2.1.3 植物細(xì)胞工程課件-高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

1、植物細(xì)胞工程-植物細(xì)胞工程的應(yīng)用01植物繁殖的新途徑1.快速繁殖用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)。被人們形象地稱為植物的快速繁殖技術(shù)。也叫做微型繁殖技術(shù)。特點(diǎn)：保持優(yōu)良品種的遺傳特性高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖01植物繁殖的新途徑1.快速繁殖自然繁殖能力低市場需求巨大01植物繁殖的新途徑1.快速繁殖鐵皮石斛的產(chǎn)業(yè)化育苗經(jīng)濟(jì)林木 瀕危植物 優(yōu)良觀賞植物 無性繁殖作物01植物繁殖的新途徑2.作物脫毒感染的病毒很容易傳給后代無性繁殖病毒在作物體內(nèi)積累作物產(chǎn)量降低品質(zhì)變差植物病毒積累01植物繁殖的新途徑2.作物脫毒頂端分生區(qū)（如莖尖、根尖：病毒極少，甚至無毒）組培脫毒苗明顯提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)

2、應(yīng)用：在馬鈴薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠蘿和香蕉等許多作物上獲得成功。02作物新品種的培育1.單倍體育種方法花藥離體培養(yǎng)人工誘導(dǎo)染色體加倍步驟優(yōu)良品種花藥花粉離體培養(yǎng)單倍體純合二倍體人工誘導(dǎo)染色體加倍選擇02作物新品種的培育1.單倍體育種步驟花藥中的花粉單倍體幼苗脫分化純合二倍體人工誘導(dǎo)染色體加倍愈傷組織再分化離體培養(yǎng)優(yōu)點(diǎn)明顯地縮短育種年限，當(dāng)年就可以獲得純合二倍體植株。（抗倒伏，不抗?。沟狗共。┗ㄋ帲ǚ郏﹩伪扼w幼苗正常植株DDtt花藥離體培養(yǎng)秋水仙素處理DDTT（） ddtt（）第一年第二年篩選DdTt（抗倒伏，不抗?。ǖ狗共。ńM織培養(yǎng)）DT Dt dT dtDT Dt dT dt

3、DDTT DDtt ddTT ddtt02作物新品種的培育1.單倍體育種步驟花藥中的花粉單倍體幼苗脫分化純合二倍體人工誘導(dǎo)染色體加倍愈傷組織再分化離體培養(yǎng)優(yōu)點(diǎn)染色體加倍后得到的植株的隱性性狀容易出現(xiàn)我國科學(xué)家在1974年成功培育出世界上第一個(gè)單倍體作物新品種單育1號煙草實(shí)例我國科學(xué)家把單倍體育種與常規(guī)育種結(jié)合起來，育成水稻、玉米、油菜、甘藍(lán)和甜椒等作物的新品種。02作物新品種的培育2.突變體的利用來源基因突變在植物組織培養(yǎng)過程中，由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷增殖的狀態(tài)，因此它們?nèi)菀资艿脚囵B(yǎng)條件和誘變因素(如射線、化學(xué)物質(zhì)等)的影響而產(chǎn)生突變。從突變的個(gè)體中篩選出對人們有用的突變體，進(jìn)而培育成新品種

4、。（教材P41）誘變處理原理突變：基因突變 染色體變異02作物新品種的培育2.突變體的利用優(yōu)點(diǎn)&缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：提高愈傷組織的突變率，可以獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆的新品種，加快育種進(jìn)程。缺點(diǎn)：突變具有不定向性、多害少利性和低頻性的特點(diǎn)，因此需要處理大量突變材料才有可能少選出需要的品種。實(shí)例已經(jīng)篩選到如下突變體抗病抗鹽高產(chǎn)高蛋白抗花葉毒病的甘蔗抗鹽堿的煙草03細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)次生代謝物植物代謝產(chǎn)生一些不是植物基本生命活動所必需的產(chǎn)物次生代謝物。初生代謝是生物生長和生存所必需的代謝活動,因此在整個(gè)生命過程中它一直進(jìn)行著。種類糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸等作用植物抗病、抗蟲等方面發(fā)揮作用，也是很多藥物、香料和

5、色素等的重要來源。03細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)植物次生代謝物工廠化生產(chǎn)的原因含量低、從植物組織提取會大量破壞植物資源有些產(chǎn)物不能或難以通過化學(xué)合成途徑得到直接獲取困難化學(xué)合成困難外植體細(xì)胞懸液脫分化細(xì)胞產(chǎn)物愈傷組織分散開培養(yǎng)提取過程03細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)應(yīng)用世界首例藥用植物細(xì)胞工程產(chǎn)品 紫草寧作用：來源：紫草細(xì)胞中提取的一種藥物和色素抗菌、消炎、康腫瘤我國科學(xué)家篩選出高產(chǎn)紫杉醇細(xì)胞來源：紅豆杉屬植物體內(nèi)產(chǎn)生一種次生代謝產(chǎn)物作用：具有高抗癌活性，已廣泛用于乳腺癌等癌癥的治療傳統(tǒng)生產(chǎn)方法：從紅豆杉樹皮和樹葉中提取我國在人參、三七等植物細(xì)胞的大規(guī)模培養(yǎng)領(lǐng)域取得了很大的進(jìn)展。03課后習(xí)題1.運(yùn)用植物細(xì)胞

6、工程技術(shù)可以培育單倍體植株和進(jìn)行細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。判斷下列相關(guān)表述是否正確。(1)用花藥培養(yǎng)得到單倍體植株需要用到植物組織培養(yǎng)技術(shù)。( )(2)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)主要是利用促進(jìn)細(xì)胞生長的培養(yǎng)條件,提高了單個(gè)細(xì)胞中次生代謝物的含量。( )2.生產(chǎn)中培育香蕉脫毒苗常用的方法是( )A.人工誘導(dǎo)基因突變B.選擇優(yōu)良品種進(jìn)行雜交C.進(jìn)行遠(yuǎn)緣植物體細(xì)胞雜交D.取莖尖分生組織進(jìn)行組織培養(yǎng)D03課后習(xí)題2.紫色非甜玉米(基因型為AASuSu)和白色甜玉米(基因型為aasusu)雜交(Su和su代表一對等位基因),得到的F1(AaSusu)再進(jìn)行自交,F2會有紫色甜玉米的表型產(chǎn)生。如果運(yùn)用常規(guī)育種方法,

7、應(yīng)該如何篩選出純合的紫色甜玉米?如果利用花藥培養(yǎng)的技術(shù),又應(yīng)該怎樣做呢?請你設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)的思路。 F2中的紫色甜玉米的基因型可能為Aasusu或AAsusu。如果運(yùn)用常規(guī)育種方法,將F2中的紫色甜玉米與白色甜玉米(aasusu)進(jìn)行測交,可以選擇出基因型為AAsusu的純種紫色甜玉米。但這種方法比較煩瑣,耗時(shí)也較長,需要至少三年的選種和育種時(shí)間。其實(shí)在F1產(chǎn)生的花粉中就可能有Asu的組合,如果利用花藥培養(yǎng)的技術(shù)獲得單倍體植株,再經(jīng)過誘導(dǎo)染色體加倍,就可以直接得到紫色甜玉米的純合體。這種方法可以大大縮短育種周期。03課后習(xí)題3.甜葉菊是一種菊科植物,植株中所含甜菊糖的甜度是蔗糖的300倍左右,而它的熱量卻很低,所以它逐漸成為一些用糖行業(yè)歡迎的新糖源。甜葉菊的種子小,發(fā)芽率低,種子繁殖遺傳性狀不穩(wěn)定;而扦插植株的根系弱,且需要原始材料多,這些都會限制甜葉菊的生產(chǎn)。假如你是某甜葉菊生產(chǎn)公司的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人,該公司當(dāng)前運(yùn)行狀況良好,但一直未能解決種子發(fā)芽率低的問題。為了提高公司的甜葉菊繁育效率,你應(yīng)該如何作出決策,并請說出理由。積極探索其他的