資源簡介

(共26張PPT)
2.1 細(xì)胞工程
二、植物細(xì)胞工程的應(yīng)用
01
03
02
目錄
植物繁殖的新途徑---（植株）
作物新品種的培育--（植株）
細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)--（細(xì)胞代謝物）
二、植物細(xì)胞工程的應(yīng)用
1、定義：
快速繁殖優(yōu)良品種的_______________技術(shù)，被人們形象地稱為植物的快速繁殖技術(shù)，也叫作___________技術(shù)。它不僅可以高效、快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖，還可以保持優(yōu)良品種的___________。
植物組織培養(yǎng)
微型繁殖
遺傳特性
一、植物繁殖的新途徑
2、實(shí)質(zhì)：
3、原理：
植物組織培養(yǎng)
植物細(xì)胞的全能性
【思考1】植物組織培養(yǎng)可以進(jìn)行快速繁殖的原因是什么？
植物組織培養(yǎng)到愈傷組織階段，細(xì)胞進(jìn)行旺盛、快速的有絲分裂，從而獲得大量的組織細(xì)胞。不斷地對(duì)愈傷組織進(jìn)行分割、移瓶、誘導(dǎo)再分化就可以形成大量的新植株。另外，植物組織培養(yǎng)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，一般不受季節(jié)、氣候等條件的限制。
4、優(yōu)點(diǎn)：
①高效、快速大量繁殖
②保持優(yōu)良品種的遺傳特性
③不受季節(jié)、氣候限制
1、快速繁殖
快速繁殖優(yōu)良品種的_植物組織培養(yǎng)_技術(shù)，被人們形象地稱為植物的快速繁殖技術(shù)，也叫作_微型繁殖_技術(shù)。它不僅可以高效、快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖，還可以保持優(yōu)良品種的_遺傳特性__。
一、植物繁殖的新途徑
2、作物脫毒
馬鈴薯、草莓和香蕉等通常是用______繁殖的方式進(jìn)行繁殖的，它們感染的______很容易傳給后代。病毒在作物體內(nèi)逐年積累，就會(huì)導(dǎo)致作物產(chǎn)量降低，品質(zhì)變差。科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)植物頂端________附近（如莖尖）的病毒極少，甚至無病毒。因此，切取一定大小的_______進(jìn)行____________，再生的植株就有可能不帶病毒，從而獲得________。
無性
病毒
分生區(qū)
莖尖
組織培養(yǎng)
脫毒苗
一、植物繁殖的新途徑
馬鈴薯
草莓
香蕉
感染的病毒很容易傳給后代
無性繁殖
病毒在作物體內(nèi)積累
作物產(chǎn)量降低品質(zhì)變差
頂端分生區(qū)
細(xì)胞分裂快速，病毒還未侵入。
病毒極少，甚至無毒
（如莖尖、根尖)
植物組
織培養(yǎng)
脫毒苗
明顯提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)
一、植物繁殖的新途徑
脫毒苗不等于抗毒苗。脫毒苗是選擇植物的頂端分生區(qū)進(jìn)行組織培養(yǎng)獲得，脫毒苗只是體內(nèi)不含病毒（屬于細(xì)胞工程范疇），但不能抵抗病毒的侵染。。
抗毒苗：
抗病基因
導(dǎo)入
植物細(xì)胞
植物組織培養(yǎng)
完整植株
【思考2】
脫毒苗等于抗毒苗嗎？
01
03
02
目錄
植物繁殖的新途徑---（植株）
作物新品種的培育--（植株）
細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)--（細(xì)胞代謝物）
二、植物細(xì)胞工程的應(yīng)用
1、 單倍體育種
常規(guī)選育出一個(gè)可以穩(wěn)定遺傳的作物優(yōu)良品種，一般要經(jīng)過5～6年的連續(xù)篩選。而單倍體育種可以先通過花藥（或花粉）培養(yǎng)獲得單倍體植株，然后經(jīng)過誘導(dǎo)染色體加倍，當(dāng)年就能培育出遺傳性狀相對(duì)穩(wěn)定的純合二倍體植株，這極大地縮短了育種的年限。此外，由于大多數(shù)單倍體植株的細(xì)胞中只含有一套染色體，染色體加倍后得到的植株的隱性性狀容易顯現(xiàn)，因此它也是進(jìn)行體細(xì)胞誘變育種和研究遺傳突變的理想材料。
二、作物新品種的培育
單倍體育種
①花藥離體培養(yǎng)
（全能性）
②人工誘導(dǎo)染色體加倍
（低溫、秋水仙素抑制紡錘體的形成）
染色體數(shù)目變異
優(yōu)良品種
花藥
花粉
離體培養(yǎng)
單倍體幼苗(A、a)
（一個(gè)染色體組）
純合二倍體(AA、aa隱性性狀容易顯現(xiàn))
人工誘導(dǎo)
染色體加倍
選擇
二倍體（Aa）
四倍體（AAaa）
單倍體(AA、aa、Aa)
（2個(gè)染色體組）
四倍體
(AAAA、aaaa、AAaa)
AABB × aabb
AaBb
A B
A b
a B
a b
A B
A b
a B
a b
AA BB
AA bb
aa BB
aa bb
減數(shù)分裂
花藥離體培養(yǎng)
秋水仙素處理幼苗
親本
F1
F1配子
單倍體
恢復(fù) 育性
高桿抗病
矮桿感病
F2
9A_B_
3A_bb
3aaB_
1aabb
多代連續(xù)自交選優(yōu)，提高純合體的比例
選優(yōu)aaB_
純合體
自交
雜交育種
單倍體育種
育種時(shí)間較長
極大縮短育種時(shí)間
1、單倍體育種
常規(guī)選育出一個(gè)可以穩(wěn)定遺傳的作物優(yōu)良品種，一般要經(jīng)過5～6年的連續(xù)篩選。而單倍體育種可以先通過花藥（或花粉）培養(yǎng)獲得單倍體植株，然后經(jīng)過誘導(dǎo)染色體加倍，當(dāng)年就能培育出遺傳性狀相對(duì)穩(wěn)定的純合二倍體植株，這極大地縮短了育種的年限。此外，由于大多數(shù)單倍體植株的細(xì)胞中只含有一套染色體，染色體加倍后得到的植株的隱性性狀容易顯現(xiàn)，因此它也是進(jìn)行體細(xì)胞誘變育種和研究遺傳突變的理想材料。
二、作物新品種的培育
2、突變體的利用
在植物的組織培養(yǎng)過程中，由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷增殖的狀態(tài)，因此它們?nèi)菀资艿脚囵B(yǎng)條件和誘變因素（如射線、化學(xué)物質(zhì)等）的影響而產(chǎn)生突變。從產(chǎn)生突變的個(gè)體中可以篩選出對(duì)人們有用的突變體，進(jìn)而培育成新品種。
二、作物新品種的培育
外植體
愈傷組織
試管苗
脫分化
再分化
多種突變植株
誘變處理（物化）
篩選
有用的突變體
突變體的利用過程：
優(yōu)點(diǎn)：提高變異的頻率，
加速育種進(jìn)程。
大幅度地改良某些性狀。
處于增殖狀態(tài)，有絲分裂，不斷進(jìn)行DNA復(fù)制，易受到影響而發(fā)生突變。
01
03
02
目錄
植物繁殖的新途徑---（植株）
作物新品種的培育--（植株）
細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)--（細(xì)胞代謝物）
二、植物細(xì)胞工程的應(yīng)用
次生代謝物：植物代謝產(chǎn)生的一些一般認(rèn)為不是植物基本的生命活動(dòng)所必需的產(chǎn)物。
初生代謝物：有糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸等。初生代謝是生物生長和生存所必需的代謝活動(dòng)，因此在整個(gè)生命過程中它一直進(jìn)行著。
三、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)
次生代謝物是一類小分子有機(jī)化合物（如酚類、萜類和含氮化合物等），在植物抗病、抗蟲等方面發(fā)揮作用，也是很多藥物、香料和色素等的重要來源。次生代謝一般在特定的組織或器官中，并在一定的環(huán)境和時(shí)間條件下才進(jìn)行。
三、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)
在離體條件下對(duì)單個(gè)植物細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行培養(yǎng)使其增殖的技術(shù)
植物組織培養(yǎng)技術(shù)
外植體
脫分化
愈傷組織
細(xì)胞懸液
細(xì)胞產(chǎn)物
培養(yǎng)、提取、破碎
分散開
（液體培養(yǎng)基）
1原理：
2過程:
植物細(xì)胞培養(yǎng)
三、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)
注意:植物組織培養(yǎng)與植物細(xì)胞培養(yǎng)無本質(zhì)區(qū)別。
差別在于培養(yǎng)目的不同、終點(diǎn)不同。
植物細(xì)胞培養(yǎng)一般培養(yǎng)到愈傷組織階段，從愈傷組織的細(xì)胞中獲得細(xì)胞產(chǎn)物。
3優(yōu)點(diǎn)：
它不占用耕地，幾乎不受季節(jié)、天氣等的限制，因此對(duì)于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)具有重要意義。
三、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)
紫草寧、紫杉醇、人參皂苷的植物細(xì)胞工程產(chǎn)品。
紅豆杉→紫杉醇
紫草→紫草寧
人參→人參皂苷
外植體
愈傷組織
試管苗
脫分化
再分化
植株
作物脫毒
選擇頂端分生組織
快速繁殖
單倍體育種
選擇花藥
進(jìn)行誘變
突變體的利用
分散后
懸浮培養(yǎng)
細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)
作物新品種的培育
植物繁殖的新途徑
篩選
小結(jié)
染色體加倍
1.下列有關(guān)植物細(xì)胞工程的應(yīng)用敘述錯(cuò)誤的是( B )
A.對(duì)于一些稀有花卉、瀕危滅絕的植物等可用快速繁殖技術(shù)進(jìn)行大量繁殖
B.人參皂苷等次生代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性
C.通過花粉培養(yǎng)獲得單倍體植株屬于植物細(xì)胞工程的應(yīng)用范疇
D.馬鈴薯、草莓和香蕉等植物進(jìn)行作物脫毒應(yīng)選植物頂端分生區(qū)附近的細(xì)胞
課堂小練：
解析：A、快速繁殖技術(shù)即植物組織培養(yǎng)技術(shù)可以高效、快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖,因此對(duì)于一些稀有花卉、瀕危滅絕的植物等可用快速繁殖技術(shù)進(jìn)行大量繁殖,A正確:B、植物細(xì)胞全能性是指離體的組織等發(fā)育形成完整的個(gè)體,人參宅苷等次生代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)只是將進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng),不能體現(xiàn)植物細(xì)胞的全能性,B錯(cuò)誤:C、利用單倍體育種進(jìn)行作物新品種的培育屬于植物細(xì)胞工程的應(yīng)用,因此通過花粉培養(yǎng)獲得單信體植株屬于植物細(xì)胞工程的應(yīng)用范疇,C正確;D、馬鈴薯、草莓和香蕉等植物進(jìn)行作物脫毒應(yīng)選植物頂端分生區(qū)附近的細(xì)胞,該分生區(qū)附近的細(xì)胞無病毒或者病毒數(shù)量少，D正確。故選B。
2.植物細(xì)胞工程技術(shù)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)中,以下選項(xiàng)沒有應(yīng)用植物細(xì)胞工程技術(shù)的是(A)
A.用多倍體育種技術(shù)培育無子西瓜
B.用單倍體育種培育優(yōu)良性狀的水稻
C.利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育抗軟化番茄
D.利用體細(xì)胞雜交技術(shù)培育白菜-甘藍(lán)
課堂小練：
解析：、植物細(xì)胞工程技術(shù)包括植物組織培養(yǎng)技術(shù)和植物體細(xì)胞雜交技術(shù),用多倍體育種技術(shù)培育無子西瓜,其原理是染色體畸變,沒有使用植物細(xì)胞工程技術(shù),A正確:B、用單倍體育種培育優(yōu)良性狀的水稻的過程中用到了植物組織培養(yǎng)技術(shù),植物組織培養(yǎng)技術(shù)屬于植物細(xì)胞工程技術(shù),不符合題意,B錯(cuò)誤;C、利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育抗軟化番茄,需要用到植物組織培養(yǎng)技術(shù)將含有目的基因的細(xì)胞再生成完整的植株,不符合題意,C錯(cuò)誤;D、利用體細(xì)胞雜交技術(shù)培育白菜-甘藍(lán),該過程中用到了植物組織培養(yǎng)技術(shù),同時(shí)植物體細(xì)胞雜交也屬于植物細(xì)胞工程,不符合題意,D錯(cuò)誤。故選A。

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