植物细胞工程与育种
作物育种12细胞工程育种(2学时)
优良品种
利
细胞组织培养
用
R0
体
细 胞
R1群体
无 性 系
改良的体 互交测试 细胞无性系
确定遗传方式
变
田间试验
异
遗传稳定性测试
育
种
多点田间试验
的
育成新品系
技
继续田间试验,种子繁殖
术
区域试验
路
பைடு நூலகம்
线
审定
投入生产
在作物改良上的应用
➢雄性不育突变体 ➢抗病 ➢耐盐 ➢耐旱 ➢抗除草剂 ➢抗氨基酸或氨基酸类似物
1 组织培养之前的变异及其选择
有些变异发生在植株的某一部分组织的 细胞中，需将这部分变异的细胞从植株 上分离下来进行培养，使之再生植株。
2 组织培养期间的变异及其选择
在组培过程中, 对培养物施加某种处理,
使之发生变异后再进行选择。
3 组织培养后的选择鉴定
培养基中不含有特定的选择因子， 但含有诱变剂，由此产生的再生植株 可能出现优异变异。
5 突变体的筛选
一步筛选法：
将培养物接种在含有最低全部致死剂量的培养基 上，表现出生长的培养物再转移到含有抑制剂的 新鲜培养基上，使野生细胞（不抗细胞）完全不 可能生长，从而筛选出能生长的（耐）抗性细胞 系。 缺点：在超过最低致死浓度时，细胞会死亡或出 现单个细胞不能生存。
• 多步筛选法：
先用半致死剂量对细胞进行筛选，每次继代 时将上代能生长的细胞系继代到筛选及浓 度提高的新鲜培养基上，最终筛选出在抑 制剂超过全部致死浓度时也能旺盛生长的 细胞系。
1 通过胚拯救克服远缘杂种夭亡 2 提高远缘杂种成苗率 3 种子拯救 4 打破种子休眠
细胞工程育种技术的原理和应用
细胞工程育种技术的原理和应用1. 引言细胞工程育种技术是一种利用细胞和分子生物学方法进行育种的新兴技术。
它结合了细胞培养、基因编辑和遗传改良等技术，可以通过调控细胞的遗传信息和功能来改良植物和动物的性状，从而实现对生物体的精细控制和育种。
2. 细胞工程育种技术的原理细胞工程育种技术的原理基于对细胞的遗传信息和功能的调控。
它主要包括以下几个步骤：2.1 细胞培养细胞培养是细胞工程育种技术的基础。
通过将目标动植物的细胞分离培养在含有营养物质和生长因子的培养基中，可以促进细胞的生长和分裂。
细胞培养可以提供大量的细胞材料，为后续的基因编辑和遗传改良提供了基础。
2.2 基因编辑基因编辑是细胞工程育种技术的关键一步。
通过利用CRISPR/Cas9等基因编辑工具，可以精确地修改细胞中的基因序列。
基因编辑可以实现对目标性状相关基因的敲除、添加或修饰，从而改变生物的性状。
基因编辑技术的出现极大地提高了育种的效率和精度。
2.3 遗传改良遗传改良是细胞工程育种技术的核心目标。
通过对细胞的遗传信息和功能的调控，可以实现对目标性状的改良。
遗传改良的方法包括基因敲除、基因添加、基因修饰等。
细胞工程育种技术的优势在于可以针对特定性状进行选择，提高育种的效率和准确性。
3. 细胞工程育种技术的应用细胞工程育种技术在农业、医学和环境保护等领域都有广泛的应用。
3.1 农业领域在农业领域，细胞工程育种技术可以用于改良作物的抗病性、逆境适应性、产量和品质等性状。
通过基因编辑和遗传改良，可以实现对作物中有害基因的敲除、抗虫、抗草等基因的添加，从而提高作物的产量和品质。
3.2 医学领域在医学领域，细胞工程育种技术可以用于基因治疗、干细胞治疗和组织工程等领域。
通过基因编辑和遗传改良，可以修复人体细胞中存在的疾病相关基因，实现对疾病的治疗和预防。
此外，细胞工程育种技术还可以用于干细胞的培养和定向分化，以及组织工程的构建和器官的再生。
3.3 环境保护领域在环境保护领域，细胞工程育种技术可以用于改良生物体对环境污染的敏感性。
作物育种学：细胞工程与作物育种
4 培养系统的选择
A 器官发生系统：
再生植株由愈伤组织直接分化而成。通 常,外植体先形成愈伤组织，再由愈伤组织 的一部分形成类似生长锥的分化物，进而 发育成幼芽；另一部分愈伤组织则分化成 幼根，这两部分进一步发育和联合即形成 一个新的植株。
B 胚胎发生系统：ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
外植体首先形成愈伤组织，再由愈伤组织 分化出类似于种子胚的胚状体，胚状体进 一步发育成熟而形成完整植株。
植物原生质体：用一定方法脱 去细胞壁的裸露原生质团。
一）原生质体的分离
分离方法
机械分离 酶分离
影响原生质体分离的因素
➢材料来源 ➢渗透压 ➢酶 ➢分离培养基 ➢培养条件 ➢组织前处理
原生质体的收集、纯化和活力测定
二）原生质体培养
原生质体计数
三）细胞融合（体细胞杂交）
Plant Cell Tiss Org Cult 2009
组织培养在育种中如何应用？ 如何利用细胞工程创造变异？
二、原生质体培养和体细胞 杂交
体细胞杂交和有性杂交
• 不是雌雄配子间的结合 • 完整遗传物质体细胞的融合 • 双亲染色体数的总和及全部细胞质
体细胞杂交的特点
可以在有性杂交困难的作物之间杂交成功, 扩展这些作物的育种资源，并有可能利用 融合之后的染色体消减和重组过程获得崭 新的体细胞杂种
缺点：由于细胞对抑制剂存在生理适应，在 去除抑制剂后，会出现抗性消失。
优良品种
利
细胞组织培养
用
R0
体
细 胞
R1群体
无 性 系
改良的体 互交测试 细胞无性系
确定遗传方式
变
田间试验
异
遗传稳定性测试
育
种
植物细胞工程与育种-苏教版选修3现代生物科技专题教案
植物细胞工程与育种-苏教版选修3 现代生物科技专题教案一、教学目标1.理解植物细胞工程技术的定义和本质；2.掌握植物细胞工程基本技术的操作方法；3.理解植物基因工程的基本原理；4.了解植物育种中常用的基因改良与选择育种方法。
二、教学重点与难点1.理解植物细胞工程技术的本质；2.掌握植物基因工程的基本原理；3.掌握植物细胞工程基本技术操作方法。
三、教学内容1. 植物细胞工程技术的定义和本质植物细胞工程技术是指通过外源DNA导入植物细胞体内，利用农杆菌或基因枪等载体方法将外源基因导入植物细胞内，从而改变植物的遗传特性，实现植物的改良。
植物细胞工程技术是现代生物技术的一项重要技术，可以广泛应用于植物育种、基因功能研究等领域。
2. 植物细胞工程基本技术的操作方法植物细胞工程技术的核心是基因的导入和表达。
植物细胞工程的基本操作步骤包括:1.外源基因载体的构建和筛选；2.外源基因的导入；3.外源基因在植物体内的表达；4.转基因植物的产生。
这些步骤需要结合许多基本技术，例如PCR，酶切，电泳等。
3. 植物基因工程的基本原理植物基因工程是指利用外源DNA技术来改变植物基因和表现。
基因工程的步骤包括：1.外源DNA的导入；2.外源DNA和宿主DNA的结合；3.转录和转录后修饰；4.翻译和翻译后修饰；5.蛋白质的功能表现。
植物基因工程技术可以用于植物的抗性、高产、抗逆性等方面的改良。
4. 植物育种中常用的基因改良与选择育种方法植物育种是指通过选择和改良植物遗传特性，以增加产量、提高质量、提高品种适应性等方法来改良和培育新品种的过程。
常用的基因改良和选择育种方法包括：1.外源基因的导入；2.基因组编辑技术；3.杂种优势利用；4.回交法；5.遗传多样性利用。
四、教学方法1.讲授法：讲解植物细胞工程和基因工程的基本原理；2.示范法和实验法：进行基础操作示范和实验教学；3.问答法：引导学生思考和解决教学中遇到的问题。
五、教学评估通过本课程的教学，学生应当掌握植物细胞工程技术的定义、本质，掌握植物细胞工程基本技术的操作方法，理解植物基因工程的基本原理，并了解植物育种中常用的基因改良和选择育种方法。
第十五章 细胞工程与作物育种
第十五章细胞工程与作物育种1.概念：植物细胞工程是以植物组织和细胞培养技术为基础发展起来的一门学科。
它以细胞为基本单位，在体外条件下进行培养、繁殖或人为地使细胞某些生物学特性按人们的意愿生产某种物质的过程。
利用细胞工程技术已培育出一些大面积推广的品种，如：“华双3号”油菜、“京花3号”小麦、“中花8号”水稻等。
2.植物细胞全能性是植物细胞工程的理论基础。
植物细胞工程的应用在20世纪60年代就已受到重视，在70年代才进入高潮。
第一节植物的细胞和组织培养技术一、培养基及其组成(一)培养基的种类和特点常用的培养基有MS、B5、White、N6、KM-8p\SH等，它们的成分见表15-1。
①MS培养基的无机盐和离子浓度较高，养分平衡，是目前使用最多的培养基。
②B5含有较低的铵离子，这个成分可能对很多培养物的生长有抑制作用。
③White的无机盐含量较低，适于生根培养。
④KM-8p主要用于原生质体培养。
⑤N6是花药培养中常用的培养基。
(二)培养基的成分培养基中都应包括植物生长必需的16种营养元素和某些生理活性物质，为三大类，即无机营养物、有机物质和植物生长调节物质(表15—2)。
二、培养基的配制(一)母液的配制为了减少配制培养基时每次称量药品的麻烦，减少极微量药品在每次称量时误差，一般先配制高浓度的储备液，即母液。
1.大量元素可配成10倍母液。
2.微量元素因为使用量低，一般配成100倍甚至1000倍母液，使用时每配制1L培养基从母液中取10m1或1ml，配制时应注意充分溶解后再依次混合。
3.第三种母液即铁盐，铁盐必须单独配制，若与其他元素混合易造成沉淀。
一般采用螯合铁，即FeSO4与EDTA钠盐的混合物，一般扩大200倍。
4.第四种母液为有机化合物母液，主要是维生素和氨基酸类物质，这类物质不能配成混合母液，一定要分别配成单独的母液，浓度为每毫升含0．1、1、10mg，使用时根据需要量取。
经常使用的培养基的成分见表15—1。
12.生物技术在植物育种中的应用
第1页，共103页。
一、细胞工程与作物育种
植物细胞工程是以植物组织和细胞培养技术为基础发展起来的一门学科。 它以细胞为基本单位，在体外条件下进行培养、繁殖或人为地使细胞某 些生物学特性按人们的意愿生产某种物质的过程。
细胞工程与作物遗传改良有着密切关系，利用细胞工程技术已培育出一些大 面积推广的品种。
第21页，共103页。
5、转化体的筛选和鉴定 转化体的筛选与鉴定是农作物转基因育种
中的一个关键问题。 ⑴转化体的筛选 外源目的基因在植物受体细
胞中的转化频率往往是相当低的，在数量庞大 的受体细胞群中，通常只有为数不多的一小部 分获得了外源DNA，而其中目的基因已被整合 到核基因组并实现表达的转化细胞则更加稀少。 为了有效地选择出这些真正的转化细胞，必要 使用特异性的选择标记基因进行标记。
从栽培面积上看，美国以4980万公顷遥遥领先，其次是阿 根廷、巴西和加拿大。
第7页，共103页。
转基因作物种植国家数量持续增加，从1996 年的6个，1998年的9个，2001年的13个， 到2003年由于巴西和菲律宾的加入，种植转 基因作物的国家总数达到了18个。
第8页，共103页。
2、我国转基因作物研究与利用概况 我国是世界上第一个商品化种植转基因作
体，还必须根据有关转基因产品的管理规定、 在可控制条件下进行安全性评价和大田育种 利用研究。
第24页，共103页。
转基因作物的生物安全性
由于转基因产品存在一定的风险，如转基因产品本身对人
类的毒害作用、转基因作物对环境的破坏性作用包括转入的
外源基因在环境中的扩散、对物种多样性的影响等，因此必 须从保障人类健康、发展农业生产和维护生态平衡与社会安全
育种课件第12章 植物细胞工程与育种
植物细胞工程（plant cell engineering）是以 植物组织和细胞培养技术为基础发展起来的一门学科。 它以细胞为基本单位，在体外（in vitro）条件下进行 培养、繁殖或人为地使细胞某些生物学特性按人们的意 愿生产某种物质的过程。
Control of in vitro culture
（4）花蕾和花药的预处理 对于有些物种，培养前对 花药和花蕾进行预处理，能显著提高培养效果。
Vegetative Generative
3 to 5°C
Microspore
Similar nuclei
3 to 5°C
Tobacco
10 5
5°C for 72 h Control
0 0 3 7 12 Days in Culture
2.7 单倍体细胞培养与植物育种 单倍体是高度不育的，需要进行加倍处
理才能应用。秋水仙素是常用的染色体加倍 药剂，可以用1%的秋水仙素对正处于对数 生长期的悬浮细胞进行处理，一般24h左右。 也可在固体培养基中加适当浓度的秋水仙素。
A品种 × B品种
↓
F1杂交种 ↓
小孢子培养或花药培养
单倍体培养
- less competition among microspores - no diploid anther walls - greater potential haploid plant production
Anther/Microspore Culture
2.2 单倍体育种的优点
（1）后代的快速纯合 在异花授粉作物中， 可用单倍体产生加倍单倍体（DH系），从中 筛选纯合自交系用于杂交制种。 （2）提高选择效率 如某一性状受一对基因 控制，F1采用花药或花粉培养，产生的后代 中AA个体占1/2，比常规杂交育种提高一倍。
细胞工程技术在作物育种中的应用
318摘要：细胞工程技术是近年来诞生的一种新型生物技术，在诞生伊始，就表现出了良好的发展潜能，各个国家纷纷将细胞工程技术应用在育种作业中，有效促进了农业科技的进步和发展。
本文就细胞工程技术在作物育种中的应用进行分析。
关键词：细胞工程技术；作物育种；应用中图分类号：S188 文献识别码：A 文章编号：1001-828X(2017)031-0318-01细胞工程是以细胞作为基本单位，在体外培养、繁殖或者人为的使细胞的生物学特性依照人们的要求而变化，进而改良和创造新品种，加快植物或者动物个体的繁殖速度，从而得到可以利用的物质。
它是一种新的育种技术，是在细胞水平上对植物进行操作[1]。
植物细胞工程技术在作物育种中得到应用后，取得了很大的突破和进展，研究出的新成果在农业生产上得到了广泛的应用,促进农业生产的进步与发展，下面将细胞工程技术在作物育种上的开发取得的进展情况进行简单介绍：一、组织培养在玉米育种上的应用组织培养需要在一种无菌环境下进行，让植物的组织和细胞在培养基上进行细胞分裂、愈伤组织分化与生长发育，重新生成新的植株。
培养细胞，使细胞能够再生，其目的是让外植体分离出愈伤组织，对体细胞建立起一套完整再生系统，进一步促进细胞工程和基因工程的遗传改良和转化,以及染色体工程的创新研究,这就需要对玉米组织细胞的培养技术进一步完善，并且逐渐达到精致和细密,所以我们要进行广泛而深入的研究。
近年来，国内外都有研究人员将染色体工程技术应用在农作物育种上，特别是在小麦育种方面，取得了突出的成就，美国、英国、法国已经成功借助于染色体工程技术，培育出山羊草、黑麦、偃麦草等新作物，并向其中导入白粉病、抗锈病、条斑花叶病抗病基因，提高了植株的抗病能力，部分品种已经实现了大面积生产[2]。
在我国，也成功利用染色体工程技术培养了小麦新品种，并在北方地区实现了推广和种植。
吉林师范大学、南京农业大学、中国科学院遗传研究所和武汉大学等单位，均研究并选育成功小黑麦、小偃麦、小簇麦的异附加系与水稻三体等系统材料。
植物细胞工程与育种
1972年卡尔森等通过两个烟草品种之间 原生质体的融合，获得了第一个体细胞杂种。
1978年梅尔彻斯(Melchers)等首次获得 了番茄和马铃薯的属间体细胞杂种——
“Potamato”。
目前，已得到栽培烟草与野生烟草、栽培 大豆与野生大豆、籼稻与野生稻、籼稻与粳稻、 小麦与鹅冠草等细胞杂种及其后代，获得了有 价值的新品系或育种上有用的新材料。
的结果。 (2)在________的方法下形成C细胞，杂种细胞D 生成的标志是形成________；由D形成E的过程 称为________，由D→F这项技术的生物学基础 是________；由E形成F的过程中细胞的增殖方 式为________。
(3)若“白菜—甘蓝”杂种植株为四倍体，则该 植株的花粉经离体培养得到的植株是________ 倍体，若用秋水仙素处理该花粉培养得到的植 株，则培育成的植株是________。(填“纯合子” 或“杂合子”) (4)“白菜—甘蓝”杂种植株的食用部分是叶， 但叶易受昆虫危害而影响产量，科学家又利用 基因工程培育出带有抗虫基因的“白菜—甘蓝” 植株，请你设计实验，检测此植株的抗虫基因 是否表达。
续分裂并长成完整植株的能力。原生质体在一定条 件下，除了能实现_诱__导__融__合__外，还能摄入_D_N__A__、
质粒、病毒、细菌、细胞器等外源物质，是植物细
胞工程进行遗传操作，如基因转移的良好材料。
3．植物体细胞杂交技术是一种非常有用的遗传 育种手段，可以克服不同种植物之间杂交的 _不__亲__和___障碍，实现远缘物种之间的核质组合， 从而获得新品种植株。 4．植物细胞工程在育种中成功应用的另一范例 是_单__倍__体__诱__导__与利用。单倍体植株的特点是植 株弱小且高度不育，但它们在育种中具有能缩 短_育__种__周__期__、获得纯系等重要意义。
细胞工程与作物育种
六、植物的快速繁殖：主要通过诱导茎芽形成 实现。
七、人工种子
Ca
细胞分裂素 生
Mg
赤霉素
长 调
S
脱落酸
节
乙烯
物
酵母提取物 质
椰子汁
水解洛蛋白
蛋白胨
成分不定物质
微量元素
Fe Co Zn Ni B Al Mn Mo Cu I
生长素作用: 诱导愈伤组织的形成，胚状体的 产生以及试管苗的生根，更重要的是配合一定 比例的细胞分裂素诱导腋芽及不定芽的产生。
生长素包括：2，4—三氯苯氧乙酸(2，4—D)、 萘乙酸(NAA)、吲哚丁酸(IBA)、吲哚乙酸(IAA)。
作用的强弱顺序:为2，4-D > 萘乙酸 ≥ 吲哚 丁酸 > 吲哚乙酸。
细胞分裂素作用：有促进细胞分裂和分化、 延迟组织衰老、增强蛋白质合成、抑制顶端 优势、促进侧芽生长及显著地改变其他激素 作用的特点。
细胞分裂素包括：激动素(KT)、6—苄基氨基 嘌呤(6－BA)、玉米素(ZT) 等。
单倍体培养
染色体加倍
重组纯合系 选择
重组了A和B品种 优点的纯系
田间试验
遗传稳定性测定 田间试验
新品系 品种
推广利用
单倍体细胞培养及育种技术
（四）单倍体诱导中存在的问题
产生单倍体的同时也产生二倍体或 多倍体；
白化苗难以避免； 产生褐化； 诱导频率偏低。
白化苗
三、幼胚培养与远缘杂交
愈伤组织
第二节 细胞和组织培养与作物育种
一、体细胞克隆变异及其育种利用 体细胞克隆（无性系）变异：是指植物组织
植物细胞工程与育种
主题二、植物体细胞杂交
阅读49页最后一段，以及50页积极思维思考：
什么是植物体细胞杂交？包括哪两个阶段？
依据的原理是什么？有何优点？
1）定义：用两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂 种细胞，且把杂种细胞培育成新的植物体的方法。
2）优点：克服远缘杂交不亲和障碍
3）两个阶段及原理：
植物细胞融合
细胞膜的流动性
1、植物快速繁殖（植 物克隆，珍稀、濒危 物种）
2、无性繁殖植物脱 毒幼苗的培养 材料:无病毒的茎尖 脱毒苗:切取茎尖进 行组织培养获得
3、人工种子 (1)培育过程： 植物组织培养诱导体细胞胚状体的
发生→胚胎发育同步化的控制→
(2)结构： 人工种皮的包埋等。
可使在自然条件下不结实或种子昂贵的 (3)优点： 植物得以繁殖；保持亲本的优良性状；
培育到什么阶段提 取？
小结
植 所采用技术 物 的理论基础 细 胞 工 通常采用的 程 技术手段
植物细胞的全能性 植物组织培养 植物体细胞杂交
1．在下列选项中，没有采用植物组织培养技术
的一项是 ( A )
A．利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，得到 多倍体植株
B．利用花药离体培养得到单倍体植株
C．利用基因工程培育抗棉铃虫的棉花植株
D．利用细胞工程培育“番茄一马铃薯”杂种植 株
植物细胞工程在小麦抗赤霉病育种中的应用
植物细胞工程在小麦抗赤霉病育种中的应用引言：小麦是我国主要的粮食作物之一，但由于赤霉病的侵袭，导致小麦产量大幅下降，严重影响粮食安全。
传统育种方法中，耐病性的提升十分困难，而植物细胞工程的出现为小麦抗赤霉病育种提供了新的途径。
本文将探讨植物细胞工程在小麦抗赤霉病育种中的应用，以及其带来的潜在益处。
一、植物细胞工程的基本原理植物细胞工程是利用植物细胞的生物学特性，通过基因工程技术进行改造和利用的过程。
它包括细胞的培养、细胞的遗传转化、基因的表达等步骤。
在小麦抗赤霉病育种中，常用的方法是通过转基因技术将抗病相关基因导入小麦细胞中，从而提高小麦对赤霉病的抗性。
二、植物细胞工程在小麦抗赤霉病育种中的应用1.基因克隆和表达通过克隆抗赤霉病相关基因，并将其导入小麦细胞中，可以增加小麦对赤霉病的抗性。
研究表明，抗赤霉病基因NLR和PR-1等基因的表达可以显著提高小麦对赤霉病的抗性。
植物细胞工程技术可以实现这些基因的高效表达，为小麦育种提供了新的手段。
2.基因编辑技术的应用近年来，基因编辑技术的发展使得科学家能够直接对小麦基因组进行修改，进一步提高小麦的抗赤霉病能力。
通过CRISPR/Cas9等基因编辑技术，可以精确地修改小麦基因组中与赤霉病抗性相关的基因，从而获得具有更强抗病性的小麦品种。
3.抗病基因的组合通过植物细胞工程技术，可以将多个抗赤霉病基因组合在一起，形成抗病基因堆栈，从而提高小麦的抗病能力。
研究表明，抗病基因的组合可以产生协同效应，使小麦对赤霉病的抵抗力更强。
植物细胞工程技术为这种基因组合提供了有效的手段。
三、植物细胞工程在小麦抗赤霉病育种中的益处1.提高育种效率相比传统育种方法，植物细胞工程技术可以大大提高育种效率。
通过基因克隆、基因编辑等技术，可以快速获得具有抗赤霉病能力的小麦品种，缩短育种周期。
2.增加抗病性稳定性由于赤霉病病原菌的变异性较大，传统育种方法往往难以获得具有稳定抗病性的小麦品种。
植物分子育种之细胞工程
genus
Media
同一物种不同基因型
同一基因型不同外植体
一、有机营养物（Organic co1m、p糖ounds）
*1902年Haberlandt试图离体培养绿色叶肉细胞以解决碳 源问题，但未能实现。因此离体培养必需依赖外来源。 * 常用碳源为蔗糖、果糖、葡萄糖，其中蔗糖是最常用的， 浓度为2－5％ 。 * 其它形式碳源有麦芽糖、半乳糖、甘露醇、乳糖 *** 高压灭菌和过滤灭菌对碳源的影响
根据细胞类型不同从强到弱：
营养生长中心 ＞ 形成层＞薄壁细胞＞厚壁细胞（木质化细胞） ＞特化细胞（筛管、导管细胞）
根据细胞所处的组织不同从强到弱：
顶端分生组织＞居间分生组织＞侧生分生组织＞薄壁组织（基 本组织） ＞厚角组织＞输导组织＞厚壁组织
细胞全能性
脱分化
细胞分裂
再分化
个体再生
细胞全能性的表达是通过细胞脱分化和再分化实现的，在大多 数情况下，脱分化是细胞全能性的前题，再分化是细胞全能性 表达的最终体现。
2、氮
含氮物质------维生素类物质和肌醇等 维生素类物质： 硫胺素---维生素B1 吡哆素---维生素B6 烟 酸---维生素B3 泛酸钙---维生素B5 肌 醇；水解酪蛋白（CH）；椰乳 （CM）；玉米乳；麦芽提取液（ME） 番茄汁（TJ）；酵母提取液（YE）
从分化的遗传控制角度讲，细胞分化是各个处于不同时空条 件下的细胞，基因表达与修饰差异的反应，所以，分化也可 以说是相同基因型的细胞由于基因选择性表达所反应的不同 表现型。
细胞分化中基因组变化： 基因表达产物及其调控与修饰是细胞分化的本质所在，越来 越多的研究显示，细胞分化主要受基因在转录水平和转录后 水平的调控，其中一些特异性蛋白质基因的表达调控在细胞 分化过程中起到了重要作用。
植物细胞工程与育种
课时2 植物体细胞杂交本部分内容以必修1、必修2和必修3中的相关内容为基础，特别是与细胞分裂、细胞分化、细胞全能性、植物激素等知识联系紧密，而且与基因工程实现的基础，如在基因工程操作步骤的第三步“将目的基因导入受体细胞”，导入植物细胞与植物组织培养联系，导入动物细胞与动物细胞培养联系起来；为后面胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题的学习打下基础，与基因工程、蛋白质工程、胚胎工程等知识共同构成一个相对完整的知识体系。
三、教学设计建议1.课时安排本部分内容为苏教版教材选修三第二章《细胞工程》，拟安排4课时进行教学。
第一课时包括细胞工程概念、细胞全能性、植物组织培养技术；第二课时包括植物体细胞杂交技术、植物细胞工程综合；第三课时包括动物细胞培养、细胞核移植技术和动物体细胞克隆技术；第四课时包括动物细胞融合、单克隆抗体技术。
2．内容处理（苏教版教材与人教版教材的比较）苏教版教材在第一节细胞工程概述中大量介绍了细胞工程的基本技术、细胞工程的应用，而人教版教材则是只介绍细胞工程的概念，具体的技术及具体技术的应用则放在每一部分内容进行具体讲述。
我们认为应在学生学习完每一项技术的过程、方法、原理、应用等的基础上再总结分析细胞工程有哪些基本技术、有哪些应用，这样更符合学生对知识的认知过程，更符合循序渐进的教学原则。
所以我们在第一课时仅仅简单介绍了细胞工程的概念，并把细胞工程与基因工程的概念进行简单对比。
苏教版教材中出现了一些与人教版教材、与课程标准、与教学要求中不同的名词，如植物细胞与组织培养、动物细胞与组织培养，而从近几年高考及平时考试看都是植物组织培养、动物细胞培养，所以应在一开始就给以学生以规范描述。
而在具体内容上则是按照人教版安排，只讲植物组织培养、动物细胞培养。
3．注重不同知识的辨析与整合，例如，植物组织培养与动物细胞培养条件的区别、植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较、植物体细胞杂交和多倍体育种、植物组织培养与植物体细胞杂交的区别与联系，动物细胞培养与体细胞克隆的区别与联系等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
植物细胞工程与育种教学设计
目标展示
能说出植物细胞工程具体有哪些应用；掌握单倍体育种的过程和优点。
要点导学
1、植物组织培养技术的应用有哪些？
2、植物细胞代谢产物的工厂化生产
（1）植物细胞培养的过程
（2）植物细胞培养和植物组织培养的区别？
植物组织培养的目的是，植物细胞培养的目的是获得大量植物细胞，提取。
植物组织培养一般用
培养基，而植物细胞培养用培养基。
（3）植物细胞培养举例
培养金鸡纳树细胞，获得治疗疟疾的良药。
培养红豆杉的细胞，提取抗肿瘤药物。
感悟反思
3、单倍体育种
由高杆抗病水稻和矮杆易感病水稻，培育矮杆抗病水稻的不同方法
杂交育种图示单倍体育种图示
总结单倍体育种有关知识
原理：，方法：，优点：。
达标检测
1、（2013江苏高考，11）某种极具观赏价值的兰科珍稀花卉很难获得成熟种子。
为尽快
推广种植,可应用多种技术获得大量优质苗,下列技术中不能选用的是
A. 利用茎段扦插诱导生根技术快速育苗
B. 采用花粉粒组织培养获得单倍体苗
C. 采集幼芽嫁接到合适的其他种类植物体上
D. 采用幼叶、茎尖等部位的组织进行组织培养
2、（2013江苏高考，25）现有小麦种质资源包括:①高产、感病；②低产、抗病；③高产、晚熟等品种。
为满足不同地区及不同环境条件下的栽培需求,育种专家要培育 3 类品种:a. 高产、抗病；b. 高产、早熟；c. 高产、抗旱。
下述育种方法可行的是（多选） A. 利用①、③品种间杂交筛选获得 a B. 对品种③进行染色体加倍处理筛选获
得 b
C. a、b、c的培育均可采用诱变育种方法
D. 用转基因技术将外源抗旱基因导入③
中获得c
3、（2015年江苏高考，20）下图为制备人工种子部分流程示意图,下列叙述正确的是
A. 胚状体是外植体在培养基上脱分化形成的一团愈伤组织
B. 该过程以海藻酸钠作为营养成分,以CaCl2 溶液作为凝固剂
C. 可在海藻酸钠溶液中添加蔗糖,为胚状体提供碳源
D. 包埋胚状体的凝胶珠能够隔绝空气,有利于人工种子的储藏
4、（2014江苏高考，29）为了获得植物次生代谢产物，先用植物外植体获得愈伤组织，然后在液体培养基中悬浮培养。
请回答下列问题：Array（1）外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称
为。
（2）在愈伤组织悬浮培养时，细胞干重、蔗糖浓度
和pH的变化如右图所示。
细胞干重在12 d 后下降的
原因有；
培养液中蔗糖的作用是、。
（3）多倍体愈伤组织细胞中产生的次生代谢产物量常高于二倍体。
二倍体愈伤组织细胞经
处理，会产生染色体加倍的细胞。
为检测愈伤组织细胞染色体数目,压片前常用纤维素酶和
酶解离愈伤组织。
若愈伤组织细胞（2n）经诱导处理后，观察到染色体数为8n的细胞，合
理的解释是、。
（4）为了更好地获得次生代谢产物，生产中采用植物细胞的固定化技术，其原理与酵母细
胞固定化类似。
下列说法正确的有（填序号）。
①选取旺盛生长的愈伤组织细胞包埋②必须在光照条件下培养
③培养过程中需通空气④固定化后植物细胞生长会变慢
5、（2012江苏高考，28）科学家将培育的异源多倍体的抗叶锈病基因转移到普通小麦中，育成了抗叶锈病的小麦，育种过程见图。
图中A、B、C、D表示4个不同的
染色体组，每组有7条染色体，C染色体组中含携带抗病基因
的染色体。
请回答下列问题：
（1）异源多倍体AABBCC是由两种植物AABB与CC远缘杂交
形成的后代，经诱导染色体数目
加倍培育而成，还可用植物细胞工程中方法
进行培育。
（3）杂交后代①染色体组的组成为，进行减数分裂时形成个四分体，体细胞中含有条染色体。
（4）杂交后代②中C组的染色体减数分裂时易丢失，这是因为减数分裂时这些染色体。
（5）为使杂交后代③的抗病基因稳定遗传，常用射线照射花粉，使含抗病基因的染色体片段转接到小麦染色体上，
这种变异称为。
感谢您的阅读，祝您生活愉快。