植物细胞工程的实际应用(1).pptVIP

* 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 植物植物 体细胞体细胞 杂交杂交 * 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 * 二二、作物新品种的培育作物新品种的培育 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 * 花药离体培养花药离体培养 P P 高杆高杆抗病抗病 DDTTDDTT 矮杆感矮杆感病病 ddttddtt F F1 1 高杆抗病高杆抗病 DdTtDdTt 配子配子 DTDTDt DtdTdTdtdt DTDTDtDtdT dTdtdt DDTTDDTTDDttDDttddTTddTTddttddtt 纯合体纯合体 秋水仙素处理秋水仙素处理 需要的矮抗品种需要的矮抗品种 第第1 1年年 第第2 2年年 举例单倍体育种：举例单倍体育种：利用利用高杆抗病高杆抗病DDTTDDTT和和矮杆感病矮杆感病ddttddtt 品种培育品种培育矮杆抗病矮杆抗病ddTTddTT品种品种 单倍体幼苗单倍体幼苗 * 举例：举例： 利用利用高杆抗病高杆抗病DDTTDDTT和和矮杆感病矮杆感病ddttddtt品种培育品种培育 矮杆抗病矮杆抗病ddTTddTT品种品种 P P 高杆高杆抗病抗病 DDTTDDTT 矮杆感矮杆感病病 ddttddtt F F1 1 高杆抗病高杆抗病 DdTtDdTt F F2 2 D_T_D_T_D_ttD_tt ddTddT_ _ ddttddtt ddTTddTT 第第1 1年年第第2 2年年第第3636年年 矮抗品种矮抗品种 矮抗矮抗花药离体培养花药离体培养 P P 高杆高杆抗病抗病 DDTTDDTT 矮杆感矮杆感病病 ddttddtt F F1 1 高杆抗病高杆抗病 DdTtDdTt 配子配子 DTDT DtDtdTdTdt dt DTDTDtDtdTdTdtdt DDTTDDTT DDttDDttddTTddTT ddttddtt 纯合体纯合体 秋水仙素秋水仙素 矮抗品种矮抗品种 第第1 1年年 第第2 2年年 单倍体幼苗单倍体幼苗 杂交育种杂交育种 单倍体育种单倍体育种 * 二二、作物新品种的培育作物新品种的培育 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 * 二二、作物新品种的培育作物新品种的培育 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 转基因细胞转基因植物 植物组织培养 4、植物体细胞杂交 植物细胞融合 杂种细胞杂种植物 植物组织培养 转基因技术 * （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 * 例例1 1：0303江苏江苏 用高度分化的植物细胞、组织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，和器官进行组织培养可以形成愈伤组织， 下列叙述错误的是下列叙述错误的是 A.A.该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的 B.B.该愈伤组织的细胞没有全能性该愈伤组织的细胞没有全能性 C.C.该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成 D.D.该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的 胚状结构胚状结构 典例精析 * 例例2 2：右图为植物体细胞杂交过程：右图为植物体细胞杂交过程 示意图。据图回答：示意图。据图回答： 1 1）步骤）步骤是是_ _ 最常用的方法是最常用的方法是_._. 2 2）步骤）步骤一般常用的化学试剂是一般常用的化学试剂是 _目的是目的是_ _._. 3 3）在利用杂种细胞培育成为杂种）在利用杂种细胞培育成为杂种 植株的过程中，运用的技术手段植株的过程中，运用的技术手段 是是_ _ ，其中步骤，其中步骤相相 当于当于_，步骤，步骤相当于相当于_ 去掉细胞壁分离出有去掉细胞壁分离出有 活力的原生质体活力的原生质体 酶解法酶解法 聚乙二醇（聚乙二醇（PEGPEG） 诱导原生质体融合诱导原生质体融合 植物组织培养植物组织培养 脱分化脱分化再分化再分化 * 例例2 2：右图为植物体细胞杂交过程：右图为植物体细胞杂交过程 示意图。据图回答：示意图。据图回答： 4 4）植物体细胞杂交的目的是获得）植物体细胞杂交的目的是获得 新新的杂种植株。使的杂种植株。使_ 能能够在新的植物体上有所表现够在新的植物体上有所表现， 其其根本根本原因原因: : 5 5）从理论上讲，杂种植株的育性）从理论上讲，杂种植株的育性 _。若运用传统有性杂交方法。若运用传统有性杂交方法 能否实现？能否实现？_。并说明理由：。并说明理由： 因此，这项研究对于培养作物新品因此，这项研究对于培养作物新品 种方面的重大意义在于：种方面的重大意义在于： . . 两个亲本的遗传性状两个亲本的遗传性状 杂种植株获得了双亲的遗传物质杂种植株获得了双亲的遗传物质 可育可育 不能不能 因为不同种生物之间存在生殖隔离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 D植物组织培养植物组织培养 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