医学专题—植物细胞工程的实际应用(一人一课)36477.ppt

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1、第一页，共三十四页。实际问题：经济苗木、名贵花卉、珍稀植物实际问题：经济苗木、名贵花卉、珍稀植物(zhw)(zhw)等等自然繁殖速度缓慢，繁殖效率低下或优良性状不易保持自然繁殖速度缓慢，繁殖效率低下或优良性状不易保持第二页，共三十四页。植物植物(zhw)(zhw)细胞工程的基本技术包括细胞工程的基本技术包括植物组织培养技术植物组织培养技术和和植物体细胞植物体细胞杂交技术杂交技术。原理原理(yunl)(yunl)？过程？过程？第三页，共三十四页。植物植物(zhw)组组织培养车间织培养车间（一）植物（一）植物(zhw)繁殖新途径：繁殖新途径：第四页，共三十四页。讨论：该技术与传统讨论：该技术与传统

2、(chuntng)繁殖技术相比，有何特繁殖技术相比，有何特点？点？愈伤组织可以愈伤组织可以(ky)传代培养，获得大量愈伤传代培养，获得大量愈伤组织，所以繁殖快速；（组织，所以繁殖快速；（繁殖速度快繁殖速度快）全过程中细胞进行有丝分裂，不涉及减数分全过程中细胞进行有丝分裂，不涉及减数分裂和受精作用，可以保持亲本优良特性；（裂和受精作用，可以保持亲本优良特性；（高保高保真真-无性繁殖无性繁殖）在室内生产，在室内生产，不受自然环境条件限制不受自然环境条件限制。概念概念:是快速高效实现种苗繁植培育优良植物品种是快速高效实现种苗繁植培育优良植物品种(pnzhng)(pnzhng)的植物组织培养技术的植物

3、组织培养技术植物微型繁殖技术（快速繁殖技术）植物微型繁殖技术（快速繁殖技术）第五页，共三十四页。微型微型(wixng)繁殖的应用的实例：繁殖的应用的实例：兰花杨树生菜无籽西瓜第六页，共三十四页。工业化生产作物栽培荷兰花卉第七页，共三十四页。优点：优点：快速高效地实现种苗的大量繁殖；快速高效地实现种苗的大量繁殖；保持优良品种的遗传特性；保持优良品种的遗传特性；繁殖速度繁殖速度(sd)快，周期短；快，周期短；不受自然生长季节的限制不受自然生长季节的限制;可以有效挽救珍稀濒危的植物可以有效挽救珍稀濒危的植物 可以进行工厂化生产可以进行工厂化生产第八页，共三十四页。兰州晨报讯：有人戏称“洋芋(yngy

4、)、土豆、马铃薯”是甘肃三宝，现在这“三宝”又要为咱甘肃扬名了。甘肃省专家成功培育出的黑色土豆，一改土豆白色、灰色、紫色的“老面孔”，成为了土豆家族中的新贵。这种黑色土豆将在7月10日开幕的兰州高原夏菜贸洽会上首次亮相。第九页，共三十四页。但是，薯类同大蒜一样但是，薯类同大蒜一样(yyng)(yyng)，由于同属营养体，由于同属营养体繁殖，在每年的繁殖过程中，病毒侵染并逐代累积，繁殖，在每年的繁殖过程中，病毒侵染并逐代累积，致使种薯退化严重，造成马铃薯植株变矮小，叶片致使种薯退化严重，造成马铃薯植株变矮小，叶片翻卷或花叶、皱缩，产量低而不稳。翻卷或花叶、皱缩，产量低而不稳。病毒容易沿植物体的维

5、管组织传播，而分生组病毒容易沿植物体的维管组织传播，而分生组织区中缺乏维管系统，因此不含病毒。织区中缺乏维管系统，因此不含病毒。用做组织培用做组织培养的植物材料养的植物材料(cilio)(cilio)可以是植物体任何类型的组织细胞。可以是植物体任何类型的组织细胞。怎样利用植物组织培养技术解决？怎样利用植物组织培养技术解决？第十页，共三十四页。材材 料料:分生区（如茎尖）的细胞分生区（如茎尖）的细胞(xbo)(xbo)脱毒苗脱毒苗:切取茎尖进行组织培养获得切取茎尖进行组织培养获得第十一页，共三十四页。资料资料 科学家应用多倍体育种的方法，科学家应用多倍体育种的方法，培育出的三倍体无子西瓜，具有无

6、子、培育出的三倍体无子西瓜，具有无子、含糖高、口感好等特点。含糖高、口感好等特点。但因其不结种子，但因其不结种子，每年必须每年必须(bx)(bx)用四倍体和用四倍体和二倍体西瓜杂交培育二倍体西瓜杂交培育种子，不仅增加了生种子，不仅增加了生产成本，也给无籽西产成本，也给无籽西瓜的普及带来困难。瓜的普及带来困难。实际问题实际问题(wnt)：但是微型繁殖试管苗的大量贮藏和运输：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。第十二页，共三十四页。树木树木(shm)需生长需生长数年才能结出种数年才能结出种子。子。优良优良(yuling)杂交种杂交种后代会因发生性状后代会因发生性状分离

7、而丧失优良分离而丧失优良(yuling)特性。特性。受季节、气候受季节、气候(qhu)和地域的限制。和地域的限制。制种时需要占用大制种时需要占用大量土地。量土地。能否找到天然种子的替代品？能否找到天然种子的替代品？第十三页，共三十四页。种种 子子 的的 结结 构构自然自然(zrn)(zrn)种子种子胚胚种皮种皮胚乳胚乳第十四页，共三十四页。产生产生(chnshng)(chnshng)途径途径：外植体外植体愈伤组织愈伤组织胚状体胚状体人工人工(rngng)(rngng)种子的结构种子的结构 通过植物组织培养得到的通过植物组织培养得到的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、不定芽、顶

8、芽和腋芽胚状体、不定芽、顶芽和腋芽胚状体、不定芽、顶芽和腋芽胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料等为材料等为材料等为材料(cilio)(cilio)，经过，经过，经过，经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。包装得到的种子。包装得到的种子。概念概念概念概念第十五页，共三十四页。区别区别(qbi)：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，发生性状分离。，发生性状分离。区别：区别：人工人工(rngng)种子的生产不受季节、气候和地域的限制。种子的生产不受季节、气候和地域的限制。天

9、然种子的生产受季节、气候和地域的限制。天然种子的生产受季节、气候和地域的限制。第十六页，共三十四页。3.3.神奇神奇(shnq)(shnq)的人工的人工种子种子胚胚胚乳胚乳(pi(pi r)r)种皮种皮特点特点(tdin):后代无性状分离，保留优良特性；后代无性状分离，保留优良特性；不受气候不受气候,季节和地域限制。季节和地域限制。贮藏运输方便贮藏运输方便第十七页，共三十四页。小结(xioji)：上述应用采用上述应用采用(ciyng)的都是的都是植物组织培植物组织培养技术养技术，都属于，都属于无性生殖无性生殖，得到的个体都，得到的个体都能能保持亲代的优良性状保持亲代的优良性状（性状与亲代相同，

10、（性状与亲代相同，即即不发生性状分离不发生性状分离）。只涉及到有丝分裂，）。只涉及到有丝分裂，不涉及减数分裂。不涉及减数分裂。第十九页，共三十四页。小结：只利用植物组织培养，只能得到小结：只利用植物组织培养，只能得到与亲代一样的个体，即进行植物的繁殖。如与亲代一样的个体，即进行植物的繁殖。如何才能何才能(cinng)得到新品种呢？得到新品种呢？分析：在植物组织培养的基础上，再额分析：在植物组织培养的基础上，再额外增加一些手段。外增加一些手段。二、作物二、作物(zuw)新品种的培育新品种的培育第二十页，共三十四页。、单倍体育种、单倍体育种(y zhng)过程过程(guchng)：在利用在利用植物

11、植物(zhw)组织培养组织培养的基础上，的基础上，再额外增加一些手段再额外增加一些手段加秋水仙素加秋水仙素。第二十三页，共三十四页。（1 1）突变体的产生）突变体的产生 在植物组织培养的过程中，由于培养的细胞一直在植物组织培养的过程中，由于培养的细胞一直(yzh)(yzh)处处于不断的于不断的分生分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力状态，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。（如射线、化学物质等）的影响而产生突变。产生的突变属于什么？产生的突变属于什么？为什么不断分生的细胞容易突变？为什么不断分生的细胞容易突变？（2 2）利用：）利用：筛选对人们有利突变体筛

12、选对人们有利突变体,进而培育新品种进而培育新品种2.2.突变体的利用突变体的利用(lyng)(lyng)在利用在利用植物组织培养植物组织培养的基础上，的基础上，再额外增加再额外增加(zngji)一些手段一些手段辐射等辐射等。第二十四页，共三十四页。比较比较(bjio)(bjio)：单倍体育种单倍体育种(y zhng)(y zhng)：突变体的利用突变体的利用(lyng)(lyng)：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

13、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第二十五页，共三十四页。蛋白质,脂肪,糖类,药物(yow)(yow),香料,生物碱等1.细胞产物细胞产物(chnw)(chnw)种类：种类：三三 细胞细胞(xbo)(xbo)产物的工厂化生产产物的工厂化生产植物的组织培养2.技术：技术：3.成就：成就：第二十六页，共三十四页。工厂化生产人参皂甙干粉工厂化生产人参皂甙干粉(gnfn)(gnfn)的基本流程：的基本流程：人参根人参根 愈伤组织愈伤组织 增长速度快而且细胞内增长速度快而且细胞内人参皂甙干粉含量高的细胞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

14、提取人参皂甙干粉 脱分化脱分化(fnhu)(fnhu)培养培养(piyng)(piyng)选择选择破碎细胞破碎细胞放入发酵罐放入发酵罐第二十七页，共三十四页。第二十八页，共三十四页。提示：提示：可以利用植物组织培养技术来大量生产紫杉醇。可以利用植物组织培养技术来大量生产紫杉醇。现在国内外的科学家们正在研究利用植物细胞培养技术来现在国内外的科学家们正在研究利用植物细胞培养技术来大量培育红豆杉细胞，希望利用这种方法来大量生产紫杉大量培育红豆杉细胞，希望利用这种方法来大量生产紫杉醇。国内外许多实验室开展了用组织培养法生产紫杉醇的醇。国内外许多实验室开展了用组织培养法生产紫杉醇的研究，红豆杉属的研究，

15、红豆杉属的1111种植物现都在进行种植物现都在进行(jnxng)(jnxng)组织培养。组织培养。ESC AgeneticsESC Agenetics公司宣布他们用细胞培养法所得紫杉醇的公司宣布他们用细胞培养法所得紫杉醇的含量是树皮的含量是树皮的2 25 5倍。国内外在分化细胞株系和培养条件倍。国内外在分化细胞株系和培养条件方面做了不少工作，摸索了外植体、光照、培养基组成等方面做了不少工作，摸索了外植体、光照、培养基组成等因素对细胞培养及紫杉醇生成的影响。现在工艺条件已基因素对细胞培养及紫杉醇生成的影响。现在工艺条件已基本摸清，正研究反应的放大技术等，有望实现通过细胞培本摸清，正研究反应的放大

16、技术等，有望实现通过细胞培养进行养进行(jnxng)(jnxng)工业化生产紫杉醇的目标。工业化生产紫杉醇的目标。第二十九页，共三十四页。植物细胞工程的实际(shj)应用繁殖植物的新途径繁殖植物的新途径微型育种微型育种作物脱毒作物脱毒人工人工(rngng)种子种子育种新方法育种新方法单倍体育种单倍体育种诱导突变体诱导突变体细胞产物的工厂化生产细胞产物的工厂化生产小结小结(xioji)第三十页，共三十四页。1 1、植物的微型繁殖技术是指、植物的微型繁殖技术是指（）A A植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术 B B嫁接嫁接 C C营养繁殖营养繁殖 D D植物组织培养植物组织培养2 2、科学工作者把

17、胡萝卜的韧皮部细胞分离出来，、科学工作者把胡萝卜的韧皮部细胞分离出来，将单个细胞放入培养基中培养，获得了许多将单个细胞放入培养基中培养，获得了许多完整的植株完整的植株(zhzh)(zhzh)，这些植株，这些植株(zhzh)(zhzh)的特点是的特点是 ）A A彼此性状相似彼此性状相似 B B变异频率较高变异频率较高 C C单倍体单倍体 D D都是纯合子都是纯合子课堂课堂(ktng)演演练练第三十一页，共三十四页。3 3用植物组织培养技术，可以培养或生产用植物组织培养技术，可以培养或生产(shngchn)(shngchn)（）A A食品添加剂食品添加剂 B B无病毒植物无病毒植物 C.C.人工种

18、子人工种子 D D前三项都是前三项都是4 4下列四个选项中没有采取植物组织培养技术的是下列四个选项中没有采取植物组织培养技术的是（）A A花药离体培养得到单倍体植株花药离体培养得到单倍体植株 B.B.秋水仙素处理幼苗获得多倍体植株秋水仙素处理幼苗获得多倍体植株 C C人工种子的培育人工种子的培育 D D“番茄番茄马铃薯马铃薯”杂种植株的培育过程杂种植株的培育过程第三十二页，共三十四页。5 5、马铃薯利用它的块茎、马铃薯利用它的块茎(kuijng)(kuijng)进行无性繁殖，种植的世代多了进行无性繁殖，种植的世代多了以后往往会感染病毒而减产，为此农户都希望得到无病毒的幼以后往往会感染病毒而减产

19、，为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳办法是（苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳办法是（）A A选择优良品种进行杂交选择优良品种进行杂交 B B进行远缘植物体细胞杂交进行远缘植物体细胞杂交 C C利有芽尖进行组织培养利有芽尖进行组织培养 D D人工诱导基因突变人工诱导基因突变6.6.甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细

20、和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的（）胞的（）A.A.有丝分裂有丝分裂 B.B.分化分化 C.C.减数分裂减数分裂 D.D.全能性全能性第三十三页，共三十四页。内容(nirng)总结实际问题：经济苗木、名贵花卉、珍稀植物等自然繁殖速度(sd)缓慢，繁殖效率低下或优良性状不易保持。在室内生产，不受自然环境条件限制。概念:是快速高效实现种苗繁植培育优良植物品种的植物组织培养技术。兰州晨报讯：有人戏称“洋芋、土豆、马铃薯”是甘肃三宝，现在这“三宝”又要为咱甘肃扬名了。材 料:分生区（如茎尖）的细胞。优良杂交种后代会因发生性状分离而丧失优良特性。只涉及到有丝分裂，不涉及减数分裂第三十四页，共三十四页。