植物細(xì)胞工程實(shí)際應(yīng)用課件

1、植物細(xì)胞工程實(shí)際應(yīng)用課件1、回憶植物組織培養(yǎng)技術(shù)的基本原理和過程？2、思考利用這項(xiàng)技術(shù)能做哪些工作？ 再分化脫分化愈傷組織外植體試管苗植株 資料1 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、含糖高、口感好等特點(diǎn)。 但因其不結(jié)種子，每年必須用四倍體和二倍體西瓜雜交培育種子，不僅增加了生產(chǎn)成本，也給無籽西瓜的普及帶來困難。 資料2 病毒引起的植物病害有500多種。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、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)損失。 病毒多集中在種子、老葉等器官中，在幼嫩的器官和未成

2、熟的組織中較少，在分生區(qū)幾乎不含病毒。 資料3 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。在蘭花的常規(guī)繁殖中，遇到的難題是：用分根法繁殖速度緩慢，不利于新品種的推廣;用種子繁殖又很困難，因?yàn)樘m花的種子十分微小，胚很纖弱，種子幾乎沒有儲(chǔ)藏營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在發(fā)芽過程中很容易夭折。一 植物繁殖的新途徑 1.概念:快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)2.優(yōu)點(diǎn):3.成就:1）保持優(yōu)良品種的遺傳特性2）高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖 例：用一個(gè)蘭花莖尖就可以在一年內(nèi)生產(chǎn)出400萬株蘭花苗。 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 植物繁殖的新途徑 討論P(yáng)38利用了植物“微型”繁殖技術(shù)

3、的：1）保持優(yōu)良品種的遺傳特性2）高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖 在短時(shí)間中獲得大量的優(yōu)質(zhì)種苗 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。但是生姜在生產(chǎn)上長(zhǎng)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(zhǎng)緩慢，一般減產(chǎn)30%50%。 病毒容易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。怎樣利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)解決？ 一 植物繁殖的新途徑 （二）作物脫毒1.作物脫毒的原因:2.作物脫毒的材料:3.作物脫毒的方法:4.作物脫毒的結(jié)果:長(zhǎng)期進(jìn)行無性繁殖的作物，易積累感染

4、的病毒，導(dǎo)致產(chǎn)量降低，品質(zhì)變差分生區(qū)（如莖尖）的細(xì)胞進(jìn)行組織培養(yǎng)獲得脫毒苗5.成就:種 子 的 結(jié) 構(gòu)自然種子胚種皮胚乳（三）神奇的人工種子一 植物繁殖的新途徑 1）培育周期長(zhǎng) 2）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 3）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（三）神奇的人工種子一 植物繁殖的新途徑 胚狀體（三）神奇的人工種子一 植物繁殖的新途徑 通過植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經(jīng)過人工薄膜包裝得到的種子。（1）人工種子概念（2）人工種子組成胚狀體（或不定芽、頂芽和腋芽）+人工種皮 （三）神奇的人工種子一 植物繁殖的新途徑 誘導(dǎo)植物

5、愈傷組織 體細(xì)胞胚的誘導(dǎo) 體細(xì)胞胚的成熟 體細(xì)胞胚的機(jī)械化包裹 貯藏或種植思考設(shè)計(jì)人工種子制備技術(shù)的主要流程圖（三）神奇的人工種子一 植物繁殖的新途徑 討論P(yáng)40培植周期短 后代無性狀分離不受氣候,季節(jié)和地域限制可以很方便地貯藏和運(yùn)輸 加入適量的養(yǎng)分、無機(jī)鹽、有機(jī)碳源以及農(nóng)藥、抗生素、有益菌、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑等1）優(yōu)點(diǎn)：2）人工種皮的有效成分復(fù)習(xí):1傳統(tǒng)方法(雜 交) 雜交育種依據(jù)的原理是: 基因的自由組合定律，優(yōu)良的基因自由組合。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):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）單倍體育種二 作物新品種的培育 體細(xì)

6、胞中含有本物種配子染色體數(shù)目的個(gè)體1.單倍體定義：2.單倍體形成：3.單倍體植株的特點(diǎn)：由配子不經(jīng)過受精作用而直接發(fā)育成的個(gè)體。例：蜜蜂中的雄蜂長(zhǎng)得弱小，而且高度不育（一）單倍體育種二 作物新品種的培育 4.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?；ㄋ?花粉細(xì)胞培養(yǎng) 接種脫分化愈傷組織 分化出小植物再分化單倍體植株移栽正常植株染色體加倍（一）單倍體育種二 作物新品種的培育 后代都是純合子，明顯縮短育種年限5.優(yōu)點(diǎn)：（二）突變體的利用二 作物新品種的培育 植物組織培養(yǎng)過程中，由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷的分生狀態(tài)，易受到培養(yǎng)條件和外界壓力的影響而產(chǎn)生突變：篩選

7、對(duì)人們有利突變體,進(jìn)而培育新品種2.利用：3.成就：20世紀(jì)70年代以來，各國(guó)的科學(xué)家用這種方法已經(jīng)篩選到抗病、抗鹽、含高蛋白，以及高產(chǎn)的突變體，有的已用于生產(chǎn)。蛋白質(zhì),脂肪,糖類,藥物,香料,生物堿等1.細(xì)胞產(chǎn)物種類：三 細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)植物的組織培養(yǎng)2.技術(shù)：3.成就：工廠化生產(chǎn)人參皂甙的基本過程是什么？ 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，以備下一次生產(chǎn)用，一部分進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)。第二步，將第一步選擇到的細(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)胞數(shù)量。第三步，將發(fā)酵罐中培養(yǎng)

8、的細(xì)胞進(jìn)行破碎，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？討論作業(yè)思考：1、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(chǎng)滅頂之災(zāi)。以“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”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、保護(hù)環(huán)境方面的重要意義?？梢岳弥参锝M織培養(yǎng)技術(shù)來大量生產(chǎn)紫杉醇?，F(xiàn)在國(guó)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)胞，希望利用這種方法來大量生產(chǎn)紫杉醇。國(guó)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11種植物現(xiàn)都在進(jìn)行組織培養(yǎng)。ESC Agenetics公司宣布他們用細(xì)胞培養(yǎng)法所得紫杉醇

9、的含量是樹皮的25倍。國(guó)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)基組成等因素對(duì)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)胞培養(yǎng)進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)紫杉醇的目標(biāo)。植物組織培養(yǎng)技術(shù)在我們生活中的另外一些應(yīng)用 ： a. 拯救瀕危植物； b. 提供食品制作的原料； c. 轉(zhuǎn)基因植物的培育,也要用到植物組織培養(yǎng)的方法.植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用1、植物繁殖的新途徑1）微型繁殖2）作物脫毒3）神奇的人工種子2、作物新品種的培育1）單倍體育種2）突變體的利用3、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)例1：03江蘇 用高度分化的植物細(xì)胞、組織和器官進(jìn)行組織培養(yǎng)

10、可以形成愈傷組織，下列敘述錯(cuò)誤的是 胚狀結(jié)構(gòu)典例精析例2：右圖為植物體細(xì)胞雜交過程示意圖。據(jù)圖回答：1）步驟是_最常用的方法是_.2）步驟一般常用的化學(xué)試劑是_目的是_.3）在利用雜種細(xì)胞培育成為雜種植株的過程中，運(yùn)用的技術(shù)手段是_ ，其中步驟相當(dāng)于_，步驟相當(dāng)于_ 去掉細(xì)胞壁分離出有活力的原生質(zhì)體 酶解法 聚乙二醇（PEG） 誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合植物組織培養(yǎng)脫分化再分化例2：右圖為植物體細(xì)胞雜交過程示意圖。據(jù)圖回答： 4）植物體細(xì)胞雜交的目的是獲得 新的雜種植株。使_ 能夠在新的植物體上有所表現(xiàn)， 其根本原因: 5）從理論上講，雜種植株的育性_。若運(yùn)用傳統(tǒng)有性雜交方法 能否實(shí)現(xiàn)？_。并說明理由：

11、 因此，這項(xiàng)研究對(duì)于培養(yǎng)作物新品 種方面的重大意義在于： .兩個(gè)親本的遺傳性狀 雜種植株獲得了雙親的遺傳物質(zhì) 可育不能因?yàn)椴煌N生物之間存在生殖隔離克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，大大擴(kuò)展了可用于雜交的親本組合范圍1、植物的微型繁殖技術(shù)是指（ ） A植物體細(xì)胞雜交技術(shù) B嫁接 C營(yíng)養(yǎng)繁殖 D植物組織培養(yǎng)2、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株，這些植株的特點(diǎn)是（ ） A彼此性狀相似 B變異頻率較高 C單倍體 D都是純合子課堂演練3用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，可以培養(yǎng)或生產(chǎn)（ ） A食品添加劑 B無病毒植物 C. 人工種子 D前三項(xiàng)都是4下列四個(gè)選項(xiàng)中沒有采

12、取植物組織培養(yǎng)技術(shù)的是（ ） A花藥離體培養(yǎng)得到單倍體植株 B.秋水仙素處理幼苗獲得多倍體植株 C人工種子的培育 D“番茄馬鈴薯”雜種植株的培育過程 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（ ） A選擇優(yōu)良品種進(jìn)行雜交 B進(jìn)行遠(yuǎn)緣植物體細(xì)胞雜交 C利有芽尖進(jìn)行組織培養(yǎng) D人工誘導(dǎo)基因突變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。這種通過分生組織離體培養(yǎng)獲得種苗的過程不涉及細(xì)胞的（） A.有絲分裂 B.分化 7.基因型為AaBb的水稻（含24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：（1）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)基中獲得_