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(共20张PPT)
第2章 第1节
二 植物细胞工程的应用
情境导入
红豆杉
图片来自网络
情境导入
被剥皮的红豆杉
图片来自网络
1 植物繁殖的新途径
3 细胞产物的共产化生产
第二章 第一节（二）植物细胞工程的应用
2 作物新品种的培育
资料一：
在自然条件下红豆杉生长速度缓慢，再生能力差，一般一棵成树需要100—250年，且生长条件近乎苛刻，所以很长时间以来，世界范围内还没有形成大规模的红豆杉原料林基地。生长缓慢、发育困难而极为稀少，因此，红豆杉也是世界上公认的濒临灭绝的天然珍稀植物，被称为“植物界大熊猫”。
（选自《红豆杉细胞组织培养等技术的综述》）
思考：能否利用植物细胞工程技术实现快速大量
繁殖红豆杉的树种呢？
任务一：植物繁殖的新途径
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。
核心问题一：如何快速繁殖优良品种的红豆杉？
外植体
脱分化
愈伤
组织
再分化
根、芽
试管苗
移栽成活
完整
植株
思考：植物组织培养技术为何能够实现红豆杉的大量快
速繁殖？这与植物组织培养过程中的哪一阶段最相关？
植物组织培养到愈伤组织阶段，细胞不断进行有丝分裂，获得大量的组织细胞，然后经不断分割移瓶，诱导再分化形成新植株。
—快速繁殖
资料二：
不同种的红豆杉或不同的器官、组织、生长部位等外植体的诱导能力不尽相同，所需的培养基及培养条件有很大的差异。现在，人们已从各种不同的红豆杉的不同外植体诱导出愈伤组织，其中以幼茎茎尖为最好的来源。（选自《红豆杉细胞组织培养等技术的综述》）
思考：为什么红豆杉的外植体选择幼茎茎尖最好？
思考：
①为什么要对作物脱毒？
②为什么选择分生区附近，如茎尖？
③与微型繁殖相比较，二者有何不同 它的优点是什么？
任务一：植物繁殖的新途径
该部位的病毒极少，甚至无病毒。切取茎尖进行组织培养，再生的植株可能不带病毒，从而获得脱毒苗。
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
二者无本质区别，只是取材部位不同
明显提高农作物的产量和品质
—作物脱毒
思考：
核心问题二：如何培育高产紫杉醇和生长快速
的红豆杉新品种呢？
南方红豆杉
曼地亚红豆杉
生长缓慢，
紫杉醇含量高
生长快速，
紫杉醇含量低
×
杂交种
生长快速，
紫杉醇含量高
思考：假如南方红豆杉的基因型为AABB，曼地亚红
豆杉的基因型为aabb,如何用杂交育种的方法
得到既生长快速又高产紫杉醇的能稳定遗传
的品种（AAbb）？请简要写出育种流程。
任务二：作物新品种的培育
×
南方红豆杉
曼地亚红豆杉
AABB
aabb
P:
×
杂交种
AaBb
F1：
×
F2:
A_B_
A_bb
aa_B_
aabb
A_bb
F3：
生长
选育出生长快、高产的品种
第 1年
第 2年
第 3年
第 4年
任务二：作物新品种的培育
思考：红豆杉是二倍体植物，如何通过单倍体育种
实现快速繁殖？请简要写出育种流程。
秋水仙素处理，染色体数加倍
花药离体培养
单倍体植株
正常纯合体植株
脱分化
愈伤组织
再分化
花药离体培养
秋水仙素处理
—单倍体育种
提示：单倍体育种需要选取红豆杉的什么部位？运用什么技术可以将其培养成完整的个体？红豆杉的单倍体是否可育？需要怎样进一步处理？优缺点是什么？
任务二：作物新品种的培育
第 1年
第 2年
南方红豆杉
曼地亚红豆杉
AABB
aabb
P:
×
杂交种
AaBb
F1：
配子:
AB
Ab
aB
ab
Ab
单倍体幼苗：
秋 水 仙 素 处 理
选育出生长快、高产的品种
花 药 离 体 培 养
AB
aB
ab
AABB
AAbb
aaBB
aabb
纯合体：
—单倍体育种
思考：如何利用南方红豆杉和曼地亚红豆杉通过单倍体育种得到生长快速又高产紫杉醇的红豆杉品种呢？
任务二：作物新品种的培育
—突变体的利用
诱变
因素
种子、幼苗、接穗或新芽等
产生突变
新性状
接种外植体
诱导愈伤组织
诱导生芽
诱导生根
移栽成活
思考：植物组织培养过程中是否存在适合作为诱变
育种处理对象的材料？
筛选
突变体
课外拓展--认识紫杉醇
思考：紫杉醇的抗癌机理是什么？
次生代谢物：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。
作用：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。
资料三：
天然红豆杉树皮中紫杉醇含量极低，3-6棵100年左右的红豆杉树皮才能提取出用于治疗一个癌
症病人所需求的紫杉醇，可见单纯靠天然生长的
树中提取的紫杉醇远远不能满足需求。解决药源
问题的方法有两大方面， 即人工合成和生物技术方法。但是由于紫杉醇化学结构复杂，因此紫杉
的化学合成在经济上不可行；从生物技术角度，
目前细胞培养是商业化生产的首选方法。
（选自《红豆杉细胞组织培养等技术的综述》）
这里说的细胞培养其实就是细胞产物的工厂化生产，是指在离体条件下，对单个离体细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。
任务三：细胞产物的工厂化生产
核心问题三：如何利用植物细胞工程技术实现
紫杉醇的工厂化生产呢？
外植体
脱分化
愈伤组织
细胞
产物
培养、
提取
分散开
细胞悬液
思维拓展：
下图为三种红豆杉细胞培养过程中细胞数量与紫杉醇产量的数据图。据图分析下面问题：
1.在红豆杉细胞培养过程中细胞干重和紫杉醇含量如何变化？后期紫杉醇含量下降的可能原因有哪些？
2.用植物细胞培养的方式生产紫杉醇的优点是什么？在
培养过程中应该注意什么问题？
3.三种红豆杉中哪个紫杉醇产量更高？
课 堂 小 结
进行诱变
单倍体育种
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.植物新品种的培育
外植体
愈伤组织
试管苗
脱分化
再分化
植株
作物脱毒
选择分
生组织
快速繁殖
选择花药
1.植物繁殖的新途径
筛选
科学·技术·社会(课外调查和探究)
用植物细胞工程技术提高红豆杉中紫杉醇的产量有多种方案，比如快速繁殖红豆杉从中化学提取；培育高产稳产红豆杉新品种；利用细胞产物的工厂化生产紫杉醇等。请大家查阅资料，调查目前市场上紫杉醇的生产方式和工艺以及它的经济成本，并了解中国红豆杉的生长现状，如果你是该公司项目的负责人，你会如何决策？请说明理由并撰写调查报告。
到社会中去
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。那么，“手指植物”是怎么来的呢？
任务：
1.自己动手，尝试制作“手指植物”；
2.做市场调查，了解“手指植物” 的销售情况和经济效益，写出调查报告。

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