选修三212植物细胞工程的实际应用

1、会计学1选修三选修三212植物细胞工程的实际应用植物细胞工程的实际应用再分化再分化脱分化脱分化愈伤组织愈伤组织外植体外植体试管苗试管苗植株植株 资料资料1 1 科学家应用多倍体育种的方法，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、培育出的三倍体无子西瓜，具有无子、含糖高、口感好等特点。含糖高、口感好等特点。 但因其不结种子，但因其不结种子，每年必须用四倍体和每年必须用四倍体和二倍体西瓜杂交培育二倍体西瓜杂交培育种子，不仅增加了生种子，不仅增加了生产成本，也给无籽西产成本，也给无籽西瓜的普及带来困难。瓜的普及带来困难。 资料资料2 2 病毒引起的植物病害有病毒引起的植物病害有

2、500500多种。多种。受害的植物包括粮食作物、蔬菜、果树和花卉，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、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，造成很大的经济损防治办法，只能拔除病株，造成很大的经济损失。失。 病毒多集中在种子、老叶等器官中，在幼病毒多集中在种子、老叶等器官中，在幼嫩的器官和未成熟的组织中较少，在分生区几嫩的器官和未成熟的组织中较少，在分生区几乎不含病毒。乎不含病毒。 资料资料3 3 兰花因高雅美丽而深受人们喜爱。兰花因高雅美丽而深

3、受人们喜爱。兰花常用分根法和种子进行繁殖。在兰花的兰花常用分根法和种子进行繁殖。在兰花的常规繁殖中，遇到的常规繁殖中，遇到的难题是：用分根法繁难题是：用分根法繁殖速度缓慢，不利于殖速度缓慢，不利于新品种的推广新品种的推广; ;用种子用种子繁殖又很困难，因为繁殖又很困难，因为兰花的种子十分微小，兰花的种子十分微小，胚很纤弱，种子几乎胚很纤弱，种子几乎没有储藏营养物质，在发芽过程中很容易夭折。没有储藏营养物质，在发芽过程中很容易夭折。一 植物繁殖的新途径 例：用一个兰花茎尖就可以在一年内生产例：用一个兰花茎尖就可以在一年内生产出出400万株兰花苗。万株兰花苗。 微型繁殖技术（一）微型繁殖技术（也称

4、快速繁殖技术）（一）微型繁殖技术（也称快速繁殖技术）一 植物繁殖的新途径 讨论讨论愈伤组织可以传代培养，获得大量愈伤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）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数分裂和受精作用，可以保持亲本优良特性；（高保真；（高保真-无性繁殖）无性繁殖）在室内生产，不受自然环境条件限制在室内生产，不受自然环境条件限制。 繁殖速度快；繁殖速度快；“高保真高保真”（因为是无性繁殖）；（因为是无性繁殖）； 不受自然生长季节的限制（因为在具不受自然生长季

5、节的限制（因为在具有一定人工设施的室内生产）。有一定人工设施的室内生产）。 微型繁殖的应用：兰花杨树生菜无籽西瓜工业化生产作物栽培荷兰花卉 生姜是药食两用的经济作物，具有栽培容易、产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，生长缓种病毒病，使生姜品质变差，叶子皱缩，生长缓慢，一般减产慢，一般减产30%30%50%50%。一 植物繁殖的新途径 （二）作物脱毒（二）作物脱毒脱毒草莓脱毒产品甘蔗香蕉

6、马铃薯菠萝种种 子子 的的 结结 构构自然种子胚胚种皮种皮胚乳胚乳（三）神奇的人工种子（三）神奇的人工种子一 植物繁殖的新途径 （三）神奇的人工种子（三）神奇的人工种子一 植物繁殖的新途径 胚状体（三）神奇的人工种子（三）神奇的人工种子一 植物繁殖的新途径 （三）神奇的人工种子（三）神奇的人工种子一 植物繁殖的新途径 诱导植物愈伤组织诱导植物愈伤组织 体细胞胚的诱导体细胞胚的诱导 体细胞胚的成熟体细胞胚的成熟 体细胞胚的机械化包裹体细胞胚的机械化包裹 贮藏或种植贮藏或种植思考思考 设计人工种子制备技术的主要流程图设计人工种子制备技术的主要流程图（三）神奇的人工种子（三）神奇的人工种子一 植物繁

7、殖的新途径 讨论讨论人工种子应用花椰菜桉树水稻芹菜P A AR R a ar r有 芒 抗 病 无 芒 不 抗 病配 子 A Ra rF 1 A aR r有 芒 抗 病F 2 A _R _ : A _r r : a aR _ : a ar r有 抗 : 有 不 抗 : 无 抗 : 无 不 抗9 : 3 : 3 : 1自 交 并 选 育 多 代a aR R（一）单倍体育种（一）单倍体育种二 作物新品种的培育 （一）单倍体育种（一）单倍体育种二 作物新品种的培育 回顾单倍体育种的一般过程并设计出一种通过回顾单倍体育种的一般过程并设计出一种通过植物花药组织培养生成正常植株的实验流程。植物花药组织培养

8、生成正常植株的实验流程。（一）单倍体育种（一）单倍体育种二 作物新品种的培育 应用：柏树小麦烟草水稻（二）突变体的利用（二）突变体的利用二 作物新品种的培育 3.3.成就：成就：2020世纪世纪7070年代以来，各国的科学家用年代以来，各国的科学家用这种方法已经筛选到抗病、抗盐、含高蛋白，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。以及高产的突变体，有的已用于生产。突变体的利用组织培养过程受外界影响突变筛选有利突变体培育新品种抗病、抗盐、含高蛋白、高产。白三叶草三 细胞产物的工厂化生产细胞产物：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。67年人参皂甙干粉2030天

9、发酵罐三、细胞产物的工厂化的生产怎样拯救红豆杉并且生产大量紫杉醇？怎样拯救红豆杉并且生产大量紫杉醇？讨论讨论 作业作业思考：思考：1、高效抗癌的药物紫杉醇，虽然能、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造福人类，但却为濒危的红豆杉带来一场灭顶之灾。以顶之灾。以“我们能否利用植物组织培养技我们能否利用植物组织培养技术大量生产紫杉醇，从而拯救红豆杉术大量生产紫杉醇，从而拯救红豆杉”为题为题，与同学展开讨论，说出植物组织培养技术，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。在节约资源、保护环境方面的重要意义。可以利用可以利用植物组织培养技术植物

10、组织培养技术来大量生产紫杉醇。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，红豆开展了用组织培养法生产紫杉醇的研究，红豆杉属的杉属的11种植物现都在进行组织培养。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公司宣布他们用细胞培养法所得紫杉醇的含量是树皮的杉醇的含量是树皮的25倍。国内外在分化细倍。国内外在分化细胞

11、株系和培养条件方面做了不少工作，摸索了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。细胞培养进行工业化生产紫杉醇的目标。2.2.请查阅植物人工种子制备技术的详细过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。程，设计出制备技术的主要流程图。花药花药 花粉细胞培养花粉细胞培养 愈伤组愈伤组织织 分化出小植物分化

12、出小植物 单倍体单倍体植株植株 正常植株正常植株1 1）微型繁殖）微型繁殖2 2）作物脱毒）作物脱毒3 3）神奇的人工种子）神奇的人工种子2 2、作物新品种的培育、作物新品种的培育1 1）单倍体育种）单倍体育种2 2）突变体的利用）突变体的利用3 3、细胞产物的工厂化生产、细胞产物的工厂化生产典例精析典例精析课堂演练课堂演练（1 1）愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规）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，必须从培养基则的细胞团，愈伤组织形成过程中，必须从培养基中获得中获得_ _ 等营养物质。等营养物质。（2 2）要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有）要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有_ _和和_两类激素。两类激素。水、无机盐、维生素和小分子有机物水、无机盐、维生素和小分子有机物细胞分裂素细胞分裂素植物生长素植物生长素 叶绿体叶绿体 2424ABAB、aBaB、AbAb、