植物细胞工程的实际应用

1.百合通过它的球茎进行无性繁殖，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苗进行种植。在最短时间内获得大量无病毒幼苗的 最佳方案是( C )A．花药离体培养B．选取成熟组织进行培养 C．利用茎尖进行组织培养D．人工诱导基因突变 2.(2010· 高考浙江卷)将无根的非洲菊幼苗转入无植物激素的培养基中，在适宜的温 度和光照等条件下培养一段时间后，应出现的现象是( B )
• 工厂化生产人参皂甙的基本过程？
1.利用人参根作外植体培养，得到愈伤组织， 选出人参皂甙含量高的细胞株 2.利用发酵罐生产更多的细胞 3.将细胞进行破碎、提取。
如下图表示基因型AaBb的小稻（2n=24）的花药通过无菌操作 ，接入试管后，在一定条件下形成试管苗的培育过程。 (1)愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规则的细胞团。在 愈伤组织形成中，必须从培养基中获得_____和小分子有机物等 营养物质。 (2)要促进花粉细胞分裂生成，培养基中应有_____两类激素。 (3)愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再由芽发育成叶和 茎。这一过程必须给予光照，其原因是_____利用光能制造有机 物，供试管苗生长发育。 (4)试管苗的细胞核中含有______条脱氧核苷酸链。 (5)培育成的试管苗可能出现的基因型有_______________。
例1
(1)人工种子的制备是依据什么原理进行的？ 细胞的全能性 胚乳 (2)包埋胚状体的胶质可看做是种子的哪部分结构________ 。在植物的个体发 受精极核 育中这种结构来自 ________。(3)某二倍体植物基因型为DdTt，利用这种生物 技术采用花药离体培养的方法，可培育成“花粉胚”，也可制成人工种子。 DT 、Dt、dT、dt ，从 这种种子萌发形成的个体称为单倍体 __________，基因型为 ________________ 有性 生殖类型看属于________ 生殖。 (4)如果获取的外植体为植物的茎尖，通过① 的处理可使细胞彼此分离，可加入 ( ) C A．15%的盐酸 B．淀粉酶 C．果胶酶 D．胰蛋白酶 使细胞恢复分裂能力 ③表示再分化的过 (5)②表示脱分化的过程，其实质是________________ 基因的选择性表达，导致了细胞形态、结构和功能的改变 程，其实质是________________
二、作物新品种的培育
1.单倍体育种 （1）方法: 花药离体培养
（2）过程：
人 工 诱 变 组 织 自 交 萌 发 花 药 离 单 倍 体 正 常 新 植 株 种 子 ( 纯 合 体 ) 染 色 体 加 倍 体 培 养 植 株 植 株 发 培 养 育 ( 新 品 种 )
第 一 年
第 二 年
（3）优点:
(2)技术:植物组织培养。
(3)产生途径：由愈伤组织产生、已分化的外植体 直接产生、有悬浮细胞培养产生。
(4)结构:人工薄膜胚状体或不定芽或顶芽或腋芽。
教材P40讨论： 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，还可以向人工种皮中加入一些植物 生长调节剂。
植物组织 培养车间
1.微型繁殖技术 （2）特点：
①高效快速地实现种苗的大量繁殖；
②保持优良品种的遗传特性； ③不受自然生长季节的限制（因为在具 有一定人工设施的室内生产）。
兰州晨报讯(记者刘凤宇实习生罗娟)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。 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。
（2）材 料:分生区（如茎尖）的细胞
（3）脱毒苗:切取茎尖进行组织培养获得
蓖麻种子
3.神奇的人工种子 人工种子：以植 物组培技术得到 的胚状体、不定 芽、顶芽和腋芽 等为材料，经过 人工薄膜包装得 到的种子。
种皮
胚乳
胚
(1)特点:①后代无性状分离，保留优良特性；
②不受气候,季节和地域限制。
③贮藏运输方便
变式训练 下图是人工种子的结构简图，对其叙述不正确的是(
) 选D
A．人工种子的胚乳中含有胚状体发育所需要的营养物 质，还可以添加农药和植物激素 B．人工种子可以工厂化生产，播种人工种子可节省大 量的粮食 C．人工种子克服了有些作物品种繁殖能力差、结子困 难或发芽率低等问题 D．人工种子的胚状体还未分化出胚芽、胚轴和胚根等 结构
人工种子：
（三）神奇的人工种子 人工种子组成
胚状体（或不定芽、顶芽和腋芽） +人工种皮(透气透水易降解 +胚乳（营养物质、固氮菌、抗生素等）
(2012· 北京四中高二质检)请根据以下材料回答： 人工种子是人们模仿天然种子的结构制造出来的生命有机体，它能像天然种子一 样萌发生长。人工种子的核心部分是被外层物包埋的具有类似种子胚功能的胚状 体。胚状体不同于一般种子的胚，是由非合子细胞分化形成的类似于胚的结构物 ，所以又称“体细胞胚”或“花粉胚”。胚状体在一定的条件下，可以生长发育 形成植株。胚状体可从悬浮培养的单细胞中得到,也可以通过试管培养的茎尖、 芽尖、子房、花粉等获得。将胚状体包埋在能提供营养的胶质中，便成了所谓的 “人工种子”。培育过程如图所示：
6.下图是植物组织培养的简略表示。据此回答： ① 脱分化 ② 再分化 ③ ④ (1)①表示____________________________，它能被培养成为④的根本原因是 ______________________。 (2)②表示________，它与①相比分化程度____________，全能性______________。 (3)若想制作人工种子，应该选用__________(填编号)。 (4)若①是花药，则④是________，继续对其使用________处理可获得正常植株，该 过程称为 ________________________________________________________________________。 (5)若①是胡萝卜根尖细胞，则培养成的④的叶片的颜色是________，这说明根尖细 胞________________________________________________________________________ 。 (6)若利用此项技术制造治疗烫伤、割伤的药物——紫草素，培养将进行到________( 填编号)。
变式训练 B 下列应用不涉及植物组织培养技术的 是(
)
A．花药离体培养得到单倍体植株
B．秋水仙素处理萌发的种子或幼苗获得多倍
体植株 C．人工种子培育 D．“番茄—马铃薯”杂种植株培育
三、细胞产物的工厂化生产
1.种类： 蛋白质，脂肪，糖 类，药物，香料，生物 碱等。 2.技术： 植物的组织培养
技术
芽发生的两种激素是 ___________________ 。(5)由⑧→⑩的过程中涉及的生物 技 术
杂交 育种方式，⑦过程所示的育种方法叫做 (1)①④方向所示的途径表示 ________
生长素和细胞分裂素 植物体细胞杂交技术、植物组织培养技术
____________________________________________________________________ 远缘杂交不亲和 ____。(6)植物体细胞杂交技术，解决了育种过程中的________问题。
原理？ 过程？
植物细胞工程的基本技术包括 植物组织培养技术和植物体细 胞杂交技术。
离体的植物器官、组织或细胞
避光、诱导培养基 脱分化
愈伤组织
见光、分化培养基
再分化
胚状体或丛芽
完整植株
亲本植物细胞A
去壁
原生质体Ａ
原生质体Ｂ
融合
亲本植物细胞B
新的原生质体
再生细胞壁
杂种细胞 杂种植株
组织培养
2.1.2植物细胞工程的实际应用
①后代稳定遗传,都是纯合体;
②明显缩短育种年限。
2.突变体的利用
(1)产生:植物组织培养
(2)利用:筛选对人们有利突变体,进而培育 新品种
例2
下图为几种育种方法示意图,据图回答：
花药离体培养 多倍体育种 ________。(2)②过程中常用的方法是________，③⑦过程中最常采用的药剂是
秋水仙素 任何 时期，但是，一般发生在 ________ 。(3)⑤过程发生在生物个体发育的________ 生殖 细胞中才具有遗传性。(4)⑨过程叫 脱分化 ________ _______ 。⑩过程中影响植物根、
但是，薯类同大蒜一样，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，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。
2.作物脱毒
（1）作物脱毒的原因: 长期进行无性繁殖的作物，易积累感染的
病毒，导致产量降低，品质变差，而植物的分
生区一般不会感染病毒，用分生区的细胞进行 组织培养，就能得到大量的脱毒苗。
说出有哪些应用？ 一、植物繁殖的新途径 1.微型繁殖技术2.作物脱毒3.神奇的人工种子 二、作物新品种的培育 1.单倍体育种2.突变体的利用 三、细胞产物的工厂化生产没有种子，源自如何繁殖？一、植物繁殖的新途径
1.微型繁殖技术 （1）概念: 快速高效实现种 苗繁殖,培育优 良植物品种的植 物组织培养技术。
3.下列有关人工种子的培育过程的叙述不正确的是( D ) A．人工种子一般用离体的植物细胞通过组织培养技术获得 B．胚状体是由愈伤组织分化而成的，离体细胞只有形成愈伤组织才能表现出全能 性 C．同一批次的人工种子可以保证具有相同的基因型 A D．胚状体是由未分化的、具有分裂能力的细胞构成 4.(2011· 高考上海卷)下列关于植物组织培养的叙述，错误的是( ) A．外植体可以来自于植物的任何细胞 B．培养应在无菌条件下进行 C．以花粉作为外植体可得到单倍体植株 D．不同阶段的培养基中细胞分裂素和生长素的比例不同 D 5.(2011· 高考江苏卷)下列有关植物组织培养的叙述，正确的是( ) A．愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞 B．二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株