植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用課件

1、1 1、回憶植物組織培養(yǎng)技術(shù)的基本原理和過程？、回憶植物組織培養(yǎng)技術(shù)的基本原理和過程？2 2、思考利用這項(xiàng)技術(shù)能做哪些工作？、思考利用這項(xiàng)技術(shù)能做哪些工作？ 再分化再分化脫分化脫分化愈傷組織愈傷組織外植體外植體試管苗試管苗植株植株 資料資料1 1 科學(xué)家應(yīng)用多倍體育種的方法，科學(xué)家應(yīng)用多倍體育種的方法，培育出的三倍體無子西瓜，具有無子、培育出的三倍體無子西瓜，具有無子、含糖高、口感好等特點(diǎn)。含糖高、口感好等特點(diǎn)。 但因其不結(jié)種子，但因其不結(jié)種子，每年必須用四倍體和每年必須用四倍體和二倍體西瓜雜交培育二倍體西瓜雜交培育種子，不僅增加了生種子，不僅增加了生產(chǎn)成本，也給無籽西產(chǎn)成本，也給無籽西瓜的普

2、及帶來困難。瓜的普及帶來困難。 資料資料2 2 病毒引起的植物病害有病毒引起的植物病害有500500多種。多種。受害的植物包括糧食作物、蔬菜、果樹和花卉，受害的植物包括糧食作物、蔬菜、果樹和花卉，如水稻、小麥、棉花、馬鈴薯、油菜、大蒜、如水稻、小麥、棉花、馬鈴薯、油菜、大蒜、蘋果、棗、唐菖蒲、蘭花等。而且沒有有效的蘋果、棗、唐菖蒲、蘭花等。而且沒有有效的防治辦法，只能拔除病株，造成很大的經(jīng)濟(jì)損防治辦法，只能拔除病株，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。失。 病毒多集中在種子、老葉等器官中，在幼病毒多集中在種子、老葉等器官中，在幼嫩的器官和未成熟的組織中較少，在分生區(qū)幾嫩的器官和未成熟的組織中較少，在分生區(qū)幾乎

3、不含病毒。乎不含病毒。 資料資料3 3 蘭花因高雅美麗而深受人們喜愛。蘭花因高雅美麗而深受人們喜愛。蘭花常用分根法和種子進(jìn)行繁殖。在蘭花的蘭花常用分根法和種子進(jìn)行繁殖。在蘭花的常規(guī)繁殖中，遇到的常規(guī)繁殖中，遇到的難題是：用分根法繁難題是：用分根法繁殖速度緩慢，不利于殖速度緩慢，不利于新品種的推廣新品種的推廣; ;用種子用種子繁殖又很困難，因?yàn)榉敝秤趾芾щy，因?yàn)樘m花的種子十分微小，蘭花的種子十分微小，胚很纖弱，種子幾乎胚很纖弱，種子幾乎沒有儲(chǔ)藏營養(yǎng)物質(zhì)，沒有儲(chǔ)藏營養(yǎng)物質(zhì)，在發(fā)芽過程中很容易夭折。在發(fā)芽過程中很容易夭折。一 植物繁殖的新途徑 例：用一個(gè)蘭花莖尖就可以在一年內(nèi)生產(chǎn)例：用一個(gè)蘭花莖尖就

4、可以在一年內(nèi)生產(chǎn)出出400萬株蘭花苗。萬株蘭花苗。 微型繁殖技術(shù)（一）微型繁殖技術(shù)（也稱快速繁殖技術(shù)）（一）微型繁殖技術(shù)（也稱快速繁殖技術(shù)）一 植物繁殖的新途徑 討論討論 生姜是藥食兩用的經(jīng)濟(jì)作物，具有栽培容易、產(chǎn)生姜是藥食兩用的經(jīng)濟(jì)作物，具有栽培容易、產(chǎn)量高、價(jià)格高等特點(diǎn)，近年在各地發(fā)展很快。但量高、價(jià)格高等特點(diǎn)，近年在各地發(fā)展很快。但是生姜在生產(chǎn)上長期采用無性繁殖，容易感染多是生姜在生產(chǎn)上長期采用無性繁殖，容易感染多種病毒病，使生姜品質(zhì)變差，葉子皺縮，生長緩種病毒病，使生姜品質(zhì)變差，葉子皺縮，生長緩慢，一般減產(chǎn)慢，一般減產(chǎn)30%30%50%50%。 病毒容易沿植物體的維管組織傳播，病毒容易

5、沿植物體的維管組織傳播，而分生組織區(qū)中缺乏維管系統(tǒng)，因此不含而分生組織區(qū)中缺乏維管系統(tǒng)，因此不含病毒。用做組織培養(yǎng)的植物材料可以是植病毒。用做組織培養(yǎng)的植物材料可以是植物體任何類型的組織細(xì)胞。怎樣利用植物物體任何類型的組織細(xì)胞。怎樣利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)解決？組織培養(yǎng)技術(shù)解決？ 一 植物繁殖的新途徑 （二）（二）作物脫毒作物脫毒種種 子子 的的 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)自然種子胚胚種皮種皮胚乳胚乳（三）神奇的人工種子（三）神奇的人工種子一 植物繁殖的新途徑 1 1）培育周期長）培育周期長 2 2）優(yōu)良雜種的后代會(huì)發(fā)生性狀分離而喪）優(yōu)良雜種的后代會(huì)發(fā)生性狀分離而喪失其優(yōu)良特性失其優(yōu)良特性 3 3）生產(chǎn)會(huì)受到季節(jié)

6、、氣候和地域的限制，）生產(chǎn)會(huì)受到季節(jié)、氣候和地域的限制，并且需要占用大量的土地實(shí)現(xiàn)制種并且需要占用大量的土地實(shí)現(xiàn)制種（三）神奇的人工種子（三）神奇的人工種子一 植物繁殖的新途徑 胚狀體（三）神奇的人工種子（三）神奇的人工種子一 植物繁殖的新途徑 （三）神奇的人工種子（三）神奇的人工種子一 植物繁殖的新途徑 誘導(dǎo)植物愈傷組織誘導(dǎo)植物愈傷組織 體細(xì)胞胚的誘導(dǎo)體細(xì)胞胚的誘導(dǎo) 體細(xì)胞胚的成熟體細(xì)胞胚的成熟 體細(xì)胞胚的機(jī)械化包裹體細(xì)胞胚的機(jī)械化包裹 貯藏或種植貯藏或種植思考思考 設(shè)計(jì)人工種子制備技術(shù)的主要流程圖設(shè)計(jì)人工種子制備技術(shù)的主要流程圖（三）神奇的人工種子（三）神奇的人工種子一 植物繁殖的新途徑

7、討論討論二二.作物的新品種培育作物的新品種培育復(fù)習(xí)復(fù)習(xí): :1 1傳統(tǒng)方法傳統(tǒng)方法( (雜雜 交交) ) 雜交育種依據(jù)的原理是雜交育種依據(jù)的原理是: : 基因的自由組合定律，優(yōu)良的基因自基因的自由組合定律，優(yōu)良的基因自由組合。由組合。P A AR R a ar r有 芒 抗 病 無 芒 不 抗 病配 子 A Ra rF 1 A aR r有 芒 抗 病F 2 A _R _ : A _r r : a aR _ : a ar r有 抗 : 有 不 抗 : 無 抗 : 無 不 抗9 : 3 : 3 : 1自 交 并 選 育 多 代a aR R結(jié)果:通過基因重組，把兩親本的優(yōu)良性狀組合在同一后代中 缺點(diǎn)

8、:要不斷進(jìn)行(多年)純化和選擇，才得到一種符合理想要求的新品種 （一）單倍體育種（一）單倍體育種二 作物新品種的培育 （一）單倍體育種（一）單倍體育種二 作物新品種的培育 回顧單倍體育種的一般過程并設(shè)計(jì)出一種通過回顧單倍體育種的一般過程并設(shè)計(jì)出一種通過植物花藥組織培養(yǎng)生成正常植株的實(shí)驗(yàn)流程。植物花藥組織培養(yǎng)生成正常植株的實(shí)驗(yàn)流程。（一）單倍體育種（一）單倍體育種二 作物新品種的培育 （二）（二）突變體的利用突變體的利用二 作物新品種的培育 3.3.成就：成就：2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代以來，各國的科學(xué)家用年代以來，各國的科學(xué)家用這種方法已經(jīng)篩選到抗病、抗鹽、含高蛋白，這種方法已經(jīng)篩選到抗病、

9、抗鹽、含高蛋白，以及高產(chǎn)的突變體，有的已用于生產(chǎn)。以及高產(chǎn)的突變體，有的已用于生產(chǎn)。三 細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)工廠化生產(chǎn)人參皂甙的基本過程是什么？工廠化生產(chǎn)人參皂甙的基本過程是什么？ v第一步，選擇人參根作為外植體進(jìn)行培養(yǎng)，第一步，選擇人參根作為外植體進(jìn)行培養(yǎng)，產(chǎn)生愈傷組織，經(jīng)過培養(yǎng)選擇找到增殖速度產(chǎn)生愈傷組織，經(jīng)過培養(yǎng)選擇找到增殖速度快而且細(xì)胞內(nèi)人參皂甙含量高的細(xì)胞株作為快而且細(xì)胞內(nèi)人參皂甙含量高的細(xì)胞株作為種質(zhì)，其中一部分作為保存用，以備下一次種質(zhì)，其中一部分作為保存用，以備下一次生產(chǎn)用，一部分進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)。生產(chǎn)用，一部分進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)。v第二步，將第一步選擇到的細(xì)胞株在發(fā)酵罐第二步，將第一步

10、選擇到的細(xì)胞株在發(fā)酵罐中的適合培養(yǎng)液中進(jìn)行液體培養(yǎng)，增加細(xì)胞中的適合培養(yǎng)液中進(jìn)行液體培養(yǎng)，增加細(xì)胞數(shù)量。數(shù)量。v第三步，將發(fā)酵罐中培養(yǎng)的細(xì)胞進(jìn)行破碎，第三步，將發(fā)酵罐中培養(yǎng)的細(xì)胞進(jìn)行破碎，從中提取人參皂甙。從中提取人參皂甙。怎樣拯救紅豆杉并且生產(chǎn)大量紫杉醇？怎樣拯救紅豆杉并且生產(chǎn)大量紫杉醇？討論討論 作業(yè)作業(yè)思考：思考：1、高效抗癌的藥物紫杉醇，雖然能造福人類，但、高效抗癌的藥物紫杉醇，雖然能造福人類，但卻為瀕危的紅豆杉帶來一場滅頂之災(zāi)。以卻為瀕危的紅豆杉帶來一場滅頂之災(zāi)。以“我們能否利用我們能否利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)大量生產(chǎn)紫杉醇，從而拯救紅豆杉植物組織培養(yǎng)技術(shù)大量生產(chǎn)紫杉醇，從而拯救紅豆杉”

11、為為題，與同學(xué)展開討論，說出植物組織培養(yǎng)技術(shù)在節(jié)約資源、題，與同學(xué)展開討論，說出植物組織培養(yǎng)技術(shù)在節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境方面的重要意義。保護(hù)環(huán)境方面的重要意義?？梢岳每梢岳弥参锝M織培養(yǎng)技術(shù)植物組織培養(yǎng)技術(shù)來大量生產(chǎn)紫杉醇。現(xiàn)在國內(nèi)外的來大量生產(chǎn)紫杉醇?，F(xiàn)在國內(nèi)外的科學(xué)家們正在研究利用植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)來大量培育紅豆杉細(xì)科學(xué)家們正在研究利用植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)來大量培育紅豆杉細(xì)胞，希望利用這種方法來大量生產(chǎn)紫杉醇。國內(nèi)外許多實(shí)驗(yàn)室胞，希望利用這種方法來大量生產(chǎn)紫杉醇。國內(nèi)外許多實(shí)驗(yàn)室開展了用組織培養(yǎng)法生產(chǎn)紫杉醇的研究，紅豆杉屬的開展了用組織培養(yǎng)法生產(chǎn)紫杉醇的研究，紅豆杉屬的11種植物種植物現(xiàn)都在進(jìn)行組

12、織培養(yǎng)?，F(xiàn)都在進(jìn)行組織培養(yǎng)。ESC Agenetics公司宣布他們用細(xì)胞培公司宣布他們用細(xì)胞培養(yǎng)法所得紫杉醇的含量是樹皮的養(yǎng)法所得紫杉醇的含量是樹皮的25倍。國內(nèi)外在分化細(xì)胞株倍。國內(nèi)外在分化細(xì)胞株系和培養(yǎng)條件方面做了不少工作，摸索了外植體、光照、培養(yǎng)系和培養(yǎng)條件方面做了不少工作，摸索了外植體、光照、培養(yǎng)基組成等因素對細(xì)胞培養(yǎng)及紫杉醇生成的影響。現(xiàn)在工藝條件基組成等因素對細(xì)胞培養(yǎng)及紫杉醇生成的影響。現(xiàn)在工藝條件已基本摸清，正研究反應(yīng)的放大技術(shù)等，有望實(shí)現(xiàn)通過細(xì)胞培已基本摸清，正研究反應(yīng)的放大技術(shù)等，有望實(shí)現(xiàn)通過細(xì)胞培養(yǎng)進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)紫杉醇的目標(biāo)。養(yǎng)進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)紫杉醇的目標(biāo)。v植物組織培養(yǎng)技術(shù)

13、在我們生活中的另植物組織培養(yǎng)技術(shù)在我們生活中的另外一些應(yīng)用外一些應(yīng)用 ：v a. a. 拯救瀕危植物；拯救瀕危植物； v b. b. 提供食品制作的原料；提供食品制作的原料；v c. c. 轉(zhuǎn)基因植物的培育轉(zhuǎn)基因植物的培育, ,也要用到植物也要用到植物組織培養(yǎng)的方法組織培養(yǎng)的方法. .植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用1 1、植物繁殖的新途徑、植物繁殖的新途徑1 1）微型繁殖）微型繁殖2 2）作物脫毒）作物脫毒3 3）神奇的人工種子）神奇的人工種子2 2、作物新品種的培育、作物新品種的培育1 1）單倍體育種）單倍體育種2 2）突變體的利用）突變體的利用3 3、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)、細(xì)

14、胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)典例精析典例精析1 1、植物的微型繁殖技術(shù)是指、植物的微型繁殖技術(shù)是指（ ） A A植物體細(xì)胞雜交技術(shù)植物體細(xì)胞雜交技術(shù) B B嫁接嫁接 C C營養(yǎng)繁殖營養(yǎng)繁殖 2 2、科學(xué)工作者把胡蘿卜的韌皮部細(xì)胞分離出來，將、科學(xué)工作者把胡蘿卜的韌皮部細(xì)胞分離出來，將單個(gè)細(xì)胞放入培養(yǎng)基中培養(yǎng)，獲得了許多完整的植單個(gè)細(xì)胞放入培養(yǎng)基中培養(yǎng)，獲得了許多完整的植株，這些植株的特點(diǎn)是株，這些植株的特點(diǎn)是（ ） A A彼此性狀相似彼此性狀相似 B B變異頻率較高變異頻率較高 C C單倍體單倍體 D D都是純合子都是純合子課堂演練課堂演練3 3用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，可以培養(yǎng)或生產(chǎn)（用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，可

15、以培養(yǎng)或生產(chǎn)（ ） A A食品添加劑食品添加劑 B B無病毒植物無病毒植物 C. C. 人工種子人工種子 D D前三項(xiàng)都是前三項(xiàng)都是4 4下列四個(gè)選項(xiàng)中沒有采取植物組織培養(yǎng)技術(shù)的是下列四個(gè)選項(xiàng)中沒有采取植物組織培養(yǎng)技術(shù)的是（ ） A A花藥離體培養(yǎng)得到單倍體植株花藥離體培養(yǎng)得到單倍體植株 B.B.秋水仙素處理幼苗獲得多倍體植株秋水仙素處理幼苗獲得多倍體植株 C C人工種子的培育人工種子的培育 D D“番茄番茄馬鈴薯馬鈴薯”雜種植株的培育過程雜種植株的培育過程 5 5、馬鈴薯利用它的塊莖進(jìn)行無性繁殖，種植的世代多了以后、馬鈴薯利用它的塊莖進(jìn)行無性繁殖，種植的世代多了以后往往會(huì)感染病毒而減產(chǎn)，為此

16、農(nóng)戶都希望得到無病毒的幼苗往往會(huì)感染病毒而減產(chǎn)，為此農(nóng)戶都希望得到無病毒的幼苗進(jìn)行種植。獲得無病毒幼苗的最佳辦法是（進(jìn)行種植。獲得無病毒幼苗的最佳辦法是（ ） A A選擇優(yōu)良品種進(jìn)行雜交選擇優(yōu)良品種進(jìn)行雜交 B B進(jìn)行遠(yuǎn)緣植物體細(xì)胞雜交進(jìn)行遠(yuǎn)緣植物體細(xì)胞雜交 C C利有芽尖進(jìn)行組織培養(yǎng)利有芽尖進(jìn)行組織培養(yǎng) D D人工誘導(dǎo)基因突變?nèi)斯ふT導(dǎo)基因突變6.6.甘薯種植多年后易積累病毒而導(dǎo)致品種退化。目前生產(chǎn)上采甘薯種植多年后易積累病毒而導(dǎo)致品種退化。目前生產(chǎn)上采用莖尖分生組織離體培養(yǎng)的方法快速繁殖脫毒的種苗，以保用莖尖分生組織離體培養(yǎng)的方法快速繁殖脫毒的種苗，以保證該品種的品質(zhì)和產(chǎn)量水平。這種通過分生

17、組織離體培養(yǎng)獲證該品種的品質(zhì)和產(chǎn)量水平。這種通過分生組織離體培養(yǎng)獲得種苗的過程不涉及細(xì)胞的（）得種苗的過程不涉及細(xì)胞的（） A.A.有絲分裂有絲分裂 B.B.分化分化 C.C.減數(shù)分裂減數(shù)分裂 D.D.全能性全能性7.7.基因型為基因型為AaBbAaBb的水稻（含的水稻（含2424條染色體）的花藥通過條染色體）的花藥通過無菌操作接入試管后，在一定條件下形成試管苗，問無菌操作接入試管后，在一定條件下形成試管苗，問：（1 1）愈傷組織是花粉細(xì)胞不斷分裂后形成的不規(guī)）愈傷組織是花粉細(xì)胞不斷分裂后形成的不規(guī)則的細(xì)胞團(tuán)，愈傷組織形成過程中，必須從培養(yǎng)基則的細(xì)胞團(tuán)，愈傷組織形成過程中，必須從培養(yǎng)基中獲得中獲得_ _ 等營養(yǎng)物質(zhì)。等營養(yǎng)物質(zhì)。（2 2）要促進(jìn)花粉細(xì)胞分裂生長，培養(yǎng)基中應(yīng)有）要促進(jìn)花粉細(xì)胞分裂生長，培養(yǎng)基中應(yīng)有_ _和和_兩類激素。兩類激素。水、無機(jī)鹽、維生素和小分子有機(jī)物水、無機(jī)鹽、維生素和小分