專題二 植物細胞工程的實際應用

關于專題二植物細胞工程的實際應用第1頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月離體的植物器官、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)：有機物無機鹽水分③一定的外界條件④植物激素：細胞分裂素

生長素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)技術第2頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月①②③④⑤融合的原生質體原生質體B原生質體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第3頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月思考利用這些技術能做哪些工作？

第4頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月

資料1

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，在發(fā)芽過程中很容易夭折。第5頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月

資料2

科學家應用多倍體育種的方法，培育出的三倍體無子西瓜，具有無子、含糖高、口感好等特點。但因其不結種子，每年必須用四倍體和二倍體西瓜雜交培育種子，不僅增加了生產(chǎn)成本，也給無籽西瓜的普及帶來困難。第6頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月

資料3病毒引起的植物病害有500多種。受害的植物包括糧食作物、蔬菜、果樹和花卉，如水稻、小麥、棉花、馬鈴薯、油菜、大蒜、蘋果、棗、蘭花等。而且沒有有效的防治辦法，只能拔除病株，造成很大的經(jīng)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(qū)病毒極少，甚至不含病毒。第7頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月一、植物繁殖的新途徑1.微型繁殖（也叫快速繁殖技術）概念：應用組織培養(yǎng)技術，快速繁殖優(yōu)良品種植物(2)特點:①保持優(yōu)良品種的遺傳特性②周期短，不受季節(jié)、氣候、自然災害等因素的影響③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。

第8頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月蘭花楊樹生菜無籽西瓜(3)微型繁殖的應用：第9頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月

(1)材料:植物的分生區(qū)(莖尖)--無病毒或極少

(2)脫毒苗:切取莖尖進行組織培養(yǎng)，再生的植株就有可能不帶病毒，從而獲得脫毒苗

（3）優(yōu)點：使農(nóng)作物不會或極少感染病毒為什么需進行作物脫毒？2.作物脫毒（培養(yǎng)無病毒植株）作物脫毒的原因:

長期進行無性繁殖的作物，易積累感染的病毒，導致產(chǎn)量降低，品質變差，而植物的分生區(qū)一般不會感染病毒，用分生區(qū)的細胞進行組織培養(yǎng)，就能得到大量的脫毒苗。

第10頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月脫毒產(chǎn)品甘蔗香蕉馬鈴薯菠蘿第11頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月3、神奇的人工種子樹木需生長數(shù)年才能結出種子。優(yōu)良雜交種后代會因發(fā)生性狀分離而喪失優(yōu)良特性。受季節(jié)、氣候和地域的限制。制種時需要占用大量土地。如何克服缺陷？常規(guī)種子植物生產(chǎn)的不足第12頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月人工種子技術：原理：結構：特性：優(yōu)點：胚狀體（不定芽、頂芽、腋芽）人工薄膜：加入適量無機鹽、有機碳源等養(yǎng)分，農(nóng)藥、抗生素、有益菌及生長調(diào)節(jié)劑等組織培養(yǎng)細胞全能性與天然種子比：

①解決某些作物繁殖力低、結子困難、發(fā)芽率低問題②保持優(yōu)良品種遺傳特性③不受氣候、季節(jié)、地域的限制，時間短，占地少與試管苗比：有人工薄膜保護，方便地貯藏和運輸在適宜條件下可以萌發(fā)長成幼苗。第13頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月人工胚乳相當天然種子的胚(由外植體或愈傷組織產(chǎn)生)提供營養(yǎng)保護作用第14頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月人工種子應用花椰菜桉樹水稻芹菜第15頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月二、作物新品種的培育明顯縮短育種年限(相對常規(guī)選育)后代穩(wěn)定遺傳,都是純合體正常植物花藥愈傷組織

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,選擇穩(wěn)定遺傳優(yōu)良品種種子純合體選優(yōu)自交第16頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月P：高桿抗病

DDTT×矮桿感病

ddttF1高桿抗病

DdTt↓第1年↓×選育出需要的矮抗純種F2D_T_D_ttddT_ddtt矮抗雜交育種第2年第3年×生長ddTTF3配子：DTDtdTdt單倍體幼苗：DTDtdTdt花藥離體培養(yǎng)秋水仙素第2年第4年DDttddTTddtt純合體:DDTT矮抗P高桿抗病

DDTT×矮桿感病

ddttF1高桿抗病

DdTt單倍體育種第1年選擇矮稈抗病即為新品種舉例：利用高桿抗病DDTT和矮桿感病ddtt品種培育矮桿抗病ddTT品種第17頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月應用：柏樹小麥煙草水稻第18頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月2.突變體的利用

對植物組織培養(yǎng)過程中得愈傷組織進行誘變處理，促其發(fā)生突變，誘導分化成植株，篩選對人們有利突變體,進而培育新品種新品種外植體愈傷組織

多種突變體

篩選培育脫分化誘導分化誘變處理白三葉草抗病、抗鹽、含高蛋白、高產(chǎn)。第19頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月三、細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)1.種類:2.技術:3.實例：蛋白質,脂肪,糖類,藥物,香料,生物堿等.植物的組織培養(yǎng)----愈傷組織細胞培養(yǎng)利用組織培養(yǎng)技術來大量生產(chǎn)人參皂苷干粉注意:

一般培養(yǎng)到愈傷組織階段，從愈傷組織的細胞中獲得細胞產(chǎn)物!第20頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月轉基因細胞雜種細胞莖尖、根尖等分生區(qū)花藥（花粉）外植體脫分化愈傷組織再分化叢芽或胚狀體

工廠化生產(chǎn)藥物人工種子轉基因植物雜種植物作物脫毒單倍體育種微型繁殖植物體誘變處理突變細胞總結:植物細胞工程的實際應用突變體的利用+人工薄膜培養(yǎng)第21頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月1.下列屬于植物細胞工程實際應用的是()①制造人工種子②培育抗鹽植物③培育抗病毒煙草④培育單倍體⑤生產(chǎn)脫毒植株A.①②③④B.①③④⑤C.①②④⑤D.②③④⑤C反饋練習第22頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月【解析】選C。植物細胞工程應用范圍較廣，除①②④⑤外還包括利用植物體細胞雜交生產(chǎn)雜種植物，利用植物細胞培養(yǎng)生產(chǎn)香料、藥物等。③中培育抗病毒煙草屬于基因工程的操作。第23頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月2.植物的微型繁殖技術是指()A.基因工程育種B.植物體細胞雜交技術C.嫁接D.通過植物組織培養(yǎng)快速繁殖技術D第24頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月【解析】選D。微型繁殖即快速繁殖技術，是通過植物組織培養(yǎng)技術實現(xiàn)的。第25頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月3.若用一株郁金香在短時間內(nèi)培育出成千上萬株郁金香苗，最好采用下列哪種技術()A.扦插B.嫁接C.植物微型繁殖技術D.雜交C第26頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月【解析】選C。本題要求在短時間內(nèi)培育出成千上萬株郁金香苗，可借助植物微型繁殖技術培養(yǎng)獲得。第27頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月4.要獲得脫毒苗，一般選取植物體的哪一部分組織()

A.葉B.花粉

C.根

D.莖尖D第28頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月【解析】選D。作物脫毒就是把已被病毒感染的植株進行脫毒，采用的技術是微型繁殖技術，但是取材一定是無毒的，一般作物脫毒所用的原料是無病毒的莖尖、根尖等。第29頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月5.人參皂甙干粉工廠化生產(chǎn)，下列哪種技術是必需的()A.雜交育種B.植物組織培養(yǎng)C.多倍體育種D.單倍體育種B第30頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月【解析】選B。對人參皂甙干粉進行工廠化生產(chǎn)，必須先通過植物組織培養(yǎng)獲得人參皂甙含量高的細胞株，然后進行大規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)。第31頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月6.植物組織培養(yǎng)技術不會用于()A.培育“番茄—馬鈴薯”B.培育無病毒植株C.扦插繁殖D.培育轉基因延熟番茄植株C第32頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月【解析】選C。植物組織培養(yǎng)可培養(yǎng)出無病毒的植株。培育“番茄—馬鈴薯”為植物體細胞雜交，需要對雜交細胞進行組織培養(yǎng)。培育轉基因延熟番茄植株時，如果將目的基因轉入番茄體細胞中，也需要經(jīng)過植物組織培養(yǎng)才能獲得延熟植株。扦插繁殖不需要經(jīng)過組織培養(yǎng)過程。第33頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月7.改良缺乏某種抗病性的水稻品種，不宜采用的方法是()A.誘變育種B.單倍體育種C.基因工程育種D.雜交育種B第34頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月【解析】選B。A項可通過基因突變產(chǎn)生新基因來達到改良作物品種的目的；C項可通過轉入抗病基因，達到改良作物品種的目的；D項可借助雜交育種，并經(jīng)多次選育，獲得抗病性狀，達到改良新基因的目的。而單倍體是將已有基因進行分離培養(yǎng)得到新個體的育種過程，不能從缺乏某種抗病性品種中獲得抗病性狀，因此選B項。第35頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月9.下列關于植物組織培養(yǎng)的敘述中，錯誤的是()A.培養(yǎng)基中添加蔗糖的目的是提供營養(yǎng)和

調(diào)節(jié)滲透壓B.培養(yǎng)基中的生長素和細胞分裂素影響愈傷組織的生長和分化C.離體器官或組織的細胞都必須通過脫分化才能形成愈傷組織D.同一株綠色開花植物不同部位的細胞經(jīng)培養(yǎng)獲得的愈傷組織基因相同D第36頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月10.玉米是一種主要的農(nóng)作物，為了提高玉米的產(chǎn)量，科學家做了大量的研究工作。如圖是關于玉米培養(yǎng)的過程，請據(jù)圖回答：第37頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)取玉米幼苗的莖尖進行_______________，如圖A→C，發(fā)育成植株D，取D的花藥進行離體培養(yǎng)成幼苗，如圖E→F，經(jīng)秋水仙素處理后發(fā)育成植株G，屬于____________；從生殖方式上分析，A→D屬于________生殖；從細胞分裂方式上分析，E→F過程中進行了_______分裂。(2)取莖尖進行培養(yǎng)的原因是_____________________________。(3)A→C的過程要嚴格控制______________。分生區(qū)附近病毒極少，甚至無病毒無菌條件組織培養(yǎng)單倍體育種無性有絲第38頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月(4)用A→D過程獲得的植株D，稱為________。若用D進行繁殖，種植的植株就_______