规模化生产。
3、细胞产物的工厂化生产
一、植物繁殖的新途径
(4).实例
葡萄细胞培养获得花青素
花青素和原花青素是清除人体自由基最有效的天然抗氧化剂，具有抗氧化、抗突变、抗肿瘤、保护心血管等方面的功能。
以葡萄花青素含量高的品种的幼叶和茎尖为材料，用 于诱导愈伤组织；选择颗细小、疏松易碎、外观湿润、颜色鲜艳的愈伤组织，经过筛选，继代培养后，用于悬浮细胞培养。
人参、三七、紫草和银杏的细胞产物也都已经实现了工厂化生产。目前世界各国的科学家正在深人研究，是否可以通过组织培养技术来大量生产抗癌物质—紫杉醇。
3、细胞产物的工厂化生产
一、植物繁殖的新途径
(4).实例
a.乳腺癌、卵巢癌和肺癌的治疗特效（临床有效率>40%）
b.资源稀缺
紫杉醇为什么贵？
c. 紫杉醇含量低：干树皮中的0.01%（万分之一）
d. 生长缓慢：小苗50-70年成树、剥皮即死。
与生活的联系
外植体
↓
愈伤组织
↓
胚状体
↓
试管苗
↓
植株
再分化
+人工种皮
+人工胚乳
人工
种子
保持优良性状
快速大量繁殖
微型
繁殖
作物
脱毒
选择根尖
茎尖、芽尖
脱分化
选择花粉
培养
单倍体
纯合体
加倍
单倍体育种
化学物理因素诱导筛选
突变体利用
培养、提取
代谢产物
细胞产物的工厂化生产
③
①植物繁殖新途径
②作物新品种的培育
总结
练习与应用
练习与应用
1．植物组织培养的过程可以归纳为：
―→④。对此叙述有错误的是 (　　)
A．②→③的再分化过程中，当细胞分裂素与生长素的浓度比低时，有利于根的生成
B．植物组织培养所依据的原理是植物细胞的全能性
C．③→④过程指植物的营养生长和生殖生长阶段
D．②包裹上人造种皮可获得人工种子
D
课后巩固
2．下列有关植物体细胞杂交的叙述，不正确的(　　)
A．用酶解法去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体
B．诱导两种植物的原生质体融合，进而形成杂种细胞
C．植物体细胞杂交的最终目的是获得细胞代谢产物
D．植物体细胞杂交技术可以克服不同种间远缘杂交不亲和的障碍
C
课后巩固
谢谢

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