第一節(jié)植物細(xì)胞工程應(yīng)用（一）植物繁殖的新途徑1、快速繁殖（1）概念（2）流程（3）優(yōu)點（4）實例2、作物脫毒（1）脫毒原因（2）脫毒方法（3）實例（4）優(yōu)點1、快速繁殖目前，荷蘭的蘭花生產(chǎn)已經(jīng)發(fā)展成為舉世聞名的蘭花產(chǎn)業(yè)。我國組織培養(yǎng)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于蘭花種苗的規(guī)?；敝常沟妹F的蘭花價格大幅下降。20世紀(jì)60年代，荷蘭科學(xué)家成功地利用組織培養(yǎng)技術(shù)來培育蘭花。1、快速繁殖用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)，被人們形象地稱為植物的快速繁殖技術(shù)，也叫作微型繁殖技術(shù)。（1）概念（2）流程外植體脫分化愈傷組織再分化長出根、芽等試管苗1、快速繁殖高效、快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖。保持優(yōu)良品種的遺傳特性。不受自然生長季節(jié)的限制培養(yǎng)周期短（3）優(yōu)點（4）實例提供苗木。甘蔗、桉樹和鐵皮斛等試管苗的生產(chǎn)，已經(jīng)形成規(guī)模。鐵皮石斛的產(chǎn)業(yè)化育苗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。（1）脫毒原因（2）脫毒方法無病毒組織(如莖尖組織)脫分化愈傷組織再分化長出根、芽等脫毒苗植物頂端分生區(qū)附近（如莖尖）的病毒極少，甚至無病毒。注：脫毒苗不等于抗毒苗。

與微型繁殖相比較，二者無本質(zhì)區(qū)別，只是取材部位不同。（3）實例脫毒草莓普通草莓已在馬鈴薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠蘿和香蕉等許多作物上獲得成功脫毒作物的產(chǎn)量和品質(zhì)明顯優(yōu)于沒有脫毒的作物（4）優(yōu)點（二）作物新品種的培育1、單倍體育種（1）流程（2）優(yōu)點（3）用途（4）實例2、突變體的利用（1）原理（2）流程（3）實例1、單倍體育種（1）流程單倍體育種包括花藥離體培養(yǎng)、人工誘導(dǎo)染色體加倍和選擇。1、單倍體育種（1）流程花藥脫分化愈傷組織再分化長出根、芽等單倍體植株純合二倍體秋水仙素處理選擇優(yōu)良品種1、單倍體育種（2）優(yōu)點能培育出遺傳性狀相對穩(wěn)定的二倍體植株；大大地縮短了育種的年限，節(jié)約了大量的人力和物力。（3）用途①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隱性性狀容易顯現(xiàn)，因此，它也是進(jìn)行體細(xì)胞誘變育種和研究遺傳突變的理想材料。1、單倍體育種（4）實例單育1號煙草、水稻、玉米、油菜、甘藍(lán)和甜椒等作物。單育1號煙草水稻2、突變體的利用（1）原理在植物組織培養(yǎng)過程中，由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷增殖的狀態(tài)，因此容易受到培養(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）流程外植體脫分化愈傷組織再分化多種突變體新品種篩選培育誘變處理2、突變體的利用（3）實例已篩選出抗病、抗鹽、高產(chǎn)以及蛋白質(zhì)含量高的突變體。有些品種已用于生產(chǎn)，如抗花葉病毒的甘蔗、抗鹽堿的煙草。（三）細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)1、次生代謝物2、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)的的原因及方法3、植物細(xì)胞培養(yǎng)及其流程、意義4、實例1、次生代謝物概念植物代謝產(chǎn)生的一些一般認(rèn)為不是植物基本的生命活動所必需的產(chǎn)物——次生代謝物。次生代謝物是一類小分子有機化合物（如酚類、萜類和含氮化合物等）?；瘜W(xué)本質(zhì)1、次生代謝物作用在植物的抗蟲、抗病等方面發(fā)揮作用，也是很多藥物、香料和色素等的重要來源。含量很低，從植物組織中提取會大量破壞植物資源，有些產(chǎn)物又不能或難以通過化學(xué)合成途徑得到。特點相關(guān)信息初生代謝初生代謝是生物生長和生存所必需的代謝活動，因此整個生命過程中它一直進(jìn)行著。初生代謝物有糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸等。次生代謝不是生物生長所必需的，一般在特定的組織或器官中，并在一定的環(huán)境和時間條件下才進(jìn)行。次生代謝2、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)的的原因及方法由于植物細(xì)胞的次生代謝物含量很低，從植物組織中提取會大量破壞植物資源，有些產(chǎn)物又不能或難以通過化學(xué)合成途徑得到。原因方法利用植物細(xì)胞培養(yǎng)來獲得目標(biāo)產(chǎn)物，即目標(biāo)次生代謝物，這個過程就是細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。3、植物細(xì)胞培養(yǎng)及其流程、意義概念植物細(xì)胞培養(yǎng)是指在離體條件下對單個細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行培養(yǎng)使其增殖的技術(shù)。植物細(xì)胞培養(yǎng)需要在液體培養(yǎng)基（培養(yǎng)液）（原因是使培養(yǎng)物與營養(yǎng)物質(zhì)充分接觸，提高營養(yǎng)物質(zhì)的利用率）中培養(yǎng)。流程外植體脫分化愈傷組織篩選、培養(yǎng)、提取細(xì)胞產(chǎn)物振蕩分散細(xì)胞懸液3、植物細(xì)胞培養(yǎng)的概念、流程及優(yōu)點優(yōu)點不占用耕地，幾乎不受季節(jié)、天氣等的限制，因此對于社會、經(jīng)濟、環(huán)境保護(hù)具有重要意義。4、實例紫草寧、紫杉醇、人參皂苷的植物細(xì)胞工程產(chǎn)品。紫草紅豆杉4、實例20~30天少多人參細(xì)胞發(fā)酵罐人參皂苷的工廠化生產(chǎn)栽培6~7年的人參一種植物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器外植體愈傷組織試管苗脫分化再分化植株作物脫毒選擇頂端分生組織快速繁殖單倍體育種選擇花藥進(jìn)行誘變突變體的利用分散后懸浮培養(yǎng)3.細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)2.植物新品種的培育1.植物繁殖的新途徑篩選總結(jié)：植物細(xì)胞工程的應(yīng)用一、概念檢測1.運用植物細(xì)胞工程技術(shù)可以培育單倍體植株和進(jìn)行細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。判斷下列相關(guān)表述是否正確。(1)用花藥培養(yǎng)得到單倍體植株需要用到植物組織培養(yǎng)技術(shù)。()(2)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)主要是利用促進(jìn)細(xì)胞生長的培養(yǎng)條件,提高了單個細(xì)胞中次生代謝物的含量。()2.生產(chǎn)中培育香蕉脫毒苗常用的方法是()A.人工誘導(dǎo)基因突變B.選擇優(yōu)良品種進(jìn)行雜交C.進(jìn)行遠(yuǎn)緣植物體細(xì)胞雜交D.取莖尖分生組織進(jìn)行組織培養(yǎng)√×D二、拓展應(yīng)用1.紫色非甜玉米(基因型為AASuSu)和白色甜玉米(基因型為aasusu)雜交(Su和su代表一對等位基因),得到的F1(AaSusu)再進(jìn)行自交,F2會有紫色甜玉米的表型產(chǎn)生。如果運用常規(guī)育種方法,應(yīng)該如何篩選出純合的紫色甜玉米?如果利用花藥培養(yǎng)的技術(shù),又應(yīng)該怎樣做呢?請你設(shè)計相關(guān)實驗的思路。F2中的紫色甜玉米的基因型可能為Aasusu或AAsusu。在常規(guī)育種工作中，一般將獲得的紫色甜玉米進(jìn)行連續(xù)自交，即將每次自交后代中的紫色甜玉米選育后再進(jìn)行自交，直至自交后代中不再出現(xiàn)白色甜玉米為止。這種方法比較煩瑣,耗時也較長。其實在F1產(chǎn)生的花粉中就可能有Asu的組合,如果利用花藥培養(yǎng)的技術(shù)獲得單倍體植株,再經(jīng)過誘導(dǎo)染色體加倍,就可以直接得到紫色甜玉米的純合體。這種方法可以大大縮短育種周期?！咎崾尽糠e極探索其他的繁育途徑。例如，研究如何利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)繁育甜葉菊，研究內(nèi)容涉及植物組織培養(yǎng)材料的選擇，培養(yǎng)基配方的優(yōu)化，提高試管苗移栽成活率的方法等，最終目的是建立一套利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)繁育甜葉菊的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)體系，實現(xiàn)甜葉菊種苗的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。二、拓展應(yīng)用2.甜葉菊是一種菊科植物，植株中所含甜菊糖的甜度是蔗糖的300倍左右，而它的熱量卻很低，所以它逐漸成為一些用糖行業(yè)歡迎的新糖源。甜葉菊的種子小，發(fā)芽率低，種子繁殖遺傳性狀不穩(wěn)定；而扦插植株的根系弱，且需要原始材料多，這些都會限制甜葉菊的生產(chǎn)。假如你是某甜葉菊生產(chǎn)公司的項目負(fù)責(zé)人，該公司當(dāng)前運行狀況良好，但一直未能解決種子發(fā)芽率低的問題，為了提高公司的甜葉菊繁育效率，你應(yīng)該如何作出決策，并請說出理由。1.植物組織培養(yǎng)技術(shù)在科學(xué)研究和生產(chǎn)實踐中得到了廣泛的應(yīng)用。回答下列問題。(1)植物微型繁殖是植物繁殖的一種途徑。與常規(guī)的種子繁殖方法相比，這種微型繁殖技術(shù)的特點有

(答出2點即可)。(2)通過組織培養(yǎng)技術(shù)，可將植物組織細(xì)胞培養(yǎng)成胚狀體，再通過人工種皮(人工薄膜)包裝得到人工種子(如圖所示)，這種人工種子在適宜條件下可萌發(fā)生長。人工種皮具備透氣性的作用是

。人工胚乳能夠為胚狀體生長提供所需的物質(zhì)，因此應(yīng)含有植物激素、

和

等幾類物質(zhì)。

課堂隨練能保持植物原有的遺傳特性，繁殖速度快有利于胚狀體進(jìn)行呼吸作用礦質(zhì)元素糖

植物組織培養(yǎng)技術(shù)在科學(xué)研究和生產(chǎn)實踐中得到了廣泛的應(yīng)用。回答下列問題。(3)用脫毒苗進(jìn)行繁殖,可以減少作物感染病毒。為了獲得脫毒苗，可以選取植物的

進(jìn)行組織培養(yǎng)。(4)植物組織培養(yǎng)技術(shù)可與基因工程技術(shù)相結(jié)合獲得轉(zhuǎn)基因植株。將含有目的基因的細(xì)胞培養(yǎng)成一個完整植株的基本程序是

(用流程圖表示)。

課堂隨練莖尖培養(yǎng)含目的基因的細(xì)胞愈傷組織植株誘導(dǎo)分化2.花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定劑量的紫外線處理黑芥原生質(zhì)體可使其染色體片段化，并喪失再生能力。再利用此原生質(zhì)體作為部分遺傳物質(zhì)的供體與完整的花椰菜原生質(zhì)體融合，以獲得抗黑腐病雜種植株。流程如下圖。據(jù)圖回答下列問題：（1）過程①所需的酶是___________________。纖維素酶和果膠酶據(jù)圖回答下列問題：（2）過程②后，在顯微鏡下觀察融合的活細(xì)胞中有供體的_________存在，這一特征可作為初步篩選雜種細(xì)胞的標(biāo)志。葉綠體據(jù)圖回答下列問題：（3）原生質(zhì)體培養(yǎng)液中需要加入適宜濃度的甘露醇以保持一定的滲透壓，其作用是______________________。原生質(zhì)體經(jīng)過_________再生，進(jìn)而分裂和脫分化形成愈傷組織。保持原生質(zhì)體完整性細(xì)胞壁據(jù)圖回答下列問題：（4）若分析再生植株的染色體變異類型，應(yīng)剪取再生植株和________________________________植株的根尖，通過______、_______、染色和制