第2章細胞工程第1節植物細胞工程（第2課時）學習目標01植物繁殖的新途徑①快速繁殖;②作物脫毒0203細胞產物的工廠化生產作物新品種的培育①單倍體育種;②突變體的利用“手指植物”植物組織培養技術討論：“手指植物”存活需要什么條件？“手指植物”的培養利用的是什么技術？新課導入也叫微型繁殖，是用于快速繁殖優良品種的植物組織培養技術。1.快速繁殖

①無性繁殖，保持優良品種的遺傳特性

②高效快速地實現種苗的大量繁殖

③可實現產業化生產優點如鐵皮石斛的工廠化生產。觀賞植物、經濟林木、瀕危植物等都實現了快速繁殖技術提供苗木。植物繁殖新途徑1、微型繁殖植物繁殖新途徑:微型繁殖蘭花的快速繁殖實例：蘭花花色鮮艷，形態各異，品位優雅，深受人們的喜愛。蘭花傳統的繁殖速度慢，不能滿足市場需要，且病毒病感染影響生長和觀賞價值。通過組織培養方法有數百種蘭花可以進行快速繁殖，實現工廠化的規模化生產。1960年，荷蘭科學家通過對蘭花莖尖進行培養，獲得了快速繁殖的脫毒蘭花，隨后在國內外進行了“蘭花試管苗產業化”。

香蕉的快速繁殖實例：自1985年以來，香蕉快速繁殖走向實用化階段。1個芽經過1年的培養可以生產3萬株優質試管苗。香蕉快速繁殖是生物技術在農業上應用最廣泛和成功的例子之一。1、微型繁殖植物繁殖新途徑快速繁殖經濟苗木、名貴花卉、珍稀瀕危植物等自然繁殖速度緩慢，繁殖效率低下或優良性狀不易保持的植物。石斛百年牡丹樹連翹1、微型繁殖植物繁殖新途徑:①微型繁殖園林植物組織培養實例：提示：①微型繁殖屬于植物組織培養技術的范疇，繁殖過程只涉及有絲分裂，無絲分裂的過程。②通常情況下，保留了親代相同的優良基因型和表現型。生姜是藥食兩用的經濟作物，在生產上長期采用無性繁殖，容易感染多種病毒病，使生姜品質變差，葉子皺縮，生長緩慢，一般減產30%-50%。

病毒引起的植物病害有500多種。受害植物包括糧食作物、蔬菜、果樹和花卉等。而且沒有有效的防治辦法，只能拔除，造成經濟損失。病毒多集中在種子、老葉等器官中，在幼嫩的器官和未成熟的組織中較少，在分生區幾乎不含病毒。背景資料

取一定大小的莖尖進行組織培養，培育脫毒苗。2.作物脫毒脫毒馬鈴薯田與被病毒感染的馬鈴薯葉片病毒極少的分生區組織，如莖尖。取材無性繁殖的生物。適用生物如馬鈴薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠蘿和香蕉等活躍的分生組織代謝水平很高，病毒在這些細胞中獲得的能量和物質較少，致使病毒無法復制。由于病毒侵染，造成的馬鈴薯的退化現象普遍存在。將馬鈴薯進行脫毒，通過進一步培育生成的組培苗，誘導試管薯可以防止種薯退化，極大提高馬鈴薯產量和質量。馬鈴薯幼嫩莖尖繁殖植物繁殖新途徑:②作物脫毒植物繁殖新途徑:②作物脫毒2、作物脫毒草莓是多年生草本植物，容易受病毒的侵染，因而每都需要更換母株，草莓病毒病具有潛伏期長，多個病毒病原復合感染的現象。我國草莓主要受到斑駁病毒，輕型黃邊病毒，鑲脈病毒和皺縮病毒的危害，快速繁殖獲得無病毒苗非常必要。脫毒草莓普通草莓脫毒苗不等于抗毒苗，與微型繁殖相比較，二者無本質區別，只是取材部位不同。以植物組織培養得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經過人工種皮包裝，在適宜條件下可以萌發長成幼苗的種子。人工種子無性繁殖，易于保留優良性狀不受氣候、季節和地域限制方便儲存和運輸解決了某些作物品種繁殖能力差、結子困難或發芽率低等問題節約大量的糧食優點胚狀體是指在組織培養過程中，在植物組織塊或愈傷組織上產生的一種結構，它與正常受精卵發育形成的胚有類似的結構和發育過程。其不同的發育階段，也可以用正常胚發育中各個時期的術語來描述，如原胚、球形胚、心形胚、魚雷形胚等。拓展:人工種子胚狀體＋人工種皮＋人工胚乳胚狀體人工胚乳人工種皮人工胚乳含胚狀體發育所需的營養物質外，還可以添加各種附加成分，如固氮細菌、防病蟲農藥、植物生長調節劑、除草劑等，以利于幼苗的茁壯成長，提高作物產量。——抗壓、保水、透氣——具有發育成完整植株的能力——保證胚狀體生長發育的必需物質人工種子拓展:人工種子組成在下列過程中，需要采用植物組織培養技術的有幾種（）①用秋水仙素處理萌發的種子或幼苗，獲得多倍體植株②感染病毒的草莓苗進行脫毒③利用細胞工程培養“番茄-馬鈴薯”雜種植株④無子西瓜的大量繁殖A．一種B．二種C．三種D．四種C課堂檢測作物新品種的培育離體培養人工誘導染色體加倍單倍體植株矮小，且多為不育1.單倍體育種花藥花粉單倍體純合二倍體優良品種玉米單倍體培育流程圖雜交育種培育一個可以穩定遺傳的作物優良品種，一般不斷自交選優，常需5～6年。而單倍體育種當年就能培育出所需純合體。

大多數單倍體植株的細胞中只含一套染色體，染色體加倍后得到的植株的隱性性狀容易顯現。

極大地縮短了育種的年限，節約了人力和物力。優點1作為體細胞誘變育種和研究遺傳突變的理想材料。優點2作物新品種的培育1.單倍體育種作物新品種的培育2.突變體的利用①突變體：在植物組織培養過程中，由于培養細胞一直處于不斷地分生狀態，容易受培養條件和外界壓力（射線、化學物質）的影響而發生突變（基因突變、染色體變異），這樣發育成的個體稱為突變體。化學誘變一般是利用一些化學誘變劑進行處理。常見的有甲基磺酸乙酯（EMS)和疊氮化鈉（SA)等。物理誘變一般釆用電離輻射處理。電離輻射主要包括γ射線、β射線、中子等。②誘變方法③利用：④實例：抗病、抗鹽、高產、高蛋白等品種的選育提示:突變體育種的原理是突變，誘變育種的原理是基因突變。

突變=基因突變＋染色體變異突變體育種（獲得突變體后篩選出對人們有利的，進而培育出新品種）作物新品種的培育2.突變體的利用體細胞誘變育種。即用射線、化學物質等對不斷增殖細胞進行誘變；從產生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。愈傷組織單倍體育種獲得的隱性純合體常用材料如抗花葉病毒的甘蔗、抗鹽堿的煙草等原理：基因突變和植物細胞的全能性。優點：提高變異的頻率，加速育種進程。大幅度地改良某些性狀。難以控制突變方向，有利性狀比較少，需要大量處理實驗材料。缺點：下列有關植物組織培養的敘述，正確的是()A．愈傷組織是一團有特定結構和功能的薄壁細胞B．二倍體植株的花粉經脫分化與再分化后得到穩定遺傳的植株C．用人工薄膜將胚狀體、愈傷組織等分別包裝可制成人工種子D．植物耐鹽突變體可通過添加適量NaCl的培養基培養篩選而獲得D課堂檢測植物代謝初生代謝

生物生長生存所必需的代謝活動產物：如糖類、脂質、蛋白質、核酸等紅豆杉→紫杉醇產物：一類小分子有機化合物

非生物生長所必需，在特定條件下進行次生代謝紫草→紫草寧細胞工業化生產細胞工業化生產1.細胞產物的種類：糖類、脂肪、蛋白質、香料、色素、藥物、生物堿等。2.過程人參、三七、紫草和銀杏的細胞產物也都已經實現了工廠化生產。3.實例：目前世界各國的科學家正在深人研究，是否可以通過組織培養技術來大量生產抗癌物質—紫杉醇。紫杉醇為什么貴？a.乳腺癌、卵巢癌和肺癌的治療特效（臨床有效率>40%）b.資源稀缺c.紫杉醇含量低：干樹皮中的0.01%（萬分之一）d.生長緩慢：小苗50-70年成樹、剝皮即死。

是指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。

最好是愈傷組織材料使培養物與營養物質充分接觸利用人參細胞生產人參皂苷植物細胞培養液體培養基（培養液）培養基細胞工業化生產下列有關植物細胞工程應用的敘述，不正確的是（

）A．利用組織培養技術培養脫毒苗，獲得具有抗病毒的新品種B．利用組織培養技術獲得人工種子，能保持親本的優良性狀C．利用細胞培養技術獲得紫草素，實現了細胞產物的工廠化生產D．利用體細胞雜交技術獲得“白菜-甘藍”，克服生物遠緣雜交不親和障礙A課堂檢測國家重點保護珍稀植物-紅豆杉可產生抗癌物質紫杉醇，現利用植物細胞工程技術生產紫杉醇，請據圖回答下列問題：（1）選用莖尖分生組織進行組織培養可以獲得脫毒苗，原因是