生物 2 细胞工程 2.2 植物细胞工程的实际应用 新人教版选修3.ppt

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1、2.22.2植物细胞工程的实际应用植物细胞工程的实际应用1 1、微型繁殖、微型繁殖植物组织植物组织培养技术培养技术微型繁殖技术：微型繁殖技术：用于快速繁殖优良品种的植物组织用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。培养技术。保持优良品种的保持优良品种的遗传特性；遗传特性；高效、快速繁殖高效、快速繁殖种苗。种苗。一、植物繁殖的新途径一、植物繁殖的新途径微型繁殖微型繁殖的应用：的应用：兰花兰花杨树杨树生菜生菜无籽西瓜无籽西瓜工业化生产工业化生产作物栽培作物栽培荷兰花卉荷兰花卉 1.1.人们利用植物的微型繁殖技术来进行工厂化育苗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些特

2、点？生产，这是利用了该项技术的哪些特点？提示：植物提示：植物“微型微型”繁殖技术具有高效性和可以保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。工厂化大规模育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苗生产正是利用了植物“微型微型”繁殖技术的这两繁殖技术的这两方面优势。利用植物方面优势。利用植物“微型微型”繁殖技术我们可以繁殖技术我们可以在短时间中获得大量的优质种苗。在短时间中获得大量的优质种苗。2 2、作物脱毒、作物脱毒无性繁殖的无性繁殖的作物，容易作物，容易将病毒传染将病毒传染给后代。给后代。病毒积累，导致病毒积累，导致作物产量降低、作物产量降低、品质变差。品质

3、变差。植物分生区（如茎尖）植物分生区（如茎尖）病毒极少。切取茎尖进病毒极少。切取茎尖进行组织培养，可获得脱行组织培养，可获得脱毒苗。毒苗。脱毒脱毒草莓草莓脱毒产品脱毒产品甘蔗甘蔗香蕉香蕉马铃薯马铃薯菠菠萝萝树木需生长数年树木需生长数年才能结出种子。才能结出种子。优良杂交种后代优良杂交种后代会因发生性状分会因发生性状分离而丧失优良特离而丧失优良特性。性。受季节、气受季节、气候和地域的候和地域的限制。限制。制种时需要占用制种时需要占用大量土地。大量土地。如何克服缺陷？如何克服缺陷？3 3、人工种子、人工种子人工种子人工种子以植物组织培养以植物组织培养得到的胚状体、得到的胚状体、不定芽、顶芽和不定芽

4、、顶芽和腋芽等为材料，腋芽等为材料，经过人工薄膜包经过人工薄膜包装得到的种子。装得到的种子。在适宜条件下可在适宜条件下可以长成幼苗。以长成幼苗。人工种子应用人工种子应用花椰菜花椰菜桉树桉树水稻水稻芹菜芹菜2.2.人工种子之所以神奇，是由于它具有天然种子不人工种子之所以神奇，是由于它具有天然种子不可比拟的特点，想一想它们具有哪些优点？可比拟的特点，想一想它们具有哪些优点？提示：人工种子的优点：提示：人工种子的优点：（1 1）天然种子由于在遗传上具有因减数分裂引起的重）天然种子由于在遗传上具有因减数分裂引起的重组现象，因而会造成某些遗传性状的改变；天然种子组现象，因而会造成某些遗传性状的改变；天然

5、种子在生产上受季节限制，一般每年只繁殖在生产上受季节限制，一般每年只繁殖1 12 2次，有些次，有些甚至十几年才繁殖一次。而人工种子则可以完全保持甚至十几年才繁殖一次。而人工种子则可以完全保持优良品种的遗传特性，生产上也不受季节的限制。优良品种的遗传特性，生产上也不受季节的限制。（2 2）试管苗的大量贮藏和运输也是相当困难的。人工）试管苗的大量贮藏和运输也是相当困难的。人工种子则克服了这些缺点，人工种子外层是起保护作用种子则克服了这些缺点，人工种子外层是起保护作用的薄膜，类似天然种子的种皮，因此，可以很方便地的薄膜，类似天然种子的种皮，因此，可以很方便地贮藏和运输。贮藏和运输。3.3.人工种皮

6、是保证包裹在其中的胚状体顺利生长成人工种皮是保证包裹在其中的胚状体顺利生长成小植株的关键部分，请探讨人工种皮中应该具有的小植株的关键部分，请探讨人工种皮中应该具有的有效成分是什么？为了促进胚状体的生长发育，我有效成分是什么？为了促进胚状体的生长发育，我们还可以向人工种皮中加入哪些物质？们还可以向人工种皮中加入哪些物质？提示：针对植物种类和土壤等条件，在人工种子的提示：针对植物种类和土壤等条件，在人工种子的包裹剂中还可以加入适量的养分、无机盐、有机包裹剂中还可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等。为了促进胚碳源以及农药、抗生素、有益菌等。为了促进胚状体的生长发育，还可以向

7、人工种皮中加入一些状体的生长发育，还可以向人工种皮中加入一些植物生长调节剂。植物生长调节剂。1 1、单倍体育种、单倍体育种常规选育优良品种需常规选育优良品种需5 56 6年。年。花药花药单倍体单倍体植株植株染色体加倍染色体加倍稳定遗传稳定遗传优良品种优良品种当年当年二、作物新品种的培育二、作物新品种的培育应用：应用：柏树柏树小麦小麦烟草烟草水稻水稻2 2、突变体的利用、突变体的利用组织培组织培养过程养过程受外界影响受外界影响突变突变筛选有利筛选有利突变体突变体培育新培育新品种品种抗病、抗盐、抗病、抗盐、含高蛋白、高产。含高蛋白、高产。白三叶草白三叶草细胞产物：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香细胞产

8、物：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。料、生物碱等。6 67 7年年人参皂甙干粉人参皂甙干粉20203030天天发酵罐发酵罐三、细胞产物的工厂化的生产三、细胞产物的工厂化的生产4.4.高效抗癌的药物紫杉醇，虽然能造福人类，但却为濒危的红豆杉带来高效抗癌的药物紫杉醇，虽然能造福人类，但却为濒危的红豆杉带来一场灭顶之灾。以一场灭顶之灾。以“我们能否利用植物组织培养技术大量生产紫杉醇，我们能否利用植物组织培养技术大量生产紫杉醇，从而拯救红豆杉从而拯救红豆杉”为题，与同学展开讨论，说出植物组织培养技术在节为题，与同学展开讨论，说出植物组织培养技术在节约资源、保护环境方面的重要意义。约资源、保护

9、环境方面的重要意义。提示：可以利用植物组织培养技术来大量生产紫杉醇。现在国内外的科提示：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大量培育红豆杉细胞，希望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醇。国内外许多实验室开展了用组织培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研究，红豆杉属的养法生产紫杉醇的研究，红豆杉属的1111种植物现都在进行组织培养。种植物现都在进行组织培养。ESC AgeneticsESC Agenetics公司宣布他们用细胞培养法所得紫杉醇的含量

10、是树皮公司宣布他们用细胞培养法所得紫杉醇的含量是树皮的的2 25 5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、培养基组成等因素对细胞培养及紫杉醇生成的影索了外植体、光照、培养基组成等因素对细胞培养及紫杉醇生成的影响。现在工艺条件已基本摸清，正研究反应的放大技术等，有望实现响。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养进行工业化生产紫杉醇的目标。通过细胞培养进行工业化生产紫杉醇的目标。思考与探究思考与探究1.1.通过查阅资料，请你再列举出植物组织培养技术在我们生通过查阅资料，请你再列举出

11、植物组织培养技术在我们生活中的另外一些应用。活中的另外一些应用。2.2.请查阅植物人工种子制备技术的详细过程，设计出制请查阅植物人工种子制备技术的详细过程，设计出制备技术的主要流程图。备技术的主要流程图。提示：提示：a.a.拯救濒危植物；拯救濒危植物；b.b.提供食品制作的原料；提供食品制作的原料；c.c.利用愈伤组织进行转基因操作。利用愈伤组织进行转基因操作。提示：诱导植物愈伤组织提示：诱导植物愈伤组织体细胞胚的诱导体细胞胚的诱导体细胞胚的成熟体细胞胚的成熟体细胞胚的机械化包裹体细胞胚的机械化包裹贮藏或种植贮藏或种植3.请查阅相关文献，设计出一种植物花药组织培养请查阅相关文献，设计出一种植物花药组织培养和染色体加倍的实验流程。和染色体加倍的实验流程。提示：提示：花药花药 花粉细胞培养花粉细胞培养 愈伤组织愈伤组织 分化分化出小植物出小植物 单倍体植株单倍体植株 正常植株正常植株总结总结一、植物繁殖的新途径：一、植物繁殖的新途径：1 1、微型繁殖；、微型繁殖；2 2、作物脱毒；、作物脱毒；3 3、人工种子。、人工种子。二、作物新品种的培育：二、作物新品种的培育：1 1、单倍体育种；、单倍体育种；2 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。