课件3：2.1.2 植物细胞工程的实际应用

2．突变体的利用。
(1)产生原因：在植物的组织培养过程中，易 受 _培__养__条__件___ 和 __外__界__压__力__( 如 _射__线___ 、 __化__学__物__质__等)的影响而_产__生__突__变___。
(2) 利 用 ： 筛 选 出 对 人 们 有 用 的 __突__变__体__ ， 进 而培育成新品种。
答案：C
右图是人工种子的结构简图，对其叙述不正确 的是( )
A．人工胚乳中含有胚状体发育所需要的营养 物质，还可以添加农药和植物激素
B．人工种子可以工业化生产，播种人工种子 可节省大量粮食
C．人工种子克服了有些作物品种繁殖能 力差、结子困难或发芽率低等问题
D．人工种子繁殖属于有性生殖
解析：人工种子繁殖属于无性生殖。
2．突变体育种。
(1)突变：植物体细胞的突变分为基因突变和 染色体变异两种。
(2)突变体：在植物组织培养过程中，处于分 生状态的培养细胞，容易受到培养条件和外界压 力(如射线、化学物质等)的影响而发生基因突变或 染色体变异，由此发育而成的个体称为突变体。
2．突变体育种。
(3)突变体的利用：人们从突变体中筛选出对人 们有用的个体，进而培育成新品种，这种育种方式 叫突变体育种。
三、细胞产物的工厂化生产
1 ． 细 胞 产 物 的 种 类 ： __蛋__白__质__ 、 脂 肪 、 糖 类 、 _药__物___、香料、生物碱等。
2．技术：植物__组__织__培__养__技术。
3．实例：我国利用植物组织培养技术实现了大量 生 产 _人__参__皂__甙__干__粉___； 另 外 ， 三 七 、 紫 草 和 银 杏 的 __细__胞__产__物__也都已经实现了工厂化生产。
例2 在植物组织培养过程中，容易获得突变 体的主要原因是( )
A．培养的细胞一直处于不断的分生状态 B．培养基营养丰富，易于植物生长 C．纺锤丝的形成容易受抑制 D．DNA复制容易受抑制
解析：在植物组织培养过程中，由于培养的细 胞一直处于不断的分生状态，容易受一些条件的影 响而产生突变。
答案：A
(1)在生产前，需先加入紫草细胞作为反应器中的 “种子”。这些“种子”是应用组织培养技术，将紫 草 叶 肉 细 胞 经 过 __________________ 而 获 得 的 。 这 项 技术的理论基础是______________。
(2)从图中可以看出：反应器中紫草细胞的生长呈 现 ____________ 规 律 ； 影 响 紫 草 素 产 量 的 因 素 是 __________和__________________。
如果将未被病毒感染的植株分生组织用植物 组织培养的方法培育成幼苗，用于生产过程，可 以避免病毒对作物的影响，大大提高作物的产量 和质量。
3．制备人工种子。
(1)概念：人工种子是指以植物组织培养得到 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。
(2)人工种子的结构：由胚状体、作为保护外壳的人 工种皮和提供发育所需营养的人工胚乳三部分构成。(如 右图所示)
名师点睛：花药离体培养属于一种特殊方式的 有性生殖。
知识点3 细胞产物的工厂化生产 1．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．工厂化生产人参皂甙的基本过程。
第一步，选择人参根作为外植体进行培养，产生愈 伤组织，经过培养选择找到增殖速度快而且细胞内人参 皂甙含量高的细胞株，其中一部分作为种子保存，以备 下一次生产用，一部分进行发酵生产。
2．作物脱毒。
(1)病毒的特点：病毒是寄生性生物，在用种子 繁殖或用植物根、茎的无性繁殖过程中，种子、根、 茎的细胞中可能携带着病毒并传给下一代，使其繁殖 的子代感染病毒。并传给下一代，病毒会在生物体内 逐年积累，就会导致作物产量降低，品质变差。
(2)材料的选取：据检测，植物的分生组织(如根 尖，茎尖等)细胞中一般是不含病毒的。
(3)与天然种子相比较，其优越性有：①可使在自然 条件下不结实或种子昂贵的植物得以繁殖。②固定杂种 优势。③是一种快捷高效的繁殖方式。④可人为控制植 物的生长发育和抗逆性等。
例1 利用植物的茎尖或叶片、茎段、花药、花粉等， 在无菌条件下，培养在玻璃皿中人工配制的培养基上， 使其发育成完整的植株。这种技术可以用来培育植物新 品种，也可以在较短时间内大量繁殖植物，还可以防止 植物病毒的危害。下列关于这种技术的叙述，正确的是 ()
第二步，将第一步选择到的细胞株在发酵 罐中的适合培养液中进行液体培养，增加细胞 数量。第三步，将发酵罐中培养的细胞进行破 碎，从中提取人参皂甙。
例3 紫草素是紫草细胞的代谢产物，可作为生产 治疗烫伤药物的原料。用组织培养技术可以在生物反 应器中通过培养紫草细胞生产紫草素。下图记录了生 物反应器中紫草细胞产量、紫草素产量随培养时间发 生的变化。据此完成(1)～(3)题。
(3)实例：20世纪60年代，荷兰的科学家就成功 地实现了利用___组__织__培__养___技术来培育兰花。
2．作物脱毒。 (1) 材 料 ： 植 物 的 __分__生__区__附__近__( 如 _茎__尖___) 。 分 生区附近的病毒极少，甚至__无__病__毒____。 (2)脱毒苗：切取_茎__尖___进行组织培养获得。 (3)优点：使农作物___提__高__产__量___。
专题2 细胞工程
2.1.2 植物细胞工程 的．微型繁殖。 (1)微型繁殖技术：用于___快__速__繁__殖___优良品种 的___植__物__组__织__培__养__技__术_____。 (2)特点：保持优良品种的__遗__传__特__性____；高效 快速地实现种苗___大__量__繁__殖___。
二、作物新品种的培育
1．单倍体育种。 单 倍 体 育 种 是 指 通 过 __花__药__离__体__培__养____ 获得单倍体植株，然后染色体数目加倍后可 获得纯合二倍体植株。其优点是 明_显__缩__短__育__种__年__限__，__节__约__大__量___人__力__、__物__力_ 。
答案：(1)脱分化(或脱分化形成愈伤组织) 细胞的 全能性 (2)S型增长 细胞数量 细胞所处的生长期 (3) 保证氧气供应充足 使细胞与培养液充分接触
名师点睛：利用植物组织培养技术生产细胞产物无 须培养至植株，只要培养到能够产生所需产物的细胞即 可。
谢谢
更多精彩请登录
①这种技术利用了植物细胞的全能性 ②这种技术 叫做组织培养，可以克隆生物体 ③这种技术属于细胞 工程的应用领域之一 ④这种技术是一种无性繁殖的方 式
A．① C．①②③
B．①② D．①②③④
解析：脱毒植株是利用植物的根尖或茎尖等分生 组织为外植体，经植物组织培养而来，花药离体培养 属有性生殖，故①②③正确。
答案：D
点评：天然种子繁殖为有性生殖，杂种 子代会发生性状分离，而丧失亲本的某些优 良性状；人工种子繁殖为无性生殖，子代可 保持亲本优良性状，不发生性状分离。
知识点2 作物新品种的培育
1．单倍体育种。 (1)过程：花药单倍体纯合二倍体。 (2)原理：染色体(数目)变异。 (3)优点：后代稳定遗传，都是纯合体；明显缩短育 种年限。
3．人工种子。
人 工 种 子 是 以 ___植__物__组__织__培__养___ 得 到 的 __胚__状__体__、不定芽、__顶___芽___和___腋__芽___等为材料， 外面包被着特定的物质，在适宜的条件下可以萌发 长成幼苗。人工种子由胚状体、作为保护外壳的 ____人__工__种__皮______和提供发育所需营养的人工胚乳 组成。
(3)在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅 拌 的 目 的 是 ____________________ 和 ________________________。
解析：题干信息：紫草素是紫草细胞的代谢产物。 从图中可以看出：随着培养天数的增加，细胞数目不断 增加，紫草素产量也在不断增加。细胞在代谢过程中需 要氧气。
知识点1 植物繁殖的新途径
1．微型繁殖。
(1)微型繁殖(又叫快速繁殖)技术就是用于快速繁 殖优良品种的植物组织培养技术，也叫快速繁殖技术。 它实际上是一种无性繁殖，繁殖过程中的分裂方式是 有丝分裂，亲、子代细胞内DNA不变，所以能够保 证亲、子代遗传特性不变。
(2)优点：保持亲本的优良性状；可以快速大量 培育出新个体，有利于工厂化培育；选材少、培养周 期短，繁殖率高，便于自动化管理。