專題2細(xì)胞工程2.1.2植物細(xì)胞工程的實際應(yīng)用植物細(xì)胞工程的實際應(yīng)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(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)1、微型繁殖一、植物繁殖的新途徑植物組織培養(yǎng)車間1、微型繁殖一、植物繁殖的新途徑（1）概念：

應(yīng)用組織培養(yǎng)技術(shù)，快速繁殖植物技術(shù)（也叫快速繁殖技術(shù)）

1、微型繁殖1、植物繁殖的新途徑①繁殖速度快，繁殖率高，可大批量生產(chǎn)②因為是無性繁殖，能保持親本的優(yōu)良性狀，沒有基因重組③不受自然生長季節(jié)的限制（因為在具有一定人工設(shè)施的室內(nèi)生產(chǎn)）。④取材少，培養(yǎng)周期短，便于自動化管理。（2）優(yōu)點：2、作物脫毒無性繁殖的作物，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。植物分生區(qū)（如莖尖）病毒極少。切取莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)，可獲得脫毒苗。脫毒草莓一、植物繁殖的新途徑材料:方法:結(jié)果:優(yōu)點：實例：2、作物脫毒一、植物繁殖的新途徑分生區(qū)的細(xì)胞進(jìn)行組織培養(yǎng)脫毒苗使農(nóng)作物不會或極少感染病毒馬鈴薯、草莓、甘蔗、菠蘿、香蕉等3、人工種子一、植物繁殖的新途徑樹木需生長數(shù)年才能結(jié)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？種子的結(jié)構(gòu)自然種子胚種皮胚乳胚芽胚根胚乳種皮外植體愈傷組織長芽生根幼苗/胚狀體脫分化再分化體細(xì)胞胚的成熟機(jī)械包裝

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

3、人工種子一、植物繁殖的新途徑（1）人工種子的概念：3、人工種子（2）組成：（3）優(yōu)點：保留優(yōu)良性狀時間短，占地少不受氣候、季節(jié)、地域的限制一、植物繁殖的新途徑（或不定芽、頂芽、腋芽）由已脫分化的外植體或愈傷組織分化產(chǎn)生

人工種皮是保證包裹在其中的胚狀體順利生長成小植株的關(guān)鍵部分，請?zhí)接懭斯しN皮中應(yīng)該具有的有效成分是什么？為了促進(jìn)胚狀體的生長發(fā)育，我們還可以向人工種皮中加入哪些物質(zhì)？問題

針對植物種類和土壤等條件，在人工種子的包裹劑中還可以加入適量的養(yǎng)分、無機(jī)鹽、有機(jī)碳源以及農(nóng)藥、抗生素、有益菌等。為了促進(jìn)胚狀體的生長發(fā)育，還可以向人工種皮中加入一些植物生長調(diào)節(jié)劑—植物激素。例：下圖為一人工種子。下列與人工種子培育過程的有關(guān)敘述中不正確的是（）A．人工種子一般是用離體的植物細(xì)胞通過組織培養(yǎng)技術(shù)獲得B．胚狀體是由愈傷組織分化而成，離體細(xì)胞只有形成愈傷組織才能表現(xiàn)出全能性C．同一批次人工種子可以保證具有相同的基因型D．胚狀體是由未分化的，具有分裂能力細(xì)胞構(gòu)成DP：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常規(guī)選育優(yōu)良品種需5～6年?；ㄋ庪x體培養(yǎng)單倍體幼苗AABBAAbbaaBBaabb原理：染色體組成倍減少，再經(jīng)秋水仙素加倍后得到純種。AABB×AaBbaabb

ABAbaBAb基因型單倍體育種ABAbaBab親本雜交秋水仙素處理F1P配子單倍體幼苗純合體秋水仙素性狀穩(wěn)定的純合體植株花藥離體培養(yǎng)染色體加倍過程：1、單倍體育種方法：花藥離體培養(yǎng)

秋水仙素處理原理：

染色體變異植物細(xì)胞的全能性技術(shù)：組織培養(yǎng)獲得單倍體秋水素處理單倍體的幼苗，使染色體加倍優(yōu)點：明顯縮短了育種年限后代穩(wěn)定遺傳（都為純合子）二、作物新品種的培育（1）產(chǎn)生原因:植物組織培養(yǎng)過程中，由于培養(yǎng)細(xì)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（射線、化學(xué)物質(zhì)）的影響而產(chǎn)生突變（2）利用:篩選對人們有利突變體,進(jìn)而培育新品種（3）原理：基因突變和植物細(xì)胞的全能性2、突變體的利用（體細(xì)胞誘變育種）二、作物新品種的培育組織培養(yǎng)過程受外界影響突變體篩選有利突變體培育新品種抗病、抗鹽、含高蛋白、高產(chǎn)。白三葉草愈傷組織（4）過程：二、作物新品種的培育2、突變體的利用常見育種方式比較方法原理原因?qū)嵗齼?yōu)點雜交育種基因重組非同源染色體上的非等位基因自由組合抗倒伏抗銹病小麥集中優(yōu)良性狀誘變育種基因突變?nèi)斯し椒ㄊ笵NA復(fù)制過程發(fā)生差錯青霉素高產(chǎn)菌株提高變異頻率，出現(xiàn)新性狀單倍體育種染色體變異秋水仙素處理單倍體使其染色體加倍小麥新品種縮短育種年限,得到純合體多倍體育種染色體變異秋水仙素處理使染色體加倍無籽西瓜器官大，營養(yǎng)成分含量高細(xì)胞工程育種染色體變異實現(xiàn)不同種植物之間的核質(zhì)融合白菜-甘藍(lán)克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙基因工程育種基因重組將不同生物的基因拼接在一起抗蟲棉目的性強，打破物種界限細(xì)胞產(chǎn)物：蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥物、香料、生物堿等。6～7年人參皂甙干粉20～30天發(fā)酵罐三、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)紅豆杉與紫杉醇植物繁殖的新途徑作物新品種的培育微型繁殖作物脫毒人工種子植物細(xì)胞工程的實際應(yīng)用單倍體育種突變體的利用細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)本節(jié)課內(nèi)容小結(jié)1．馬鈴薯利用它的塊莖進(jìn)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(jìn)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(jìn)行雜交B．進(jìn)行遠(yuǎn)緣植物體細(xì)胞雜交C．利有芽尖進(jìn)行組織培養(yǎng)D．人工誘導(dǎo)基因突變c2.人參皂苷干粉可以通過下列何種技術(shù)獲得（）A．雜交育種B．植物細(xì)胞培養(yǎng)C．多倍體育種D．單倍體育種B鞏固練習(xí)3．將花粉細(xì)胞單倍體技術(shù)培養(yǎng)成幼苗時，下列條件不需要的是（）A．具有完整細(xì)胞核的細(xì)胞B．一定營養(yǎng)化物質(zhì)和植物激素C．離體培養(yǎng)D．導(dǎo)入目的基因D4.下列屬于植物的微型繁殖技術(shù)的是（）A．蘭花芽尖組織培養(yǎng)成蘭花幼苗B．水稻種子萌發(fā)并長成新個體C．扦插的葡萄枝長成新個體D．柳條芽發(fā)育成枝條A鞏固練習(xí)5、植物的微型繁殖技術(shù)是指 （）

A．植物體細(xì)胞雜交技術(shù)

B．嫁接

C．營養(yǎng)繁殖

D．植物組織培養(yǎng)6、科學(xué)工作者把胡蘿卜的韌皮部細(xì)胞分離出來，將單個細(xì)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7．用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，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8．下列四個選項中沒有采取植物組織培養(yǎng)技術(shù)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9.甘薯種植多年后易積累病毒而導(dǎo)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(xì)胞的（）

A.有絲分裂 B.分化

C.減數(shù)分裂 D.全能性10.植物組織培養(yǎng)是克隆植物的一種方法，過程如圖所示，回答相應(yīng)的問題：(1)為了獲得脫毒植株，外植體往往取自植物的花芽、葉芽等處的分生組織，其原因_______________________。(2)培養(yǎng)皿中的培養(yǎng)基除添加營養(yǎng)物質(zhì)外，還需要添加植物激素，其目的是誘導(dǎo)外植體________________。(3)在生產(chǎn)實踐中為獲得大量的細(xì)胞產(chǎn)物如：紫杉醇，可將①_____放入液體培養(yǎng)基中，經(jīng)機(jī)械作用分散成單個細(xì)胞，制備成細(xì)胞懸浮液，再經(jīng)過___即可獲得大量細(xì)胞。(1)這些部位病毒極少(2)脫分化和再分化(3)愈傷組織細(xì)胞分裂(4)植物