专题2植物细胞工程的实际应用(上课使用)

2.1.2植物细胞工程的实际应用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？再分化脱分化愈伤组织外植体试管苗植株

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。一、植物繁殖的新途径

１、微型繁殖技术（1）概念:快速高效实现种苗繁殖，培育优良植物品种的植物组织培养技术。（2）特点:①高效快速地实现种苗的大量繁殖；②保持优良品种的遗传特性；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）。讨论题P38

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。工厂化大规模育苗生产正是利用了植物“微型”繁殖技术的这两方面优势。利用植物“微型”繁殖技术我们可以在短时间中获得大量的优质种苗。2、作物脱毒（1）作物脱毒的原因:

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，而植物的分生区一般不会感染病毒，用分生区的细胞进行组织培养，就能得到大量的脱毒苗。（2）作物脱毒材料:（3）作物脱毒苗:分生区（如茎尖）的细胞切取茎尖进行植物组织培养获得3、神奇的人工种子（1）概念：

产生途径：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。在适宜的条件下可以发芽成苗。（1）由已脱分化的外植体直接产生；（2）由愈伤组织产生；人工种子具有哪些优点？（1）不受季节的限制。（2）可以很方便的储藏和运输。（3）不会造成遗传性状的改变。P40讨论：人工种皮是保证包裹在其中的胚状体顺利生长成小植株的关键部分，请探讨人工种皮中应该具有的有效成分是什么？为了促进胚状体的生长发育，我们还可以向人工种皮中加入哪些物质？提示针对植物种类和土壤等条件，在人工种子的包裹剂中还可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等。为了促进胚状体的生长发育，还可以向人工种皮中加入一些植物生长调节剂。二、作物新品种的培育

传统育种方法－－－原理:基因重组杂交育种结果:通过基因重组，把两亲本的优良性状组合在同一后代中。缺点:要不断进行(多年)纯化和选择，才得到一种符合理想要求的新品种。1、单倍体育种（三维设计P24）（1）单倍体的概念:

由配子发育成的个体（2）方法:（3）过程：花药离体培养

单倍体经过秋水仙素等处理使其染色体加倍以后产生的二倍体，其基因是高度纯合，单倍体育种就是利用单倍体的这种特性。单倍体育种只需两年即可得到纯合新品种（4）优点：

①后代稳定遗传,都是纯合体;②明显缩短育种年限。2、突变体的利用（三维设计P24）

(1)产生:

(2)利用:植物组织培养筛选对人们有利突变体,进而培育新品种(3)成就：20世纪70年代以来，各国的科学家用这种方法已经筛选到抗病、抗盐、含高蛋白，以及高产的突变体，有的已用于生产。三、细胞产物的工厂化生产1、种类:2、枝术:

蛋白质，脂肪，糖类，药物，香料，生物碱等。植物的组织培养工厂化生产人参皂甙的基本过程是什么？

（三维设计P24）第一步，选择人参根作为外植体进行培养，产生愈伤组织，经过培养选择找到增殖速度快而且细胞内人参皂甙含量高的细胞株作为种质，其中一部分作为保存用，以备下一次生产用，一部分进行发酵生产。第二步，将第一步选择到的细胞株在发酵罐中的适合培养液中进行液体培养，增加细胞数量。第三步，将发酵罐中培养的细胞进行破碎，从中提取人参皂甙。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。

紫草紫草素

愈伤组织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．都是纯合子巩固练习DA3．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DB

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CC7.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

AB、aB、Ab、ab

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（一）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。

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基因操作。2.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。诱导植物愈伤组织↓体细胞胚的诱导↓体细胞胚的成熟↓体细胞胚