第1節(jié)植物細(xì)胞工程

二

植物細(xì)胞工程的應(yīng)用本節(jié)聚焦1.植物細(xì)胞工程在生產(chǎn)實(shí)踐中有哪些應(yīng)用？2.植物細(xì)胞工程應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐的主要優(yōu)勢是什么？鐵皮石斛脫毒草莓一、植物繁殖的新途徑1.概念：用于凱蘇繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)。也叫微型繁殖快速繁殖3.原理：植物細(xì)胞的全能性2.生殖方式：一般為無性生殖（4）優(yōu)點(diǎn)：①高效、快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖；②保持優(yōu)良品種的遺傳特性。③不受自然生長季節(jié)的限制，培養(yǎng)周期短④選材少，繁殖率高，便于自動化管理（5）實(shí)例：一些優(yōu)良的觀賞植物、經(jīng)濟(jì)林木、無性繁殖作物和瀕危植物等。鐵皮石斛的產(chǎn)業(yè)化育苗作物脫毒1.適用對象：被病毒感染的無性繁殖的作物2.原因：無性繁殖的作物，容易將病毒傳染給后代。病毒積累，導(dǎo)致作物產(chǎn)量降低、品質(zhì)變差3.過程無病毒組織愈傷組織根、芽幼苗完整植株脫分化再分化移栽成活為什么要利用莖尖來獲得脫毒苗？思考：無性繁殖的作物所感染的病毒很容易傳給后代，而病毒在作物體內(nèi)逐年積累，就會導(dǎo)致作物產(chǎn)量降低，品質(zhì)變差。植物頂端分生區(qū)附近（如莖尖）的病毒極少，甚至無病毒。因此，切取一定大小的莖尖進(jìn)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。用脫毒苗進(jìn)行繁殖，種植的作物不會或極少感染病毒脫毒產(chǎn)品二、作物新品種的培育1.單倍體育種（1）單倍體育種的原理：整個(gè)單倍體育種過程的原理是染色體變異，其中花藥培養(yǎng)的原理是植物細(xì)胞的全能性（2）單倍體育種的過程：花藥中的花粉愈傷組織單倍體幼苗正常植株離體培養(yǎng)脫分化再分化人工誘導(dǎo)染色體加倍（4）單倍體育種的優(yōu)點(diǎn)：極大地縮短了育種的年限，節(jié)約了大量的人力和物力（5）單倍體的應(yīng)用①單倍體育種己成為作物育種的一條有效途徑。②由于大多數(shù)單倍體植株的細(xì)胞中只含有一套染色體，染色體加倍后得到的植株的隱性性睿易顯現(xiàn)，因此它也是進(jìn)行體細(xì)胞誘奢種和研究遺傳突變的理想材料（3）生殖方式：有性生殖玉米單倍體育種流程示意圖離體培養(yǎng)人工誘導(dǎo)染色體加倍選擇單倍體純合二倍體優(yōu)良品種2.突變體的利用①原理：在植物的組織培養(yǎng)過程中，由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷增殖的狀態(tài)，因此它們?nèi)菀资艿脚囵B(yǎng)條件和誘變因素（如射線、化學(xué)物質(zhì)等）的影響而產(chǎn)生突變。從產(chǎn)生突變的個(gè)體中可以篩選出對人們有用的突變體，進(jìn)而培育成新品種②利用：篩選出有用的突變體，培育新品種。如培育抗病、抗鹽、含蛋白質(zhì)含量高、高產(chǎn)的新品種植物③流程：外植體愈傷組織突變體新品種脫分化誘變處理誘導(dǎo)分化篩選培育④優(yōu)點(diǎn)：可以得到抗鹽、抗病、高產(chǎn)以及蛋白質(zhì)含量高的突變體⑤實(shí)例：抗花葉病毒的甘蔗、抗鹽堿的煙草等三、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)紅豆杉（拉丁學(xué)名：Taxuschinensis(Pilger)Rehd.），是紅豆杉屬的植物的通稱。該屬約11種，分布于北半球。中國有4種1變種。紅豆杉屬于淺根植物，其主根不明顯、側(cè)根發(fā)達(dá)，是世界上公認(rèn)瀕臨滅絕的天然珍稀抗癌植物，是經(jīng)過了第四紀(jì)冰川遺留下來的古老孑遺樹種，在地球上已有250萬年的歷史。由于在自然條件下紅豆杉生長速度緩慢，再生能力差，所以很長時(shí)間以來，世界范圍內(nèi)還沒有形成大規(guī)摸的紅豆杉原料林基地（1）細(xì)胞產(chǎn)物的種類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，在整個(gè)生命過程中一直進(jìn)行。初生代謝物包括蛋白質(zhì)、脂肪、糖類和核酸等②次生代謝物：次生代謝不是生物生長所必需的，一般在特定組織或器官和特定條件下進(jìn)行。次生代謝物包括酚類、萜類和含氮化合物等小分子有機(jī)化合物注意：次生代謝物含量低，在植物抗病、抗蟲等方面發(fā)揮作用，也是很多藥物、香料和色素等的重要來源（2）技術(shù)：植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)（3）操作流程：外植體愈傷組織細(xì)胞懸液細(xì)胞產(chǎn)物脫分化分散開發(fā)酵、提?。?）實(shí)例：人參、三七、紫草和紅豆杉等的細(xì)胞產(chǎn)物都已實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)拓展神奇的人工種子人工種子是以植物組織培養(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，在適宜條件下能萌發(fā)長成幼苗。人工種子是天然種子的替代品，克服了天然種子的缺陷，保持親本的優(yōu)良性狀，不受季節(jié)、氣候、地域的限制【注意】若是由二倍體植物的花粉或者三倍體植物的營養(yǎng)器官培養(yǎng)得到的人工種子發(fā)育來的植株是不可育的，若是由二倍體植物的莖尖、根尖等營養(yǎng)器官培養(yǎng)得到的人工種子發(fā)育來的植株是可育的人工種子的結(jié)構(gòu)課堂練習(xí)1.下列有關(guān)植物細(xì)胞工程應(yīng)用的敘述，錯(cuò)誤的是()A.人工種子包埋胚狀體的膠質(zhì)可以看作自然種子的種皮B.在紫草素的細(xì)胞產(chǎn)物工廠化生產(chǎn)的過程中使用的是液體培養(yǎng)基C.對愈傷組織進(jìn)行誘變處理，從分化的植株中可篩選出新品種D.利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育的脫毒苗具有不含或很少含病毒的特點(diǎn)A2.如圖表示一人工種子，下列與人工種子培育生產(chǎn)過程有關(guān)的敘述，不正確的是()A.胚狀體是由未分化的、具有分裂能力的細(xì)胞構(gòu)成的B.人工種子一般用離體的植物細(xì)胞通過組織培養(yǎng)技術(shù)獲得C.圖中的胚狀體也可以是不定芽頂芽和腋芽D.同一批次的人工種子可以保證具有相同的基因型A3.明黨參是我國珍稀藥用植物，對其進(jìn)行保護(hù)性開發(fā)利用的恰當(dāng)?shù)姆椒ㄓ?)①利用細(xì)胞工程技術(shù)，實(shí)現(xiàn)藥用成分的工廠化生產(chǎn)②大規(guī)模培養(yǎng)愈傷組織，直接提取藥用成分③大規(guī)模栽培組織培養(yǎng)苗，獲取藥用成分④大規(guī)模采集自然界的明黨參，將其轉(zhuǎn)移到溫室中保護(hù)種植A.①② B.①③ C.①②③④ D.①②③D4.下列關(guān)于植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用,錯(cuò)誤的是(