植物细胞工程的实际应用.ppt

1、2.1.2植物细胞工程的实际应用,回忆植物组织培养技术的基本原理和过程？ 思考利用这项技术能做哪些工作？,（一）植物繁殖新途径：属于无性繁殖,实际问题：经济苗木、名贵花卉、珍稀植物等自然繁殖速度缓慢，繁殖效率低下或优良性状不易保持,概念:是快速高效实现种苗繁植培育优良植物品种的植物组织培养技术,讨论：该技术与传统繁殖技术相比，有何特点？,愈伤组织可以传代培养，获得大量愈伤组织，所以繁殖快速；（繁殖速度快） 全过程中细胞进行有丝分裂，不涉及减数分裂和受精作用，可以保持亲本优良特性；（高保真-无性繁殖） 在室内生产，不受自然环境条件限制。, 繁殖速度快； “高保真”（因为是无性繁殖）； 不受自然生

2、长季节的限制（因为在具有一定人工设施的室内生产）。,正文中讨论题,1.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。,生姜是药食两用的经济作物，具有栽培容易、产量高、价格高等特点，近年在各地发展很快。但是生姜在生产上长期采用无性繁殖，容易感染多种病毒病，使生姜品质变差，叶子皱缩，生长缓慢，一般减产30%50%。,病毒容易沿植物体的维管组织传播，而分生组织区中缺乏维管系统

3、，因此不含病毒。用做组织培养的植物材料可以是植物体任何类型的组织细胞。怎样利用植物组织培养技术解决？,2 作物脱毒,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。,作物脱毒材料:分生区的细胞 作物脱毒方法:进行组织培养 结果:脱毒苗,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,实际问题

4、：但是微型繁殖试管苗的大量贮藏和运输也是相当困难的。天然种子由于在遗传上具有因减数分裂引起的重组现象，因而会造成某些遗传性状的改变；天然种子在生产上受季节等自然环境条件限制，一般每年只繁殖12次，有些甚至十几年才繁殖一次。能否找到天然种子的替代品？,种 子 的 结 构,自然种子,常规种子植物生产的不足,不少植物需要生长数年才能结出种子 优良杂种的后代因发生性状分离而丧失其优良特性 种子的生产受季节、气候和地域的限制 制种需要占用大量土地,3、人工种子,通过植物组织培养的方法获得的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等材料外面包被着人工薄膜，在适宜的条件下可以发芽成幼苗的种子。,技术：组织培养。 特性：在

5、适宜条件下可以萌发长成幼苗。 优点 后代无性状分离，保持优良特性 不受季节、气候和地域的限制 易于储藏和运输,人工种子的结构,产生途径： (1）由已脱分化的外植体直接产生； （2）由愈伤组织产生；,外植体,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,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

6、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？,问题,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.作物的新品种培育,复习: 1传统方法 (杂 交) 杂交育种依据的原理是: 基因的自由组合定律，优良的基因自由组合。,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,复习 1 单倍体的概念: 是指由配子发育成的个体 单倍体的例子: 蜜蜂中的雄蜂是由未受精的卵

7、发育来的单倍体 . 多数植物都可通过花药或花粉来获得单倍体,(花药离体培养) 过程:,1、单倍体育种,选择 亲本,有性 杂交,F1代,花粉离 体培养,单倍体 植 株,诱 变 染色体加倍,可 育 纯合子,选择所 需类型,过程,优点 后代都是纯合子，能稳定遗传 明显缩短育种年限，加速育种进程,2.突变体的利用 （1）突变体的产生 在植物组织培养的过程中，由于培养的细胞一直处于不断的分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力（如射线、化学物质等）的影响而产生突变。 产生的突变属于什么？ 为什么不断分生的细胞容易突变？ （2）利用：筛选对人们有利突变体,进而培育新品种,比较：,单倍体育种：,突变体的利用

8、：,植物体细胞杂交育种,优点： 育种原理：,优点： 育种原理：,优点： 育种原理：,明显缩短育种年限,染色体变异,能够产生新性状,基因突变,克服远缘杂交不亲和障碍,染色体变异,3.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.,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醇。现在国内外的科学家们正在研究利用植物细胞培养技

9、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。ESC Agenetics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。,（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。,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基因操作。,提示：诱导植物愈伤组织 体细胞胚的诱导 体细胞胚的成熟 体细胞胚的