【教學(xué)課件】第1節(jié) 植物細(xì)胞工程 第2課時 示范課件1

第1節(jié)植物細(xì)胞工程（第2課時）第2章細(xì)胞工程新課引入

植物細(xì)胞工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)等方面有著廣泛的應(yīng)用，并取得了顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。一、植物繁殖的新途徑（一）快速繁殖

資料1：兜蘭是蘭科多年生常綠草本植物，植株小巧，花大而奇特，花色艷麗，花期長，屬蘭花中的上品，觀賞性極強(qiáng)。但是由于繁殖難度大，兜蘭的常規(guī)分株繁殖慢，再加上生態(tài)環(huán)境的惡化以及人們過度采挖，兜蘭現(xiàn)已成為瀕危物種，許多種類已瀕臨滅絕。中國科學(xué)院華南植物園利用無菌播種及植物組織培養(yǎng)等技術(shù)成功繁殖出40多個原生種兜蘭并進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了商品化。一、植物繁殖的新途徑（一）快速繁殖

資料2：我國甘蔗、桉樹和鐵皮石斛等試管苗生產(chǎn)，已形成一定規(guī)模。

鐵皮石斛是《中國藥典》2010版收錄的名貴中草藥。它屬于蘭科石斛屬，生于海拔達(dá)1600米的山地半陰濕的巖石上，喜溫暖濕潤氣候，不耐寒。鐵皮石斛富含某些糖類和生物堿，可以用來提取藥物。目前鐵皮石斛的產(chǎn)業(yè)化育苗已經(jīng)成熟，可獲得大量種苗。一、植物繁殖的新途徑（一）快速繁殖

思考1：請回憶植物組織培養(yǎng)技術(shù)的流程？

一、植物繁殖的新途徑（一）快速繁殖

思考2：使用植物組織培養(yǎng)技術(shù)用于植物生產(chǎn)實(shí)踐的優(yōu)勢是什么？

高效、快速實(shí)現(xiàn)種苗大量繁殖保持優(yōu)良品種的遺傳特性一、植物繁殖的新途徑（一）快速繁殖

這種用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)，被人們形象的稱為植物的快速繁殖技術(shù)，也叫做微型繁殖技術(shù)。

一些優(yōu)良的觀賞植物、經(jīng)濟(jì)林木、無性繁殖作物和瀕危植物等都實(shí)現(xiàn)了利用快速繁殖技術(shù)來提供苗木，滿足人們的需求。一、植物繁殖的新途徑（二）作物脫毒

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)問題：

馬鈴薯、草莓、香蕉通常用無性繁殖的方式進(jìn)行繁殖，他們感染的病毒容易傳給后代。病毒在作物體內(nèi)逐漸積累，會導(dǎo)致作物產(chǎn)量減低，品質(zhì)變差。目前針對病毒引起的植物病害沒有有效的防治方法，只能拔除病株，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。一、植物繁殖的新途徑（二）作物脫毒

科學(xué)發(fā)展：20世紀(jì)50年代，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)植物頂端分生區(qū)（如莖尖）的病毒極少，甚至無病毒。

思考：

通過以上資料，分析如何解決該問題？可采用莖尖進(jìn)行植物組織培養(yǎng)。由于莖尖無病毒，因此可以培養(yǎng)出無毒的植物。一、植物繁殖的新途徑（二）作物脫毒

脫毒產(chǎn)品：能實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)30%~50%二、作物新品種的培育（一）單倍體育種

1．方法

通過花藥的離體培養(yǎng)獲得單倍體植株，然后進(jìn)行染

色體數(shù)目加倍，選擇優(yōu)良品種進(jìn)行培養(yǎng)?；ㄋ幓ǚ垭x體培養(yǎng)單倍體人工誘導(dǎo)染色體加倍純合二倍體選擇優(yōu)良品種二、作物新品種的培育（一）單倍體育種

2．育種流程

正常植物花藥愈傷組織單倍體幼苗脫分化再分化染色體加倍秋水仙素處理種子純合體選優(yōu)自交二、作物新品種的培育（一）單倍體育種

3．應(yīng)用

請利用高桿抗?。―DTT）和矮桿感病（ddtt）品種培育矮桿抗病純種品種（ddTT）？

二、作物新品種的培育（一）單倍體育種

P：高桿抗病

DDTT×矮桿感病

ddttF1高桿抗病

DdTt↓第1年↓×選育出矮抗純種F2D_T_D_ttddT_ddtt矮抗雜交育種第二年第三年×生長ddTTF3第四年二、作物新品種的培育（一）單倍體育種

配子：DTDtdTdt單倍體幼苗：DTDtdTdt花藥離體培養(yǎng)秋水仙素第二年DDttddTTddtt純合體：DDTT矮抗P高桿抗病

DDTT×矮桿感病

ddttF1高桿抗病

DdTt單倍體育種第一年選擇矮稈抗病即為新品種二、作物新品種的培育（二）單倍體育種

3．應(yīng)用思考：單倍體育種與傳統(tǒng)的育種方式相比有何優(yōu)勢？

由于單倍體植株京誘導(dǎo)染色體加倍后，當(dāng)年能培育出純合二倍體植株，因此可極大縮短了育種的年限，節(jié)約大量人力和物力。雜交育種單倍體育種二、作物新品種的培育（二）突變體的利用

1．原理

由于植物組織培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷增殖的狀態(tài)，容易受到培養(yǎng)條件和誘變因素（如射線、化學(xué)物質(zhì)等）的影響而發(fā)生突變，從產(chǎn)生突變的個體中可以篩選出對人們有用的突變體，繼續(xù)培育新品種。二、作物新品種的培育（二）突變體的利用

2．應(yīng)用抗鹽堿的煙草水稻新品種三、細(xì)胞產(chǎn)物的工業(yè)化生產(chǎn)

資料1：生物細(xì)胞代謝會產(chǎn)生初生代謝物和次生代謝物。初生代謝是生物生長和生存所必需的代謝活動，因此在整個生命過程中一直進(jìn)行著。初生代謝物有糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸等。次生代謝不是生物生長所必需的，一般在特定的組織或器官中，并在一定的環(huán)境和時間條件下才進(jìn)行。三、細(xì)胞產(chǎn)物的工業(yè)化生產(chǎn)

資料2：由于植物的次生代謝物含量很低，有些產(chǎn)物難以通過化學(xué)合成途徑得到。所以人們多從植物組織中提取。

紫杉醇是存在于紅豆杉屬植物體內(nèi)的一種次生代謝物，具有高抗癌活性，已被廣泛用于乳腺癌等癌癥的治療。起初人們從紅豆杉的樹皮和樹葉中提取紫杉醇導(dǎo)致野生紅豆杉瀕臨滅絕。我國科學(xué)家經(jīng)過多年研究，篩選出了高產(chǎn)紫杉醇的細(xì)胞，利用植物組織培養(yǎng)獲得目標(biāo)產(chǎn)物，這個過程就是細(xì)胞產(chǎn)物的工業(yè)化生產(chǎn)。三、細(xì)胞產(chǎn)物的工業(yè)化生產(chǎn)

資料3：我國在人參、三七等植物細(xì)胞的大規(guī)模培養(yǎng)領(lǐng)域也取得了很大的進(jìn)展。以人參為例，我國科學(xué)家在1963年就成功地培育了人參的組織，后來又實(shí)現(xiàn)了利用人參細(xì)胞培養(yǎng)來生產(chǎn)人參中重要的活性成分——人參皂苷。思考：細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)有何優(yōu)勢？

不破壞植物資源，不占用耕地，不受季節(jié)、天氣等的限制。對社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)具有重要意義。一種用于植物細(xì)

胞培養(yǎng)的反應(yīng)器課堂小結(jié)植物細(xì)胞工程的應(yīng)用植物繁殖的新途徑應(yīng)用作物新品種的培育微型繁殖作物脫毒細(xì)胞產(chǎn)物的工業(yè)化生產(chǎn)單倍體育種突變體的利用次生代謝物植物細(xì)胞培養(yǎng)課堂反饋1．培育農(nóng)作物新品種的過程中，常利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)。下列敘述正確的是（

）A．培育轉(zhuǎn)基因的外植體得到的新個體屬于基因突變個體B．在植物組織培養(yǎng)過程中用理化因素誘導(dǎo)可獲得大量有益突變體C．單倍體育種中經(jīng)減數(shù)分裂和組織培養(yǎng)兩個過程能獲得純合二倍體D．在培養(yǎng)基中加入不同濃度的氯化鈉溶液，可篩選出抗鹽植株D課堂反饋2．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方法是（

）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．利用芽體進(jìn)行組織培養(yǎng)