1、第2章 細胞工程首個體細胞克隆動物克隆動物多莉羊體細胞克隆猴“中中”和“華華”如何能讓名貴的蘭花大量、快速地繁殖？植物細胞工程在農業、醫藥工業等方面有著廣泛的應用，并且取得了顯著的社會效益和經濟效益。脫毒草莓鐵皮石斛人參皂苷干粉第1節 植物細胞工程01植物繁殖的新途徑目錄 /CONTENTS二、植物細胞工程的應用01植物繁殖的新途徑1.快速繁殖（1）概念：（2）優點：用于快速繁殖優良品種的植物組織培養技術，也叫微型繁殖。繁殖方式？原理？ 植物細胞的全能性無性生殖可以高效、快速地實現種苗的大量繁殖；可以保持優良品種的遺傳特性。幾乎不受季節、氣候等的限制，培養周期短；可實現產業化生產。【問題探究1

2、】快速繁殖得到的產品會不會出現性狀分離？原因是什么？不會快速繁殖技術屬于無性繁殖，可以保持親本的優良性狀。鐵皮石斛的產業化育苗（3）實例：一些優良的觀賞植物、經濟林木、無性繁殖作物和瀕危植物等都實現了利用快速繁殖技術來提供苗木。蘭花的快速繁殖20世紀60年代，荷蘭科學家成功地利用組織培養技術來培育蘭花。目前，荷蘭的蘭花生產已經發展成為舉世聞名的蘭花產業。我國組織培養技術也已經廣泛應用于蘭花種苗的規模化繁殖，使得名貴的蘭花價格大幅下降。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逐年積累作物產量降低品質變差脫毒馬鈴薯田與被病毒感染未脫毒馬鈴薯葉片2.作物脫毒（1）脫毒苗：切取植物

3、一定大小的莖尖，進行組織培養技術，再生植株有可能不帶病毒，獲得脫毒苗。原因？植物頂端分生區附近（如：莖尖、根尖）的病毒極少，甚至無病毒。（2）優點：（3）實例：明顯提高作物的產量和品質。在馬鈴薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠蘿和香蕉等許多作物上獲得成功。【問題探究2】經植物組織培養技術培育出的脫毒苗抗病毒嗎？為什么？“脫毒”“抗毒”前者指的是本身病毒少，甚至無病毒，受病毒感染的機會少，而后者指的是能抵抗病毒的感染。（1）快速繁殖不僅可以高效、快速地實現種苗的大量繁殖，還可以保持優良品種的遺傳特性 （ ）（2）作物脫毒后不再感染病毒 （ ）（3）脫毒草莓能明顯提高產量，但品質沒有發生變化 （ ）（4）作

4、物脫毒所培養材料常選自頂端分生組織 （ ）（5）快速繁殖本質上是一種無性繁殖 （ ）判斷常考語句，澄清易混易錯01植物繁殖的新途徑目錄 /CONTENTS二、植物細胞工程的應用 高抗 矮不抗F1 高抗 DDTTddttDdTtddTt高抗 高不抗 矮抗 矮不抗ddTT矮抗ddTTddTt矮抗ddTT矮抗矮抗 矮不抗ddTTddTt雜交自交選優自交F3選優F2連續自交1 ：2選育出一個可以穩定遺傳的農作物優良品種，一般要經過56年的連續篩選。現有純合的高稈抗銹病的小麥（DDTT）和矮稈不抗銹病的小麥（ddtt），如何最簡單 得到矮稈抗病的優良品種（ddTT）？常規育種雜交育種育種原理？基因重組育

5、種方法？1.單倍體育種優良品種花藥花粉離體培養單倍體純合二倍體人工誘導染色體加倍選擇再人工誘導染色體數加倍先花藥離體培養單倍體植株正常純合體植株脫分化愈傷組織再分化（1）過程秋水仙素處理玉米（2n)單倍體育種（2）實例分析：現有一種基因型為AaBb的植株，如何盡快獲得穩定遺傳的AABB新品種？花藥離 體培養普通植株減數 分裂花粉單倍體幼苗秋水仙 素處理正常植株篩選所需的品種AaBbAB、Ab、aB、abAB、Ab、aB、abAABB、 AAbb、 aaBB、aabb正常植株中基因型有 種，純合子占 ；其中AABB植株占 。 411/4（3）單倍體育種的方法：先 （所用技術 ）獲得 單倍體幼苗

6、；再經 處理誘導 加倍，當年就可以得到遺傳性狀 的純合二倍體植株（4）單倍體育種原理細胞的 和 。全能性染色體變異花藥離體培養植物組織培養秋水仙素染色體數相對穩定（5）單倍體育種優點：子代一般是能穩定遺傳的純合子，極大地縮短了育種的年限。也是進行體細胞誘變育種和研究遺傳突變的理想材料。AaAaAAaa單倍體（n）純合二倍體（2n）二倍體（2n）大多數單倍體植株的細胞中只含有一套染色體，染色體加倍后得到的植株隱性性狀容易出現。【問題探究3】單倍體育種為什么能為體細胞誘變育種和研究遺傳突變提供理想材料？（5）實例：我國科學家在1974年成功培育出世界上第一個單倍體作物新品種單育1號煙草。我國科學家

7、把單倍體育種與常規育種結合起來，育成水稻、玉米、油菜、甘藍和甜椒等作物的新品種。2.突變體的利用（1）產生的原理：在植物組織培養過程中，由于培養細胞一直處于不斷增殖的狀態，因此它們容易受到培養條件和誘變因素（如射線、化學物質等）的影響而產生突變。外植體愈傷組織試管苗脫分化再分化植株誘變篩選有用的突變體（2）突變體育種的原理：基因突變植物細胞的全能性（4）實例：從突變的個體中篩選出對人們有用的突變體，進而培育成新品種。（3）突變體的利用：已經篩選到如下突變體抗病抗鹽高產高蛋白抗花葉毒病的甘蔗抗鹽堿的煙草【問題探究4】如圖表示突變體的利用過程，請據圖分析回答下列問題：（1）突變體育種的原理是什么？

8、（2）在培養至愈傷組織時進行誘變處理的原因是什么？ （3）誘導分化得到的突變體都可以利用嗎？為什么？基因突變和植物細胞的全能性愈傷組織細胞分裂旺盛，一直處于不斷增殖的狀態，此時易發生基因突變。大都不可以因為基因突變是不定向的，且具有多害少利性，即得到的突變體大多是有害的。01植物繁殖的新途徑目錄 /CONTENTS二、植物細胞工程的應用1.植物的代謝產物（1）初生代謝物：初生代謝是生物生長和生存所必需的代謝活動，初生代謝物有糖類、脂質、蛋白質、核酸等。（2）次生代謝物：次生代謝不是生物生長所必需的，一般在特定的組織或器官中，并在一定的環境和時間條件下進行的代謝活動。次生代謝物是植物次生代謝產生

9、的，一般認為不是植物基本生命活動所必需的產物。作用：在植物的抗蟲、抗病等方面發揮作用，也是很多藥物、香料和色素等的重要來源。特點：含量很低，從植物組織中提取會大量破壞植物資源，有些產物又不能或難以通過化學合成途徑得到。次生代謝物是一類小分子有機化合物（如酚類、萜類和含氮化合物等）。2.細胞產物的工廠化生產的過程外植體愈傷組織單個細胞脫分化振蕩分散細胞懸浮培養細胞產物提取3.細胞產物的工廠化生產所用的技術： 植物細胞培養在離體條件下對單個細胞或細胞團進行培養使其增殖的技術。4.優勢不占用耕地，幾乎不受季節、天氣等的限制，因此對于社會、經濟、環境保護具有重要意義。原理？細胞的增殖有無體現細胞的全能

10、性？無5.實例：紫草寧、紫杉醇、人參皂苷的植物細胞工程產品。紅豆杉紫杉醇紫草紫草寧人參人參皂苷世界上首例藥用植物細胞工程產品。紫草細胞中提取的一種藥物和色素；具有抗菌、消炎和抗腫瘤等活性。具有高抗癌性，廣泛應用于乳腺癌等癌癥的治療。應用人參細胞培養來生產人參中重要的活性成分人參皂苷。【歸納總結1】植物組織培養和植物細胞培養的比較比較項目植物組織培養植物細胞培養目的獲得植物體 獲得？ 原理 過程應用快速繁殖、作物脫毒、單倍體育種等細胞產物的工廠化生產，如紫草寧、人參皂苷、紫杉醇等細胞產物植物細胞的全能性細胞增殖【歸納總結2】四種育種方法的比較育種方法原理過程優點快速繁殖 脫分化、再分化保持優良品

11、種的遺傳特性突變體的利用基因突變、細胞的 ; 對愈傷組織進行誘變處理后再篩選提高 ，獲得優良性狀單倍體育種細胞的 、 ; 、 誘導染色體數目加倍明顯縮短？ 植物體細胞雜交細胞膜的 、細胞的 ; 融合、雜種細胞組織培養打破 ，實現 。 細胞的全能性全能性突變率全能性染色體變異先花藥離體培養再秋水仙素育種年限流動性全能性植物細胞生殖隔離遠緣雜交（1）單倍體育種的過程就是花藥離體培養的過程（）（2）突變體育種常用射線、化學物質處理愈傷組織（）（3）次生代謝物在植物抗病、抗蟲等方面發揮作用，也是很多藥物、香料和色素等的重要來源 （）（4）紫杉醇存在于紅豆杉屬植物體內，是初生代謝物，具有高抗癌活性，現在

12、已被廣泛用于乳腺癌的治療 （ ）（5）植物細胞培養的原理是利用了植物細胞的全能性 （）判斷常考語句，澄清易混易錯到社會中去“手指植物”通常培育在裝有彩色固體培養基的小玻璃瓶中，只要保證充足的光照和適宜的溫度，不需要額外補充水分和營養物質，它們就能在玻璃瓶中生長三四個月之久。360軟件管家.lnk“手指植物”的制作方法用到了植物組織培養技術。在制作過程中，一定要注意做好滅菌和消毒工作，為了防止污染可在培養基中加入一定量的抑菌劑。另外，還可以根據個人喜好，在培養基中加入適量的色素或者熒光劑，使“手指植物”更具有觀賞價值。練習與應用一、概念檢測1.運用植物細胞工程技術可以培育單倍體 植株和進行細胞產物的工廠化生產。判斷下列相關表述是否正確。（1）用花藥培養得到單倍體植株需要用到植物組織培養技術。 （ ）（2）細胞產物的工廠化生產主要是利用促進細胞生長的培養條件，提高了單個細胞中次生代謝物的含量。 （ ）2.生產中培育香蕉脫毒苗常用的方法是 （ ） A.人工誘導基因突變 B.選擇優良品種進行雜交 C.進行遠緣植物體細胞雜交 D.取莖尖分生組織進行組織培養D3如圖是通過植物細胞工程技術獲得紫杉醇的途徑，下列敘述正確的是 （