资源简介

2.1.2植物细胞工程的实际应用
一、学习目标
1、理解微型繁殖技术的应用 2、了解单倍体育种过程和优点
3、了解细胞产物的的生产和意义
二、知识回顾
几种常见育种方式比较
育种方法 原理 优点 原因 实例
无性繁殖 细胞增殖 保持优良性状 遗传物质没有发生改变 无核蜜桔
杂交育种 基因重组 集中优良性状 非同源染色体上非等位基因自由组合 抗倒伏抗锈病小麦
基因突变 人工使DNA复制过程发生差错 青霉素高产菌株
单倍体育种 染色体变异 缩短育种进程，得到纯合体 秋水仙素处理单倍体使其染色体加倍 小麦新品种
多倍体育种 器官大，营养高 秋水仙素处理使染色体加倍 无籽西瓜
基因工程育种 基因重组 将不同物种的基因拼接在一起 抗虫棉
三、自学探究
微型繁殖：就是利用 植物组织培养 的方法将植物体某一部分组织进行培养诱导分化成大量小植株，达到快速 繁殖优良品种 的目的。优点①保持优良品种的 遗传特性。② 地实现种苗大量繁殖。
2、作物脱毒：(1)材料无病毒的 茎尖、根尖。(2)脱毒苗：切取 一定大小的茎尖 进行组织培养获得的。
3、制造人工种子优点：①后代不发生 性状分离 。②不受 季节、气候 和 地域限制。(1)结构：人工薄膜和或胚状体或不定芽或顶芽腋芽。(2)人工种子三部分组成，一是 胚状体(分生组织)，它相当于天然种子胚是有生命的物质结构；二是供胚状体维持生命力和保证其在适宜环境条件下生长发育的人工胚乳；三是具有 保护作用的“人工种皮”。
4、单倍体育种：方法：花药离体培养。优点①后代都是 纯合子，性状能 稳定遗传。②明显缩短了 育种年限。
5、突变体的利用(1)产生：植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的 分生 状态，因此容易受到 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。利用：筛选对人们有用的突变体，进而培育 成新品种。
6、细胞产物生产(1)技术：植物 组织培养技术。(2) 种类： 蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料和生物碱等 。
三、问题讨论
1、人们利用植物的微型繁殖技术来进行工厂化育苗生产，这是利用了该项技术的哪些特点？
植物“微型”繁殖技术具有高效性和可以保持种苗的优良遗传特性的优势。工厂化大规模育苗生产正是利用了植物“微型”繁殖技术的这两方面优势。利用植物“微型”繁殖技术我们可以在短时间中获得大量的优质种苗。
2、人工种皮是保证包裹在其中的胚状体顺利生长成小植株的关键部分，请探讨人工种皮中应该具有的有效成分是什么？为了促进胚状体的生长发育，我们还可以向人工种皮中加入哪些物质？
提示：针对植物种类和土壤等条件，在人工种子的包裹剂中还可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等。为了促进胚状体的生长发育，还可以向人工种皮中加入一些植物生长调节剂。
3、工厂化生产人参皂甙的基本过程是什么？
第一步，选择人参根作为外植体进行培养，产生愈伤组织，经过培养选择找到增殖速度快而且细胞内人参皂甙含量高的细胞株作为种质，其中一部分作为保存用，以备下一次生产用，一部分进行发酵生产。
第二步，将第一步选择到的细胞株在发酵罐中的适合培养液中进行液体培养，增加细胞数量。
第三步，将发酵罐中培养的细胞进行破碎，从中提取人参皂甙。
四、巩固练习
1、某生物的基因型为AAaaBbbbCCCc，那么它有多少个染色体组（ C ）
A、2 B、3 C、4 D、8
2、在三倍体无籽西瓜的培育过程中，以二倍体普通西瓜幼苗用秋水仙素处理，待植株成熟后接受普通二 倍体西瓜的正常花粉，所结果实的果皮、种皮、胚芽、胚乳细胞的染色体组数依次为　（ D ）
A．4、2、2、4 B．4、4、3、6 C．3、3、3、4 D．4、4、3、5
3、传统农作物育种途径往往是通过杂交获得，随着生物工程技术的不断发展，新品种的培育途径逐渐被扩宽。目前至少有7种培育农作物新品种的途径被广泛应用。下图为水稻的几种不同的育种方法示意图。请据图回答：
（1）图中A、D方向所示表示__________育种方式，A→B→C表示__ __育种方式。两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因按自由组合定律遗传,要培育出基因型为aabb的新品种，最简捷的途径是__________。这两种育种方式相比较，后者优越性主要表现在____________________。
（2）B方法为________________________。（3）E方法原理为________________________。上述培育新品种的方法中原理相同的有_______________。
（4）G所示过程可以采用花粉粒通道法，这是基因工程操作“四步曲”的___________环节。检测目的基因是否表达的方法有_______________。
（5）科学家从悬浮培养的单细胞或胚囊中，通过植物组织培养技术获得胚状体，并将其包埋在一个能提供营养的胶质中，外包裹上人造种皮，制成人工种子。目前，我国科学家利用植物组织培养技术已在烟草、水稻、小麦和玉米等植物上成功诱导出胚状体，而美、日等国正着手将人工种子商品化。离体细胞进行植物组织培养获得胚状体需要通过______________、____________过程。人工种子中包埋胚状体的胶质可看作玉米种子的________结构。
（6）由人工种子萌发出的植株与天然种子萌发出的植株有何区别？____________________
（1）杂交育种1 单倍体育种1 A→B→C1 能较快得到纯合体，缩短育种年限1
（2）花药离体培养1
（3）基因突变1 A、D和G（或B、K、F）2
（4）目的基因导入受体细胞 1 DNA杂交等1
（5）脱分化 1 再分化 1 胚乳1
（6）天然种子萌发出的植株属于有性生殖，可能因性状分离而丧失其优良特性

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