【生物】植物细胞工程的应用课件-2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3.pptx

植物细胞工程的应用植物细胞工程的应用资料资料资料资料1 1 1 1：铁皮石斛是一种药用植物，由于长期大铁皮石斛是一种药用植物，由于长期大量采挖，野生资源日益减少，而其自然繁殖率低，量采挖，野生资源日益减少，而其自然繁殖率低，传统的分根、扦插等方式也不能满足市场需求。传统的分根、扦插等方式也不能满足市场需求。想一想：想一想：想一想：想一想：如何解决铁皮石斛的繁殖问题？如何解决铁皮石斛的繁殖问题？外植体外植体脱分化脱分化愈伤愈伤组织组织再分化再分化根、芽根、芽试管苗试管苗优点：优点：高效、快速地实现种苗的大量高效、快速地实现种苗的大量繁殖繁殖;无性繁殖，可以保持优良品种的遗传无性繁殖，可以保持优良品种的遗传特性特性;不受自然生长季节的限制，培养周期不受自然生长季节的限制，培养周期短短;便于自动化管理便于自动化管理。一.植物繁殖的新途径微型繁殖 愈伤组织细胞愈伤组织细胞分裂分裂旺盛、快速，对愈伤组织进行分割、移瓶、诱导再分化就旺盛、快速，对愈伤组织进行分割、移瓶、诱导再分化就可以形成大量的新植株。可以形成大量的新植株。一.植物繁殖的新途径微型繁殖应用：应用：一些优良的观赏植物、经济林木、无性繁殖作物和濒危植物等都实现了利用快速繁殖技术来提供苗木。铁皮石斛的工厂化生产铁皮石斛的工厂化生产资料资料资料资料2 2 2 2：某些：某些：某些：某些病毒会使农作物出现病害。马铃薯、草莓等病毒会使农作物出现病害。马铃薯、草莓等通常是用无性繁殖的方式进行繁殖的，它们感染的病毒很通常是用无性繁殖的方式进行繁殖的，它们感染的病毒很容易传给后代。病毒在作物体内逐年积累，导致作物产量容易传给后代。病毒在作物体内逐年积累，导致作物产量降低，品质变差。降低，品质变差。想一想：想一想：想一想：想一想：如何运用现代生物技术帮助染毒植物脱毒呢？如何运用现代生物技术帮助染毒植物脱毒呢？资料资料3 3：病毒多集中在种子、老叶等器官中，在幼嫩的器：病毒多集中在种子、老叶等器官中，在幼嫩的器官和未成熟的组织中较少，在分生区几乎不含病毒。官和未成熟的组织中较少，在分生区几乎不含病毒。选材：选材：过程：过程：实例：实例：马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等。植物顶端分生区附近（如茎尖、芽尖）一.植物繁殖的新途径作物脱毒茎尖茎尖脱分化脱分化愈伤愈伤组织组织再分化再分化根、芽根、芽脱毒苗脱毒苗脱毒作物的产量和品质明显优于没有脱毒的作物。优点：优点：注意：脱毒苗抗毒苗，前者指的是本身病毒少，甚至无病毒，受病毒感染的机会少，而后者指的是能抵抗病毒的感染。杂交杂交自交自交选种选种多次自多次自交选种交选种优良性状优良性状的的纯合子纯合子高杆抗病高杆抗病矮杆不抗病矮杆不抗病DDTTDDTTddttddtt高杆抗病高杆抗病DdTtDdTt矮杆抗病矮杆抗病多次自交选种多次自交选种矮杆抗病矮杆抗病ddTTddTT第第1 1年年第第2 2年年第第3-63-6年年纯种纯种矮矮杆杆抗病抗病（ddTTddTT）的小麦育种过程）的小麦育种过程P PF F F F1 1 1 1F F F F2 2 2 2ddT_ddT_二.作物新品种的培育单倍体育种DDTT DDtt ddTT ddttDDTT DDtt ddTT ddtt高杆抗病高杆抗病矮杆不抗病矮杆不抗病正常正常植株植株花药花药单倍单倍体幼苗体幼苗DdTtDdTtDT Dt dT DT Dt dT dtdtDDTTDDTTddttddttDT Dt dT DT Dt dT dt dt 第第1 1年年第第2 2年年花药离花药离体培养体培养秋水仙秋水仙素处理素处理杂交杂交纯合二倍体植株花药秋水仙素单倍体幼苗优良品种愈伤组织脱分化再分化选择二.作物新品种的培育单倍体育种原理：原理：优点：优点：染色体数目变异、植物细胞的全能性二.作物新品种的培育单倍体育种a、明显缩短育种年限。b、自交后代不发生性状分离，能稳定遗传。成果：成果：a、1974年成功培育出世界上第一个单倍体作物新品种单育1号烟草b、与常规育种结合，育成水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等新品种。资料资料资料资料4 4 4 4：彩色马铃薯不仅营养成分高，且含多酚类化合物，彩色马铃薯不仅营养成分高，且含多酚类化合物，有较强的保健功能和药用价值。我国通过品种引进等方式有较强的保健功能和药用价值。我国通过品种引进等方式获得的彩色马铃薯品种数量有限，且多为晚熟品种，产量获得的彩色马铃薯品种数量有限，且多为晚熟品种，产量和品质较低。和品质较低。想一想：想一想：想一想：想一想：能否通过诱变途径获得新的彩色马铃薯？能否通过诱变途径获得新的彩色马铃薯？诱变处理愈伤组织再分化突变体外植体脱分化筛选培育新品种 愈伤组织一直处于不断增殖的状态，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。从产生突变的个体中可以筛选出人们有用的突变体，进而培育成新品种新品种。二.作物新品种的培育突变体的利用优点：优点：缺点：缺点：a.通过人工诱变提高突变率，加快育种进程。b.大幅度地改良某些性状。需要处理大量突变材料，从中筛选出符合人们需要的品种。已筛选出抗病、抗盐、高产以及蛋白质含量高的新品种，如抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草等。实例：实例：资料资料资料资料5 5 5 5：紫杉醇具有抗肿瘤作用，它是红豆杉的次生紫杉醇具有抗肿瘤作用，它是红豆杉的次生代谢产物。而野生红豆杉是濒危植物，直接从它的代谢产物。而野生红豆杉是濒危植物，直接从它的树皮和树叶中提取紫杉醇的传统生产方式，不仅产树皮和树叶中提取紫杉醇的传统生产方式，不仅产量低，还会对野生红豆杉资源造成严重破坏，而紫量低，还会对野生红豆杉资源造成严重破坏，而紫杉醇的化学全合成法尚不具备生产应用价值。杉醇的化学全合成法尚不具备生产应用价值。想一想：想一想：想一想：想一想：如何运用现代生物技术解决紫杉醇的生产问题？如何运用现代生物技术解决紫杉醇的生产问题？三.细胞产物的工厂化生产初生初生代谢产物：代谢产物：是生物生长和生存所必需的,如糖类、脂质、蛋白质、核酸等。次生代谢产物次生代谢产物：植物代谢产生的不是植物基本的生命活动所必需的产物，在植物抗病、抗虫等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源。优点：优点：实例：实例：不占用耕地、几乎不受季节天气等的限制。愈伤组织振荡分散细胞悬液细胞悬浮培养外植体脱分化培养细胞产物提取三.细胞产物的工厂化生产紫草宁、紫杉醇、人参皂苷等。比较项目比较项目植物组织培养植物组织培养植物细胞培养植物细胞培养目的目的原理原理过程过程应用应用获得植物体获得植物体获得细胞产物获得细胞产物植物细胞的全能性植物细胞的全能性细胞增殖细胞增殖快速繁殖、作物脱毒、快速繁殖、作物脱毒、单倍体育种等单倍体育种等细胞产物的工厂化生产，如紫草宁、细胞产物的工厂化生产，如紫草宁、人参皂苷、紫杉醇等人参皂苷、紫杉醇等脱分化再分化作物脱毒选择顶端分生组织快速繁殖单倍体育种选择花药突变体的利用分散后悬浮培养细胞细胞产物的产物的工厂化生产工厂化生产植物新品植物新品种的种的培育培育植物植物繁殖繁殖的新途径的新途径进行诱变筛选外植体愈伤组织课堂小结课堂小结试管苗植株