高二生物【12】植物体细胞杂交与植物细胞工程的实际应用

植物体细胞杂交技术与植物细胞工程的实际应用

高二年级生物植物的组织培养再分化材料性质、营养物质、调节物质、环境条件外植体的消毒接种基本原理:细胞的全能性基本过程:脱分化愈伤组织影响因素：操作流程：配制MS固体培养基培养移栽栽培知识回顾外植体完整植株“神奇的太空婚礼”

神舟四号飞船于2002年发射升空，绕地飞行108圈后，于2003年1月5日成功返回。30多万对“植物新人”——淡绿色的烟草叶细胞（黄花烟草和革新一号烟草叶细胞原生质体），搭载“神舟四号”去太空“旅行结婚”，它们的“太空结晶”——3万对成功融合的新细胞也平安返回。一段时间后，我国首批“太空娃娃”顺利诞生。对照试验表明，细胞融合率明显提升。“太空婚礼”科研项目之一——植物体细胞杂交技术资料资料资料学习目标理解植物体细胞杂交技术的概念、过程、意义及局限；植物体细胞杂交技术的过程了解植物细胞工程的实际应用及丰硕成果专题二：细胞工程2.1植物细胞工程——植物体细胞杂交技术和植物细胞工程的实际应用学习难点：杂交？请同学们讨论如何实现?马铃薯细胞

番茄细胞1978年梅尔彻斯(Melchers)等首次通过体细胞杂交技术获得了番茄和马铃薯的属间杂种植株——“Potamato”。

2.1.1

植物体细胞杂交技术资料思考1：不同植物的体细胞发生融合，遇到的第一个障碍是什么？细胞壁阻碍了细胞间地杂交资料细胞壁的成分主要是_________________思考2：如何用温和的方法去掉细胞壁呢？纤维素和果胶可以用________酶和_______酶去除细胞壁，这种方法叫酶解法。思考3：这体现了酶的什么特性？酶的专一性去壁后的植物细胞称为原生质体纤维素果胶资料思考4：原生质体如何融合在一起呢？物理法：离心、振动、电激化学法：聚乙二醇（PEG）人工诱导资料可能出现的融合结果：融合的细胞都是我们所需要的吗？思考5：融合产生几种融合细胞呢？筛选出杂种细胞番茄的原生质体马铃薯的原生质体思考6：细胞融合成功的标志？再生出细胞壁，形成杂种细胞思考7：怎样才能将杂种细胞培育成杂种植株？植物的组织培养资料①②③④⑤融合的原生质体原生质体B原生质体A去壁去壁植物A细胞植物B细胞诱导融合再生出细胞壁杂种细胞脱分化愈伤组织再分化杂种植株植物组织培养植物细胞融合植物体细胞杂交一、植物体细胞杂交技术的过程植物体细胞杂交技术就是将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新植物体的技术。二、植物体细胞杂交技术的概念资料资料资料三、植物体细胞杂交技术局限性杂交植株的细胞中虽具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达可能受到相互干扰，所以杂种植株不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达。思考与讨论：为什么“番茄-马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想象的那样，地上长番茄、地下长马铃薯？番茄-马铃薯（理想图）资料植物体细胞杂交的成果：生长期短、耐热性强和易于贮藏白菜紫甘蓝白菜—甘蓝意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍，扩大了杂交的亲本组合范围。四、植物体细胞杂交技术的意义烟草—海岛烟草、胡萝卜—羊角芹、白菜—甘蓝等种间或属间杂种资料资料资料2.1.2植物细胞工程的实际应用植物细胞工程的实际应用（一）植物繁殖的新途径（二）作物新品种的培育（三）细胞产物的工厂化生产1.单倍体育种2.突变体的利用药物，香料，蛋白质等1.微型繁殖2.作物脱毒3.人工种子分析生产实践中遇到的问题一：在农业生产中，往往利用优良品种的种子繁殖后代，但有性生殖会使后代出现性状分离，所以后代不能保持亲本的一切优良性状，使后代的优良品质下降解决办法：微型繁殖概念：1.微型繁殖一、植物繁殖的新途径①保持优良品种的遗传特性②高效快速地实现种苗的大量繁殖用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术（也叫快速繁殖技术）植物细胞的全能性原理：优点：资料资料微型繁殖的应用：兰花杨树生菜无籽西瓜资料资料资料资料分析生产实践中遇到的问题二：马铃薯和草莓都是无性繁殖的作物，它们感染的病毒很容易传播给后代。逐年积累会导致作物产量降低，品质变差。解决办法：利用植物组培进行作物脱毒2.作物脱毒

一、植物繁殖的新途径

(1)材料:

(2)方法:无病毒的茎尖等脱毒苗植物组织培养植物的分生区(茎尖)--无病毒或极少资料资料脱毒产品甘蔗香蕉马铃薯菠萝香蕉资料资料资料资料分析生产实践中遇到的问题三：农业林业生产，很多树木需要生长数年才结种子；一些优良性状会因为性状分离而丧失；常规种子生产受到季节、气候和地域限制，制种需要占用大量土地。解决办法：利用植物组培制造人工种子3.神奇的人工种子(1).概念：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等材料，经过

人工薄膜包裹得到的种子。(3)优点：①属于无性生殖，后代不会发生性状分离；②生产上不受季节、气候和地域限制

(2)结构：植物组培再分化的产物一、植物繁殖的新途径资料人工胚乳胚状体人工种皮人工种子应用花椰菜桉树水稻芹菜资料资料资料资料二、作物新品种的培育正常植物花药花药离体培养实质是植物组织培养愈伤组织单倍体幼苗脱分化再分化染色体加倍秋水仙素处理1.单倍体育种

(1)方法:

(2)优点:花药的离体培养获得单倍体植株染色体加倍选择优良品种纯合体明显缩短育种年限后代稳定遗传,都是纯合体结合已学知识和新学知识，构建单倍体育种的流程图资料2.突变体的利用新品种外植体愈伤组织

多种突变体筛选培育脱分化诱导分化诱变处理抗病、抗盐、含高蛋白、高产。二、作物新品种的培育白三叶草资料分析生产实践中遇到的问题四：人参为我国名贵药材，现今因野生资源短缺，多用人工栽培，但人工栽培生长缓慢，6年才能生成10克左右（干重）人参根。解决办法：利用植物组培工厂化生成细胞产物三、细胞产物的工厂化生产1.种类:2.技术:3.实例：蛋白质,脂肪,糖类,药物,香料,生物碱等.植物的组织培养----愈伤组织细胞培养利用组织培养技术来大量生产人参皂苷干粉资料红豆杉又名紫衫，树皮中分离的高抗癌活性的紫杉醇，具有独特的抗肿瘤效果我们能不能利用植物组织培养技术，大量生产紫杉醇，从而拯救红豆杉?讨论一下资料资料去壁去壁纤维素酶果胶酶原生质体离心、振动、电刺激、聚乙二醇再生细胞壁杂种细胞脱分化激素筛选激素再分化植物细胞融合植物组织培养原理：细胞膜具有一定的流动性植物细胞具有全能性

小结：植物体细胞杂交过程课堂总结原生质体融合愈伤组织杂种植株植物细胞转基因细胞杂种细胞茎尖、根尖等分生区花药（花粉）外植体脱分化愈伤组织再分化丛芽或胚状体

工厂化生产药物人工种子转基因植物杂种植物作物脱毒单倍体育种微型繁殖植物体诱变处理突变细胞小结:植物细胞工程的实际应用突变体的利用+人工薄膜培养课堂总结1.植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因（）

植物体细胞的结构组成中不包括细胞壁细胞壁使原生质体失去活力细胞壁阻碍了原生质体的融合细胞壁不是原生质的组成部分C巩固练习2.用植物组织培养技术，可以培育或生产出（）

A、人参皂甙