2.1.2　植物细胞工程的实际应用 (2).pptx

专题2细胞工程,2.1植物细胞工程,1、回忆植物组织培养技术的基本原理和过程？2、思考利用这项技术能做哪些工作？,承上启下,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。,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。,资料3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。,（一）微型繁殖技术（也称快速繁殖技术）,1.概念:,快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,2.优点:,3.成就:,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,2.1.2植物细胞工程的实际应用,一植物繁殖的新途径,（一）微型繁殖技术（也称快速繁殖技术）,一植物繁殖的新途径,讨论,P38,2.1.2植物细胞工程的实际应用,（一）微型繁殖技术（也称快速繁殖技术）,一植物繁殖的新途径,讨论,P38,利用了植物“微型”繁殖技术的：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在短时间中获得大量的优质种苗,2.1.2植物细胞工程的实际应用,一植物繁殖的新途径,（二）作物脱毒,1.作物脱毒的原因:2.作物脱毒的材料:3.作物脱毒的方法:4.作物脱毒的结果:,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,分生区（如茎尖）的细胞,进行组织培养,获得脱毒苗,5.成就:,（三）神奇的人工种子,一植物繁殖的新途径,1.天然种子的局限,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,（三）神奇的人工种子,一植物繁殖的新途径,2.人工种子,胚状体,（三）神奇的人工种子,一植物繁殖的新途径,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。,（1）人工种子概念（2）人工种子组成,胚状体（或不定芽、顶芽和腋芽）+人工种皮,（三）神奇的人工种子,一植物繁殖的新途径,讨论,P40,（三）神奇的人工种子,一植物繁殖的新途径,讨论,P40,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,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,1）优点：,2）人工种皮的有效成分,二作物新品种的培育,（一）单倍体育种,二作物新品种的培育,体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体,1.单倍体定义：2.单倍体形成：3.单倍体植株的特点：,由配子不经过受精作用而直接发育成的个体。例：蜜蜂中的雄蜂,长得弱小，而且高度不育,（一）单倍体育种,二作物新品种的培育,后代都是纯合子，明显缩短育种年限,5.优点：,6.成就,（二）突变体的利用,二作物新品种的培育,（二）突变体的利用,二作物新品种的培育,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。,1.产生：,筛选对人们有利突变体,进而培育新品种。,2.利用：,三细胞产物的工厂化生产,1.细胞产物种类：,蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱、人参皂甙、紫杉醇、奎宁、茉莉花油等,三细胞产物的工厂化生产,植物的组织培养,2.技术：,3.成就：,植物组织培养大量生产紫草素,现在已有胡萝卜、芹菜、柑橘、咖啡、棉花、玉米、水稻、橡胶等几十种植物的人工种子试种成功，但由于成本较高，中国尚未应用于生产。,例1：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）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:2）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,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利用芽尖进行组织培养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,8.玉米是一种主要的农作物，为了提高玉米的产量，科学家在玉米育种中和栽培中作了大量的研究。下图是关于玉米培养的过程，请据图回答：,(1)取玉米幼苗的茎尖进行_，如图AC，发育成植株D，取D的花药进行离体培养成幼苗，属于_，如图EF，经秋水仙素处理后发育成为植株G。从生殖方式上分析，AD属于_生殖。从细胞分裂方式上分析，EF过程中进行了_分裂。,组织培养,单倍体,无性,有丝,(2)取茎尖进行培养的原因是_。(3)AC的过程要严格控制_。(4)用AD过程获得的植株D，称为_，若用D进行繁殖，种植的植株就不会或极少感染病毒。(5)EG途径育种的优点是_,几乎不含病毒,无菌,脱毒苗,缩短育种年限,(6)若想培育出一种新的玉米品种，可以采用_育种方式；若想培育出一种能抗虫的玉米新品种，可以采用_育种；若想培育出一种地上结玉米，地下结马铃薯的植株，可以利用_技术。,诱变,基因工程,植物体细胞杂交,9.科学家用植物细胞杂交方法，将番茄的原生质体和马铃薯的原生质体融合，成功地培育出了“番茄马铃薯”杂种植株，如图，其中表示过程，英文字母表示细胞、组织或植株。据图回答下列问题：,（1）实现过程的技术是_，在此之前使用_酶处理细胞以除去细胞壁。如果将已除去壁的植物细胞放入等渗溶液中，细胞是何形状？_。过程如放在神舟七号飞船上更易进行，这是因为_。与过程密切相关的具有单层膜结构的细胞器是_。,诱导原生质体融合,纤维素酶和果胶,球状,失去重力作用的影响,高尔基体,（2）在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，依据的原理是_，其中过程相当于_过程，涉及的分裂方式为_。若利用此技术生产治疗癌症的抗癌药物紫杉醇，培养将进行到_（填字母编号）。,植物细胞的全能性,脱分化,有丝分裂,e,（3）若番茄细胞内有m条染色体，马铃薯细胞内含n条染色体，则“番茄马铃薯”细胞内含_条染色体；若杂种细胞培育成的“番茄马铃薯”植株为四倍体，则此杂种植株的花粉经离体培育得到的植株属于几倍体植株？_。（4）如果形成c细胞的a、b细胞都是番茄细胞，那么更简单的得到番茄植株f的处理方法是_。,m+n,单倍体,用适宜浓度的秋水仙素处理萌发的番茄种子或幼苗,（5）用传统的方法能否得到上述杂种植株？_理由：_这项研究对于培育作物新品种有何重大意义：_,不能,不同种生物之间存在生殖隔离,克服了缘缘杂交不亲和的障碍，扩大了用于杂交的亲本的组合范围,怎样拯救红豆杉并且生产大量紫杉醇？,讨论,提示：可以利用植物组织培养技术来大量生产紫杉醇。现在国内外的科学家们正在研究利用植物细胞培养技术来大量培育红豆杉细胞，希望利用这种方法来大量生产紫杉醇。国内外许多实验室开展了用组织培养法生产紫杉醇的研究，红豆杉属的11种植物现都在进行组织培养。ESCAgenetics公司宣布他们用细胞培养法所得紫杉醇的含量是树皮的25倍。国内外在分化细胞株系和培养条件方面做了不少工作，摸索了外植体、光照、培养基组成等因素对细胞培养及紫杉醇生成的影响。现在工艺条件已基本摸清，正研究反应的放大技术等，有望实现通过细胞培养进行工业化生产紫杉醇的目标。,1.通过查阅资料，请你再列举出植物组织培养技术在我们生活中的另外一些应用。,提示：a.拯救濒危植物；b.提供食品制作的原料；c.利用愈伤组织进行转