高中生物 植物细胞工程的应用（ppt）课件

1、第2课时 植物细胞工程的应用第二章 细胞工程生物学 选择性必修三 生物技术与工程 冀彦男 深圳市龙华中学实际问题：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如何解决？石斛：可入药，对人体有驱解虚热，益精强阴等疗效。随着花卉产业的兴起，石斛兰也成为了一种观赏植物。石斛兰的栽培方式一般为盆栽。由于石斛兰具有秉性刚强、祥和可亲的气质，被誉为父亲之花。连翘:清热解毒、消肿散结、消炎。 铁皮石斛的工厂化生产一、植物繁殖的新途径用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。也叫微型繁殖。1960年，荷兰科学家通过对兰花茎尖进行培养，获得了快速繁殖的脱毒兰花，随后在国内外进行了

2、“兰花试管苗产业化”。 无籽西瓜 1、快速繁殖 一般为无性生殖生殖方式：实例：一些优良的观赏植物、经济林木、无性繁殖作物和濒危植物等。生菜杨树兰花、生菜、杨树以及无子西瓜试管苗的产业化生产。 优点：繁殖率高，可大批量生产保持亲本的优良性状（无性繁殖 ）不受自然生长季节的限制培养周期短一、植物繁殖的新途径 生姜是药食两用的经济作物，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%。 病毒引起的植物病害有500多种。受害植物包括粮食作物、蔬菜、果树和花卉等。而且没有有效的防治办法，只能拔除，造成经济损失。病毒多集中在种子、老叶等器官中，在幼嫩

3、的器官和未成熟的组织中较少，在分生区几乎不含病毒。实际问题 一、植物繁殖的新途径原因：脱毒过程：一、植物繁殖的新途径 2、作物脱毒分生区（如茎尖）的细胞植物分生区细胞病毒少，甚至没有病毒无性繁殖的作物，容易将病毒传染给后代。病毒积累，导致作物产量降低、品质变差。材料：选择该种细胞更易获得脱毒苗的理由： 无病毒组织 （切取茎尖组织）脱分化愈伤组织再分化根、芽幼苗完整植株移栽成活注：脱毒苗不等于抗毒苗。 与微型繁殖相比较，二者无本质区别，只是取材部位不同。一、植物繁殖的新途径脱毒草莓普通草莓脱毒产品：脱毒马铃薯田与被病毒感染未脱毒马铃薯叶片1.下列属于植物的快速繁殖技术的是()A.用兰花的芽尖组织

4、培育兰花幼苗 B.水稻种子萌发并长成新个体C.扦插的葡萄枝长成新个体 D.柳树芽发育成枝条A【当堂检测】2.利用马铃薯的块茎进行无性繁殖，种植的世代多了以后往往会因感染病毒而减产，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.在田间喷洒消毒剂C.利用茎尖进行组织培养 D.人工诱导基因突变C实际问题：传统的育种方法是通过杂交把两亲本的优良性状组合在同一后代中。但缺点是：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。如何解决育种时间过长的问题？ P：高杆抗病 DDTT矮杆感病 ddttF1高杆抗病 DdTt第1年选育出需要的矮抗

5、纯种F2D_T_D_ttddT_ddtt矮抗传统方法： 杂交育种第2年第3年生长ddTTF3第4年选择亲本有性杂交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 (1)方法：花药的离体培养获得单倍体植株，染色体加倍，选择稳定遗传优良品种 (2)原理：二、作物新品种的培育 1、单倍体育种染色体（数目）变异、植物细胞的全能性。 (3)过程：二、作物新品种的培育极大地缩短了育种的年限，节约了大量的人力和物力。杂交育种培育一个可以稳定遗传的作物优良品种，一般不断自交选优，常需56年。而单倍体育种当年就能培育出所需纯合体。后代都是纯合子，能稳定遗传。可作为进行体细胞诱变育种和研究遗传

6、突变的理想材料。大多数单倍体植株的细胞中只含一套染色体，染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易显现。 (4)优点：水稻小麦烟草柏树二、作物新品种的培育 (4)应用：在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖的状态，因此容易受到培养条件和诱变因素（如射线、化学物质等）的影响而产生突变。外植体新品种筛选培育愈伤组织 脱分化多种突变体诱导分化诱变处理白三叶草二、作物新品种的培育 2.突变体的利用抗病、抗盐、含高蛋白、高产 (1)原理： (2)过程：原理：基因突变和植物细胞的全能性。优点：提高变异的频率，加速育种进程。大幅度地改良某些性状。难以控制突变方向，有利性状比较少，需要大量处理实验材料。

7、缺点：产生：植物组织培养中，培养细胞不断分裂易突变利用：筛选对人们有利的突变体,进而培育成新品种二、作物新品种的培育三、细胞产物的工厂化生产1.植物的代谢产物（1）初生代谢物： 初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动，初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质、核酸等。（2）次生代谢物：次生代谢不是生物生长所必需的，在特定条件下进行。次生代谢物是一类小分子有机化合物（如酚类、萜类和含氮化合物等）。在植物的抗虫、抗病等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源。含量很低，从植物组织中提取会大量破坏植物资源，有些产物又不能或难以通过化学合成途径得到。三、细胞产物的工厂化生产2.细胞产物的工厂化生产的

8、概念： 利用植物细胞培养来获得目标产物，这个过程就是细胞产物的工厂化生产。3.特点： 不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，因此对于社会、经济、环境保护具有重要意义。4.实例：紫草宁、紫杉醇、人参皂苷的植物细胞工程产品。三、细胞产物的工厂化生产5.细胞产物的工厂化生产的过程外植体愈伤组织细胞产物培养、提取 工厂化生产人参皂甙干粉的基本流程：人参根 愈伤组织 增长速度快而且细胞内人参皂甙干粉含量高的细胞细胞增殖 提取人参皂甙干粉 脱分化培养选择破碎细胞放入发酵罐注意： 一般组织培养到愈伤组织即可。因为此时细胞分裂能力旺盛，代谢快，有利于产物生成。 液体培养基（培养液）有利于培养的细胞与营养物质

9、充分接触。脱分化 “手指植物”通常培育在装有彩色固体培养基的小玻璃瓶中，只要保证充足的光照和适宜的温度，不需要额外补充水分和营养物质，它们就能在玻璃瓶中生长三四个月之久。 “手指植物”的制作方法用到了植物组织培养技术。在制作过程中，一定要注意做好灭菌和消毒工作，为了防止污染可在培养基中加入一定量的抑菌剂。另外，还可以根据个人喜好，在培养基中加入适量的色素或者荧光剂，使“手指植物”更具有观赏价值。拓展应用3.将紫草细胞进行细胞培养，诱导其脱分化产生愈伤组织，再对愈伤组织进行悬浮培养使其大量增殖，以获取大量的紫草宁。下列关于紫草宁的工厂化生产的叙述，错误的是()A.细胞产物的工厂化生产是植物细胞工

10、程的重要用途之一B.培养过程中需要脱分化形成愈伤组织，然后悬浮培养愈伤组织细胞C.培养的愈伤组织需要经过再分化产生特定的组织细胞后才能产生特定的细胞产物D.培养的细胞收集后一般要破碎提取有效成分C【当堂检测】4.下列关于植物组织培养及其应用的说法中，不正确的是()A.植物体任何部位的活细胞均可作为组织培养的外植体B.不同培养阶段的培养基中生长素与细胞分裂素的比例应不同C.单倍体育种和转基因植物的培育需要利用植物组织培养技术D.利用植物组织培养技术可实现某些重要细胞产物的工厂化生产A总结植物组织培养植物繁殖的新途径细胞产物的工厂化生产作物新品种的培育微型繁殖作物脱毒单倍体育种突变体的利用药物、香料、蛋白质等(1)快速繁殖不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖，还可以保持优良品种的遗传特性。( )(2)作物脱毒后不再感染病毒。( )(3)单倍体育种只是为了获得单倍体。( )(4)突变体育种常用射线、化学物质处理愈伤组织。( )(5)快速繁殖本质上是一种无性繁殖。( )【基础过关】(6)植物的次生代谢物主要是酚类、萜类和含氮化合物等小分子有机物，是其基