植物细胞工程的实际应用上课用

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1、植物细胞工程的基本技术包括 植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术。,离体的植物器官、组织或细胞 （外植体）,愈伤组织,根、芽,避光、诱导培养基,完整植株,见光、分化培养基,再分化,脱分化,亲本植物细胞B,原生质体,亲本植物细胞A,原生质体,去壁,新的原生质体,融合,再生细胞壁,杂种细胞,组织培养,杂种植株,212植物细胞工程的实际应用,素冠荷鼎,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,（一）植物繁殖新途径：,1）保持优良品种的遗传特性2）高效快速地实现种苗的大量繁殖3）不受自然生长季节的限制（因为在具有一定人工设施的室内生产）。, 微型繁殖,一

2、、植物繁殖的新途径,1.概念：,快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,也叫 快速繁殖技术,2.优点：,3.方法： 植物组织培养,植物组织培养车间,概念：,1.微型繁殖,一、植物繁殖的新途径,繁殖率高，可大批量生产 保持亲本的一切优良性状 不受自然生长季节的限制 培养周期短 取材少,应用组织培养技术，快速繁殖优良品种植物 （也叫快速繁殖技术）,植物细胞的全能性,原理：,优点：,兰花,杨树,生菜,荷兰花卉,合作探究-微型繁殖,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。,紫黑色马铃薯营养丰富，它含有

3、20%左右的蛋白质，包括18种氨基酸，易被人体消化和吸收，还有维生素C、维生素B、维生素A等8种维生素和磷、铁等10多种矿物元素，更主要的是内含有大量的功效奇特、药用价值较高的花青素，花青素是天然强效自由基清除剂，对100多种疾病有预防和治疗作用，其清除自由基的能力是维生素C的20倍、维生素E的50倍。花青素具有小分子结构，是唯一能透过血脑屏障清除自由基保护大脑细胞的物质，同时能减少抗生素给人体的一些危害。,但是，薯类同大蒜一样，由于同属营养体繁殖，在每年的繁殖过程中，病毒侵染并逐代累积，致使种薯退化严重，造成马铃薯植株变矮小，叶片翻卷或花叶、皱缩，产量低而不稳。, 作物脱毒,一、植物繁殖的新

4、途径,1.原因：2.材料：2.获得脱毒苗的方法：,分生区组织或细胞（茎尖和根尖）,切取一定大小的茎尖进行组织培养获得,病毒在体内逐年积累，导致作物产量降低、品质变差。,种 子 的 结 构,自然种子,天然种子有什么缺陷？,1）培育周期长2）优良杂种的后代会发生性状分离而丧失其优良特性3）生产会受到季节、气候和地域的限制，并且需要占用大量的土地实现制种,人工种子,一、植物繁殖的新途径,1.概念,2.组成,通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。,胚状体（或不定芽、顶芽和腋芽）+人工种皮,技术：原理：优点：,组织培养,细胞全能性,与天然种子比：解决某些作

5、物繁殖力低、结子困难、发芽率低问题保持优良品种遗传特性不受气候、季节、地域的限制，时间短，占地少,与试管苗比：有人工薄膜保护，方便地贮藏和运输,二、作物新品种的培育,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,1.单倍体育种,(1)方法:,(2)优点:,花药离体培养获得单倍体植株， 染色体加倍选择优良品种,纯合体,明显缩短育种年限. 后代稳定遗传,都是纯合体;,(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，易受到培养条件和外界 压力的影响而产生突变,（2）利用：,筛选对人们有利突变体,进而培育新品种,二、作物新品种的培育,1.单

6、倍体育种 2.突变体的利用,合作探究-突变体的利用,（1）在植物组织培养中，什么细胞容易发生突变？（2)诱导突变的方法有哪些？,物理法:电离辐射（射线、射线、中子等） 化学法：甲基磺酸乙酯、叠氮化钠,愈伤组织细胞进行旺盛的有丝分裂，DNA在复制的过程中，由于双链打开容易发生突变。,新 品种,外植体,愈伤组织,多种 突变体,筛选,脱分化,再分化,诱变处理,（5）过程：,3.细胞产物的工厂化生产,(1)种类:(2)技术:,蛋白质,脂肪,糖类,药物,香料,生物碱等.,植物的组织培养,转基因细胞 杂种细胞 茎尖、根尖等分生区 花药（花粉）,外植体,脱分化,愈伤组织,再分化,根、芽或胚状体,工厂化 生产

7、药物,人工种子,转基因植物 杂种植物 作物脱毒 单倍体育种 微型繁殖,植物体,诱变处理,突变细胞,212植物细胞工程的实际应用,突变体的利用,+ 人工薄膜,培养,一、植物繁殖的新途径：1、微型繁殖； 2、作物脱毒；3、人工种子。 二、作物新品种的培育：1、单倍体育种；2、突变体的利用。 三、细胞产物的工厂化生产。,无菌、温度 营养条件：水、无机盐、蔗糖、氨基酸、有机酸等 植物激素：,外植体,脱分化,愈伤组织,再分化,胚状体或丛芽,生长素、细胞分裂素比例,条件,光,工厂化 生产药物,人工种子,微型繁殖 突变体的利用 转基因植物 杂种植物 作物脱毒 单倍体育种,、根,植物体,转基因细胞 杂种细胞

8、茎尖、根尖等分生区 花药（花粉）,诱变处理,突变细胞,过程,应用,原理（基础）,植物细胞全能性（概念、原因、表达条件、 ）,适宜（1）,增大,减小,植物 克隆 技术或 植物 组织 培养,例1：03江苏 用高度分化的植物细胞、组织 和器官进行组织培养可以形成愈伤组织， 下列叙述错误的是 A.该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的 B.该愈伤组织的细胞没有全能性 C.该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成 D.该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构,典例精析,例2：右图为植物体细胞杂交过程 示意图。据图回答：,1）步骤是_ _ 最常用的方法是_. 2）步骤一般常用的化学试剂是 _目的是_ _.

9、 3）在利用杂种细胞培育成为杂种 植株的过程中，运用的技术手段 是_ ，其中步骤相 当于_，步骤相当于_,去掉细胞壁分离出有 活力的原生质体,酶解法,聚乙二醇（PEG）,诱导原生质体融合,植物组织培养,脱分化,再分化,例2：右图为植物体细胞杂交过程 示意图。据图回答：,4）植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株。使_能够在新的植物体上有所表现，其根本原因:5）从理论上讲，杂种植株的育性 _。若运用传统有性杂交方法能否实现？_。并说明理由：因此，这项研究对于培养作物新品种方面的重大意义在于：.,两个亲本的遗传性状,杂种植株获得了双亲的遗传物质,可育,不能,因为不同种生物之间存在生殖隔离,克服远缘

10、杂交不亲和的障碍，大大扩展了 可用于杂交的亲本组合范围,1、植物的微型繁殖技术是指 （ ）A植物体细胞杂交技术 B嫁接C营养繁殖 D植物组织培养 2、科学工作者把胡萝卜的韧皮部细胞分离出来，将单个细胞放入培养基中培养，获得了许多完整的植株，这些植株的特点是 （ ）A彼此性状相似 B变异频率较高C单倍体 D都是纯合子,课堂演练,3用植物组织培养技术，可以培养或生产（ ）A食品添加剂 B无病毒植物 C. 人工种子 D前三项都是 4下列四个选项中没有采取植物组织培养技术的是 （ ）A花药离体培养得到单倍体植株B.秋水仙素处理幼苗获得多倍体植株 C人工种子的培育 D“番茄马铃薯”杂种植株的培育过程,5

11、、马铃薯利用它的块茎进行无性繁殖，种植的世代多了以后往往会感染病毒而减产，为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳办法是（ ）A选择优良品种进行杂交 B进行远缘植物体细胞杂交C利有芽尖进行组织培养 D人工诱导基因突变 6.甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的（）A.有丝分裂 B.分化 C.减数分裂 D.全能性,7.基因型为AaBb的水稻（含24条染色体）的花药通过无菌操作接入试管后，在一定条件下形成试管苗，问：,（1）愈伤组织是花粉

12、细胞不断分裂后形成的不规 则的细胞团，愈伤组织形成过程中，必须从培养基 中获得_ 等营养物质。 （2）要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有_ _和_两类激素。,水、无机盐、维生素和小分子有机物,细胞分裂素,植物生长素,（3）愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再由芽发育成叶和茎。这一过程必须给予光照，其原因是_能利用光能制造有机物，供试管苗生长发育。 （4）试管苗的细胞核中含_条脱氧核糖核苷酸链。 （5）培育成的试管苗可能出现的基因型有_。,叶绿体,24,AB、aB、Ab、ab,离体的植物器官、组织或细胞（外植体）,愈伤组织,根、芽,植物体,脱分化,再分化,无菌 营养： 一定的外界条件 植物激素：,细胞分裂素 生长素,有机物 无机盐 水分,遮光,一定的光照,芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照,排列疏松而无规 则，高度液泡化的 呈无定形状态的薄 壁细胞,如：胡萝卜的形成层、菊花幼茎段、月季的花药,植物组织培养技术,融合的原生质体,原生质体B,原生质体A,去壁,去壁,植物A细胞,植物B细胞,诱导融合,再生出细胞壁,杂种细胞,脱分化 （细胞分裂）,愈伤组织,再分化,杂种植株,植物 组织 培养,植物 细胞 融合,植物 体细胞 杂交,合作探究-作物脱毒,1.为什么植物的茎尖和根尖不容易感染病毒？,病毒容易延植物的维管组织传播，分生区进行旺盛的有丝分裂，缺乏维管组织。,