植物细胞工程的实际应用分析.ppt

《植物细胞工程的实际应用分析.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《植物细胞工程的实际应用分析.ppt（40页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 高雅美丽的兰花深受人们的喜欢。兰花传统的繁高雅美丽的兰花深受人们的喜欢。兰花传统的繁 殖器官为根和种子。在常规繁殖中，遇到的难题是：殖器官为根和种子。在常规繁殖中，遇到的难题是：寻求寻求 植物繁殖新途径？植物繁殖新途径？2、兰花的种子很微小，、兰花的种子很微小，胚很纤弱，用种子繁殖在胚很纤弱，用种子繁殖在发芽过程中很容易夭折。发芽过程中很容易夭折。1、用分根法繁殖速度缓慢、用分根法繁殖速度缓慢,不利于新品种的快速推广不利于新品种的快速推广;导入新课导入新课导入新课导入新课怎怎样样拯拯救救红红豆豆杉杉并并且且生生产产大大量量紫紫杉杉醇醇？别致的花房别致的花房专题专题2 细胞工程细胞工程 2.1

2、.2 植物细胞工程的实际应用植物细胞工程的实际应用2.1植物细胞工程植物细胞工程列举植物细胞工程的实际应用。列举植物细胞工程的实际应用。搜集有关细胞工程研究进展和应用方面的搜集有关细胞工程研究进展和应用方面的资料，进行整理、分析、交流。资料，进行整理、分析、交流。知识目标知识目标能力目标能力目标教学目标教学目标教学目标教学目标情感态度与价值观情感态度与价值观1、讨论植物细胞工程的社会意义。、讨论植物细胞工程的社会意义。2、关注植物细胞工程的发展前景。、关注植物细胞工程的发展前景。了解植物细胞工程应用的实例。了解植物细胞工程应用的实例。如何根据需求选择合适的植物细胞如何根据需求选择合适的植物细胞

3、工程技术，解决实际问题。工程技术，解决实际问题。重点重点难点难点教学重难点教学重难点教学重难点教学重难点 1、回忆植物组织培养技术的基本原理、回忆植物组织培养技术的基本原理和过程？和过程？回回顾顾2、思思考考利利用用这这项项技技术术能能做做哪哪些些工工作作？一、植物繁殖的新途径一、植物繁殖的新途径1、微型繁殖、微型繁殖2、作物脱毒、作物脱毒3、神奇的人工种子、神奇的人工种子二、作物新品种的培育二、作物新品种的培育1、单倍体育种、单倍体育种2、突变体的利用、突变体的利用三、细胞产物的工厂化生产三、细胞产物的工厂化生产植物细胞工程的实际应用植物细胞工程的实际应用一、植物繁殖的新途径一、植物繁殖的新

4、途径1、微型繁殖技术：、微型繁殖技术：概概念念概概念念:用于快速繁殖优良品种的植物组用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，叫做微型繁殖技术，织培养技术，叫做微型繁殖技术，也叫快速繁殖技术。也叫快速繁殖技术。优优点点优优点点:（1）保持优良品种的遗传特性）保持优良品种的遗传特性（2）高效快速地实现种苗的大量繁殖）高效快速地实现种苗的大量繁殖成成就就成成就就:目前，兰花、生目前，兰花、生菜、杨树以及无籽菜、杨树以及无籽西瓜的试管苗，都西瓜的试管苗，都已形成一定规模的已形成一定规模的产业化生产。产业化生产。早在早在20世纪世纪60年代，荷兰科学家年代，荷兰科学家就成功的实现了利就成功的实现了利用组

5、织培养技术来用组织培养技术来培育兰花。培育兰花。2、作物脱毒：、作物脱毒：原原因因原原因因:长期进行无性繁殖的作物，易长期进行无性繁殖的作物，易积累感染的病毒，导致产量降积累感染的病毒，导致产量降低，品质变差。低，品质变差。材材料料材材料料:分分生生区区（如如茎茎尖尖）的的细细胞胞方方法法方方法法:进进行行植植物物组组织织培培养养结结果果结结果果:获获得得脱脱毒毒幼幼苗苗成成就就成成就就:用脱毒苗进行繁殖，用脱毒苗进行繁殖，种植的作物就不会种植的作物就不会或极少感染病毒。或极少感染病毒。目前，作物脱毒技目前，作物脱毒技术在马铃薯、草莓、术在马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝等作物甘蔗、菠萝等作物上已获得

6、成功。上已获得成功。薯类作物种苗脱薯类作物种苗脱毒快速繁殖毒快速繁殖脱毒草莓（左）与没有脱毒的草莓（右）脱毒草莓（左）与没有脱毒的草莓（右）视频：视频：新科技三分钟新科技三分钟人工种子人工种子3、神奇的人工种子：、神奇的人工种子：概概念念概概念念:通过植物组织培养得到的通过植物组织培养得到的胚状体胚状体胚状体胚状体、不定芽、顶芽和腋芽不定芽、顶芽和腋芽不定芽、顶芽和腋芽不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经等为材料，经过过人工薄膜人工薄膜人工薄膜人工薄膜包装得到的种子。包装得到的种子。胚胚状状体体胚胚状状体体在组织培养过程中，由愈伤组织在组织培养过程中，由愈伤组织在组织培养过程中，由愈伤组织在组织培养

7、过程中，由愈伤组织再分化形成的类似于胚的结构。再分化形成的类似于胚的结构。再分化形成的类似于胚的结构。再分化形成的类似于胚的结构。人人工工种种子子的的组组成成人人工工种种子子的的组组成成:胚状体（不定芽、顶芽和腋芽）胚状体（不定芽、顶芽和腋芽）+人工种皮人工种皮适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗适量的养分、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。胚状体胚状体离离体体的的植植物物细细胞胞（组组织织、器器官官）离离体体的的植植物物细细胞胞（组组织织、器器官官）诱诱 导导 产产 生生 愈愈 伤伤 组组 织织诱诱 导导 产产 生生 愈愈 伤伤

8、组组 织织诱诱 导导 形形 成成 胚胚 状状 体体诱诱 导导 形形 成成 胚胚 状状 体体胚胚状状体体机机械械化化包包裹裹人人工工种种皮皮胚胚状状体体机机械械化化包包裹裹人人工工种种皮皮贮贮 藏藏 或或 种种 植植贮贮 藏藏 或或 种种 植植人人工工种种子子的的制制备备过过程程人人工工种种子子的的制制备备过过程程:人人工工种种子子的的优优点点人人工工种种子子的的优优点点:培植周期短培植周期短培植周期短培植周期短 后代无性状分离后代无性状分离后代无性状分离后代无性状分离不受气候不受气候不受气候不受气候,季节和地域限季节和地域限季节和地域限季节和地域限制制制制可以很方便地贮藏和运输可以很方便地贮藏

9、和运输可以很方便地贮藏和运输可以很方便地贮藏和运输二、作物新品种的培育二、作物新品种的培育1、单倍体育种：、单倍体育种：单单倍倍体体的的概概念念单单倍倍体体的的概概念念:体体细细胞胞中中含含有有本本物物种种配配子子染染色色体体数数目目的的个个体体。体体细细胞胞中中含含有有本本物物种种配配子子染染色色体体数数目目的的个个体体。单单倍倍体体的的形形单单倍倍体体的的形形 成成成成:由配子不经过受精作用而直接发育成的个由配子不经过受精作用而直接发育成的个由配子不经过受精作用而直接发育成的个由配子不经过受精作用而直接发育成的个体例蜜蜂中的雄蜂。体例蜜蜂中的雄蜂。体例蜜蜂中的雄蜂。体例蜜蜂中的雄蜂。花药花

10、药花药花药 花粉细胞培养花粉细胞培养花粉细胞培养花粉细胞培养 接种接种接种接种愈伤愈伤愈伤愈伤组织组织组织组织 分化出分化出分化出分化出小植物小植物小植物小植物再分化再分化再分化再分化单倍体单倍体单倍体单倍体植株植株植株植株正常正常正常正常植株植株植株植株染色体加倍染色体加倍染色体加倍染色体加倍单单倍倍体体育育种种过过程程单单倍倍体体育育种种过过程程:脱脱脱脱分化分化分化分化单单 倍倍 体体 育育 种种 的的 成成 就就：单单 倍倍 体体 育育 种种 的的 成成 就就：后代都是纯合子，明显缩后代都是纯合子，明显缩后代都是纯合子，明显缩后代都是纯合子，明显缩短育种年限。短育种年限。短育种年限。短

11、育种年限。单单倍倍体体育育种种的的优优点点：单单倍倍体体育育种种的的优优点点：1 1号烟草品种、中花号烟草品种、中花号烟草品种、中花号烟草品种、中花8 8号、号、号、号、1111号水稻。号水稻。号水稻。号水稻。种花种花11号水稻号水稻科学家应用多倍科学家应用多倍体育种的方法，体育种的方法，培育出的三倍体培育出的三倍体无子西瓜，具有无子西瓜，具有无子、含糖高、无子、含糖高、口感好等特点。口感好等特点。2、突变体的利用：、突变体的利用：突突 变变 体体 的的 产产 生生：突突 变变 体体 的的 产产 生生：植物组织培养过程中，由于培养细胞一植物组织培养过程中，由于培养细胞一植物组织培养过程中，由于

12、培养细胞一植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态，易受到培养条直处于不断的分生状态，易受到培养条直处于不断的分生状态，易受到培养条直处于不断的分生状态，易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变。件和外界压力的影响而产生突变。件和外界压力的影响而产生突变。件和外界压力的影响而产生突变。突突 变变 体体 的的 利利 用用：突突 变变 体体 的的 利利 用用：筛筛选选对对人人们们有有利利突突变变体体筛筛选选对对人人们们有有利利突突变变体体,进进而而培培育育新新品品种种。进进而而培培育育新新品品种种。小小 知知 识识体体细细胞胞诱诱变变育育种种 在作物育种中，可以对植物在作物育种中，可

13、以对植物的愈伤组织进行化学或物理的诱的愈伤组织进行化学或物理的诱变处理，促使其发生突变，再通变处理，促使其发生突变，再通过诱导分化形成植株。从这些植过诱导分化形成植株。从这些植株中筛选出高抗、高产、优质的株中筛选出高抗、高产、优质的突变体，就可以培育出新品种。突变体，就可以培育出新品种。小小 知知 识识体体细细胞胞诱诱变变育育种种 化学诱变一般是利用一些化学诱变一般是利用一些化学诱变剂进行处理。常见的有化学诱变剂进行处理。常见的有甲基磺酸乙酯和叠氮化钠。物理甲基磺酸乙酯和叠氮化钠。物理诱变一般包括采用电离辐射处理。诱变一般包括采用电离辐射处理。电离辐射主要包括中子、射线等。电离辐射主要包括中子

14、、射线等。突突 变变 体体 利利 用用 的的 成成 就就：突突 变变 体体 利利 用用 的的 成成 就就：已筛选到抗病、抗盐、含高蛋白及高产已筛选到抗病、抗盐、含高蛋白及高产已筛选到抗病、抗盐、含高蛋白及高产已筛选到抗病、抗盐、含高蛋白及高产的突变体，如抗烟草花叶病毒的甘蔗、抗盐的突变体，如抗烟草花叶病毒的甘蔗、抗盐的突变体，如抗烟草花叶病毒的甘蔗、抗盐的突变体，如抗烟草花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的野生烟草、抗除草剂的白三叶草。碱的野生烟草、抗除草剂的白三叶草。碱的野生烟草、抗除草剂的白三叶草。碱的野生烟草、抗除草剂的白三叶草。多倍多倍体根体根正常正常根根三、细胞产物的工业化生产三、细胞产物的工业

15、化生产细细 胞胞 产产 物物 种种 类类：细细 胞胞 产产 物物 种种 类类：蛋蛋白白质质蛋蛋白白质质,脂脂 肪肪脂脂 肪肪,糖糖 类类糖糖 类类,药药 物物药药 物物,香香 料料香香 料料,生生物物碱碱等等生生物物碱碱等等技技术术：技技术术：植植物物的的组组织织培培养养植植物物的的组组织织培培养养利用植物组织培养技术来大量生产利用植物组织培养技术来大量生产利用植物组织培养技术来大量生产利用植物组织培养技术来大量生产人参皂甙干粉，生产三七、紫草和人参皂甙干粉，生产三七、紫草和人参皂甙干粉，生产三七、紫草和人参皂甙干粉，生产三七、紫草和银杏的细胞产物，生产抗癌物质紫银杏的细胞产物，生产抗癌物质紫

16、银杏的细胞产物，生产抗癌物质紫银杏的细胞产物，生产抗癌物质紫杉醇。杉醇。杉醇。杉醇。成成就就：成成就就：人人参参皂皂甙甙干干粉粉的的工工厂厂化化生生产产使使产产量量大大大大增增加加人人参参皂皂甙甙干干粉粉的的工工厂厂化化生生产产使使产产量量大大大大增增加加课堂小结课堂小结课堂小结课堂小结植植物物繁繁殖殖的的新新途途径径作作物物新新品品种种的的培培育育细细胞胞产产物物的的工工厂厂化化生生产产微微型型繁繁殖殖作作物物脱脱毒毒 神神奇奇的的人人工工种种子子单单倍倍体体育育种种突突变变体体的的利利用用（20032003江苏生物）用高度分化的植物细胞、组织江苏生物）用高度分化的植物细胞、组织江苏生物）用

17、高度分化的植物细胞、组织江苏生物）用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，下列叙和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，下列叙和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，下列叙和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，下列叙述错误的是述错误的是述错误的是述错误的是 （）A.A.该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的B.B.该愈伤组织的细胞没有全能性该愈伤组织的细胞没有全能性该愈伤组织的细胞没有全能性该愈伤组织的细胞没有全能性C.C.该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成该愈伤组织

18、是由排列疏松的薄壁细胞组成该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成D.D.该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的 胚状结构胚状结构胚状结构胚状结构B高考链接高考链接高考链接高考链接课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习1 1、在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程、在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程、在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程、在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，运用的技术手段是（中，运用的技术手段是（中，运用的技术手段是（中，运用的技术手段是（）。

19、）。）。）。植物组织培养植物组织培养2 2、从理论上讲，杂种植株的育性（、从理论上讲，杂种植株的育性（、从理论上讲，杂种植株的育性（、从理论上讲，杂种植株的育性（）。若）。若）。若）。若运用传统有性杂交方法运用传统有性杂交方法运用传统有性杂交方法运用传统有性杂交方法 能否实现？（能否实现？（能否实现？（能否实现？（）。）。）。）。并说明理由：（并说明理由：（并说明理由：（并说明理由：（）。）。）。）。可以可以不能不能因因为为不不同同种种生生物物之之间间存存在在生生殖殖隔隔离离3 3、植物组织培养对于培养作物新品种方面的、植物组织培养对于培养作物新品种方面的、植物组织培养对于培养作物新品种方面的

20、、植物组织培养对于培养作物新品种方面的重大意义在于（重大意义在于（重大意义在于（重大意义在于（）。）。）。）。克服远缘杂交不亲和的障碍，大大克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围扩展了可用于杂交的亲本组合范围C营养繁殖营养繁殖 D D植物组织培养植物组织培养植物组织培养植物组织培养4 4、植植 物物 的的 微微 型型 繁繁 殖殖 技技 术术 是是 指指、植植 物物 的的 微微 型型 繁繁 殖殖 技技 术术 是是 指指（）A植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术 B嫁接嫁接DC.人工种子人工种子 D前三项都是前三项都是5 5、用用植植物物组组织织培培养养技技术术，可可以以培培

21、养养或或生生产产（、用用植植物物组组织织培培养养技技术术，可可以以培培养养或或生生产产（）DA食品添加剂食品添加剂 B无病毒植物无病毒植物6、简答：人们利用植物的微型繁殖技术来进、简答：人们利用植物的微型繁殖技术来进行工厂化育苗生产，这是利用了该项技术的哪行工厂化育苗生产，这是利用了该项技术的哪些特点？些特点？植物植物“微型微型”繁殖技术具有高效性繁殖技术具有高效性和可以保持种苗的优良遗传特性的优势。和可以保持种苗的优良遗传特性的优势。工厂化大规模育苗生产正是利用了植物工厂化大规模育苗生产正是利用了植物“微型微型”繁殖技术的这两方面优势。利繁殖技术的这两方面优势。利用植物用植物“微型微型”繁殖

22、技术我们可以在短繁殖技术我们可以在短时间中获得大量的优质种苗。时间中获得大量的优质种苗。提提示示：思考与探究思考与探究1提示：提示：提示：提示：习题答案习题答案习题答案习题答案1、拯救濒危植物；、拯救濒危植物；2、提供食品制作的原料；、提供食品制作的原料；3、利用愈伤组织进行转基、利用愈伤组织进行转基因操作。因操作。思考与探究思考与探究2提示：提示：离离体体的的植植物物细细胞胞离离体体的的植植物物细细胞胞(组组织织、器器官官组组织织、器器官官)诱诱 导导 产产 生生 愈愈 伤伤 组组 织织诱诱 导导 产产 生生 愈愈 伤伤 组组 织织诱诱 导导 形形 成成 胚胚 状状 体体诱诱 导导 形形 成成 胚胚 状状 体体胚胚 状状 体体 机机 械械 化化 包包 裹裹 人人 工工 种种 皮皮胚胚 状状 体体 机机 械械 化化 包包 裹裹 人人 工工 种种 皮皮贮贮 藏藏 或或 种种 植植贮贮 藏藏 或或 种种 植植思考与探究思考与探究3提示：提示：提示：提示：花花 药药花粉细花粉细胞培养胞培养分分化化出出小小植植物物单单 倍倍 体体植植株株正正常常植植株株接种接种脱分化脱分化再再分分化化移栽移栽染色体染色体加倍加倍愈伤愈伤组织组织