植物细胞工程的实际运用课件-高二下学期生物人教版选修3.pptx

回顾旧回顾旧知知 外植体外植体（离体的植物器（离体的植物器官、组织或细胞）官、组织或细胞）愈伤组织愈伤组织 胚状体胚状体（或丛芽）（或丛芽）试管苗试管苗脱分化脱分化再分化再分化生长素生长素细胞分裂素细胞分裂素 诱导诱导根根的形成的形成生长素生长素细胞分裂素细胞分裂素 诱导诱导芽芽的形成的形成生长素生长素=细胞分裂素细胞分裂素 促进促进愈伤组织愈伤组织形成形成条件：一定的营养和植物激素适宜温度、无光照、pH和无菌环境。原生质体融合（关键）原生质体B原生质体A去壁去壁植物A细胞植物B细胞诱导诱导融合融合再生出细胞壁（细胞融合完成的标志）再生出细胞壁（细胞融合完成的标志）杂种细胞脱分化脱分化 （细胞分裂）（细胞分裂）愈伤组织再分化再分化杂种植株植物体细胞杂交完成的标志纤维素酶果胶酶植物细胞融合与植物组织培养过程石斛连翘实际问题：实际问题：经济苗木、名贵花卉、珍稀植物等自经济苗木、名贵花卉、珍稀植物等自然繁殖速度缓慢，繁殖效率低下或优良性状不易然繁殖速度缓慢，繁殖效率低下或优良性状不易保持保持学习目标学习目标1.1.简述微型繁殖技术。简述微型繁殖技术。(重点重点)2.2.掌握利用植物组织培养的技术培养脱毒苗和人工种子。掌握利用植物组织培养的技术培养脱毒苗和人工种子。(重、难点重、难点)植物组织培养技术在细胞产物的工厂化生产领域的应用。植物组织培养技术在细胞产物的工厂化生产领域的应用。(重点重点)2.1.2 植物细胞工程的实际应用一、植物繁殖新途径：（植物细胞的全能性）（1）.微型繁殖1.概念：快速繁殖优良品种的 。2.生殖方式：一般为 。3.优点：保持亲本的优良遗传特性.高效快速地实现种苗的 。可实现工厂化生产等植物组织培养技术植物组织培养技术大量繁殖大量繁殖 无性繁殖无性繁殖 不受自然生长季节的限制。取材少，培养周期短，便于自动化管理。可以有效挽救珍稀濒危的植物 特别提醒特别提醒：微型繁殖为无性繁殖。繁殖过程中的分裂方式微型繁殖为无性繁殖。繁殖过程中的分裂方式是有丝分裂是有丝分裂，亲、子代细胞内的遗传物质相同亲、子代细胞内的遗传物质相同，所以能够保所以能够保证亲、子代性状相同。证亲、子代性状相同。4、微型繁殖的应用的实例：兰花、生菜、杨树以及无子西瓜试管苗的产业化生产。杨树杨树生菜生菜无籽西瓜无籽西瓜3.微型繁殖的条件培养基中加入水、矿质元素和小分子有机物，还有激素，糖类，所用材料和实验过程必须无菌，这样繁殖的幼苗才是无毒的。实际问题：但是微型繁殖试管苗的大量贮藏和运输实际问题：但是微型繁殖试管苗的大量贮藏和运输也是相当困难的。也是相当困难的。葡萄的扦插、桃树的嫁接、石榴的压条繁殖方式都属于无性繁殖不属于微型繁殖资料：生姜是药食两用的经济作物，具有栽培容易、产量高、价格高等特点，近年在各地发展很快。但是生姜在生产上长期采用无性繁殖，容易感染多种病毒病，使生姜品质变差，叶子皱缩，生长缓慢，一般减产30%50%。分生区附近（如芽尖、根尖）的病毒极少。2.作物脱毒作物脱毒的原因:进行无性繁殖的作物，它们感染的病毒很容易传播给后代。病毒在作物体内逐年积累，就会导致作物产量降低，品质变差。因而需要进行作物脱毒。结果:植物的分生区附件（茎尖病毒少）选材部位：作物脱毒方法:进行组织培养脱毒苗种子的结构自然种子：胚、种皮、胚乳常规种子植物生产的不足常规种子植物生产的不足p 不少植物需要生长数年才能结出种子不少植物需要生长数年才能结出种子p 优良杂种的后代因发生性状分离而丧失优良杂种的后代因发生性状分离而丧失其优良特性其优良特性p 种子的生产受季节、气候和地域的限制种子的生产受季节、气候和地域的限制p制种需要占用大量土地制种需要占用大量土地微型繁殖试管苗的贮藏和运输也是相当困难的。微型繁殖试管苗的贮藏和运输也是相当困难的。3.人工种子天然种子的替代品 以植物组织培养的方法获得的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等材料外面包被着人工薄膜，在适宜的条件下可以发芽成幼苗的种子。人工种皮中的有效成分：人工种皮中的有效成分：加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌、植物生长调节剂等。生素、有益菌、植物生长调节剂等。种皮胚胚乳，透水透气命的物质，已分化出胚芽、胚轴和胚，根等结构后代无性状分离，保留优良特性，固定杂种优势不受气候,季节和地域限制；时间短，占地少，贮藏运输方便。克服了某些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题3 3、人工种子的优点：、人工种子的优点：【易错点拨】【易错点拨】人工种子的形成属人工种子的形成属无性生殖无性生殖，不发生性状分离。，不发生性状分离。天然种子的形成属天然种子的形成属有性生殖有性生殖，为减数分裂易发生性状分离。，为减数分裂易发生性状分离。利用人工种子进行繁殖是有性生殖还是无性生殖？利用人工种子进行繁殖是有性生殖还是无性生殖？P：高杆抗病高杆抗病 DDTT矮杆感病矮杆感病 ddttF1高杆抗病高杆抗病 DdTt第1年选育出需要选育出需要的矮抗纯种的矮抗纯种F2D_T_ D_tt ddT_ddtt矮抗第2年第3年生长ddTTF3第4年杂交育种杂交育种:原理原理:基因重组基因重组结果结果:把两亲本的优良性状组合把两亲本的优良性状组合 在同一后代中。（集优）在同一后代中。（集优）特点特点:操作简单，育种年限较长操作简单，育种年限较长 二、作物新品种的培育二、作物新品种的培育配子：配子：DTDtdTdt单倍体单倍体幼苗幼苗：DTDtdTdt花药离体培养秋水 仙素第2年DDttddTT ddtt纯合体纯合体:DDTT矮抗 P高杆抗病高杆抗病 DDTT矮杆感病矮杆感病 ddttF1高杆抗病高杆抗病 DdTt单倍体育种第1年选择矮秆抗病选择矮秆抗病即为新品种即为新品种4.4.优点：优点：后代是纯合子能稳定遗传后代是纯合子能稳定遗传明显缩短育种年限明显缩短育种年限单倍体育种1.1.概念概念:是指由配子发是指由配子发育成的个体育成的个体 2.2.方法：方法：花药离体培养花药离体培养秋水仙素作用机理：抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，使染色体数目加倍3.3.原理：植物细胞具有全原理：植物细胞具有全能性，染色体数目变异能性，染色体数目变异（二）突变体的利用（1）突变体产生的原因在植物组织培养的过程中，由于培养的细胞一直处于不断的分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力（如射线、化学物质等）的影响而产生突变。(2)选材：分生状态的细胞分裂旺盛，容易诱发突变(3)(3)原理：原理：基因突变和植物细胞的全能性。基因突变和植物细胞的全能性。(4)(4)利用利用：筛选筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。(5)(5)缺点缺点 突变不定向，需要处理大量材料。突变不定向，需要处理大量材料。突变少利多害，符合人们需要、有利的品种比较少。突变少利多害，符合人们需要、有利的品种比较少。蛋白质,脂肪,糖类,药物,香料,生物碱等1.细胞产物种类：三三 细胞产物的工厂化生产细胞产物的工厂化生产植物的组织培养2.技术：3.3.过程：过程：4.4.工厂化生产人参皂甙干粉的基本流程：工厂化生产人参皂甙干粉的基本流程：人参根人参根 愈伤组织愈伤组织 增长速度快而增长速度快而且细胞内人参皂甙干粉含量高的细胞且细胞内人参皂甙干粉含量高的细胞细胞增殖细胞增殖 提取人参皂甙干粉提取人参皂甙干粉 脱分化脱分化培养选择培养选择破碎细胞破碎细胞放入发酵罐放入发酵罐比较：比较：单倍体育种：单倍体育种：突变体的利用突变体的利用：植物体细胞杂交育种植物体细胞杂交育种优点：优点：育种原理：育种原理：优点：优点：育种原理：育种原理：优点：优点：育种原理育种原理：明显缩短育种年限明显缩短育种年限染色体变异染色体变异能够产生新性状能够产生新性状基因突变基因突变克服远缘杂交不亲和障碍克服远缘杂交不亲和障碍染色体变异染色体变异(1)植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性。()(2)胚状体是外植体在培养基上脱分化形成的一团愈伤组织。()(3)再生出细胞壁是植物体细胞原生质体融合成功的标志。()(4)经植物组织培养得到的胚状体用人工薄膜包装后可得到人工种子。()(5)同一株绿色开花植物不同部位的细胞经组织培养获得的植株基因都是相同的。()