2.1.2植物細胞工程的應用

2.1.2植物細胞工程的應用學習目標植物細胞工程在快速繁殖，作物脫毒等方面的應用。植物組織培養(yǎng)在培育作物新品種方面的應用。植物組織培養(yǎng)在細胞產物的共產物的工廠化生產。自主預習請閱讀課本P39,回答以下問題：什么是快速繁殖技術？快速繁殖的核心技術是？快速繁殖技術有什么優(yōu)點？有哪些應用實例？植物繁殖的新途徑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。也叫微型繁殖。實例：應用：一些優(yōu)良的觀賞植物、經濟林木、無性繁殖作物和瀕危植物等。優(yōu)點：①可以高效、快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖；②可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性。一鐵皮石斛的產業(yè)化育苗注：扦插、壓條、嫁接等不屬于微型繁殖技術思考：為什么植物組織培養(yǎng)可以進行快速繁殖？

植物組織培養(yǎng)到愈傷組織階段，細胞進行有絲分裂，細胞分裂速度較快，從而獲得大量的組織細胞，然后不斷地分割、移瓶、誘導再分化形成新植株。

并且，植物組織培養(yǎng)在實驗室進行，受季節(jié)、氣候等條件限制較小。植物繁殖的新途徑一作物脫毒適用對象：被病毒感染的無性繁殖的作物。脫毒過程：無病毒組織：如莖尖組織脫分化愈傷組織再分化根、芽幼苗完整植株移栽成活實例：馬鈴薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠蘿和香蕉等。植物繁殖的新途徑一注：脫毒苗不等于抗毒苗。

與微型繁殖相比較，二者無本質區(qū)別，只是取材部位不同。脫毒草莓普通草莓植物繁殖的新途徑一

思考為何要進行作物脫毒？作物脫毒選用什么材料？選擇該種材料的理由是？無性繁殖的作物，容易將病毒傳染給后代。病毒積累，導致作物產量降低、品質變差。分生區(qū)（如莖尖）的細胞植物分生區(qū)細胞病毒少，甚至沒有病毒植物繁殖的新途徑一選擇親本有性雜交F1代花粉離體培養(yǎng)單倍體植株誘變染色體加倍可育純合子選擇所需類型過程：原理：染色體變異、植物細胞的全能性。作物新品種的培育二優(yōu)點：①極大地縮短了育種的年限。②后代都是純合子，能穩(wěn)定遺傳。③進行體細胞誘變育種和研究遺傳突變的理想材料。單倍體育種單育1號煙草、水稻、玉米、油菜、甘藍和甜椒等作物左圖為：我國培育的單育1號煙草（世界上第一個單倍體作物新品種）作物新品種的培育二實例：單倍體育種思考單倍體育種包括哪些主要步驟？為什么單倍體育種能大大縮短育種的年限？花藥離體培養(yǎng)和人工誘導染色體數(shù)目加倍。大多數(shù)單倍體植株的細胞只有一套染色體，染色體加倍后得到的植株隱性性狀容易顯現(xiàn)，進而縮短育種年限。作物新品種的培育二

在植物組織培養(yǎng)過程中，由于培養(yǎng)細胞一直處于不斷增殖的狀態(tài)，因此容易受到培養(yǎng)條件和誘變因素（如射線、化學物質等）的影響而產生突變。過程：外植體脫分化愈傷組織再分化突變體篩選培育新品種誘變處理實例：抗花葉病毒的甘蔗、抗鹽堿的煙草等。原理：基因突變和植物細胞的全能性。作物新品種的培育二突變體的利用優(yōu)點：提高變異的頻率，加速育種進程。大幅度地改良某些性狀。缺點：突變具有不定向性和低頻性，因此需大量處理實驗材料細胞產物的工廠化生產植物的代謝產物初生代謝：生物生長和生存所必需的代謝活動。如：糖類、脂質、蛋白質、核酸等。次生代謝：非生物生長所必需，在特定條件下進行。一類小分子有機化合物。如：酚類、萜類和含氮化合物等。三紅豆杉→紫杉醇紫草→紫草寧應用多、產量低！特點：不占用耕地，幾乎不受季節(jié)、天氣等的限制；對于社會、經濟、環(huán)境保護具有重要意義。實例：紫草寧、紫杉醇、人參皂苷的植物細胞工程產品。細胞產物的工廠化生產三植物細胞培養(yǎng)是指在離體條件下對單個細胞或細胞團進行培養(yǎng)使其增殖的技術。利用人參細胞生產人參皂苷2.國家重點保護珍稀植物——紅豆杉可產生抗癌物質紫杉醇，現(xiàn)利用植物細胞工程技術生產紫杉醇，請據(jù)圖回答下列問題：（1）選用莖尖分生組織進行組織培養(yǎng)可以獲得脫毒苗，原因是莖尖分生組織細胞_____________________；誘導莖尖分生組織形成愈傷組織的過程叫________。（2）莖尖分生組織細胞具有全能性的原因是_____________________________________________。（3）紫杉醇作為常見的細胞產物，抗癌效果顯著，通常取自愈傷組織的_____（細胞器）。病毒極少，甚至無病毒練一練脫分化莖尖分生組織細胞含有該種生物的全套遺傳信息液泡到社會中去

“手指植物”通常培育在裝有彩色固體培養(yǎng)基的小玻璃瓶中，只要保證充足的光照和適宜的溫度，不需要額外補充水分和營養(yǎng)物質，它們就能在玻璃瓶中生長三四個月之久。

“手指植物”的制作方法用到了植物組織培養(yǎng)技術。在制作過程中，一定要注意做好滅菌和消毒工作，為了防止污染可在培養(yǎng)基中加入一定量的抑菌劑。另外，還可以根據(jù)個人喜好，在培養(yǎng)基中加入適量的色素或者熒光劑，使“手指植物”更具有觀賞價值。四

概念植物細胞融合原生質體制備過程變異類型植物體細胞雜交優(yōu)缺點植物組織培養(yǎng)原生質體融合原理育種類型課堂小結五一、概念檢測1.運用植物細胞工程技術可以培育單倍體植株和進行細胞產物的工廠化生產。判斷下列相關表述是否正確。（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。（）（2）細胞產物的工廠化生產主要是利用促進細胞生長的培養(yǎng)條件，提高了單個細胞中次生代謝物的含量。（）2.生產中培育香蕉脫毒苗常用的方法是（）

A.人工誘導基因突變

B.選擇優(yōu)良品種進行雜交

C.進行遠緣植物體細胞雜交

D.取莖尖分生組織進行組織培養(yǎng)√×D六練習與應用二、拓展應用1.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）再進行自交，F(xiàn)2會有紫色甜玉米的表型產生。如果運用常規(guī)育種方法，應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，又應該怎樣做呢？請你設計相關實驗的思路。F2中的紫色甜玉米的基因型可能為Aasusu或AAsusu。如果運用常規(guī)育種方法，將F2中的紫色甜玉米與白色甜玉米(aasusu)進行測交，可以選擇出基因型為AAsusu的純種紫色甜玉米。需至少三年選種和育種時間。在F1產生的花粉中就可能有Asu的組合，如果利用花藥培養(yǎng)的技術獲得單倍體植株，再經過誘導染色體加倍，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。六練習與應用積極探索其他的繁育途徑。例如，研究如何利用植物組織培養(yǎng)技術繁育甜葉菊，研究內容涉及植物組織培養(yǎng)材料的選擇，培養(yǎng)基配方的優(yōu)化，提高試管苗移栽成活率的方法等，最終目的是建立一套利用植物組織培養(yǎng)技術繁育甜葉菊的標準技術體系，實現(xiàn)甜葉菊種苗的產業(yè)化生產。2.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