2.1.2植物細胞工程的實際應用離體的植物器官、組織或細胞（外植體）愈傷組織根、芽植物體脫分化再分化①無菌②營養(yǎng)：③一定的外界條件④植物激素：細胞分裂素生長素有機物無機鹽水分遮光一定的光照芽發(fā)育成葉，葉肉細胞中葉綠素的合成需要光照排列疏松而無規(guī)則，高度液泡化的呈無定形狀態(tài)的薄壁細胞如：胡蘿卜的形成層、菊花幼莖段、月季的花藥…植物組織培養(yǎng)技術①②③④⑤融合的原生質(zhì)體原生質(zhì)體B原生質(zhì)體A去壁去壁植物A細胞植物B細胞誘導融合再生出細胞壁雜種細胞脫分化（細胞分裂）愈傷組織再分化雜種植株植物組織培養(yǎng)植物細胞融合植物體細胞雜交蘭花因高雅美麗而深受人們喜愛。蘭花常用分根法和種子進行繁殖。在蘭花的常規(guī)繁殖中，遇到的難題是：用分根法繁殖速度緩慢，不利于新品種的推廣;用種子繁殖又很困難，因為蘭花的種子十分微小，胚很纖弱，種子幾乎沒有儲藏營養(yǎng)物質(zhì)，在發(fā)芽過程中很容易夭折。一植物繁殖的新途徑（無性生殖）1.概念:快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術2.優(yōu)點:3.成就:1）保持優(yōu)良品種的遺傳特性2）高效快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖例：用一個蘭花莖尖就可以在一年內(nèi)生產(chǎn)出400萬株蘭花苗。

微型繁殖技術（一）微型繁殖技術（也稱快速繁殖技術）一植物繁殖的新途徑討論P38利用了植物“微型”繁殖技術的：1）保持優(yōu)良品種的遺傳特性2）高效快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖在短時間中獲得大量的優(yōu)質(zhì)種苗

生姜是藥食兩用的經(jīng)濟作物，具有栽培容易、產(chǎn)量高、價格高等特點，近年在各地發(fā)展很快。但是生姜在生產(chǎn)上長期采用無性繁殖，容易感染多種病毒病，使生姜品質(zhì)變差，葉子皺縮，生長緩慢，一般減產(chǎn)30%～50%。一植物繁殖的新途徑（二）作物脫毒(1)材料:(2)方法:無病毒的莖尖等脫毒苗植物組織培養(yǎng)植物的分生區(qū)(莖尖)--無病毒或極少種子的結構自然種子胚種皮胚乳（三）神奇的人工種子一植物繁殖的新途徑1.天然種子的局限

1）培育周期長2）優(yōu)良雜種的后代會發(fā)生性狀分離而喪失其優(yōu)良特性3）生產(chǎn)會受到季節(jié)、氣候和地域的限制，并且需要占用大量的土地實現(xiàn)制種（三）神奇的人工種子一植物繁殖的新途徑2.人工種子

胚狀體（三）神奇的人工種子一植物繁殖的新途徑通過植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經(jīng)過人工薄膜包裝得到的種子。（1）人工種子概念（2）人工種子組成胚狀體（或不定芽、頂芽和腋芽）+人工種皮

（三）神奇的人工種子一植物繁殖的新途徑

誘導植物愈傷組織↓體細胞胚的誘導↓體細胞胚的成熟↓體細胞胚的機械化包裹↓貯藏或種植思考設計人工種子制備技術的主要流程圖（三）神奇的人工種子一植物繁殖的新途徑討論P40①培植周期短②后代無性狀分離③不受氣候,季節(jié)和地域限制④可以很方便地貯藏和運輸加入適量的養(yǎng)分、無機鹽、有機碳源以及農(nóng)藥、抗生素、有益菌、植物生長調(diào)節(jié)劑等1）優(yōu)點：2）人工種皮的有效成分二、作物新品種的培育正常植物花藥實質(zhì)是花粉離體培養(yǎng)愈傷組織單倍體幼苗脫分化再分化染色體加倍秋水仙素處理1.單倍體育種(1)方法:(2)優(yōu)點:花藥的離體培養(yǎng)獲得單倍體植株，染色體加倍選擇優(yōu)良品種種子純合體選優(yōu)自交花藥離體培養(yǎng)→P高桿抗病DDTT×矮桿感病ddttF1高桿抗病DdTt配子DTDtdTdtDTDtdTdtDDTTDDttddTTddtt↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓純合體秋水仙素處理→↑需要的矮抗品種第1年第2年舉例單倍體育種：利用高桿抗病DDTT和矮桿感病ddtt品種培育矮桿抗病ddTT品種單倍體幼苗二、作物新品種的培育明顯縮短育種年限.后代穩(wěn)定遺傳,都是純合體;正常植物花藥實質(zhì)是花粉細胞培養(yǎng)愈傷組織單倍體幼苗脫分化再分化染色體加倍秋水仙素處理1.單倍體育種(1)方法:(2)優(yōu)點:花藥的離體培養(yǎng)獲得單倍體植株，染色體加倍選擇優(yōu)良品種種子純合體選優(yōu)自交（一）單倍體育種二作物新品種的培育體細胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個體1.單倍體定義：2.單倍體形成：3.單倍體植株的特點：由配子不經(jīng)過受精作用而直接發(fā)育成的個體。例：蜜蜂中的雄蜂長得弱小，而且高度不育（一）單倍體育種二作物新品種的培育4.回顧單倍體育種的一般過程并設計出一種通過植物花藥組織培養(yǎng)生成正常植株的實驗流程?；ㄋ幓ǚ奂毎囵B(yǎng)接種脫分化愈傷組織分化出小植物再分化單倍體植株移栽正常植株染色體加倍舉例：利用高桿抗病DDTT和矮桿感病ddtt品種培育

矮桿抗病ddTT品種P高桿抗病DDTT×矮桿感病ddttF1高桿抗病DdTt↓F2D_T_D_ttddT_ddttddTT↓第1年第2年第3~6年××↑矮抗品種矮抗花藥離體培養(yǎng)→P高桿抗病DDTT×矮桿感病ddttF1高桿抗病DdTt配子DTDtdTdtDTDtdTdtDDTTDDttddTTddtt↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓純合體秋水仙素→↑矮抗品種第1年第2年單倍體幼苗雜交育種單倍體育種（一）單倍體育種二作物新品種的培育后代都是純合子，明顯縮短育種年限5.優(yōu)點：6.成就（二）突變體的利用二作物新品種的培育植物組織培養(yǎng)過程中，由于培養(yǎng)細胞一直處于不斷的分生狀態(tài)，易受到培養(yǎng)條件和外界壓力的影響而產(chǎn)生突變1.產(chǎn)生：篩選對人們有利突變體,進而培育新品種2.利用：3.成就：20世紀70年代以來，各國的科學家用這種方法已經(jīng)篩選到抗病、抗鹽、含高蛋白，以及高產(chǎn)的突變體，有的已用于生產(chǎn)。蛋白質(zhì),脂肪,糖類,藥物,香料,生物堿等1.細胞產(chǎn)物種類：三細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)植物的組織培養(yǎng)2.技術：3.成就：工廠化生產(chǎn)人參皂甙的基本過程是什么？第一步，選擇人參根作為外植體進行培養(yǎng)，產(chǎn)生愈傷組織，經(jīng)過培養(yǎng)選擇找到增殖速度快而且細胞內(nèi)人參皂甙含量高的細胞株作為種質(zhì)，其中一部分作為保存用，以備下一次生產(chǎn)用，一部分進行發(fā)酵生產(chǎn)。第二步，將第一步選擇到的細胞株在發(fā)酵罐中的適合培養(yǎng)液中進行液體培養(yǎng)，增加細胞數(shù)量。第三步，將發(fā)酵罐中培養(yǎng)的細胞進行破碎，從中提取人參皂甙。怎樣拯救紅豆杉并且生產(chǎn)大量紫杉醇？討論∶作業(yè)思考：1、高效抗癌的藥物紫杉醇，雖然能造福人類，但卻為瀕危的紅豆杉帶來一場滅頂之災。以“我們能否利用植物組織培養(yǎng)技術大量生產(chǎn)紫杉醇，從而拯救紅豆杉”為題，與同學展開討論，說出植物組織培養(yǎng)技術在節(jié)約資源、保護環(huán)境方面的重要意義?？梢岳弥参锝M織培養(yǎng)技術來大量生產(chǎn)紫杉醇。現(xiàn)在國內(nèi)外的科學家們正在研究利用植物細胞培養(yǎng)技術來大量培育紅豆杉細胞，希望利用這種方法來大量生產(chǎn)紫杉醇。國內(nèi)外許多實驗室開展了用組織培養(yǎng)法生產(chǎn)紫杉醇的研究，紅豆杉屬的11種植物現(xiàn)都在進行組織培養(yǎng)。ESCAgenetics公司宣布他們用細胞培養(yǎng)法所得紫杉醇的含量是樹皮的2～5倍。國內(nèi)外在分化細胞株系和培養(yǎng)條件方面做了不少工作，摸索了外植體、光照、培養(yǎng)基組成等因素對細胞培養(yǎng)及紫杉醇生成的影響。現(xiàn)在工藝條件已基本摸清，正研究反應的放大技術等，有望實現(xiàn)通過細胞培養(yǎng)進行工業(yè)化生產(chǎn)紫杉醇的目標。植物組織培養(yǎng)技術在我們生活中的另外一些應用：a.拯救瀕危植物；b.提供食品制作的原料；c.轉基因植物的培育,也要用到植物組織培養(yǎng)的方法.植物細胞工程的實際應用1、植物繁殖的新途徑1）微型繁殖2）作物脫毒3）神奇的人工種子2、作物新品種的培育1）單倍體育種2）突變體的利用3、細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)例1：03江蘇用高度分化的植物細胞、組織和器官進行組織培養(yǎng)可以形成愈傷組織，下列敘述錯誤的是A.該愈傷組織是細胞經(jīng)過脫分化和分裂形成的B.該愈傷組織的細胞沒有全能性C.該愈傷組織是由排列疏松的薄壁細胞組成D.該愈傷組織可以形成具有生根發(fā)芽能力的胚狀結構典例精析例2：右圖為植物體細胞雜交過程示意圖。據(jù)圖回答：1）步驟①是__________________________________________最常用的方法是_________.2）步驟②一般常用的化學試劑是______________目的是___________________.3）在利用雜種細胞培育成為雜種植株的過程中，運用的技術手段是___________，其中步驟④相當于_____，步驟⑤相當于_____

去掉細胞壁分離出有活力的原生質(zhì)體酶解法聚乙二醇（PEG）誘導原生質(zhì)體融合植物組織培養(yǎng)脫分化再分化例2：右圖為植物體細胞雜交過程示意圖。據(jù)圖回答：4）植物體細胞雜交的目的是獲得新的雜種植株。使____________能夠在新的植物體上有所表現(xiàn)，其根本原因:5）從理論上講，雜種植株的育性_____。若運用傳統(tǒng)有性雜交方法能否實現(xiàn)？_____。并說明理由：

因此，這項研究對于培養(yǎng)作物新品種方面的重大意義在于：

.兩個親本的遺傳性狀雜種植株獲得了雙親的遺傳物質(zhì)可育不能因為不同種生物之間存在生殖隔離克服遠緣雜交不親和的障礙，大大擴展了可用于雜交的親本組合范圍1、植物的微型繁殖技術是指 （）A．植物體細胞雜交技術B．嫁接C．營養(yǎng)繁殖

D．植物組織培養(yǎng)2、科學工作者把胡蘿卜的韌皮部細胞分離出來，將單個細胞放入培養(yǎng)基中培養(yǎng)，獲得了許多完整的植株，這些植株的特點是 （

）A．彼此性狀相似B．變異頻率較高C．單倍體D．都是純合子課堂演練3．用植物組織培養(yǎng)技術，可以培養(yǎng)或生產(chǎn)（

）A．食品添加劑B．無病毒植物C.人工種子D．前三項都是4．下列四個選項中沒有采取植物組織培養(yǎng)技術的是 （

）A．花藥離體培養(yǎng)得到單倍體植株B.秋水仙素處理幼苗獲得多倍體植株C．人工種子的培育D．“番茄——馬鈴薯”雜種植株的培育過程

5、馬鈴薯利用它的塊莖進行無性繁殖，種植的世代多了以后往往會感染病毒而減產(chǎn)，為此農(nóng)戶都希望得到無病毒的幼苗進行種植。獲得無病毒幼苗的最佳辦法是（

）

A．選擇優(yōu)良品種進行雜交B．進行遠緣植物體細胞雜交C．利有芽尖進行組織培養(yǎng)D．人工誘導基因突變6.甘薯種植多年后易積累病毒而導致品種退化。目前生產(chǎn)上采用莖尖分生組織離體培養(yǎng)的方法快速繁殖脫毒的種苗，以保證該品種的品質(zhì)和產(chǎn)量水平。這種通過分生組織離體培養(yǎng)獲得種苗的過程不涉及細胞的（）A.有絲分裂 B.分化 C.減數(shù)分裂 D.全能性7.基因型為AaBb的水稻（含24條染色體）的花藥通過無菌操作接入試管后，在一定條件下形成試管苗，問：（1）愈傷組織是花粉細胞不斷分裂后形成的不規(guī)則的細胞團，愈傷組織形成過程中，必須從培養(yǎng)基中獲得___________________________等營養(yǎng)物質(zhì)。（2）要促進花粉細胞分裂生長，培養(yǎng)基中應有___________和________________兩類激素。水、無機鹽、維生素和小分子有機物細胞分裂素植物生長素（3）愈傷組織分化是指愈傷組織形成芽和根，再由芽發(fā)育成葉和莖。這一過程必須給予光照，其原因是_____________能利用光能制造有機物，供試管苗生長發(fā)育。（4）試管苗的細胞核中含_____條脫氧核糖核苷酸鏈。（5）培育成的試管苗可能出現(xiàn)的基因型有_____________。葉綠體

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