2.1.2植物细胞工程的实际应用教学用

资料3 兰花因高雅美丽而深受人们喜爱。 兰花常用分根法和种子进行繁殖。在兰花的 常规繁殖中，遇到的 难题是：用分根法繁 殖速度缓慢，不利于 新品种的推广;用种子 繁殖又很困难，因为 兰花的种子十分微小， 胚很纤弱，种子几乎 没有储藏营养物质， 在发芽过程中很容易夭折。
一、植物繁殖的新途径
1. 微型繁殖 (1)、 微型繁殖技术：快速繁殖优良 品种的植物组织培养技术。 因此，也叫做快速繁殖技术。 (2)、 特点:
二 、作物新品种的培育
1、单倍体育种
过程
选择 亲本
有性 杂交 F1代
花粉离
体培养
单倍体 植 株 诱 变
选择所 需类型
优点
可 育 纯合子
染色体加倍
•后代都是纯合子，能稳定遗传
•明显缩短育种年限，加速育种进程
二 、作物新品种的培育
2、突变体的利用
产生：
植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处 于不断的分生状态，易受到培养条件和外界 压力的影响而产生突变
⑷、微型繁殖的应用的实例：
生菜
杨树
兰花
无籽西瓜
荷兰花卉
作物栽培
工业化生产
正文中讨论题
1.人们利用植物的微型繁殖技术来进行工厂 化育苗生产，这是利用了该项技术的哪些 特点？ 植物“微型”繁殖技术具有高效性和 可以保持种苗的优良遗传特性的优势。 工厂化大规模育苗生产正是利用了植 物“微型”繁殖技术的这两方面优势。利用 植物“微型”繁殖技术我们可以在短时间中 获得大量的优质种苗。
培育出的三倍体无子西瓜，具有无子、 含糖高、口感好等特点。 但因其不结种子， 每年必须用四倍体和 二倍体西瓜杂交培育 种子，不仅增加了生 产成本，也给无籽西 瓜的普及带来困难。
资料2 病毒引起的植物病害有500多种。 受害的植物包括粮食作物、蔬菜、果树和花卉， 如水稻、小麦、棉花、马铃薯、油菜、大蒜、 苹果、枣、唐菖蒲、兰花等。而且没有有效的 防治办法，只能拔除病株，造成很大的经济损 失。 病毒多集中在种子、老叶等器官中，在幼 嫩的器官和未成熟的组织中较少，在分生区几 乎不含病毒。
利用：
筛选对人们有利突变体,进而培育新品种
成就：
已筛选到抗病、抗盐、含高蛋白及高产的 突变体，如抗烟草花叶病毒的甘蔗。
三 细胞产物的工厂化生产
1.细胞产物种类： 蛋白质,脂肪,糖类,药物,香料,生物碱等
2.技术： 植物的组织培养
3.成就：
二 、作物新品种的培育 1.单倍体育种
复习 1 单倍体的概念: 是指由配子发育成的个体 单倍体的例子: 蜜蜂中的雄蜂是由未受精的卵发育来的单倍 体 . 多数植物都可通过花药或花粉来获得单倍体
二 、作物新品种的培育
1、单倍体育种 1.单倍体定义： 体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体 2.单倍体形成： 由配子不经过受精作用而直接发育成的个 体。例：蜜蜂中的雄蜂 3.单倍体植株的特点： 长得弱小，而且高度不育
植物体细胞杂交技术 过程 植物细胞的融合
植物细胞A
去 壁
植物组织培养
方法？
融合 完成 的 标志
原生质体A 原生质体B
去 壁
人 工 诱 导
融合的 原生质 体AB
杂种 细胞 脱 再 AB 分
生 出 细 胞 壁
化
愈 伤 组 织
再 分 化
杂 种 植 株
植物细胞B
促进融合 的方法？
资料1
科学家应用多倍体育种的方法，
3、神奇的人工种子
树木需生长数年 才能结出种子。
制种时需要占用 大量土地。
受季节、气候和 地域的限制。
优良杂交种后代会 因发生性状分离而 丧失优良特性。
如何克服缺陷？
3.神奇的人工种子 人工种子的概念
通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽、 顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装 得到的种子。
胚状体
3、神奇的人工种子 思考 设计人工种子制备技术的主要流程图
诱导植物愈伤组织 ↓ 体细胞胚的诱导 ↓ 体细胞胚的成熟 ↓ 体细胞胚的机械化包裹 ↓ 贮藏或种植
讨论 P40
优点： ①培植周期短 ②后代无性状分离 ③不受气候,季节和地域限制 ④可以很方便地贮藏和运输 人工种皮的有效成分：
加入适量的养分、无机盐、有机碳源以 及农药、抗生素、有益菌、植物生长调 节剂等。
生姜是药食两用的经济作物，具有栽培容易、产 量高、价格高等特点，近年在各地发展很快。但 是生姜在生产上长期采用无性繁殖，容易感染多 种病毒病，使生姜品质变差，叶子皱缩，生长缓 慢，一般减产30%～50%。
病毒容易沿植物体的维管组织传播， 而分生组织区中缺乏维管系统，因此不含 病毒。用做组织培养的植物材料可以是植 物体任何类型的组织细胞。怎样利用植物 组织培养技术解决？
原理？ 过程？
植物细胞工程的基本技术包括 植物组织培养技术和植物体细 胞杂交技术。
植物组织培养
外植体ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
离体的植物器官、组织或细胞 过程 脱分化
愈伤组织
再分化 根、芽
植物激素： 细胞分裂素、生长素
植物组织培养条件：
含有全部营养成分的 培养基、一定的温度、空 气、无菌环境、适合的PH、 适时光照等。
植物体
2 作物脱毒
作物脱毒的原因:
长期进行无性繁殖的作物，易积累感染的 病毒，导致产量降低，品质变差，而植物的分 生区一般不会感染病毒，用分生区的细胞进行 组织培养，就能得到大量的脱毒苗。
• 作物脱毒材料:分生区的细胞 • 作物脱毒方法:进行组织培养 • 结果:脱毒苗 • 成就:在马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝等作 物上已获得成功
在组织培养过程中，由愈伤组织再分化形 成的类似于胚的结构。
(1)特点:①可以保持优良品种的遗传特性 ；
②不受气候,季节和地域限制。 ③可以很方便地贮藏和运输 (2)技术:植物组织培养。 (3)原理:植物细胞的全能性 (4)产生途径： ①由已脱分化的外植体直接产生；
②由愈伤组织产生。
⑸ 结构：
人工种子的结构
保持亲本优良品种的遗传特性;
高效快速地实现种苗的大量繁殖.
⑶、优点：
①快速高效地实现种苗的大量繁殖； ②保持优良品种的遗传特性； ③繁殖速度快，周期短； ④不受自然生长季节的限制; ⑤可以有效挽救珍稀濒危的植物
⑥可以进行工厂化生产
讨论：该技术与传统繁殖技术相比，有何特点？
——愈伤组织可以传代培养，获得大量愈伤 组织，所以繁殖快速；（繁殖速度快） ——全过程中细胞进行有丝分裂，不涉及减 数分裂和受精作用，可以保持亲本优良特性； （高保真-无性繁殖） ——在室内生产，不受自然环境条件限制。