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(共22张PPT)
选择性必修三 第 1 章 第 2节
植物
细胞工程的应用(二）
墨兰
蕙兰
春兰
寒兰
建兰
微型繁殖技术
植物繁殖的新途径
概念：
①取材少，培养周期短
②繁殖速度快，可大批量生产
③无性生殖，保持亲本优良性状
应用组织培养技术，快速繁殖优良品种植物
植物细胞的全能性
原理：
优点：
快速繁殖技术
1
微型繁殖
病毒引起的植物病害有500多种，而且没有有效的防治办法，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。
无性繁殖：容易感染多种病毒病
生长点
叶原基
芽轴
芽原基
2
作物脱毒
分生区
（植物顶端分生区附近的病毒极少，甚至无病毒）
外植体
愈伤组织
再分化
植株
脱分化
脱毒苗
脱毒甘蔗（右）与未脱毒甘蔗的对比
3
单倍体育种
黄色圆粒 YYRR
绿色皱粒
yyrr
yyRR
绿圆
P
×
F1
黄色圆粒
YyRr
↓
第1年
↓
×
F2
Y_R_
Y_rr
yyR_
yyrr
绿圆
第2年
第3年
×
连续自交
F3
yyR_
``````
第6年
杂交育种
减数分裂
配子
YR
Yr
yR
yr
单倍体
YR
Yr
yR
yr
↓
花药离体培养
↓
秋水仙素
第1年
第2年
YYrr
yyRR
yyrr
纯合体
YYRR
绿圆
单倍体育种
方法：花药离体培养
+秋水仙素加倍
秋水仙素
花药
单倍体
植株
纯合
正常植株
秋水仙素
离体培养
单倍体
纯合二倍体植株
原理：染色体数目变异
YR
yR
Yr
yr
黄色圆粒（YyRr）
花药
（配子）
单倍体植株
正常二倍体
（纯合体）
YYRR
yyRR
YYrr
yyrr
黄圆
绿圆
黄皱
绿皱
秋 水 仙 素 处 理 幼 苗
YR
yR
Yr
yr
离 体 培 养
明显缩短育种年限
育种子代为纯合体
4
突变体的利用
愈伤组织
分裂能力强，分化程度低
射线
抗病
抗盐
高产
高蛋白
外植体
愈伤组织
脱分化
再分化
诱变
处理
抗病、抗盐、高产及
蛋白质含量高的突变体
突变体
筛选
新品种
培育
4
突变体的利用
原 理
基因突变（或染色体变异）
植物细胞的全能性
5
细胞产物的工厂化生产
5
细胞产物的工厂化生产
外植体
脱分化
愈伤组织
细胞悬液
细胞产物
培养、提取、破碎
振荡分散
（液体培养基）
植物细胞培养
5
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。
植物细胞培养
5
细胞产物的工厂化生产
优点：快速高效，不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制。
工厂化生产人参皂苷干粉的基本流程
脱分化
培养选择
破碎细胞
放入发酵罐
人参根
愈伤组织
增长速度快且人参皂苷含量高的细胞
细胞增殖
人参皂苷粉
用于植物细胞培养的反应器
5
细胞产物的工厂化生产
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：
产物：如糖类、脂质、蛋白质、核酸等。
产物：一类小分子有机化合物(如酚类、萜类和含氮化合物等)。
5
细胞产物的工厂化生产
不是生物生长所必需的，在特定条件下进行。
次生代谢：
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。
胚状体
人工胚乳
人工种皮
人工种子
1902年
1958年
1960年
1964年
1971年
1974年
植物细胞工程发展历程
哈伯兰特提出细胞全能性的理论，但相关实验尝试没有成功。
斯图尔德等发现胡萝卜的体细胞可以分化为胚，为细胞全能性理论提供了强有力的支持。
科金用真菌的纤维素酶分解番茄根的细胞壁，成功获得了原生质体
古哈等在培养毛曼陀罗的花药时，首次得到了由花药中的花粉粒发育而来的胚。
卡尔森诱导烟草种间原生质体融合，获得了第一株体细胞种间杂种植株。
土壤农杆菌的Ti质粒被发现。之后，该质粒应用于植物分子生物学领域，促进了植物细胞工程与分子生物学技术的紧密结合。

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