高中生物课件：2.1.2植物细胞工程的实际应用
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植物组织培养技术
离体的植物器官、组织或细胞（外植体）
脱分化 遮光
排列疏松而无规 则，高度液泡化的 呈无定形状态的薄 壁细胞
愈伤组织
再分化 一定的光照
①无菌
②营养：有机物 无机盐 水分 ③一定的外界条件
④植物激素：细胞分裂素
生长素
胚状体、丛芽
植株
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
优点：①繁殖快，可工厂化生产
②保持优良品种的遗传特性 ③不受自然生长季节的限制 ④培养周期短 ⑤取材少
一、植物繁殖的新途径
1.微型繁殖 2.作物脱毒
(1)材料: 植物的分生区(茎尖)--无病毒或极少
(2)方法: 离体的无病 植物组织培养
毒的茎尖
脱毒苗
一、植物繁殖的新途径
1.微型繁殖
2.作物脱毒
3.神奇的人工种子
植物组织培养
杂种植物
三、细胞产物的工厂化生产
1.种类: 人参皂甙干粉、紫杉醇等. 2.技术: 植物的组织培养----愈伤组织细胞培养
2·1·2植物细胞工程的实际应用
转基因植物受体细胞 杂种细胞 茎尖、根尖等分生区 花药（花粉）
转基因植物 杂种植物 作物脱毒 单倍体育种 微型繁殖
外植体
脱分化
愈伤 组织
Dt
↓
↓
dT
↓
~
dt
↓
dt
↓
第 1 年
第 2 年
ddTT
年 纯合体 DDTT DDtt ddTT ddtt
↑
↑
矮抗品种
矮抗品种
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
2020/9/9
2020/9/9
胚
(胚)
二、作物新品种的培育
1.单倍体育种
(1)方法: 花药离体培养
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Fra Baidu bibliotek粉细胞培养
选优 自交
种子
(2)优点:
举例单倍体育种：利用高杆抗病DDTT和矮杆感病ddtt 品种培育矮杆抗病ddTT品种
P 高杆抗病 × 矮杆感病
再分化丛芽或 胚状体
、根
植物体
培养 工厂化
诱变处理
+
人工薄膜 人工种子
生产药物
突变细胞
突变体的利用
原理（基础）
植物细胞全能性（概念、原因、表达条件、 ）
无菌、温度
光
条件 营养条件：水、无机盐、蔗糖、氨基酸、有机酸等
植
植物激素： 生长素、细胞分裂素比例
物
适宜（1）
减小
增大
组 织
过程
外植体
脱分化
愈伤 组织
DDTT ↓ ddtt
第1年
F1
高杆抗病 DdTt
↓
配子
DT Dt dT dt
花药离体培养→↓ ↓ ↓ ↓
单倍体幼苗 DT Dt dT dt
秋水仙素处理→↓ ↓ ↓ ↓
纯合体 DDTT DDtt ddTT ddtt
第2年
↑
需要的矮抗品种
举例： 利用高杆抗病DDTT和矮杆感病ddtt品种培育
矮杆抗病ddTT品种
杂交育种
单倍体育种
P 高杆抗病 ×矮杆感病
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 秋水仙素→
↓ 6
↓
再分化
胚状体 或丛芽
、根
植物体
培 养
诱变 工厂化 处理 生产药物
人工种子
微型繁殖
突变细胞 应用 转基因细胞
突变体的利用 转基因植物
杂种细胞
杂种植物
茎尖、根尖等分生区
作物脱毒
花药（花粉）
单倍体育种
• 08江苏高考：下列关于植物组织培养的叙
D 述中，错误的是
• A．培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和 调节渗透压
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
植物 组织 培养
杂种细胞AB
脱分化 ④ （细胞分裂）
愈伤组织
再分化 ⑤
杂种植株
2·1·2植物细胞工程的实际应用 蝴蝶兰
一、植物繁殖的新途径
1.微型繁殖 概念：应用组织培养技术，快速繁殖优良品种植物
（也叫快速繁殖技术）
原理：植物细胞的全能性
纯合体
实质是花粉细胞培养
选优 自交
种子
(2)优点: 明显缩短育种年限.
后代无性状分离，都是纯合 子，能稳定遗传,
二、作物新品种的培育
1.单倍体育种 2.突变体的利用
诱变处理
脱分化
再分化
外植体
愈伤组织
多种 突变体
筛选 新 品种
3、转基因植物的培育
基因工程
植物组织培养
转基因细胞
转基因植物
4、植物体细胞杂交 植物细胞融合 杂种细胞
• B．培养基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
植物组织培养大量生产紫草素
紫草
愈伤组织
紫草素
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，但由 于成本较高，中国尚未应用于生产。
技术：植物组织培养 原理：细胞全能性
？ 结构： 胚状体（不定芽、顶芽、腋芽） 人工薄膜： 加入适量无机盐、有机碳源等养分， 抗生素、有益菌及生长调节剂等
优点：
与天然种子比： ①解决某些作物繁殖力低、结子困难、发芽率低问题 ②保持优良品种遗传特性 ③不受气候、季节、地域的限制，时间短，占地少
与试管苗比：有人工薄膜保护，方便贮藏和运输
离体的植物器官、组织或细胞（外植体）
脱分化 遮光
排列疏松而无规 则，高度液泡化的 呈无定形状态的薄 壁细胞
愈伤组织
再分化 一定的光照
①无菌
②营养：有机物 无机盐 水分 ③一定的外界条件
④植物激素：细胞分裂素
生长素
胚状体、丛芽
植株
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
优点：①繁殖快，可工厂化生产
②保持优良品种的遗传特性 ③不受自然生长季节的限制 ④培养周期短 ⑤取材少
一、植物繁殖的新途径
1.微型繁殖 2.作物脱毒
(1)材料: 植物的分生区(茎尖)--无病毒或极少
(2)方法: 离体的无病 植物组织培养
毒的茎尖
脱毒苗
一、植物繁殖的新途径
1.微型繁殖
2.作物脱毒
3.神奇的人工种子
植物组织培养
杂种植物
三、细胞产物的工厂化生产
1.种类: 人参皂甙干粉、紫杉醇等. 2.技术: 植物的组织培养----愈伤组织细胞培养
2·1·2植物细胞工程的实际应用
转基因植物受体细胞 杂种细胞 茎尖、根尖等分生区 花药（花粉）
转基因植物 杂种植物 作物脱毒 单倍体育种 微型繁殖
外植体
脱分化
愈伤 组织
Dt
↓
↓
dT
↓
~
dt
↓
dt
↓
第 1 年
第 2 年
ddTT
年 纯合体 DDTT DDtt ddTT ddtt
↑
↑
矮抗品种
矮抗品种
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
2020/9/9
2020/9/9
胚
(胚)
二、作物新品种的培育
1.单倍体育种
(1)方法: 花药离体培养
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Fra Baidu bibliotek粉细胞培养
选优 自交
种子
(2)优点:
举例单倍体育种：利用高杆抗病DDTT和矮杆感病ddtt 品种培育矮杆抗病ddTT品种
P 高杆抗病 × 矮杆感病
再分化丛芽或 胚状体
、根
植物体
培养 工厂化
诱变处理
+
人工薄膜 人工种子
生产药物
突变细胞
突变体的利用
原理（基础）
植物细胞全能性（概念、原因、表达条件、 ）
无菌、温度
光
条件 营养条件：水、无机盐、蔗糖、氨基酸、有机酸等
植
植物激素： 生长素、细胞分裂素比例
物
适宜（1）
减小
增大
组 织
过程
外植体
脱分化
愈伤 组织
DDTT ↓ ddtt
第1年
F1
高杆抗病 DdTt
↓
配子
DT Dt dT dt
花药离体培养→↓ ↓ ↓ ↓
单倍体幼苗 DT Dt dT dt
秋水仙素处理→↓ ↓ ↓ ↓
纯合体 DDTT DDtt ddTT ddtt
第2年
↑
需要的矮抗品种
举例： 利用高杆抗病DDTT和矮杆感病ddtt品种培育
矮杆抗病ddTT品种
杂交育种
单倍体育种
P 高杆抗病 ×矮杆感病
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 秋水仙素→
↓ 6
↓
再分化
胚状体 或丛芽
、根
植物体
培 养
诱变 工厂化 处理 生产药物
人工种子
微型繁殖
突变细胞 应用 转基因细胞
突变体的利用 转基因植物
杂种细胞
杂种植物
茎尖、根尖等分生区
作物脱毒
花药（花粉）
单倍体育种
• 08江苏高考：下列关于植物组织培养的叙
D 述中，错误的是
• A．培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和 调节渗透压
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
植物 组织 培养
杂种细胞AB
脱分化 ④ （细胞分裂）
愈伤组织
再分化 ⑤
杂种植株
2·1·2植物细胞工程的实际应用 蝴蝶兰
一、植物繁殖的新途径
1.微型繁殖 概念：应用组织培养技术，快速繁殖优良品种植物
（也叫快速繁殖技术）
原理：植物细胞的全能性
纯合体
实质是花粉细胞培养
选优 自交
种子
(2)优点: 明显缩短育种年限.
后代无性状分离，都是纯合 子，能稳定遗传,
二、作物新品种的培育
1.单倍体育种 2.突变体的利用
诱变处理
脱分化
再分化
外植体
愈伤组织
多种 突变体
筛选 新 品种
3、转基因植物的培育
基因工程
植物组织培养
转基因细胞
转基因植物
4、植物体细胞杂交 植物细胞融合 杂种细胞
• B．培养基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
植物组织培养大量生产紫草素
紫草
愈伤组织
紫草素
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，但由 于成本较高，中国尚未应用于生产。
技术：植物组织培养 原理：细胞全能性
？ 结构： 胚状体（不定芽、顶芽、腋芽） 人工薄膜： 加入适量无机盐、有机碳源等养分， 抗生素、有益菌及生长调节剂等
优点：
与天然种子比： ①解决某些作物繁殖力低、结子困难、发芽率低问题 ②保持优良品种遗传特性 ③不受气候、季节、地域的限制，时间短，占地少
与试管苗比：有人工薄膜保护，方便贮藏和运输