生物植物细胞工程的应用课件-2024-2025学年高二下学期生物人教版选择性必修3

二

植物细胞工程的应用第二章第一节本节聚焦植物细胞工程在生产实践中有哪些应用？01植物细胞工程应用与生产实践的主要优势是什么？02

马铃薯、草莓和香蕉等通常是用无性繁殖的方式进行繁殖的，它们感染的病毒很容易传给后代。病毒在作物体内逐年积累，就会导致作物产量降低，品质变差。采取怎样的措施能避免这些情况发生?植物繁殖的新途径

作物脱毒植物繁殖的新途径

作物脱毒病毒引起的植物病害有500多种，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，在幼嫩的器官和未成熟的组织中较少，在分生区几乎不含病毒。你有怎样的启发?茎尖脱分化愈伤组织再分化芽、根脱毒苗马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等脱毒苗≠抗毒苗，前者指的是本身病毒少，甚至无病毒，而后者指的是能抵抗病毒的感染。植物繁殖的新途径

快速繁殖20世纪60年代，荷兰科学家成功地利用植物组织培养技术来培育兰花。我国组织培养技术也已经广泛应用于兰花种苗的规模化繁殖，使得名贵兰花的价格大幅下降，普通百姓也能购买和观赏。用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，称为快速繁殖技术，也叫微型繁殖技术。①高效、快速地实现种苗的大量繁殖；②无性繁殖，保持优良品种的遗传特性；③可实现产业化生产。优点：观赏植物经济林木无性繁殖作物濒危植物植物繁殖的新途径

快速繁殖植物组织培养到愈伤组织阶段，细胞进行有丝分裂，细胞分裂速度较快，从而获得大量组织细胞，然后不断地分割、移瓶、诱导再分化形成新植株。并且，植物组织培养在实验室进行，受季节、气候等条件限制较小。为什么植物组织培养可以进行快速繁殖？快速繁殖中能否用花粉作为外植体？为什么？不能，因为用花粉做外植体培养得到的是单倍体，植株瘦弱矮小，并且会出现性状分离。作物新品种的培育

单倍体育种阅读教材资料梳理单倍体育种的操作流程秋水仙素单倍体幼苗优良品种愈伤组织纯合二倍体植株花药染色体数目加倍脱分化再分化秋水仙素处理花药离体培养植物细胞的全能性染色体数目变异选择作物新品种的培育

单倍体育种优点：①

子代是能稳定遗传的纯合子。②

极大地缩短了育种的年限。③

是进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料。大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体，染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易显现。如何理解？作物新品种的培育

单倍体育种我国科学家在1974年成功培育出世界上第一个单倍体作物新品种——单育1号烟草。把单倍体育种与常规育种结合起来，培育成了水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等作物的新品种。实例：作物新品种的培育

突变体的利用彩色马铃薯营养成分高，有强的保健功能和药用价值。通过品种引进方式获得的彩色马铃薯品种数量有限，产量品质较低。通过诱变途径获得新彩色马铃薯品种可以丰富市场，满足人民需求。外植体脱分化愈伤组织再分化突变体筛选培育新品种诱变处理突变体育种的原理是什么？基因突变和植物细胞的全能性。诱变处理愈伤组织的原因？愈伤组织细胞处于不断增殖的状态，易发生基因突变。诱导分化得到的突变体都可以利用吗？为什么？大多数都不可以。因为可能破坏生物体与现有环境的协调关系，对生物体有害；还有些突变是中性的。植物产物的工厂化生产红豆杉，又名紫杉。1971年，科学家从红豆杉树皮中分离出了紫杉醇，发现它具有独特的抗肿瘤作用。2000年国际市场上优质紫杉醇的售价已高达每千克18万美元。1994一1996年，在红豆杉分布最多、最集中的云南，红豆杉遭受了一场浩劫。盗伐者大量砍伐红豆杉，使大大小小的山沟里，躺满了被剥光树皮的裸树，溪河里浸出鲜血般的红色树汁……野生红豆杉是濒危植物，直接从它的树皮和树叶中提取紫杉醇的传统生产方式，不仅产量低，还会对野生红豆杉资源造成严重破坏，而紫杉醇的化学全合成法尚不具备生产应用价值。能否运用植物细胞工程技术来生产紫杉醇？植物产物的工厂化生产在植物抗病、抗虫等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源。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。次生代谢物

：植物代谢会产生一些一般认为不是植物基本的生命活动所必需的产物。主要是小分子有机化合物(如酚类、萜类和含氮化合物等)。植物产物的工厂化生产为什么要进行细胞产物工厂化生产？①植物次生代谢物含量很低；②从植物组织提取会大量破坏植物资源；③有些产物又不能或难以通过化学合成途径得到。细胞培养获得目标产物细胞产物的工厂化生产植物细胞培养：离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。植物产物的工厂化生产外植体大量细胞细胞产物提取脱分化愈伤组织细胞培养要使外植体在培养条件下增殖，首先要如何处理？为什么？先要使外植体脱分化形成愈伤组织，再培养增殖。因为愈伤组织细胞分裂能力旺盛，代谢快，有利于产物生成。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。优点和意义：实例：紫草宁、紫杉醇、人参皂苷