植物细胞工程的实际应用
植物细胞工程技术的应用
植物细胞工程技术的应用植物细胞工程技术是指通过体外培养植物细胞、组织和器官，并利用生物功效物质转运或者遗传工程技术改变生物的遗传性状的一种综合性科学技术。
它的应用领域广泛，包括农业生产、食品工业、药品工业等。
下面，就让我们来了解一下植物细胞工程技术的应用。
一、农业生产由于其高效、经济的特点，植物细胞工程技术在农业生产中得到广泛应用。
例如，在作物育种中，人们可以通过外源基因转化来构建耐盐、耐热、抗虫等功能强大的高产作物。
另外，在植物组织培养中，还可以通过植物植物生长因子的人工调控促进抗旱、抗寒、提高产量等方面研究。
此外，植物细胞工程技术还可以用于制造一些有益的生物化学物质，如蔗糖、维生素C等。
二、食品工业植物细胞工程技术在食品工业中也有广泛的应用。
例如，人们可以通过外源基因转化来提高食用植物中的营养成分含量，例如维生素、蛋白质等。
此外，通过植物细胞培养技术还可以制造细菌外组蛋白，将其作为饮料和食品的防腐剂，并且可以将其用于生产抗生素和食品调味品等。
三、药品工业植物细胞工程技术在药品工业中的应用早已见到其成效。
它可以用于合成一些传统药物和新型药物。
如，从植物细胞中提取大量天然药物，如阿斯匹林，可达到减少天然物源短缺的功能。
此外，植物细胞工程技术还可以研究生产新型药物，如重组DNA和蛋白质药物等。
结语植物细胞工程技术的应用广泛，不仅可以改变植物的遗传性状，提高农业生产效率，而且可以生产具有药理学意义的天然产物和高效新型药物，还可为食品工业提供新产品。
虽然面临着一些技术难点和挑战，但是随着科技的不断发展，植物细胞工程技术的应用前景也变得愈加广阔。
希望未来能够有更多的植物细胞工程技术应用，让我们的生活更加美好。
植物细胞工程的实际应用
顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到
的种子。在适宜的条件下可以发芽成苗。
（1）由已脱分化的胚状体体直接产生； （2）由愈伤组织产生；
离体器官、 组织或细胞
脱分化
愈伤组织
再分化
根、芽
植物体
人工种子
人工种子具有哪些优点？ 探究： （1）不受季节的限制。 （2）可以很方便的储藏和运输。 （3）不会造成遗传性状的改变。
加入一些植物生长调节剂。
请查阅植物人工种子制备技术的详细过程，设计出 制备技术的主要流程图。 提示：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
二、作物新品种的培育
1、传统方法－－－ 杂交育种 原理: 基因的自由组合定律，优良基因的自由组合。
结果: 通过基因重组，把两亲本的优良性状组
合在同一后代中
缺点: 要不断进行(多年)纯化和选择，才得到 一种符合理想要求的新品种
2.单倍体育种
1、单倍体的概念:
由配子发育成的个体 2、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
花药离体培养 过程:
2.1.2植物细胞工程的实际应用
植物细胞工程的实际应用 1.植物繁殖的新途径 2.作物新品种的培育 3.细胞产物的工厂化生产
一、植物繁殖的新途径
１、微型繁殖技术
概念:
快速高效实现种苗繁植培育优良植物品
种的植物组织培养技术
李志文 罗定市廷锴纪念中学生物科组
优点
① 繁殖速度快； ②“高保真”（因为是无性繁殖）； ③ 不受自然生长季节的限制（因为在具有
分子生物学
高中生物 专题2 细胞工程 2
专题2 细胞工程 2.2 植物细胞工程——植物细胞工程的实际应用一、选择题1．通过植物组织培养技术繁育农作物,其优点不包括（)A．加快繁育速度B．保持亲本优良性状C．培育出无病毒植株D．改变植物的基因型解析：植物组织培养技术不仅可以高效快速地实现种苗的大量繁殖，还可以保持优良品种的遗传特性，并通过作物脱毒提高作物产量，改善作物品质。
答案：D2．2012·广东高考］培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是()A．组织培养B．细胞杂交C．显微注射D．核移植解析：本题主要考查现代生物技术应用的相关知识。
由于植物分生组织中病毒很少或没有病毒，常用茎尖通过组织培养技术培育脱毒苗；细胞杂交通常用于培育杂种个体；显微注射技术常用于基因工程，培育转基因生物;核移植技术常用于培养克隆动物。
故只有A选项符合题意。
答案：A3．下列应用不涉及植物组织培养技术的是() A．花药离体培养得到单倍体植株B．秋水仙素处理幼苗获得多倍体植株C．人工种子培育D．“番茄—马铃薯”杂种植株培育解析：花药离体培养、人工种子培育和体细胞杂种植株的培育均需要植物组织培养作为技术手段,而秋水仙素诱导多倍体的形成与植物组织培养没有直接关系。
答案：B4．2013·江苏高考]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解析：本题考查对获得大量优质苗的多种技术手段的分析。
为了使优质苗的生物性状不发生性状分离，可采用茎段扦插诱导生根技术快速育苗，也可采用将幼芽嫁接到合适的其他种类植物体上的方法或用茎尖或幼叶等部位的组织进行植物组织培养获得大量优质苗；花粉粒是减数分裂的产物,利用花粉粒离体培养得到的是单倍体苗，其高度不育，且会发生性状分离，因此B项方案不能选用.答案:B5．下列育种措施，可以增加植物突变体出现的是（)A．采用嫁接方法培育苹果新品种B．将鱼的抗冻蛋白基因导入烟草受精卵中，培育抗冻烟草C．用紫外线对植物组织培养中的愈伤组织进行照射D．使用秋水仙素对棉花植株进行处理解析：愈伤组织中的细胞处于分裂状态，受紫外线照射容易发生基因突变。
植物细胞工程的实际应用
二、作物新品种的培育
• 1.单倍体育种
• 2.突变体的利用
1.单倍体育种
• （1）单倍体定义：必修IIP87～88。 • 体细胞中含有本物种配子染色体数目的 个体。体细胞染色体数目比正常个体减 少了一半。 • （2）单倍体形成： • 由配子不经过受精作用直接而成的个体。 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。
• 植物组织培养技术在我们生活中的另 外一些应用 ： • a. 拯救濒危植物； • b. 提供食品制作的原料； • c. 利用愈伤组织进行转基因操作(基 因工程），培育作物新类型。（参阅 必修IP119）
9.通过植物组织培养技术,可以快速繁殖、培育无病
毒的植物。培养过程如下：
离体的植物器官、组织或细胞 ① 愈伤组织 ② 胚状体 萌发 植物体
,基因型为 细胞彼此分离,可加入 A.15%的盐酸 C.果胶酶 。 B.淀粉酶 D.胰蛋白酶 ; 。 ( 。 ) (4)如果外植体为质是 ③表示再分化的过程,其实质是 长成的植株是否可育？
(6)从上面所述胚状体的类型分析,人工种子萌发
。
答案
(1)细胞的全能性
2.作物脱毒
• 生产上许多无性繁殖作物（马铃薯、草莓等）均受 到病毒的侵染,从而导致品种严重退化、产量降低和 品质变差。
• (1)材料:无病毒的分生组织（如茎尖、根尖） • (2)脱毒苗:切取茎尖进行组织培养获得
3、人工种子
概念： 通过植物组 织培养的方法获得 胚乳或子叶 的胚状体、不定芽、 顶芽、腋芽等为材 料外面包被着特定 的物质，在适宜的 条件下可以萌发成 幼苗的种子。
【高中生物】高中生物知识点：植物细胞工程的实际应用
【高中生物】高中生物知识点：植物细胞工程的实际应用植物细胞工程的实际应用：植物细胞工程的实际应用：植物微繁殖、作物脱毒、人工种子、单倍体育种、突变体利用、细胞产品（蛋白质、脂肪、糖、药物、香料、生物碱等）的工业化生产。
1、微型繁殖（1）概念：指用于优良品种快速繁殖的植物组织培养技术，也称快速繁殖技术。
（2）实质：植物组织培养（3）原理：植物细胞的全能性（4）完成植物的微型繁殖技术的生理过程：细胞分裂和细胞分化。
（5）优点：保持父母的优秀品质；它能迅速培养出大量的新个体，有利于产业化培育；选材少，培养周期短，繁殖率高，便于自动化管理。
（6）成功应用举例：优良的观赏植物、经济林木、无性繁殖作物等。
2.培育脱毒植物（1）原理：生产上许多无性繁殖作物均受到病毒的侵染，从而导致品种的严重退化、减产和降低品质。
利用植物分生组织（刚刚产生，病毒很少，甚至无毒）进行培养可以使新长成的植株脱去病毒。
（2）常用部位：茎尖组织。
（3）操作过程：切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。
（4）成功应用的例子：土豆、草莓、甘蔗、菠萝、香蕉等。
利用微型繁殖和作物脱毒都是离体快繁技术，离体快繁技术的优点：繁殖速度快；幼苗遗传背景均一，重复性好；不受季节和地区限制。
3.人工制种（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）人工种子结构：由胚状体、作为保护壳的人工种皮和为发育提供营养的人工胚乳组成。
（3）与天然种子相比较，其优越性有：可使在自然条件下不结实或种子昂贵的植物得以繁殖；固定杂种优势；是一种快捷高效的繁殖方式；可人为控制植物的生长发育和抗逆性等。
（4）成功应用的例子：用芹菜、花椰菜、桉树和水稻的胚胎制成的人工种子。
（5）结构：4.单倍体育种单倍体育种：① 过程：植物（AABB）通过减数分裂获得花粉（AB，AB，AB，AB）；花粉离体花药培养（技术为植物组织培养）；获得单倍体植株；秋水仙碱处理在苗期进行；获得正常纯合子二倍体植株（AABB，AABB，AABB，AABB）。
植物细胞工程的实际应用
植物细胞工程的实际应用概述植物细胞工程是一种利用现代生物技术手段来改良和利用植物，以满足农业、工业、科学等各方面需要的新技术和新方法。
它包括组织培养、基因工程、遗传转化等领域。
植物细胞工程的应用领域非常广泛，以下将对一些实际应用进行介绍。
植物生长调节剂的合成植物生长调节剂对植物的生长发育起到了十分重要的作用。
利用植物细胞工程技术，可以通过对反应物和酶进行细胞表达或通过质粒转化等方式，合成多种有机植物生长调节剂，如IAA、AHA、GA3等。
植物生长调节剂在农业生产中应用非常广泛，可以促进种子萌发、幼苗生长、花芽分化、果实成熟等过程，同时也可以提高作物产量和品质。
此外，生长调节剂还可以使非食用作物的木本植物具有食用性，增加食品来源。
抗病植物的培育使用植物细胞工程技术可以构建抗病植物，提高病害防治的效果。
例如，已经成功培育出多种可以抵抗病菌攻击的转基因植物，如抗病毒的水稻、抗虫害的玉米和棉花等。
这些植物在农业生产中的应用可以帮助农民减少农药使用，降低生产成本，同时也减轻环境负担。
遗传转化植物的育种利用遗传转化技术，可以将目标基因导入到植物种子中，实现基因的无性传递、选择性筛选和后代的稳定遗传等功能。
这种方法相较于传统的选育方法，可以更加精细、快速地培育出理想的优良植物品种，例如杂交水稻、高产油菜等。
此外，利用遗传转化技术还可以提高植物的抗性、耐受性、抗逆性等性状，增加环境适应性，提高植物的生存能力。
这些优良品种在农业生产中的应用也能够提高生产量和品质。
线粒体和叶绿体组织的修复线粒体和叶绿体是植物细胞中非常重要的组织，它们不仅支持植物的正常生理机能，还参与植物适应环境的调节过程。
然而，在长期的生长过程中，线粒体和叶绿体很容易受到环境、病毒等因素的影响而受损。
使用植物细胞工程技术，可以修复受损的线粒体和叶绿体组织。
通过异常基因的剥离、修饰和替换，或将正常基因导入组织中进行修复，最终实现组织的再生和调节功能。
植物细胞工程的实际应用
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植物细胞工程的实际应用
• 优点
• 单倍体育种可以直接得到纯合体，所以这 样大大地缩短了育种年限。
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植物细胞工程的实际应用
2突变体的利用
• 突变体产生: • 植物组织培养 • 突变体的利用:筛选对人有利的突变体培育
新品种
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植物细胞工程的实际应用
3细胞产物的工厂化生产
• 多数植物都可通过花药或花粉来获得单倍 体
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植物细胞工程的实际应用
(花药离体培养) 过程:
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植物细胞工程的实际应用
• 单倍体育种的原理: • 单倍体经过秋水仙素等处理使其染色体加倍以后产生的二倍体，其基
因是高度纯合的，单倍体育种就是利用单倍体的这种特性。
• 单倍体育种只需两年即可得到纯合新品种
• 是指通过植物组织培养的方法获得的具有正常发 育能力的材料，外面包被着特定的物质，在适宜 的条件下可以发芽成苗的植物幼体。
• 理解:人工种子的概念中包含的“具有正常发育能 力的材料”通常是指胚状体（不定芽、顶芽和腋 芽），
• 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；
• 1种类: • 利用的枝术:组织培养 • 过程:
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植物细胞工程的实际应用
（一） 思考与探究
• 1.通过查阅资料，请你再列举出植物组织培 养技术在我们生活中的另外一些应用。
• 提示：a. 拯救濒危植物； • b. 提供食品制作的原料； • c. 利用愈伤组织进行转基因操作。
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• 提示：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。
《植物细胞工程的实际应用》知识总结
植物细胞工程的实际应用（要点精讲）要点1：植物细胞工程的实际应用1人工种子：1获取方法：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，用人工薄膜包装。
2优点。
①解决了某些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。
②固定杂种优势：天然种子由于遗传上具有因减数分裂引起的重组现象，因而会造成某些遗传性状的改变，而人工种子则可以完全保持优良品种的遗传特性。
③快速高效的繁殖方式：天然种子在生产上受季节、气候和地域的限制，而人工种子不受这些条件的限制，而且快捷高效。
④可控制植物的生长发育与抗逆性：针对植物种类和土壤条件，在人工种子的包裹中还可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等。
⑤用人工种子播种可以节约粮食。
【易错提醒】植物组织培养过程中成分的利用选择1细胞产物的获取：利用植物组织培养技术生产细胞产物时，并不需要获得相应个体，只需将外植体培养到愈伤组织，从愈伤组织中获取产物。
2人工种子的营养获得相应个体，只需将外植体培养至胚状体阶段。
②人工种子发育初期需要的营养物质由人工胚乳提供。
③人工种皮中可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等，以利于胚状体生长发育成幼苗。
【例题精析1】人工种子是人们模仿天然种子的结构制造出来的生命有机体，它能像种子一样萌发生长，长成植物。
人工种子的核心部件是一个被外层物包埋的具有类似于胚功能的胚状体。
将胚状体包埋在一个能提供营养的胶质中，便成了所谓的“人工种子”。
1人工种子依据的原理是，培育胚状体利用了技术。
2包埋胚状体的胶质可看作自然种子的哪部分结构。
3如果外植体是植物的茎尖，通过①的处理可使细胞彼此分离，①过程中可加入（）胰蛋白酶4②过程表示脱分化过程，其实质是；③表示再分化过程，其实质是。
5由人工种子萌发成的植株是否可育。
【点拨】1人工种子能发育成完整植株，说明其细胞内含有个体发育所需要的全部遗传物质，因此依据的原理是细胞的全能性，人工种子是经过植物组织培养技术得到的。
高二生物植物细胞工程的实际应用
• 回忆植物组织培养技术的基本原理和过程？
• 思考利用这项技术能做哪些工作？
一植物繁殖新途径
• １微型繁殖技术
概念:是快速高效实现种苗繁植培育优良植物品种的植物组织培养技术
; 幼小衔接教育加盟
;
；
口二十六万四千一百一十六。县十二：渔阳，沽水出塞外。东南至泉州入海，行七百五十里。有铁官。莽曰得渔。狐奴，莽曰举符。路，莽曰通路亭。雍奴，泉州，有盐官。莽曰泉调。平谷，安乐，厗奚，莽曰敦德。犷平，莽曰平犷。要阳，都尉治。莽曰要术。白檀，洫水出北蛮夷。滑盐。 莽曰匡德。右北平郡，秦置。莽曰北顺。属幽州。户六万六千六百八十九，口三十二万七百八十。县十六：平刚，无终，故无终子国。浭水西至雍奴入海，过郡二，行六百五十里。石成，延陵，莽曰铺武。俊靡，灅水南至无终东入庚。莽曰俊麻。薋，都尉治。莽曰裒睦。徐无，莽曰北顺亭。 字，榆水出东。土根，白狼，莽曰伏狄。夕阳，有铁官。莽曰夕阴。昌城，莽曰淑武。骊成，大揭石山在县西南。莽曰揭石。广成，莽曰平虏。聚阳，莽曰笃睦。平明。莽曰平阳。辽西郡，秦置。有小水四十八，并行三千四十六里。属幽州。户七万二千六百五十四，口三十五万二千三百二十 五。县十四：且虑，有高庙。莽曰鉏虑。海阳，龙鲜水东入封大水。封大水，缓虚水皆南入海。有盐官。新安平。夷水东入塞外。柳城，马首山在西南。参柳水北入海。西部都尉治。令支，有孤竹城。莽曰令氏亭。肥如，玄水东入濡水。濡水南入海阳。又有卢水，南入玄。莽曰肥而。宾从， 莽曰勉武。交黎，渝水首受塞外，南入海。东部都尉治。莽曰禽虏。阳乐，狐苏，唐就水至徒河入海。徒河，莽曰河福。文成，莽曰言虏。临渝，渝水首受白狼，东入塞外，又有侯水，北入渝。莽曰冯德。絫。下官水南入海。又有揭石水、宾水，皆南入官。莽曰选武。辽东郡，秦置。属幽州。 户五万五千九百七十二，口二十七万二千五百三十九。县十八：襄平。有牧师官。莽曰昌平。新昌，无虑，西部都尉治。望平，大辽水出塞外，南至安市入海。行千二百五十里。莽曰长说。房，候城，中部都尉治。辽队，莽曰顺睦。辽阳，大梁水西南至辽阳入辽。莽曰辽阴。险渎，居就，室 伪山，室伪水所出，北至襄平入梁也。高显，安市，武次，东部都尉治。莽曰桓次。平郭，有铁官、盐官。西安平，莽曰北安平。文，莽曰文亭。番汗，沛，水出塞外，西南入海。沓氏。玄菟郡，武帝元封四年开。高句骊，莽曰下句骊。属幽州。户四万五千六。口二十二万一千八百四十五。 县三：高句骊，辽山，辽水所出，西南至辽队入大辽水。又有南苏水，西北经塞外。上殷台，莽曰下殷。西盖马。马訾水西北入盐难水，西南至西安平入海，过郡二，行二千一百里。莽曰玄菟亭。乐浪郡，武帝元封三年开。莽曰乐鲜。属幽州。户六万二千八百一十二，口四十万六千七百四十 八。有云鄣。县二十五：朝鲜，讑邯，浿水，水西至增地入海。莽曰乐鲜亭。含资，带水西至带方入海。黏蝉，遂成，增地，莽曰增土。带方，驷望，海冥，莽曰海桓，列口，长岑，屯有，昭明，高部都尉治。镂方，提奚，浑弥，吞列，分黎山，列水所出。西至黏蝉入海，行八百二十里。东 暆，不而，东部都尉治。蚕台，华丽，邪头昧，前莫，夫租。南海郡，秦置。秦败，尉佗王此地。武帝元鼎六年开。属交州。户万九千六百一十三，口九万四千二百五十三。有圃羞官。县六：番禺，尉佗都。有盐官。博罗，中宿，有洭浦官。龙川，四公，揭阳，莽曰南海亭。郁林郡，故秦桂 林郡，属尉佗。武帝元鼎六年开。更名，有小溪川水七，并行三千一百一十里。莽曰郁平。属交州。户万二千四百一十五，口七万一千一百六十二。县十二：布山，安广，阿林，广郁，郁水首受夜郎豚水，东至四会入海，过郡四，行四千三十里。中留，桂林，潭中，莽曰中潭。临尘，朱涯水 入领方。又有斤南水。又有侵离水，行七百里。莽曰监尘。定周，周水首受无敛，东入潭，行七百九十里。增食，驩水首受牂柯东界，入朱涯水，行五百七十里。领方，斤南水入郁。又有墧水。都尉治。雍鸡。有关。苍梧郡，武帝元鼎六年开。莽曰新广，属交州。有离水关。户二万四千三百 七十九，口十四万六千一百六十。县十：广信，莽曰广信亭。谢沐，有关。高要，有盐官。封阳，临贺，莽曰大贺。端溪，冯乘，富川，荔浦，有荔平关。猛陵。龙山，合水所出，南至布山入海。莽曰猛陆。交趾郡，武帝元鼎六年开，属交州。户九万二千四百四十，口七十四万六千二百三十
植物细胞工程的实际应用
3.下图是有关细胞工程的图解。请据图回答： （1）下图是用萝卜根进行组织培养的某些过程示意 图。 ①请把组织培养的过程按正常顺序排列（以字母表示 B D C A ） 。 ②图D上的细胞团是 愈伤组织，它的特点是 未分化且较均一 。 ③图C和图D的培养基（填“相同”或“不同”） 不同 。 ④图C的培养物的变化是 细胞分化导致器官形成 。 ⑤从原理上讲，植物细胞 有形成再生植株的可能性， 这是 细胞全能性 的表现。
使用的先后顺序、用量的比例 等，都会影响实验的结果； （2）植物组织培养的一般步骤为 。 （3）图示植物组织培养的部分过程：
离体的器 官、组织 或细胞
① ②
A
植物体
愈伤组织 。 ①过程是 脱分化，②过程是 再分化 ， A是 （4）组织培养过程中还需要维持一定的外界条件，一 是要有适宜的 温度 ，二是 无菌（环境） 。
植物细胞工程的实际应用
阅读P38—43
一 植物繁殖的新途径 微型繁殖
快速繁殖优良品种的植物组织培养技术
作物脱毒（脱毒苗）
分生区附近的病毒极少
人工种子
植物组织培养得到的胚状体、 不定芽、顶芽和腋芽
人工薄膜
二 作物新品种的培育 单倍体育种
花药离体培养 秋水仙素加倍 突变体的利用 筛选有用的突变体
三 细胞产物的工厂化生产
植物组织培养
人参皂甙
三 细胞产物的工厂化生产
植物组织培养
紫杉醇
P38讨论 P40讨论 P42思考与探究
1．将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时，下列 条件中不需要的是（ D ） A、具有完整细胞核的细胞 B、一定的营养物质和植物激素 C、离体状态 D、导入指定基因
制备MS固体培养基、 2.请回答下列有关植物组织培养的几个问题： 外植体消毒、接种、 （1）离体植物组织和细胞培养常用的一种培养基 培养、移栽、栽培 是 MS培养基 ，培养中常用的两种植物激素是 、 生长素 和 细胞分裂素 ，两者使用时的 浓度
植物细胞工程的实际应用 课件
(5)优点。 ①解决了某些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。 ②固定杂种优势。天然种子由于在遗传上具有因减数分裂引起的重组 现象,因而会造成某些遗传性状的改变,而人工种子则可以完全保持优良品 种的遗传特性。 ③快捷高效的繁殖方式。天然种子在生产上受季节的限制,一般每年只 能繁殖 1~2 次,有些甚至十几年才繁殖一次,而人工种子生产不受季节限制, 且快捷高效。 ④可控制植物的生长发育与抗逆性。针对植物种类和土壤条件,在人工 种子的包裹剂中还可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗 生素、有益菌等,可控制植物的生长发育和增强抗逆性。 (6)获取方法:植物组织培养。 (7)实例:已成功把芹菜、花椰菜、桉树和水稻的胚状体制备成了人工 种子,并得到了较高的发芽率。
物脱毒的优点。 ④根据植物组织培养“在实验室或工厂进行,可人工控制,不受季节限
制”的特点,理解微型繁殖、人工种子的优点。
【例题 1】 植物的微型繁殖的优点是( )
A.取材少
B.培养周期短
C.繁殖率高 D.以上都是
解析:微型繁殖也叫快速繁殖技术,利用的技术手段就是植物组织培养,
该繁殖充分发挥了植物组织培养的优势,例如取材少、培养周期短、繁殖率
植物繁殖的新途径
●问题导引●
如果你是一家花卉繁育基地的老板,当然期望你的花卉大量和快速繁 殖,以获取较大的经济效益。思考:(1)哪一生物工程技术能大量和快速地繁 殖花卉?简述该技术的大体操作过程。(2)常规种子的生产存在哪些缺陷? 人工种子是天然种子的替代品,人工种子由哪几部分构成?
提示:(1)植物组织培养,该技术的大体操作过程是:获取大量的外植体 →消毒处理→接种→脱分化形成愈伤组织→再分化出根、芽→形成幼苗。 (2)常规种子的生产存在的缺陷包括:受季节、气候和地域的限制,生产周期 长,数量有限等。人工种子主要由胚状体(或不定芽、顶芽、腋芽等)、人工 薄膜等几部分构成。
植物细胞工程的实际应用图文
植物细胞工程的实际应用植物细胞工程是一门将生物技术应用于植物的技术。
通过基因编辑、转基因、遗传改造等手段，可以很大程度上改变植物的性状，从而实现一些特定的应用。
下面将介绍几种植物细胞工程的实际应用。
转基因作物转基因是将外源基因导入植物细胞，从而实现特定性状增强或创造新性状的过程。
通过转基因技术，可以制造出具有耐盐、耐旱、抗虫等优良性状的转基因作物。
其中，转基因玉米具有耐旱、耐盐碱和抗虫等性状，这为缓解我国西北地区的粮食生产问题提供了有力的支持。
同时，转基因番茄也在减少对杀虫剂的依赖、提高生产效率、延长保存期等方面发挥着作用。
植物工厂植物工厂是一种人工控制的高效种植技术，通过控制光照、温度、水分、氧气等环境因素，创造符合植物生长需求的生长环境。
而植物细胞工程技术则可以创造出生长速度快、产量高、耐病虫、品质优良的超级作物。
同时，植物工厂也可以实现逆境植物的种植和繁殖,这些植物在野外生长环境下很难生存，但是在植物工厂内，通过细胞工程技术得到转化来的植物，则可以在适宜的生长讯息下，正常地生长和繁殖。
有益物质生产植物细胞工程可以针对植物代谢途径的不同酶，改造或修改其内部代谢过程，实现有益物质如维生素、植物抗氧化剂等的生产。
其中，转基因水稻中就加入了胡萝卜素合成酶，可以维生素A，这对于人们缺乏维生素A的问题，是一个非常有效的解决方案。
植物细胞工程的实际应用,能改变植物的物种特性，对于满足人类农业需求和推动生物科技的发展方面有很大的推动作用。
虽然这涉及到一些流行防治风险和一些伦理、道德问题的考虑，但是植物细胞工程技术的实际应用潜力，将会极大地促进和推动绿色和可持续的农业与环境保护发展。
6植物细胞工程的实际应用
6 植物细胞工程的实际应用随着生物技术的飞速发展，植物细胞工程作为生物技术中的一个重要方向，在科研领域、医药领域和工业领域等方面都得到了广泛的应用。
本文将介绍植物细胞工程在实际应用中的六个方面。
1. 基因工程的应用利用植物细胞工程技术对植物进行基因工程，可以使其具有新的性状。
最为常见的应用是利用遗传工程手段，使植物拥有抗虫、抗病、抗逆境等性状，从而提高植物的生产力和品质。
例如，通过基因转化的方式，大大提高了水稻、玉米、番茄等作物的农业产量和品质。
此外，植物基因工程技术还被应用于生产药物。
有许多药物无法通过传统的化学合成方法生产，因此需要使用生物技术生产，其中一部分药物源于植物。
植物细胞工程技术可以使植物在体内表达一些重要的药物代谢酶和蛋白质，从而得到前所未有的高效和低成本的药物生产途径。
2. 无性繁殖的应用无性繁殖是植物细胞工程的重要技术之一。
通过无性繁殖可以实现快速繁殖出大量优质植株，缩短了繁殖周期，从而可以提高作物的生产效率和品质。
例如，葡萄根瘤线虫病是危害葡萄产业的重大病害之一。
利用无性繁殖技术，研究人员可以快速繁殖出适应性强、抗性好的葡萄无瘤苗，然后通过嫁接和扦插等方法将无瘤苗接入正常葡萄种植园地中，从而实现对葡萄线虫病的有效控制。
3. 植物保育的应用植物细胞工程技术可以帮助植物保育工作，保护濒危或珍稀植物的种质资源。
在进行植物保育之前，需要对这些植物进行研究，了解它们的生物学特性和基因组成，以便实施高效的保育措施。
利用植物细胞工程技术，可以通过体细胞培养、愈伤组织培养等方法产生大量可育苗和无性系，从而实现珍稀植物的繁殖和保育。
例如，利用植物细胞工程技术，成功地繁育出了世界上第一株红枫树无性系，为红枫树的保育和开发提供了重要的技术支持。
4. 植物杂交的应用植物细胞工程技术可以用于植物的杂交改良，以产生更高产的杂交品种。
植物杂交是将两个或两个以上不同的植物品种杂交产生后代的过程。
目前针对不同植物或者不同品种的杂交还是需要繁琐的试验、跨境运输等一系列时间和成本啊高昂的流程。
高二生物植物细胞工程的实际应用
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？
• 提示：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。
2作物脱毒
• 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
3人种子
• 人工种子的概念：
2.1.2植物细胞工程的实际应用
2.1.2植物细胞工程的实际应用
• 回忆植物组织培养技术的基本原理和过程？
• 思考利用这项技术能做哪些工作？
一植物繁殖新途径
• １微型繁殖技术
概念:是快速高效实现种苗繁植培育优良植物品种的植物组织培养技术
特点
① 繁殖速度快； ②“高保真”（因为是无性繁殖）； ③ 不受自然生长季节的限制（因为在具有一
• 是指通过植物组织培养的方法获得的具有正常发 育能力的材料，外面包被着特定的物质，在适宜 的条件下可以发芽成苗的植物幼体。
• 理解:人工种子的概念中包含的“具有正常发育能 力的材料”通常是指胚状体（不定芽、顶芽和腋 芽），
• 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；
二作物的新品种培育
• 复习: • 1传统方法 • (杂 交) • 杂交育种依据的原理是: • 基因的自由组合定律，优良的基因自由组
定人工设施的室内生产）。
植物细胞工程的实际应用
•
•
紫杉醇是从红豆杉属植物中提取的最有效的抗癌制剂之。目前，生产紫杉醇 的主要原料是天然生长的红豆杉树皮，而大量剥取树皮会造成树木的死亡和 资源的破坏。请回答下列问题。 （1）为了合理开发和利用红豆杉，保护野生植物资源，科研人员取生长状况 相似的野生南方红豆杉和人工栽培的南方红豆杉，分别测量其不同部位完全 烘干的样品中紫杉醇的含量（占干重的百分比），测定结果见表1。 表1 南方红豆杉树木各部位紫杉醇含量（％，w/w）
谢谢
• 紫杉醇的一种高效、低毒、 广谱、作用机制独特的抗 癌天然产物，但是目前紫 杉醇生产都是通过从天然 红豆杉的树皮获得，这将 导致天然资源匮乏、人工 栽培困难，紫杉醇含量低， 提取困难。 利用高新生物技术手段， 利用细胞大规模培养方法 来取代从天然红豆杉中提 取紫杉醇，将是一个新途 径。
•
①培育出3株优良细胞系。其中1株紫杉 醇含量达到0.2％以上，是野生紫杉醇枝 叶的100倍，其生长速率达10g干重/L， 经20代培育均是稳定的。 ②从培养细胞中分离到高纯度（＞99.8 ％）的紫杉醇。完成了从培养细胞生产 到紫杉醇的提取、分离和纯化工序。 ③从培养细胞生产的紫杉醇经NMR、MS、 UV、IR，熔点等结构鉴定和经3种癌细胞 株体外试验验证，从培养细胞生产的紫 杉醇与从野生植物生产的紫杉醇在结构 和生理活性上完全一样。 ④从野生植物的红豆杉枝叶中生产出100 多克98％的紫杉醇，建立了从野生植物 生产紫杉醇的全套生产工艺。 ⑤从4种红豆杉植物诱导培养了愈伤组织， 筛选出最佳愈伤组织无性系和建立了最 佳培养系统。 ⑥建立起超微量（9ng）的紫杉醇检测技 术。
• 问题来了： • 植物组织培养和植物细胞培养有何不同？？？
• （1）含义不同： • ①植物组织培养是指在一定的营养物质，激素和其他外界条件下的作 用下，把植物离体的器官，组织培养成完整的植物体 • ②植物细胞培养是将组织培养过程中形成愈伤组织或其他易分散的组 织至于培养液中培养基中，进行悬浮培养，得到分散游离的悬浮细胞， 通过继代培养使细胞增殖从而获得大量细胞群体的一种技术 • （2）目的不同 • ①植物组织培养得到的是更多植株。 • ②植物细胞培养的目的是获得细胞和细胞的代谢产物。
植物细胞工程的实际应用(精华)
(3) 成就： 讨论： 人们利用植物的微型繁殖技术来进行 ——兰花、生菜、杨树以及无子西瓜的试管苗， 工厂化育苗生产，这是利用了该项技术的哪 都已形成一定规模的产业化生产。 些特点？
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. 微型繁殖技术
(1)概念： (2)优点：
三、细胞产物的工厂化生产 1. 细胞产物 2. 实例 3. 技术 4. 成就
——蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生 物碱等。
——植物组织培养。 ——人参、三七、紫草和银杏的细胞产物已 经实现了工厂化的生产。
四、课堂练习
1.下图是人工种子的结构简图，对其叙述不正确的是( D )
A．人工种子的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．人工种子可以工厂化生产，播种人工种子可节省大 量的粮食 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．人工种子的胚状体还未分化出胚芽、胚轴和胚根等 结构
资料1：科学家应用多倍体育种的方法，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。
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人工种子的结构
二、作物新品种的培育
单倍体育种的方法是怎样的？优点是什么？
（一）单倍体育种
1.方法：
花药离体培养得到 单倍体植株，再进行染 色体加倍。 稳定遗传；明显 2.优点：
缩短育种年限。
突变体有哪些来源？为什么不断分生的 细胞容易发生基因突变？突变体是不是都是 优良性状？
（二）突变体的利用
1.产生原因：
选取作物无毒组织（如茎尖）进行组织 培养，获得脱毒苗的技术。
阅读P39 “神奇的人工种子”， 思考下列问题：
1.人工种子与普通种子相比有哪些优势？
2.人工种子培育依据的原理和技术是什么， 其培育方法是怎样的？ 3.人工种皮中应具有的有效成分是什么？ 为了促进胚状体的生长发育，还可以向其 中加入哪些物质？
随堂闯关
1.马铃薯利用它的块茎进行无性繁殖，种植的世 代多了以后往往会感染病毒而减产，为此农户都 希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼 苗的最佳办法是 （C）
A.选择优良品种进行杂交
B.进行远缘植物体细胞杂交
C.利用芽尖进行组织培养
D.人工诱导基因突变
随堂闯关
2.甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种 退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体 培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证 该品种的品质和产量。这种通过分生组织 离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的 （C）
A.有丝分裂
C.减数分裂
B.分化
D.全能性
随堂闯关
3.下列四个选项中没有采取植物组织培养 技术的是 （B） A.花药离体培养得到单倍体植株
B.秋水仙素处理幼苗获得多倍体植株
C.人工种子的培育
D.“番茄——马铃薯”杂种植株的培育
随堂闯关
4.运用植物组织培养技术，可以培育或 生产出 （ D） A.细胞产物——生物碱
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，因此容易受到培养 条件和外界压力（如射线、化学物质等）的影 响而产生突变。
2.利用：
筛选对人们有利的突变体，进而培育新品种。
三、细胞产物的工厂化生产
1.产物的种类：
蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、 生物碱等。 植物的组织培养 2.技术：
（三）神奇的人工种子
1.特点：
（1）不会因发生性状分离而丧失其优良特性。 （2）不受季节、气候和地域的限制，是一种快 捷高效的繁殖方式。 （3）便于贮存和运输。
2.原理：细胞的全能性
3.技术：植物组织培养
4.方法：
植物组织培养→胚状体、不定芽、顶芽和 腋芽等→人工薄膜包装→人工种子 人工种皮 胚状体或不定芽、 顶芽、腋芽
2.1植物细胞工程植物细胞工程的实际应用
一、植物繁殖的新途径
植物组织培养有哪些优点？
（一）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，也叫做快速繁殖技术。
2.特点：
（1）保持优良品种的遗传特性。 （2）高效快速地实现种苗的大量繁殖。
作物脱除病毒的方法及原因？
（二）作物脱毒
B.无病毒植物
C.人工种子
D.以上都是