吉林省伊通满族自治县高中生物 第二章 细胞工程 2.1.2 植物细胞工程的实际应用课件 新人教选修3

1、复习：复习：1.细胞工程（研究水平、原理方法、研究细胞工程（研究水平、原理方法、研究目的）目的）2.细胞的全能性条件细胞的全能性条件3.植物组织培养技术植物组织培养技术4.愈伤组织愈伤组织5.植物细胞植物细胞去壁的常用方法：去壁的常用方法：6.原生质体融合方法原生质体融合方法2.1.2植物细胞工程的实际应用 你知道用一根嫩枝条就可以培育出你知道用一根嫩枝条就可以培育出10万株以上的幼苗，万株以上的幼苗，有高产奶牛的耳细胞做供体就可以生产出众多的高产奶有高产奶牛的耳细胞做供体就可以生产出众多的高产奶牛吗？这些都需要通过细胞工程来实现。细胞工程应用牛吗？这些都需要通过细胞工程来实现。细胞工程应用领

2、域十分广泛，例如，应用动物细胞培养技术，可以大领域十分广泛，例如，应用动物细胞培养技术，可以大量生产各种抗病疫苗；应用杂交瘤技术，能为人类提供量生产各种抗病疫苗；应用杂交瘤技术，能为人类提供诊治肿瘤的单克隆抗体；应用动物克隆和植物微繁殖技诊治肿瘤的单克隆抗体；应用动物克隆和植物微繁殖技术，可以快速繁殖动植物的优良品种；应用植物体细胞术，可以快速繁殖动植物的优良品种；应用植物体细胞杂交技术，能创造出靠常规杂交育种无法得到的作物新杂交技术，能创造出靠常规杂交育种无法得到的作物新品种品种-近年来，细胞工程领域成果迭出，方兴未艾。近年来，细胞工程领域成果迭出，方兴未艾。植物细胞工程植物细胞工程 无论是

3、绚丽多姿的花草，还是比率参天的大树，无论是绚丽多姿的花草，还是比率参天的大树，大多都是通过种子播种或枝条扦插实现繁殖的。其实大多都是通过种子播种或枝条扦插实现繁殖的。其实在一定的条件下，利用它们的一片叶子，一瓣花瓣，在一定的条件下，利用它们的一片叶子，一瓣花瓣，甚至一粒花粉，同样可以得到大量的幼小植株。甚至一粒花粉，同样可以得到大量的幼小植株。1、微型繁殖、微型繁殖（1）定义：是指用于快速繁殖优良品种的植物组）定义：是指用于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。织培养技术。也叫快速繁殖技术。（2）特点：）特点：由于是由于是无性繁殖无性繁殖技术，可以保持优良品种的遗传技术，可以保

4、持优良品种的遗传特性。特性。使用材料少，培养周期短，繁殖率高，便于自动使用材料少，培养周期短，繁殖率高，便于自动化管理，有利于工业化生产，高效快速地实现种苗化管理，有利于工业化生产，高效快速地实现种苗的大量繁殖。的大量繁殖。实例：荷兰用植物组织培养兰花、生菜、杨树、实例：荷兰用植物组织培养兰花、生菜、杨树、无籽西瓜无籽西瓜1、微型繁殖、微型繁殖提示：提示：微型繁殖属于植物组织培养技术的范畴，繁殖过程微型繁殖属于植物组织培养技术的范畴，繁殖过程只涉及有丝分裂，无丝分裂的过程。只涉及有丝分裂，无丝分裂的过程。通常情况下，保留了亲代相同的优良基因型和表现通常情况下，保留了亲代相同的优良基因型和表现型

5、。型。微型繁殖的微型繁殖的应用：应用：兰花兰花杨树杨树生菜生菜无籽西瓜无籽西瓜2、作物脱毒、作物脱毒（1）植物病毒：寄生在植物细胞内的病毒，在无性）植物病毒：寄生在植物细胞内的病毒，在无性繁殖的植物体内逐年积累，会导致作物产量降低，品繁殖的植物体内逐年积累，会导致作物产量降低，品质变差。质变差。（2）脱毒方法：）脱毒方法：取材：分生区（如茎尖、根尖：病毒极少，甚至无毒）取材：分生区（如茎尖、根尖：病毒极少，甚至无毒）组培组培脱毒苗脱毒苗草莓脱毒苗草莓脱毒苗2、作物脱毒、作物脱毒（3）优点：明显使农作增产）优点：明显使农作增产（4）实例：马铃薯、草莓等的脱毒）实例：马铃薯、草莓等的脱毒2、作物脱

6、毒、作物脱毒3、人工种子、人工种子（1）定义：以植物组织培养得到的）定义：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、胚状体、不定芽、顶芽和腋芽顶芽和腋芽等位材料，经过等位材料，经过人工薄膜人工薄膜包装得到的种子。包装得到的种子。（2）组成：胚状体人工种皮人工胚乳）组成：胚状体人工种皮人工胚乳胚状体胚状体人工胚乳人工胚乳人工种皮人工种皮（3）优点：）优点：无性繁殖，已易于保留优良性状无性繁殖，已易于保留优良性状不受气候、季节和地域限制不受气候、季节和地域限制方便储存和运输方便储存和运输解决了某些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率解决了某些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题低等问题节约大量的

7、粮食节约大量的粮食提示：提示：人工种子一般植物组织培养到胚状体，细胞代谢产人工种子一般植物组织培养到胚状体，细胞代谢产物一般培养到愈伤组织物一般培养到愈伤组织人工胚乳含胚状体发育所需的营养物质外，人工胚乳含胚状体发育所需的营养物质外，还可以还可以添加各种附加成分，如养分、无机盐、有机氮源、固添加各种附加成分，如养分、无机盐、有机氮源、固氮细菌、防病虫农药、有益菌、植物生长调节剂、除氮细菌、防病虫农药、有益菌、植物生长调节剂、除草剂草剂等，以利于幼苗的茁壮成长，提高作物产量。等，以利于幼苗的茁壮成长，提高作物产量。人工种皮应具有透水、透气的特点。人工种皮应具有透水、透气的特点。4、单倍体育种单倍

8、体育种（1）方法：花药离体培养得到单倍体幼苗，秋水仙素）方法：花药离体培养得到单倍体幼苗，秋水仙素处理抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，处理抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，染色体加倍染色体加倍得到得到稳定遗传（稳定遗传（纯合子纯合子）的优良品种。）的优良品种。（2）步骤：花药离体培养得到单倍体）步骤：花药离体培养得到单倍体染色体数目加染色体数目加倍倍筛选所需性状个体筛选所需性状个体（3）优点：）优点：明显地缩短育种年限明显地缩短育种年限得到的是纯合子，能稳定遗传得到的是纯合子，能稳定遗传（4）实例：中华）实例：中华11号水稻、中花号水稻、中花8号、号、11号，京花号，京花1号号应用：应用：柏树柏树小

9、麦小麦烟草烟草水稻水稻 花药离体培养花药离体培养是单倍体育种时常用的方是单倍体育种时常用的方法，但花药离体培养得到的植株一般是不可法，但花药离体培养得到的植株一般是不可育的单倍体植株。育的单倍体植株。 而而单倍体育种单倍体育种是在花药离体培养获得的单是在花药离体培养获得的单倍体幼苗的基础上，用适当浓度的秋水仙素倍体幼苗的基础上，用适当浓度的秋水仙素处理，获得的是处理，获得的是纯合子可育的植株纯合子可育的植株，且后代，且后代不发生性状分离。不发生性状分离。5、突变体的利用、突变体的利用（1）突变体：在植物组织培养过程中，由于培养细胞）突变体：在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断地一直处

10、于不断地分生分生状态，容易受培养条件和外界压力状态，容易受培养条件和外界压力（射线、化学物质）的影响而发生突变（基因突变、染（射线、化学物质）的影响而发生突变（基因突变、染色体变异），这样发育成的个体称为色体变异），这样发育成的个体称为突变体突变体。（2）利用：突变体育种（获得突变体后筛选出对人们）利用：突变体育种（获得突变体后筛选出对人们有利的，进而培育出新品种）有利的，进而培育出新品种）（3）实例：）实例：抗病、抗盐、高产、高蛋白抗病、抗盐、高产、高蛋白等品种的选育等品种的选育（抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的野生烟草、抗除草剂的白三叶草）（抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的野生烟草、抗除草剂的白三叶草

11、）组织培组织培养过程养过程受外界影响受外界影响突变突变筛选有利筛选有利突变体突变体培育新培育新品种品种白三叶草白三叶草提示提示突变体育种的原理是突变，诱变育种的原理是基因突变。突变体育种的原理是突变，诱变育种的原理是基因突变。突变突变=基因突变染色体变异基因突变染色体变异6、细胞产物的工厂化生产、细胞产物的工厂化生产（1）细胞产物的种类：糖类、脂肪、蛋白质、香料、）细胞产物的种类：糖类、脂肪、蛋白质、香料、色素、药物、生物碱等。色素、药物、生物碱等。（2）生产的技术方法：外植体脱分化形成愈伤组织）生产的技术方法：外植体脱分化形成愈伤组织后再分离提取。后再分离提取。植物组织培养技术与发酵工程植物

12、组织培养技术与发酵工程相结合的一项新技术。相结合的一项新技术。（3）实例：人参皂苷、紫杉醇、紫草素、杀虫剂等的提取。）实例：人参皂苷、紫杉醇、紫草素、杀虫剂等的提取。 高效抗癌的药物紫杉醇，虽然能造福人类，但却为濒危的红豆杉带来一场灭顶之灾。以“我们能否利用植物组织培养技术大量生产紫杉醇，从而拯救红豆杉”为题，与同学展开讨论，说出植物组织培养技术在节约资源、保护环境方面的重要意义。提示：可以利用植物组织培养技术来大量生产紫杉提示：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

13、种方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，红豆杉属的组织培养法生产紫杉醇的研究，红豆杉属的11种植种植物现都在进行组织培养。物现都在进行组织培养。ESC Agenetics公司宣布公司宣布他们用细胞培养法所得紫杉醇的含量是树皮的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。

14、现在工艺条件已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。过细胞培养进行工业化生产紫杉醇的目标。总结总结一、植物繁殖的新途径：一、植物繁殖的新途径： 1、微型繁殖；、微型繁殖； 2、作物脱毒；、作物脱毒； 3、人工种子。、人工种子。二、作物新品种的培育：二、作物新品种的培育： 1、单倍体育种；、单倍体育种； 2、突变体的利用。、突变体的利用。三、细胞产物的工厂化生产。三、细胞产物的工厂化生产。 思考与探究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。 2.请查阅植物人工种子制备技术的详细过程，设请查阅植物人工种子制备技术的详细过程，设计出制备技术的主要流程图。计出制备技术的主要流程图。 提示