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(共13张PPT)
2.1.2 植物细胞工程的应用
一、植物繁育的新途径
1. 快速繁殖技术
（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。
（2）优点：
①可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖；
②无性繁殖，可以保持优良品种的遗传特性；
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
根、芽
试管苗
③不受自然生长季节的限制、培养周期短。
1. 快速繁殖技术
（3）应用：
铁皮石斛的产业化育苗
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。
马铃薯
草莓
香蕉
脱分化
愈伤组织
顶端分生区（如茎尖）：病毒极少，甚至无毒
注：脱毒苗不等于抗毒苗。
（3）优点：
明显提高农作物的产量和品质。
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
（1）脱毒原因
（2）脱毒方法
再分化
脱毒苗
2.作物脱毒
1. 单倍体育种（以亲本为二倍体为例）
（1）过程：
花药中的花粉
单倍体
幼苗
秋水仙素
处理
纯合体
筛选
优良性状
纯合体
愈伤组织
离体培养
脱分化
再分化
单倍体：
由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而来的个体。
单倍体植株矮小，而且一般高度不育。
二、作物新品种的培育
（花药培养的原理是植物细胞的全能性）
①明显缩短育种年限，节约大量的人力和物力。
（2）原理：
（3）优点：
花药中的花粉
单倍体
幼苗
秋水仙素
处理
纯合体
筛选
优良性状
纯合体
愈伤组织
离体培养
脱分化
再分化
染色体数目变异
③可作为进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料。
②子代全是纯合子，自交后代不发生性状分离，能稳定遗传。
1. 单倍体育种
（1）过程：
二、作物新品种的培育
①1974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。
②与常规育种结合，育成水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等新品种。
1. 单倍体育种
（4）单倍体育种的应用：
二、作物新品种的培育
2. 突变体的利用
（1）突变体的来源：
植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖的状态，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。
（2）过程：
诱变处理（紫外线，辐射）
新品种
愈伤组织
再分化
突变体
外植体
脱分化
筛选
培育
（3）原理：
基因突变、植物细胞的全能性
二、作物新品种的培育
（4）优点：
（5） 缺点：
通过人工诱变提高愈伤组织的突变率，加快育种进程;大幅度地改良某些性状。
突变具有不定向性、多害少利和低频性，因此需要处理大量突变材料，并从中筛选出符合人们需要的品种。
（6） 实例：
已筛选出抗病、抗盐、高产以及蛋白质含量高的新品种，如抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草等。
2. 突变体的利用
抗除草剂白三叶草
抗花叶病毒的甘蔗
抗盐碱的烟草
1.植物的代谢产物
（1）初生代谢：
①初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动。
②初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质、核酸等。
（2）次生代谢：
①含义：
存在于整个生命过程
三、细胞产物的工厂化生产
②次生代谢产物：
不是植物基本的生命活动所必需的，一般在特定的组织或器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行。
一类小分子有机化合物（如酚类、萜类和含氮化合物等）
③应用：
三、细胞产物的工厂化生产
（2）次生代谢：
植物次生代谢物含量很低；
从植物组织提取会大量破坏植物资源；
有些产物又不能或难以通过化学合成途径得到。
在植物抗病、抗虫方面发挥作用；
是很多药物、香料和色素等的重要来源。
④缺点：
细胞产物的工厂化生产的目标产物：次生代谢产物。
2. 细胞产物的工厂化生产（次生代谢产物）
（1）植物细胞培养
①概念：
指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。
植物细胞培养反应器
②流程：
愈伤组织
振荡分散
细胞悬液
细胞
悬浮培养
外植体
脱分化
培养
细胞产物
提取
③材料：
最好是愈伤组织。
④培养基：
液体培养基（使培养物与培养液充分接触）。
⑤原理：
细胞增殖
三、细胞产物的工厂化生产
植物细胞培养到愈伤组织即可，
因为此时细胞分裂能力旺盛，代谢快，有利于产物生成。
（2）优点和意义：
（3）实例：
优点：不占用耕地、几乎不受季节、天气等的限制。
意义：对于社会、经济、环境保护具有重要意义。
红豆杉 → 紫杉醇
紫草 → 紫草宁
人参 → 人参皂苷
2. 细胞产物的工厂化生产
三、细胞产物的工厂化生产
具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性（世上首例药用植物细胞工程产品）
具有高抗癌活性，已用于乳腺癌等癌症的治疗

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