植物细胞工程的实际应用（课件

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,蝴蝶兰,212植物细胞工程的实际应用,资料1 科学家应用多倍体育种的方法， 培育出的三倍体无子西瓜，具有无子、 含糖高、口感好等特点。 但因其不结种子， 每年必须用四倍体和 二倍体西瓜杂交培育 种子，不仅增加了生 产成本，也给无籽西 瓜的普及带来困难。,一、植物繁殖的新途径,（一）微型繁殖 读课本38页第一二段回答问题： 1、微型繁殖的概念、优点 2、微型繁殖属于哪种生殖方式？ 为何能保持优良品种的遗传特性？,1.微型繁殖 (1)概念：用于 优良品种的植物组织培养技术。 (2)特点 繁殖，能够保持种苗的优良 特性 选取材料少；繁殖速度 ，周期短；不受季节、气候、自然灾害等因素的影响。 可实现 化生产。,快速繁殖,无性,遗传,快,工厂,2、微型繁殖属于哪种生殖方式？为何能保持优良品种的遗传特性？,微型繁殖属于无性繁殖； 无性繁殖只进行有丝分裂，后代不发生性状分离，所以能保持优良品种的遗传特性,资料2 病毒引起的植物病害有500多种。 受害的植物包括粮食作物、蔬菜、果树和花卉， 如水稻、小麦、棉花、马铃薯、油菜、大蒜、 苹果、枣、唐菖蒲、兰花等。而且没有有效的 防治办法，只能拔除病株，造成很大的经济损 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。,小贴士,病毒是寄生性生物，在用种子繁殖或用植物根、茎无性繁殖过程中，种子、根、茎的细胞中可能携带着病毒并传给下一代，使其繁殖的子代感染病毒。,(二)作物脱毒,阅读课本38页最后一段和39页一二段回答问题 1、植物感染病毒后有何危害？ 2、目前采用什么方法来脱毒？选择什么样的材料？有何特点？,长期进行无性繁殖的作物，易积累感染的病 毒，导致产量降低，品质变差,茎尖组织培养技术,选用植物分生区附近（如茎尖、根尖，但通常采用茎尖）,这部分细胞病毒极少甚至无病毒,2.作物脱毒,(1)材料:,(2)方法:,无病毒 的茎尖等,脱毒苗,植物组织培养,植物的分生区(茎尖)-无病毒或极少,2脱毒苗与抗毒苗有何区别？ 脱毒苗：是选择植物的茎尖(刚形成，不含有病毒)进行组织培养而获得的，属于细胞工程的范畴。 抗毒苗：是把某抗病基因导入到受体植株中，并通过一定的方法培育形成的，属于基因工程的范畴。,（三）神奇的人工种子,1、天然种子的局限性？ 2、什么是人工种子？,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,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。,人工种子的结构,结构：由 、作为保护性 外壳的 和提供发育所需 营养的 组成。如图所示：,胚状体,人工种皮,人工胚乳,人工种皮,胚状体,人工胚乳,3、教材40页，【讨论】人工种子与天然种子相比有何优点？,培植周期短 后代无性状分离 不受气候,季节和地域限制 可以很方便地贮藏和运输,还可加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌、植物生长调节剂等,4、教材40页，为了促进胚状体的生长发育还可以向人工种皮中加入些什么？,下图为一人工种子。下列与人工种子培育过程的有关叙述中不正确的是 （ ） A人工种子一般是用离体的植物细胞通过组织培养技术获得 B胚状体是由愈伤组织分化而成，离体细胞只有形成愈伤组织才能表现出全能性 C同一批次人工种子可以保证具有相同的基因型 D胚状体是由未分化的，具有分裂能力细胞构成,2、如图所示 脱分化再分化,若培育人工种子则应选择 作为 材料？,D,二、作物新品种的培育,正常 植物,花药,实质是花粉细胞培养,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:,花药的离体培养获得单倍体植株， 染色体加倍选择优良品种,种子,纯合体,选优 自交,花药离体培养,P,高杆抗病 DDTT,矮杆感病 ddtt,F1,高杆抗病 DdTt,配子,DT,Dt,dT,dt,DT,Dt,dT,dt,DDTT,DDtt,ddTT,ddtt,纯合体,秋水仙素处理, 需要的矮抗品种,第1年,第2年,举例单倍体育种：利用高杆抗病DDTT和矮杆感病ddtt 品种培育矮杆抗病ddTT品种,单倍体幼苗,杂交育种,单倍体育种,二、作物新品种的培育,明显缩短育种年限. 后代稳定遗传,都是纯合体;,正常 植物,花药,实质是花粉细胞培养,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:,花药的离体培养获得单倍体植株， 染色体加倍选择优良品种,种子,纯合体,选优 自交,二、作物新品种的培育,1.单倍体育种 2.突变体的利用,对植物组织培养过程中得愈伤组织进行诱变处理，促其发生突变，诱导分化成植株，筛选对人们有利突变体,进而培育新品种,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,3、转基因植物的培育,植物组织培养,4、植物体细胞杂交,植物细胞融合,植物组织培养,（三）细胞产物的工厂化生产,哪些产物可用该方法获得？ 细胞产物的工厂化生产过程中用到了什么技术？,三.细胞产物的工厂化生产,(1)种类:蛋白质,脂肪,糖类,药物,香料,生物碱等. (2)技术:植物的组织培养.,人参根 大量愈伤组织 选择增殖速度快且细胞内 人参皂甙含量高的细胞 分裂出更多的细胞 人参皂甙,2、如下图所示 脱分化再分化,若大量生产人参皂甙（dai）则应 选择 进行培养？,这些细胞产物是在植物组织培养的 哪一环节中获得的？,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,丛芽或胚状体,工厂化 生产药物,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,、根,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,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_ _. 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、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