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(共18张PPT)
课前3分钟：
阅读教材P39-41，
1）找出相应的3大应用
2）找出几个概念：初生代谢、次生代谢、植物细胞培养
背景：兰花因高雅美丽而深受人们喜爱。兰花常用分根法和种子进行繁殖。在兰花的常规繁殖中，遇到的难题是：用分根法繁殖速度缓慢，不利于新品种的推广;用种子繁殖又很困难，因为兰花的种子十分微小，胚很纤弱，种子几乎没有储藏营养物质，在发芽过程中很容易夭折。
实际问题：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……如何解决？
【从社会中来】
(一)植物繁殖的新途径
１. 快速繁殖
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。
1）微型繁殖采用的技术：
2）微型繁殖的繁殖方式：
3）该项技术的优点：
4）适用植物种类：
无性繁殖
植物组织培养
优良观赏植物、名贵花卉、经济林木、濒危植物、无性作物等
①保持优良品种的 。
②高效快速地实现种苗 。
遗传特性
大量繁殖
*扦插、压条、嫁接等不属于微型繁殖技术；
【思考】植物组织培养可以进行快速繁殖的原因是什么？
愈伤组织细胞分裂旺盛、快速。对愈伤组织进行分割、移瓶、诱导再分化就可以形成大量的新植株。另外，植物组织培养在实验室进行，一般不受季节、气候等条件的限制。
资料1
铁皮石斛的工厂化生产
铁皮石斛具滋阴清热、润肺益肾、明目强腰、增强机体免疫力，被誉为“九大仙草之首”。1992年在《中国植物红皮书》中被收载为濒危植物，不允许采摘野生石斛。
如今，通过植物组织培养技术,人为培养出人工铁皮石斛试管苗，用于扩大培养及蔬果市场。
5
荷兰园艺业占国家农业总产值的42%，每年出口鲜切花、球茎和观赏植物达60亿美元，其中鲜切花为35亿美元。花卉出口占世界花卉出口的70%（品种多，品质好）。荷兰的球茎贸易占全球贸易额的80%，盆花占50%，鲜切花占60%，花卉品种已超过1.1万个，种球出口到100多个国家和地区。
资料2
荷兰的花卉产业
6
西瓜试管苗
蝴蝶兰试管苗
红薯试管苗
香蕉试管苗
春兰试管苗
快 速 繁 殖
部 分 成 果
背景：生姜是药食两用的经济作物，在生产上长期采用无性繁殖，容易感染多种病毒病，使生姜品质变差，叶子皱缩，生长缓慢，一般减产30%-50%。 病毒引起的植物病害有500多种。受害植物包括粮食作物、蔬菜、果树和花卉等。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。
【从社会中来】
实际问题：粮食作物、蔬菜、果树和花卉等易被病毒引发植物病害。而且没有有效的防治办法，只能拔除，造成经济损失……如何解决？
(一)植物繁殖的新途径
2. 作物脱毒
1）对象：
2）原因：
3）选材：
4)优点：
茎尖组织培养
易被病毒感染的无性繁殖的作物。
无性繁殖的作物，容易将病毒传染给后代。病毒积累，导致作物产量降低、品质变差。
植物顶端分生区附近病毒极少，甚至无毒。
（分裂旺盛、排列紧密，病毒不易入侵）
脱毒马铃薯田与被病毒感染未脱毒马铃薯叶片
如马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等。
与微型繁殖相比较，二者无本质区别，只是取材部位不同。
脱毒苗不等于抗毒苗
脱毒作物的产量和品质明显优于没有脱毒的作物。
脱毒草莓
普通草莓
香蕉
菠萝
脱毒产品
练习：《学法》P36-37自学检测、应用提升
实际问题：
传统的育种方法： 。
原理： .
缺点： 。
传统方法： 杂交育种
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
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）？
通过杂交把两亲本的优良性状组合在同一后代中(基因重组)
杂交育种
多年纯化和选择，才得到符合理想要求的新品种
如何解决育种时间过长的问题？
问题解决能力
(二)作物新品种的培育
1. 单倍体育种
选择
亲本
有性
杂交
F1代
单倍体
植 株
诱 变
染色体加倍
可 育
纯合子
选择所
需类型
后代都是纯合子，能稳定遗传
明显缩短育种年限，加速育种进程
作为体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料。
(1)方法:
花药离体培养得到单倍体幼苗，秋水仙素处理抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，染色体加倍得到稳定遗传（纯合子）的优良品种。
(4)优点:
(2)过程:
外植体
（花粉）
花药离体培养
即植物组织培养
单倍体植株矮小，且多为不育
染色体（数目）变异、植物细胞的全能性。
(3)原理：
传统方法： 杂交育种
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
↓
×
选育出紫甜的纯种
F2
A_S_
A_ss
aaS_
aass
紫甜
第2年
第3年
×
生长
A_ss
F3
第4年
单倍体育种
P：
紫色非甜玉米
AASS
×
白色甜玉米
aass
紫色非甜玉米
AaSs
↓
配子：
AS
As
aS
as
花药离体培养
单倍体幼苗：
AS
As
aS
as
纯合体:
秋水 仙素处理 染色体加倍
AASS
AAss
aaSS
aass
选择紫甜玉米即为新品种
实例：现有紫色非甜玉米（基因型AASS）和白色甜玉米（基因型aass），如何短时间获得纯种的紫色甜玉米（基因型AAss），思路？
甘肃省专家成功培育出的黑色土豆（突变体），一改土豆白色、灰色的“老面孔”，成为了土豆家族中的新贵。
(二)作物新品种的培育
2. 突变体的利用
1）产生原因：
2）育种原理：
3）过程：
4）实例：
5）优点：
6）缺点：
基因突变（主）+ 细胞的全能性
在植物组织培养过程中，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。
已筛选出抗病、抗盐、高产以及蛋白质含量高的突变体，如抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草。
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。
练习：《学法》P37-38自学检测、应用提升
生物生长生存所必需的代谢活动如糖类、脂质、蛋白质、核酸等
应用多、产量低
非生物生长所必需，在特定条件下进行
一类小分子有机化合物（如酚类、萜类和含氮化合物等
1.植物的代谢产物
初生代谢物
次生代谢物
红豆杉→紫杉醇
紫草→紫草宁
P41
(三)细胞产物的工厂化生产
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（首例植物细胞工程产品）
紫杉醇（红豆杉属的一种次生代谢物）
——具有高抗癌活性，已被用于乳腺癌等癌症的治疗
技术
植物细胞培养
（3）生产过程
（2）技术:
蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱(紫草素、人参皂甙、紫杉醇)等。
（1）细胞产物种类:
2、细胞产物工厂化生产
P41
植物细胞培养：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
优点：不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，因此对于社会、经济、环境保护具有重要意义。
外植体
脱分化
愈伤组织
细胞产物
培养、提取
注意：
① 一般组织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。
工厂化生产人参皂甙干粉的基本流程：
人参根 　 愈伤组织 　　 增长速度快而且细胞内人参皂甙干粉含量高的细胞 细胞增殖　　 提取人参皂甙干粉
脱分化
培养选择
破碎细胞
放入发酵罐
2、细胞产物工厂化生产实例
练习：《学法》P38-39自学检测、应用提升
(三)细胞产物的工厂化生产
到社会中去
“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和营养物质，它们就能在玻璃瓶中生长三四个月之久。
“手指植物”
“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，在培养基中加入适量的色素或者荧光剂，使“手指植物”更具有观赏价值。

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