资源简介

(共21张PPT)
第2章 细胞工程
第1节 植物细胞工程
结合提供的视频资料，自主阅读教材P39的相关内容，思考下列问题：
1.视频中铁皮石斛利用了什么技术大量规模化生产？
2.什么是快速繁殖技术？该技术原理是什么？有哪些优点？
4.快速繁殖技术有哪些应用实例？
3.植物组织培养可以进行快速繁殖的原因是什么？
一、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，也叫微型繁殖技术。
2.原理：
植物细胞的全能性
3.优点：
(1)高效、快速地实现种苗的大量繁殖。
(2)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。
(4)选材少，繁殖率高，便于自动化管理。
（一）快速繁殖
一、植物繁殖的新途径
4.运用实例：
快速繁殖经济苗木、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。
石斛：驱解虚热，益精
强阴等疗效、观赏价值。
兰花：名贵花卉，具有
极高的观赏价值，入药。
（一）快速繁殖
一、植物繁殖的新途径
结合提供的视频资料，自主阅读教材P39的相关内容，思考下列问题：
1.马铃薯为什么要进行脱毒？
2.应该选择什么部位培育脱毒苗？有何优点？
4.你知道哪些作物脱毒的实例？
3.培育脱毒苗的原理是什么？流程是怎样的？
一、植物繁殖的新途径
病毒在作物体内积累
作物产量降低
品质变差
1.作物脱毒的原因：
感染的病毒
很容易传给后代
无性繁殖
（二）作物脱毒
作物病毒积累
一、植物繁殖的新途径
分生区（如茎尖、根尖：病毒极少，甚至无毒）
(植物组织培养)
脱毒苗
2.脱毒部位及方法：
4.脱毒苗优点：
脱毒作物的产量和品质明显优于没有脱毒的作物
3.原理：
植物组织培养（全能性）
（二）作物脱毒
5.脱毒作物实例：
一、植物繁殖的新途径
现有紫色非甜玉米（基因型AASS）和白色甜玉米（基因型aass），如何获得纯种的紫色甜玉米（基因型AAss），你可以想到几种育种方法？
P：
紫色非甜玉米
AASS
×
白色甜玉米
aass
F1
紫色非甜玉米
AaSs
↓
第1年
↓
×
选育出需要
的纯种
F2
A_S_
A_ss
aaS_
aass
紫甜
第2年
第3年
×
生长
A_ss
F3
第4年
传统的育种缺点：
多年纯化和选择，才得到符合理想要求的新品种。
传统方法： 杂交育种
如何解决育种时间过长的问题？请你设计相关实验的思路，并写出相关的遗传图解。
AAss
As
AaSs
AAss
自交
选择亲本
有性杂交
F1代
花粉离体培养
单倍体幼苗
正常
植物
花药
愈伤
组织
单倍体幼苗　
脱分化
再分化
染色体加倍
秋水仙素处理
纯合
二倍体
1.过程：
2.原理：
染色体数目变异、植物细胞的全能性
3.优点：
①明显缩短育种年限; ②是进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料；③后代大多都是纯合体，能稳定遗传。
（一）单倍体育种
二、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。
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。
（一）单倍体育种
4.实例：
二、作物新品种的培育
1.原理：
组织培养时，由于培养的细胞一直处于不断的分生状态，易受培养条件和
外界压力（如射线，化学物质等）的影响而产生突变。
3.原理：
2.过程：
外植体
新品种
筛选培育
愈伤组织
脱分化
多种突变体　
诱导分化
诱变处理
基因突变和植物细胞的全能性。
（二）突变体的利用
二、作物新品种的培育
4.优点：
5.缺点：
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。
6.运用：
抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草等。
（二）突变体的利用
二、作物新品种的培育
红豆杉（视频）
能不能运用植物细胞工程技术来生产紫杉醇？紫杉醇是什么？
紫杉醇是存在于红豆杉属植物体内的一种次生代谢物，具有高抗癌活性。
初生代谢物
次生代谢物
初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动，初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质、核酸等。
植物代谢会产生一些一般认为不是植物基本的生命活动所必需的产物——次生代谢物。
次生代谢物的本质是什么？有什么作用？有什么缺点？
三、细胞产物的工厂化生产
（一）次生代谢物：
本质
作用
缺点
一类小分子有机化合物(如酚类、萜类和含氮化合物等)。
在植物抗病、抗虫等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源。
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。
应用多、产量低
三、细胞产物的工厂化生产
1.概念：
利用植物细胞培养来获得目标产物。
2.植物细胞培养：
① 过程：
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 优点：
快速高效，不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制。
③ 意义：
对于社会、经济、环境保护具有重要意义。
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。
三、细胞产物的工厂化生产
紫草宁、紫杉醇、人参皂苷的植物细胞工程产品。
紫草宁——具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性
紫杉醇——具有高抗癌活性，已被用于乳腺癌等癌症的治疗
紫草→紫草宁
人参→人参皂苷
红豆杉→紫杉醇
3.实例：
三、细胞产物的工厂化生产
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。（ ）
√
×
练习与应用（P42）
一、概念检测
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
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F1（AaSusu）再进行自交，F2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（AAsusu）？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。
练习与应用（P42）
二、拓展应用
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。
杂交育种
单倍体育种
紫色非甜玉米
AASuSu
×
白色甜玉米
aasusu
紫色非甜玉米
AaSusu
↓
ASu
Asu
aSu
asu
花药（花粉）离体培养
单倍体幼苗
ASu
Asu
aSu
asu
纯合体
染色体加倍
AASuSu
AAsusu
aaSuSu
aasusu
选择紫甜玉米
P
紫色非甜玉米
AASuSu
×
白色甜玉米
aasusu
F1
紫色非甜玉米
AaSusu
第1年
×
选育出紫甜的纯种
F2
A_Su_
A_susu
aaSu_
aasusu
紫甜
第2年
第3年
×
生长
AAsusu
F3
第4年
配子
P
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。
练习与应用（P42）
二、拓展应用
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。

展开更多......

收起↑