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(共23张PPT)
第1节 植物细胞工程
二 植物细胞工程的应用
第一章
植物细胞工程应用
植物繁殖的新途径
细胞产物的工厂化生产
作物新品种的培育
资料分析1
兰花因高雅美丽而深受人们喜爱，用分根法繁殖速度缓慢，用种子繁殖又很困难，不利于新品种的推广。不仅是兰花，多种经济苗木、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。
问题:怎么解决以上问题？
植物组织培养技术
一、植物繁殖的新途径
任务1：阅读教材P39，解决问题：
（一） 快速繁殖
1.什么是快速繁殖技术？
2.快速繁殖的核心技术是？依据的原理是什么？
3.快速繁殖技术有什么优点？
4.有哪些应用实例？
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。
植物组织培养技术
植物细胞的全能性
①可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖；
②可以保持优良品种的遗传特性。
扦插、压条、嫁接等不属于微型繁殖
资料分析2
马铃薯在生产上长期采用无性繁殖，容易感染多种病毒，减产严重。受害植物包括粮食作物、蔬菜、果树和花卉等，且没有效的防治办法，只能拔除，造成经济损失。
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。
问题:你有什么启发？
用分生区附近细胞进行组织培养
一、植物繁殖的新途径
（二） 作物脱毒
1.为什么许多通过无性繁殖多代之后产量会下降？
2.为什么作物脱毒苗培养时一般选取植物茎尖的分生区作为外植体？
3.获得脱毒苗的过程？
4.有哪些实例？
无性繁殖的方式，感染的病毒很容易传给后代
植物顶端分生区（如茎尖）病毒极少，甚至无病毒
顶端分生区附近（如茎尖）
脱分化
愈伤组织
再分化
根、芽
幼苗
完整植株
移栽
任务2：阅读教材P40，解决问题：
脱毒产品实例：
马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等。
普通草莓
脱毒草莓
资料分析3
紫色非甜玉米（AABB）和白色甜玉米（aabb）杂交,得到F1（AaBb）再进行自交，F2会有紫色甜玉米的表型产生，筛选出紫色甜玉米连续自交、选优，直至不再发生性状分离，即得到纯合紫色甜玉米，这种常规杂交育种方法，一般育种年限漫长（通常需要4、5年甚至更久）
问题:你能想办法缩短育种年限吗？
单倍体育种
二、作物新品种的培育
（一）单倍体育种
任务3：写出单倍体育种遗传图解，并回答问题：
1.归纳单倍体育种的流程？（P40图）
2.花药离体培养依据的原理是？
单倍体育种的遗传学原理是？
3.与传统杂交育种相比，单倍体育种的优点？
4.有哪些应用实例？
AA BB
AA bb
aa BB
aa bb
A B
A b
a B
a b
减数分裂
花药（花粉）离体培养
AABB
aa bb
×
Aa Bb
A B
A b
a B
a b
人工诱导染色体加倍
第一年
第二年
筛选
① 明显缩短育种的年限
②后代大多是纯合子，能稳定遗传
优良品种
花药
花粉
离体培养
单倍体幼苗
纯合二倍体
人工诱导染色体加倍
选择
归纳单倍体育种的流程、原理？
二倍体植株
（利用植物组织培养技术）
原理：植物细胞的全能性
（用秋水仙素处理幼苗）
原理：染色体数目变异
植株矮小，且高度不育
减数分裂
单育1号烟草
二、作物新品种的培育
4.有哪些应用实例？
资料分析4
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。
问题:你有什么启发？
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。
抗花叶病毒的甘蔗
抗盐碱的烟草
1.诱变处理的对象是？为什么？
2.原理？
3.产生的变异一定符合需要吗？
4.有哪些应用实例？
任务4：根据操作过程（右图），思考问题：
突变、植物细胞的全能性
愈伤组织
二、作物新品种的培育
（二）突变体的利用
细胞不断分裂，因此易发生突变。
不一定，因为变异不定向
二、作物新品种的培育
（二）突变体的利用
4.有哪些应用实例？
黑色土豆
（突变体）
紫草宁（紫草的一种药物和色素）
具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性（首例药用植物细胞工程产品）
紫杉醇（红豆杉的一种次生代谢物）
具有高抗癌活性，已被用于乳腺癌等癌症的治疗
资料分析5
问题:能不能利用植物细胞工程技术生产紫杉醇？
三、细胞产物的工厂化生产
1.什么是次生代谢物？
初生代谢和次生代谢的区别？（ P41相关信息）
2.细胞产物的工业化生产的概念？
3.什么是植物细胞培养？植物细胞培养的原理？
4.植物细胞培养和植物组织培养有区别吗？
5.有哪些应用实例？
任务5：阅读P41，思考问题：
细胞增殖
有区别
项目 植物组织培养 植物细胞培养
目的
原理
培养基
过程
应用
植物组织培养与植物细胞培养的比较
获得植物体
获得细胞产物
植物细胞的全能性
细胞增殖
固体培养基
液体培养基
快速繁殖、作物脱毒、单倍体育种等
细胞产物的工厂化生产
人参皂苷（ɡān）的生产流程（了解）
注意：
① 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!（因为此时细胞分裂能力旺盛，代谢快，有利于产物生成）
②液体培养基（培养液）有利于培养的细胞与营养物质充分接触。
工厂化生产的基本流程：
人参根 　 愈伤组织 　　 增长速度快、细胞内人参皂苷干粉含量高的细胞 大量细胞　　
提取人参皂苷干粉
脱分化
培养选择
破碎细胞
放入发酵罐
细胞增殖
三、细胞产物的工厂化生产
5.有哪些应用实例？
红豆杉→紫杉醇
紫草→紫草宁
人参→人参皂苷
市场上有一种叫作“手指植物“的工艺品受到很多人的欢迎这些 “手指植物”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或营养物质， 它们就能在玻璃瓶中生长三四个月之久学习了本节课之后，你也可以尝试制作“手指植物”。如果有商店正在出售这种植物，你还可以做个市场调查，了解它们的销售情况和经济效益，分析它们为什么受欢迎，并写出调查报告。
到社会中去
手指植物的制作方法用到了植物组织培养技术。在制作过程中，一定要注意做好灭菌和消毒工作，为了防止污染，可在培养基中加入一定量的抑菌剂。另外，还可以根据个人喜好，在培养基中加人适量的色素或者荧光剂，使“手指植物”更具有观赏价值。
【例5】下图所示为植物组织培养的基本过程,若要生产治疗烫伤、割伤的药物——紫草宁,应选用编号 (　　)
A.①　　　　B.②　　　　C.③　　　　D.④
B
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
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一、概念检测
D
P42 练习与应用
二、植物体细胞杂交技术
下节课前提问
植物细胞工程的应用

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