植物细胞工程的实际应用(一人一课)
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植物细胞工程的实际应用 课件
过程
植物细胞工程的实际应用
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. (2)特点: 保持优良品种的遗传特性; 高效快速地实现种苗的大量繁殖.
2.作物脱毒 (1)材料:无病毒的茎尖 (2)脱毒苗:切取茎尖进行组织培养获得
种子的结构
单子叶植物种子
小麦颖果
离体的植物细胞(组织、器官) ↓
诱导产生愈伤组织 ↓
诱导形成胚状体 ↓
胚状体机械化包裹人工种皮 ↓
贮藏或种植
3.神奇的人工种子 (1)特点:后代无性状分离 不受气候,季节和地域限制 (2)技术:植物组织培养. (3)结构:人工薄膜胚状体或不定芽或顶芽或腋芽.
人工种子
现在已有胡萝卜、芹菜、柑橘、咖啡、 棉花、玉米、水稻、橡胶等几十种植物 的人工种子试种成功。
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 细胞产物种类： 蛋白质,脂肪,糖类,药物,香料,生物碱等
技术： 植物的组织培养 成就：
利用植物组织培养技术来大量生产人参皂甙干粉
细胞产品的工业化生产
红豆杉细胞生产抗肿瘤 紫山醇，60mg/L 人参细胞生产人参皂甙
二、作物新品种的培育
1.单倍体育种 (1)方法:花药的离体培养 (2)优点: 后代稳定遗传,都是纯合 体;明显缩短育种年限.
接种
花药
花粉细胞培养
正常 染色体加倍 单倍体
植株
植株
愈伤 组织
再分化
分化出 小植物
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
2.1.3 植物细胞工程的实际应用
1、微型繁殖
（1）概念：
利用植物组织培养技术，将来自优良植株的茎 尖、腋芽、叶片、鳞片等器官、组织和细胞进 行离体培养，短时间内获得大量遗传性一致的 植株，这一技术也叫植物快速无性繁殖技术。
运用这一技术，石刁柏一个腋芽半年可以 繁殖1200倍，一年可繁殖7万株；唐菖蒲一个 单株可以生产6.5万株。
（2）优点： ①高效快速地实现种苗的大量繁殖； ②保持优良品种的遗传特性； ③不受季节、气候、地域的限制; ④可以进行工厂化生产； ⑤可以有效挽救珍稀濒危的植物 。
人工种皮应具有透水、透气的特点。
二、作物新品种的培育 单倍体育种
2 1
１、单倍体育种
（1）优点： a.后代都是纯合子， 稳定遗传;
P 高杆抗病 × 矮杆感病 第
DDTT
ddtt
年
F1
高杆抗病 DdTt
b.明显缩短育种年限； 配子： DT Dt dT dt 第
花药离体培养 年
单倍体 幼苗：
DT
Dt
dT
过再分化过程吗？不需要
练习
• 《能培》25页第 6 题
（2）作用： 筛选对人们有利突变体,进而培育新品种
请设计出利用诱变育种、组织培养培育 抗除草剂白三叶草的实验流程。
γ射线
白三叶
草组织 细胞 脱
分化照射Fra bibliotek愈伤 组织
再
胚状体
分
化
白三 叶草 幼苗
抗除草 剂白三 叶草
例．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”杂种植株的培育过程
复习转基因抗虫棉的培育流程。
（1）概念：
利用植物组织培养技术，将来自优良植株的茎 尖、腋芽、叶片、鳞片等器官、组织和细胞进 行离体培养，短时间内获得大量遗传性一致的 植株，这一技术也叫植物快速无性繁殖技术。
运用这一技术，石刁柏一个腋芽半年可以 繁殖1200倍，一年可繁殖7万株；唐菖蒲一个 单株可以生产6.5万株。
（2）优点： ①高效快速地实现种苗的大量繁殖； ②保持优良品种的遗传特性； ③不受季节、气候、地域的限制; ④可以进行工厂化生产； ⑤可以有效挽救珍稀濒危的植物 。
人工种皮应具有透水、透气的特点。
二、作物新品种的培育 单倍体育种
2 1
１、单倍体育种
（1）优点： a.后代都是纯合子， 稳定遗传;
P 高杆抗病 × 矮杆感病 第
DDTT
ddtt
年
F1
高杆抗病 DdTt
b.明显缩短育种年限； 配子： DT Dt dT dt 第
花药离体培养 年
单倍体 幼苗：
DT
Dt
dT
过再分化过程吗？不需要
练习
• 《能培》25页第 6 题
（2）作用： 筛选对人们有利突变体,进而培育新品种
请设计出利用诱变育种、组织培养培育 抗除草剂白三叶草的实验流程。
γ射线
白三叶
草组织 细胞 脱
分化照射Fra bibliotek愈伤 组织
再
胚状体
分
化
白三 叶草 幼苗
抗除草 剂白三 叶草
例．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”杂种植株的培育过程
复习转基因抗虫棉的培育流程。
2.2 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
2019/3/5
蝴蝶兰
一、植物繁殖的新途径
1.微型繁殖 概念： P38 用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技
术。 原理：植物细胞的全能性
优点：属于无性繁殖，能够保持优良品种的遗传
特性； 高效快速实现种苗的大量繁殖。
2019/3/5
2.作物脱毒
(1)选材: 植物的分生区附近(如茎尖)--无病毒或 极少。 植物组织培养 (2)方法: 无病毒 脱毒苗 的茎尖等 ⑶实例：P39页。采用茎尖组织培养技术来脱 除病毒，在马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝和香蕉 等主要经济作物上已经成功。
2019/3/5
⑶技术：植物组织培养
⑷优点： ①对不结实或种子昂贵的植物进行快 速繁殖； ②属于无性繁殖，可以保持杂种优势； ③可人为控制植物的生长发育和抗逆 性。因为人工胚乳中含有植物激素、 农药等。
④不受季节、气候、地域限制。
2019/3/5
二、作物新品种的培育
1.单倍体育种
(1)方法: 花药的离体培养获得单倍体植株， 染色体加倍选择优良品种
2019/3/5
3.神奇的人工种子
⑴概念：P39页。用植物组织培养技术获得的 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。 ⑵组成：人工种皮、胚状体、人工胚乳
2019/3/5
人工种皮：封闭性，透气性，无毒无害。
人工胚乳：含有营养物质、农药、抗生 素、植物激素、有益菌等促进胚状体生 长发育。
再分化 单倍体 秋水仙素处理 正常 愈伤 纯合体 花药 幼苗 植物 组织 染色体加倍 选优 自交 实质是花粉细胞培养 脱分化 种子
(2)优点:
2019/3/5
二、作物新品种的培育
2019/3/5
蝴蝶兰
一、植物繁殖的新途径
1.微型繁殖 概念： P38 用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技
术。 原理：植物细胞的全能性
优点：属于无性繁殖，能够保持优良品种的遗传
特性； 高效快速实现种苗的大量繁殖。
2019/3/5
2.作物脱毒
(1)选材: 植物的分生区附近(如茎尖)--无病毒或 极少。 植物组织培养 (2)方法: 无病毒 脱毒苗 的茎尖等 ⑶实例：P39页。采用茎尖组织培养技术来脱 除病毒，在马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝和香蕉 等主要经济作物上已经成功。
2019/3/5
⑶技术：植物组织培养
⑷优点： ①对不结实或种子昂贵的植物进行快 速繁殖； ②属于无性繁殖，可以保持杂种优势； ③可人为控制植物的生长发育和抗逆 性。因为人工胚乳中含有植物激素、 农药等。
④不受季节、气候、地域限制。
2019/3/5
二、作物新品种的培育
1.单倍体育种
(1)方法: 花药的离体培养获得单倍体植株， 染色体加倍选择优良品种
2019/3/5
3.神奇的人工种子
⑴概念：P39页。用植物组织培养技术获得的 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。 ⑵组成：人工种皮、胚状体、人工胚乳
2019/3/5
人工种皮：封闭性，透气性，无毒无害。
人工胚乳：含有营养物质、农药、抗生 素、植物激素、有益菌等促进胚状体生 长发育。
再分化 单倍体 秋水仙素处理 正常 愈伤 纯合体 花药 幼苗 植物 组织 染色体加倍 选优 自交 实质是花粉细胞培养 脱分化 种子
(2)优点:
2019/3/5
二、作物新品种的培育
植物细胞工程的实际应用课件(很好用)
因为不同种生物之间存在生殖隔离
因此，这项研究对于培养作物新品 种方面的重大意义在于：
克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了 可用于杂交的亲本组合范围
.
7.基因型为AaBb的水稻（含24条染色体）的花药通过 无菌操作接入试管后，在一定条件下形成试管苗，问 ：
（1）愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规 则的细胞团，愈伤组织形成过程中，必须从培养基 水、无机盐、维生素和小分子有机物 等营养物质。 中获得___________________________ （2）要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有_ __________ 两类激素。 细胞分裂素 和________________ 植物生长素
（3）愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再由 芽发育成叶和茎。这一过程必须给予光照，其原因 是_____________ 能利用光能制造有机物，供试管 叶绿体 苗生长发育。 24 条脱氧核糖核苷酸链。 （4）试管苗的细胞核中含_____ （5）培育成的试管苗可能出现的基因型有 AB、aB、Ab、ab 。 _____________
比较：
单倍体育种：
优点： 明显缩短育种年限 育种原理：染色体变异
突变体的利用：
优点： 能够产生新性状 育种原理： 基因突变
植物体细胞杂交育种
优点：克服远缘杂交不亲和障碍 育种原理： 染色体变异
三.细胞产物的工厂化生产
(1)种类:蛋白质,脂技术:植物的组织培养.（只要培养到愈伤组织）
（三）、神奇人工种子
通过植物组织培养的方法获得的胚状体、不 定芽、顶芽和腋芽等材料外面包被着人工薄膜， 在适宜的条件下可以发芽成幼苗的种子。 技术：植物组织培养。
优点 •后代无性状分离，保持优良特性 •不受季节、气候和地域的限制 •易于储藏和运输
因此，这项研究对于培养作物新品 种方面的重大意义在于：
克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了 可用于杂交的亲本组合范围
.
7.基因型为AaBb的水稻（含24条染色体）的花药通过 无菌操作接入试管后，在一定条件下形成试管苗，问 ：
（1）愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规 则的细胞团，愈伤组织形成过程中，必须从培养基 水、无机盐、维生素和小分子有机物 等营养物质。 中获得___________________________ （2）要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有_ __________ 两类激素。 细胞分裂素 和________________ 植物生长素
（3）愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再由 芽发育成叶和茎。这一过程必须给予光照，其原因 是_____________ 能利用光能制造有机物，供试管 叶绿体 苗生长发育。 24 条脱氧核糖核苷酸链。 （4）试管苗的细胞核中含_____ （5）培育成的试管苗可能出现的基因型有 AB、aB、Ab、ab 。 _____________
比较：
单倍体育种：
优点： 明显缩短育种年限 育种原理：染色体变异
突变体的利用：
优点： 能够产生新性状 育种原理： 基因突变
植物体细胞杂交育种
优点：克服远缘杂交不亲和障碍 育种原理： 染色体变异
三.细胞产物的工厂化生产
(1)种类:蛋白质,脂技术:植物的组织培养.（只要培养到愈伤组织）
（三）、神奇人工种子
通过植物组织培养的方法获得的胚状体、不 定芽、顶芽和腋芽等材料外面包被着人工薄膜， 在适宜的条件下可以发芽成幼苗的种子。 技术：植物组织培养。
优点 •后代无性状分离，保持优良特性 •不受季节、气候和地域的限制 •易于储藏和运输
2-1-2_植物细胞工程的实际应用
DDTT
ddtt
F1
高杆抗病 DdTt
第2年
D_T_ D_tt ×
ddTT
ddT_
矮抗
ddtt 配子： DT Dt dT dt
花药离体培养
单倍体 幼苗：
DT
Dt
dT
dt
秋水 仙素
生长
选育出需要 的矮抗纯种
纯合体: DDTT DDtt ddTT ddtt
矮抗
选择矮秆抗病
即为新品种
返回
原理：染色体变异 优点：缩短育种年限，获得优良纯种。 缺点： 但方法复杂，技术要求高。
❖ 细胞产物的工厂化生产
.基因型为AaBb的水稻（含24条染色体）的花药通过
无菌操作接入试管后，在一定条件下形成试管苗，问 ：
（1）愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规 则的细胞团，愈伤组织形成过程中，必须从培养基 中获得_水_、__无__机_盐__、__维__生_素__和__小_分__子__有_机__物_ 等营养物质。 （2）要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有_ _细__胞_分__裂__素__和__植__物__生_长__素_______两类激素。
思考？
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。
如何克服缺陷？
优良杂交种后代 会因发生性状分 离而丧失优良特 性。
3.神奇的人工种子
（1）优点: 后代无性状分离，保持优良特性； 不受季节、气候和地域的限制； 易于储藏和运输。
（2）技术：植物组织培养. （3）结构：？
❖
好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。上 午3时42分21秒 上午3时42分03:42:2120.10.24
(完整版)植物细胞工程的实际应用(上课用)
DDTT ↓ ddtt
第 1
P
高杆抗病× 矮杆感病
DDTT ↓ ddtt
F1
高杆抗病 DdTt
↓×
F2 D_T_
D_tt ddT_
矮抗
年 第
F1
2
高杆抗病
DdTt
↓
ddtt 年 配子 DT Dt dT
↓ 花药离体培养→
第3单倍体幼苗DT
↓
Dt
↓
dT
dt
↓
dt
第 1 年
第 2 年
×
~
6 ↓ 秋水仙素→ ↓ ↓ ↓
ddTT
年 纯合体 DDTT DDtt ddTT ddtt
↑
↑
矮抗品种
矮抗品种
2020/8/16
二、作物新品种的培育
1.单倍体育种
(1)方法: 花药的离体培养获得单倍体植株， 染色体加倍选择优良品种
花药
脱分化
愈伤 组织
再分化 单倍体 秋水仙素处理 幼苗 染色体加倍
正常 植物
纯合体
实质是花粉细胞培养
2020/8/16
植物体
植物A细胞
植物B细胞
植物 体细胞
杂交
植物 细胞 融合
去壁 ①
原生质体A
② 诱导融合
去壁
原生质体B
融合的原生质体
再生出细胞壁 ③
杂种细胞
植物 组织 培养
脱分化 ④ （细胞分裂）
愈伤组织
再分化 ⑤
2020/8/16
杂种植株
2·1·2植物细胞工程的实际应用
2020/8/16
蝴蝶兰
愈伤 组织
再分化丛芽或 胚状体
、根
植物体
培养 工厂化
第 1
P
高杆抗病× 矮杆感病
DDTT ↓ ddtt
F1
高杆抗病 DdTt
↓×
F2 D_T_
D_tt ddT_
矮抗
年 第
F1
2
高杆抗病
DdTt
↓
ddtt 年 配子 DT Dt dT
↓ 花药离体培养→
第3单倍体幼苗DT
↓
Dt
↓
dT
dt
↓
dt
第 1 年
第 2 年
×
~
6 ↓ 秋水仙素→ ↓ ↓ ↓
ddTT
年 纯合体 DDTT DDtt ddTT ddtt
↑
↑
矮抗品种
矮抗品种
2020/8/16
二、作物新品种的培育
1.单倍体育种
(1)方法: 花药的离体培养获得单倍体植株， 染色体加倍选择优良品种
花药
脱分化
愈伤 组织
再分化 单倍体 秋水仙素处理 幼苗 染色体加倍
正常 植物
纯合体
实质是花粉细胞培养
2020/8/16
植物体
植物A细胞
植物B细胞
植物 体细胞
杂交
植物 细胞 融合
去壁 ①
原生质体A
② 诱导融合
去壁
原生质体B
融合的原生质体
再生出细胞壁 ③
杂种细胞
植物 组织 培养
脱分化 ④ （细胞分裂）
愈伤组织
再分化 ⑤
2020/8/16
杂种植株
2·1·2植物细胞工程的实际应用
2020/8/16
蝴蝶兰
愈伤 组织
再分化丛芽或 胚状体
、根
植物体
培养 工厂化
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 课件
(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__________________。
解析：(1)人工种子能发育成完整的植株，说明其细 胞内含有个体发育的全部基因，因此原理是植物细胞的全 能性，经过植物组织培养得以表达。(2)包埋胚状体的胶 质有保护胚状体的作用，同时又可以给胚状体提供营养物 质，所以可以视作是种皮及胚乳或子叶。(3)由花药(或花 粉)等配子发育成的个体称为单倍体，
(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(如下 图所示)。
(3)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不发生性状分离。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。
(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。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。
4．单倍体育种
(1)过程：花药―离―体―培―养→单倍体―秋―水―仙―素―处―理→纯合 二倍体。
植物细胞工程的实际应用课件
答案： (1)花药离体培养 抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成 (2)B过程中形成的是胚状体，而C过程形成的是丛芽 细胞分裂素与生长素的比值 (3)愈伤组织 (4)胚状体 胚 (5)离心、振动、电激 3
突变体 利用
基因突 变
产生新烟草等
植物组织培养技术的应用
右图是人工种子的结构简 图，对其叙述不正确的是( )
A．人工种子的胚乳中含有胚状体 发育所需的营养物质，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 的粮食
(1)组成：由胚状体和人工胚乳。如下图：
(2)人工种皮的要求： ①能保持胚状体的活力，即要能透气、透水，含有胚状体发芽所需要
的各种营养成分等； ②有利于贮藏、运输和萌发，选取的材料要有韧性，耐压，对胚状体
无毒害； ③还应含有农药和杀菌剂，以防播种后害虫及微生物的侵害；
作物新品种的培育
1．单倍体育种
2．体细胞诱变育种 (1)过程：
(2)原理：基因突变和植物细胞的全能性。 (3)优点：提高愈伤组织的突变率，可以获得高抗、高优质、
抗逆的新品种，加快了育种进程。
3．单倍体育种和突变体利用的比较
项目 原理
优点
成果
单倍体 育种
染色体 变异
明显缩短育种年 限
单育1号烟草品种、11 号水稻和京花1号小麦 品种等
植物细胞工程的实际应用
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。 (2)特点：①保持优良品种的_遗__传__特__性___；②高效快速地实
现种苗大量繁殖。 2．作物脱毒 (1)材料：无病毒的__茎_尖___。 (2)脱毒苗：切取茎尖进行组织培养获得。
高二生物《植物细胞工程的实际应用》(课件)
秋水素处理单倍体的幼 苗，使染色体加倍
（3）优点: ①后代稳定遗传,都是纯合子; ②明显缩短育种年限。
2.突变体的利用
白三叶草
2.突变体的利用 (1)产生:植物组织培养
白三叶草
2.突变体的利用 (1)产生:植物组织培养 (2)利用:筛选对人们有利突变体,进而培育新品种
白三叶草
2.突变体的利用 (1)产生:植物组织培养 (2)利用:筛选对人们有利突变体,进而培育新品种
1.微型繁殖技术
（2）特点：
①高效快速地实现种苗的大量繁殖； ②保持优良品种的遗传特性； ③不受自然生长季节的限制（因为在具 有一定人工设施的室内生产）。
世界兰花市场上有150多种产品，其中大部分 都是用快速微繁殖技术得到的试管苗。从此，市 场供应摆脱了气候、地理和自然灾害等因素的限 制。至今，已报道的花卉试管苗有360余种。已投 入商业化生产的有几十种。 我国对康乃馨、月季、唐昌蒲、菊花、非洲紫 罗兰等品种的研究较为成熟，有的也已商品化，并 有大量产品销往港澳及东南亚地区。
毛地黄
黄连
紫松果菊
紫草
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。
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。
2.
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。
2.
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
2.
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
植物细胞工程的实际应用
2.1.2植物细胞工程的应用
精品课件
一、植物繁殖新途径 微型繁殖技术
快速繁植培育优良品精品种课件的植物组织培养技术
微型繁殖技术的特点
① 选材少、周期短、繁殖速度快；
② “高保厂化生产。
精品课件
试管苗培养室
精品课件
烟精草品课试件 管苗
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。
精品课件
再分化 移栽
染色体加倍
（秋水仙素）
突变体的利用
植物组织培养过程中培养的细胞一直 处于不断的分生状态（细胞分裂活动频繁）， 容易受到外界因素的影响而发生突变，可以 根据生产的需要从中筛选出有利的突变体培 育成新品种。
此外，结合细胞工程与基因工程技术 还可将外源基因导入培养细胞或原生质体， 获得抗逆、高产、优质的转基因植株。
贮藏或种植
精品课件
人工种子之所以神奇，是由于它具有天然种子 不可比拟的特点，想一想它们具有哪些优点？
（1）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；天然种子在生产上受季节限制，一般 每年只繁殖1～2次，有些甚至十几年才繁殖一 次。而人工种子则可以完全保持优良品种的遗 传特性，生产上也不受季节的限制。
（2）试管苗的大量贮藏和运输也是相当困 难的。人工种子则克服了这些缺点，人工种子 外层是起保护作用的薄膜，类似天然种子的种 皮，因此，可以很方便地贮藏和运输。
精品课件
二、作物新品种的培育
单倍体育种
（花药离体培养）
花药 花粉细胞培养
单倍体花粉
愈伤组织 分化出小植物
单倍体植株 正常植株
精品课件
接种 脱分化
神奇的人工种子
常规植物种子的获得受到时间、季节、气候 或地域的限制，并需要耗费大量的土地来实 现制种。
精品课件
一、植物繁殖新途径 微型繁殖技术
快速繁植培育优良品精品种课件的植物组织培养技术
微型繁殖技术的特点
① 选材少、周期短、繁殖速度快；
② “高保厂化生产。
精品课件
试管苗培养室
精品课件
烟精草品课试件 管苗
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。
精品课件
再分化 移栽
染色体加倍
（秋水仙素）
突变体的利用
植物组织培养过程中培养的细胞一直 处于不断的分生状态（细胞分裂活动频繁）， 容易受到外界因素的影响而发生突变，可以 根据生产的需要从中筛选出有利的突变体培 育成新品种。
此外，结合细胞工程与基因工程技术 还可将外源基因导入培养细胞或原生质体， 获得抗逆、高产、优质的转基因植株。
贮藏或种植
精品课件
人工种子之所以神奇，是由于它具有天然种子 不可比拟的特点，想一想它们具有哪些优点？
（1）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；天然种子在生产上受季节限制，一般 每年只繁殖1～2次，有些甚至十几年才繁殖一 次。而人工种子则可以完全保持优良品种的遗 传特性，生产上也不受季节的限制。
（2）试管苗的大量贮藏和运输也是相当困 难的。人工种子则克服了这些缺点，人工种子 外层是起保护作用的薄膜，类似天然种子的种 皮，因此，可以很方便地贮藏和运输。
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二、作物新品种的培育
单倍体育种
（花药离体培养）
花药 花粉细胞培养
单倍体花粉
愈伤组织 分化出小植物
单倍体植株 正常植株
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接种 脱分化
神奇的人工种子
常规植物种子的获得受到时间、季节、气候 或地域的限制，并需要耗费大量的土地来实 现制种。
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。
课件12：2.1.2 植物细胞工程的实际应用
的室内生产）。
（2）作物脱毒
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
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水平。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 B.分化 C.减数分裂 D.全能性
3.下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是（ D ） A．培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗 透压 B．培养中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的 生长和分化 C．离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能 形成愈伤组织 D．同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获 得的愈伤组织基因相同
愈伤组织
分化出小植物
Байду номын сангаас单倍体植株
秋水仙素
优点:
⑴后代 稳定遗传 ，都是纯合子
⑵明显缩短 育种年限 （两年）
正常植株 (纯合子)
⑶节约了大量的人力、物力。
诱变育种：
外植体 脱分化 愈伤组织
突变体
筛 诱变处理 诱导分化 选
培 育
新品种
（3）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 (紫草素、人参皂甙、紫杉醇)等 2.技术 植物的组织培养
课堂小结
植物繁殖 的新途径
微型繁殖 作物脱毒 人工种子
作 物 新 品 单倍体育种 种 的 培 育 突变体的利用
细胞产物的工厂化生产
（2）作物脱毒
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
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水平。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 B.分化 C.减数分裂 D.全能性
3.下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是（ D ） A．培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗 透压 B．培养中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的 生长和分化 C．离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能 形成愈伤组织 D．同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获 得的愈伤组织基因相同
愈伤组织
分化出小植物
Байду номын сангаас单倍体植株
秋水仙素
优点:
⑴后代 稳定遗传 ，都是纯合子
⑵明显缩短 育种年限 （两年）
正常植株 (纯合子)
⑶节约了大量的人力、物力。
诱变育种：
外植体 脱分化 愈伤组织
突变体
筛 诱变处理 诱导分化 选
培 育
新品种
（3）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 (紫草素、人参皂甙、紫杉醇)等 2.技术 植物的组织培养
课堂小结
植物繁殖 的新途径
微型繁殖 作物脱毒 人工种子
作 物 新 品 单倍体育种 种 的 培 育 突变体的利用
细胞产物的工厂化生产
植物细胞工程的实际应用课件
【活学活用】 1．兰花在我国种植历史悠久，“远东麒麟”以每盒3万元
的价格在拍卖网卖出。如图是通过细胞培养形成兰花植 株的示意图，请据图回答：(注：胚状体等同于植物种 子的胚的结构。)
(1)愈伤组织的分裂能力__________，分化能力__________， 是由植物体细胞经过________形成的。 (2) 过 程 ④ 由 愈 伤 组 织 形 成 胚 状 体 要 经 过 ________ 和 ____________过程。 (3)一个兰花茎尖在一年之内可以生产出 400 万株兰花苗， 与有性生殖相比，植物组织培养的优势主要体现在 ______________和____________________。
3．人工种子 (1)概念：以通过植物组织培养的方法获得的_胚__状__体___、不定 芽、顶芽和腋芽等为材料，外面包被上人工薄膜，在适宜的 条件下可以发芽长成幼苗的种子。 (2)结构：由__胚__状__体__、作为保护性外壳的_人__工__种___皮__和提供 发育所需营养的_人__工__胚__乳___组成。如下图： 人工种皮 胚状体
植物细胞工程的实际应用
1．植物的繁殖方式 有性
植物
动物
病毒
2．植物的营养繁殖(属于无性生殖)
【情景导入】
脱毒草莓 “纳米”西瓜 脱毒草莓和“纳米”西瓜都是植物细胞工程的产品，本节 我们就学习植物细胞工程的实际应用。
探究点一 植物繁殖的新途径 植物细胞工程作为一门新兴的生物技术，已经普遍应用于社 会生产的方方面面。下面图示都是利用了植物组织培养，观 察并回答问题。
培养，增加细胞数量。
③将发酵罐中培养的__细__胞__进__行__破__碎____，从中提取人参皂甙。
小贴士 植物组织培养的目的不同，培养阶段也不同：若获得人
植物细胞工程的实际应用(共26张PPT)
药用成分提取
利用植物细胞工程技术，优化药用植物的种植和 提取工艺，提高药用成分的产量和纯度，为药物 研发提供优质原料。
药用植物品质改良
通过植物细胞工程技术，改良药用植物的品质和 产量，提高其经济价值和药用效果。
环境保护与修复
土壤污染修复
利用植物细胞工程技术，培育具 有较强重金属耐性和积累能力的 转基因植物，用于土壤重金属污 染修复。
加强科普宣传与公众参与
提高公众对植物细胞工程技术的认知 和理解，促进科技决策的民主化和科 学化。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
组织培养
将植物组织或器官置于培养基中，通过诱导其分裂和分化， 形成新的植株。
细胞突变与基因编辑
通过物理、化学或生物诱变方法，诱导植物细胞发生突变， 从中选择具有优良性状的细胞；或者利用基因编辑技术， 对植物细胞的基因进行精确的修改。
植物细胞突变与基因编辑
突变体的筛选
从突变体库中筛选具有优良性状 （如抗病、抗虫、抗逆等）的突
详细描述
针对珍稀、濒危植物，利用植物细胞工程技术进行离体培养，实现快速繁殖。 这种方法不仅可以为物种保护提供大量种源，还可以为研究濒危机制和保护措 施提供有力支持，对于维护生物多样性具有重要意义。
药用植物的工业化生产
总结词
通过植物细胞工程技术，实现药用植物的工业化生产，为药物研发提供稳定、可靠的原料来源。
水体净化
通过植物细胞工程技术，培育具 有较强氮、磷吸收能力的转基因 植物，用于水体富营养化治理和 净化。
退化生态系统恢复
利用植物细胞工程技术，培育适 应性强、生长快的转基因植物， 用于退化生态系统的恢复和重建。
04 植物细胞工程的应用实例
利用植物细胞工程技术，优化药用植物的种植和 提取工艺，提高药用成分的产量和纯度，为药物 研发提供优质原料。
药用植物品质改良
通过植物细胞工程技术，改良药用植物的品质和 产量，提高其经济价值和药用效果。
环境保护与修复
土壤污染修复
利用植物细胞工程技术，培育具 有较强重金属耐性和积累能力的 转基因植物，用于土壤重金属污 染修复。
加强科普宣传与公众参与
提高公众对植物细胞工程技术的认知 和理解，促进科技决策的民主化和科 学化。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
组织培养
将植物组织或器官置于培养基中，通过诱导其分裂和分化， 形成新的植株。
细胞突变与基因编辑
通过物理、化学或生物诱变方法，诱导植物细胞发生突变， 从中选择具有优良性状的细胞；或者利用基因编辑技术， 对植物细胞的基因进行精确的修改。
植物细胞突变与基因编辑
突变体的筛选
从突变体库中筛选具有优良性状 （如抗病、抗虫、抗逆等）的突
详细描述
针对珍稀、濒危植物，利用植物细胞工程技术进行离体培养，实现快速繁殖。 这种方法不仅可以为物种保护提供大量种源，还可以为研究濒危机制和保护措 施提供有力支持，对于维护生物多样性具有重要意义。
药用植物的工业化生产
总结词
通过植物细胞工程技术，实现药用植物的工业化生产，为药物研发提供稳定、可靠的原料来源。
水体净化
通过植物细胞工程技术，培育具 有较强氮、磷吸收能力的转基因 植物，用于水体富营养化治理和 净化。
退化生态系统恢复
利用植物细胞工程技术，培育适 应性强、生长快的转基因植物， 用于退化生态系统的恢复和重建。
04 植物细胞工程的应用实例
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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
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
பைடு நூலகம்
兰州晨报讯：有人戏称“洋芋、土豆、马 铃薯”是甘肃三宝，现在这“三宝”又要 为咱甘肃扬名了。甘肃省专家成功培育出 的黑色土豆，一改土豆白色、灰色、紫色 的“老面孔”，成为了土豆家族中的新贵。 这种黑色土豆将在7月10日开幕的兰州高原 夏菜贸洽会上首次亮相。
外植体→愈伤组织→胚状体
区别１：
人工种子的形成属无性生殖，不发生性状分离。
天然种子的形成属有性生殖，发生性状分离。 区别２： 人工种子的生产不受季节、气候和地域的限制。
天然种子的生产受季节、气候和地域的限制。
3.神奇的人工种子
种皮
胚
胚乳
特点: ①后代无性状分离，保留优良特性； ②不受气候,季节和地域限制。 ③贮藏运输方便
材
料:分生区（如茎尖）的细胞
脱毒苗:切取茎尖进行组织培养获得
资料
科学家应用多倍体育种的方法，
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。
实际问题：但是微型繁殖试管苗的大量贮藏和运输 也是相当困难的。
小结：
上述应用采用的都是植物组织培养技 术，都属于无性生殖，得到的个体都能保 持亲代的优良性状（性状与亲代相同，即 不发生性状分离）。只涉及到有丝分裂， 不涉及减数分裂。
•
小结：只利用植物组织培养，只能得 到与亲代一样的个体，即进行植物的繁殖。 如何才能得到新品种呢？ 分析：在植物组织培养的基础上，再 额外增加一些手段。
在利用植物组织培养的基础上， 再额外增加一些手段－－辐射等。
比较：
单倍体育种： 优点： 明显缩短育种年限 育种原理：染色体变异 突变体的利用： 优点： 能够产生新性状 育种原理： 基因突变 植物体细胞杂交育种 优点： 克服远缘杂交不亲和障碍 育种原理： 染色体变异
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
3．用植物组织培养技术，可以培养或生产（ ） A．食品添加剂 B．无病毒植物 C. 人工种子 D．前三项都是 4．下列四个选项中没有采取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．人工种子的培育 D．“番茄——马铃薯”杂种植株的培育过程
5、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（ ） A．选择优良品种进行杂交 B．进行远缘植物体细胞杂交 C．利有芽尖进行组织培养 D．人工诱导基因突变 6.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水平。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（） A.有丝分裂 B.分化 C.减数分裂 D.全能性
小结
植物细胞工程的实际应用
• 繁殖植物的新途径
– 微型育种 – 作物脱毒 – 人工种子
• 育种新方法
– 单倍体育种 – 诱导突变体
• 细胞产物的工厂化生产
课堂演练 1、植物的微型繁殖技术是指 （ ） A．植物体细胞杂交技术 B．嫁接 C．营养繁殖 D．植物组织培养 2、科学工作者把胡萝卜的韧皮部细胞分离出 来，将单个细胞放入培养基中培养，获得了 许多完整的植株，这些植株的特点是 ） A．彼此性状相似 B．变异频率较高 C．单倍体 D．都是纯合子
•
二、作物新品种的培育
１、单倍体育种
过程：
在利用植物组织培养的基础上， 再额外增加一些手段－－加秋水仙素。
2.突变体的利用
（1）突变体的产生 在植物组织培养的过程中，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。 产生的突变属于什么？ 为什么不断分生的细胞容易突变？ （2）利用： 筛选对人们有利突变体,进而培育新品种
但是，薯类同大蒜一样，由于同属营养体 繁殖，在每年的繁殖过程中，病毒侵染并逐 代累积，致使种薯退化严重，造成马铃薯植 株变矮小，叶片翻卷或花叶、皱缩，产量低 而不稳。
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？
2.技术： 植物的组织培养
3.成就：
工厂化生产人参皂甙干粉的基本流程：
人参根
脱分化
培养选择 愈伤组织 增长速度快而且细
胞内人参皂甙干粉含量高的细胞 放入发酵罐 细胞增殖 破碎细胞 提取人参皂甙干粉
提示：可以利用植物组织培养技术来大量生产紫杉
醇。现在国内外的科学家们正在研究利用植物细胞培养 技术来大量培育红豆杉细胞，希望利用这种方法来大量 生产紫杉醇。国内外许多实验室开展了用组织培养法生 产紫杉醇的研究，红豆杉属的11种植物现都在进行组织 培养。ESC Agenetics公司宣布他们用细胞培养法所得 紫杉醇的含量是树皮的2～5倍。国内外在分化细胞株系 和培养条件方面做了不少工作，摸索了外植体、光照、 培养基组成等因素对细胞培养及紫杉醇生成的影响。现 在工艺条件已基本摸清，正研究反应的放大技术等，有 望实现通过细胞培养进行工业化生产紫杉醇的目标。
实际问题：经济苗木、名贵花卉、珍稀植物等 自然繁殖速度缓慢，繁殖效率低下或优良性状不易 保持……
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。
（一）植物繁殖新途径：
植物组织 培养车间
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。 植物微型繁殖技术（快速繁殖技术） 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
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。
能否找到天然种子的替代品？
种子的结构
胚 自然种子 种皮 胚乳
人工种子的结构
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。 产生途径：