植物细胞工程的实际应用
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植物细胞工程技术的应用
植物细胞工程技术的应用植物细胞工程技术是指通过体外培养植物细胞、组织和器官，并利用生物功效物质转运或者遗传工程技术改变生物的遗传性状的一种综合性科学技术。
它的应用领域广泛，包括农业生产、食品工业、药品工业等。
下面，就让我们来了解一下植物细胞工程技术的应用。
一、农业生产由于其高效、经济的特点，植物细胞工程技术在农业生产中得到广泛应用。
例如，在作物育种中，人们可以通过外源基因转化来构建耐盐、耐热、抗虫等功能强大的高产作物。
另外，在植物组织培养中，还可以通过植物植物生长因子的人工调控促进抗旱、抗寒、提高产量等方面研究。
此外，植物细胞工程技术还可以用于制造一些有益的生物化学物质，如蔗糖、维生素C等。
二、食品工业植物细胞工程技术在食品工业中也有广泛的应用。
例如，人们可以通过外源基因转化来提高食用植物中的营养成分含量，例如维生素、蛋白质等。
此外，通过植物细胞培养技术还可以制造细菌外组蛋白，将其作为饮料和食品的防腐剂，并且可以将其用于生产抗生素和食品调味品等。
三、药品工业植物细胞工程技术在药品工业中的应用早已见到其成效。
它可以用于合成一些传统药物和新型药物。
如，从植物细胞中提取大量天然药物，如阿斯匹林，可达到减少天然物源短缺的功能。
此外，植物细胞工程技术还可以研究生产新型药物，如重组DNA和蛋白质药物等。
结语植物细胞工程技术的应用广泛，不仅可以改变植物的遗传性状，提高农业生产效率，而且可以生产具有药理学意义的天然产物和高效新型药物，还可为食品工业提供新产品。
虽然面临着一些技术难点和挑战，但是随着科技的不断发展，植物细胞工程技术的应用前景也变得愈加广阔。
希望未来能够有更多的植物细胞工程技术应用，让我们的生活更加美好。
植物细胞工程的实际应用
一 植物繁殖的新途径
二作物脱毒
一.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
二.作物脱毒的材料: 分生区如茎尖的细胞 三.作物脱毒的方法: 进行组织培养 四.作物脱毒的结果: 获得脱毒苗 五.成就:
种子的结构
胚
自然种子 种皮
胚乳
一 植物繁殖的新途径
三神奇的人工种子 一.天然种子的局限
三 细胞产物的工厂化生产
一.细胞产物种类： 蛋白质脂肪糖类药物香料生物碱等
二.技术： 植物的组织培养
三.成就：
工厂化生产人参皂甙的基本过程是什么
❖ 第一步选择人参根作为外植体进行培养产生 愈伤组织经过培养选择找到增殖速度快而且 细胞内人参皂甙含量高的细胞株作为种质其 中一部分作为保存用以备下一次生产用一部 分进行发酵生产
资料二 病毒引起的植物病害有五00多种
受害的植物包括粮食作物、蔬菜、果树和花卉 如水稻、小麦、棉花、马铃薯、油菜、大蒜、 苹果、枣、唐菖蒲、兰花等而且没有有效的 防治办法只能拔除病株造成很大的经济损 失
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
资料三 兰花因高雅美丽而深受人们喜爱 兰花常用分根法和种子进行繁殖在兰花的 常规繁殖中遇到的 难题是：用分根法繁 殖速度缓慢不利于 新品种的推广;用种子 繁殖又很困难因为 兰花的种子十分微小 胚很纤弱种子几乎 没有储藏营养物质 在发芽过程中很容易夭折
二.一.二 植物细胞工程的实际应用
一、回忆植物组织培养技术的基本原理和过程
脱分化
再分化
外植体
愈伤组织
试管苗
植株
二、思考利用这项技术能做哪些工作
资料一 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子、 含糖高、口感好等特点
2.1.3 植物细胞工程的实际应用
1、微型繁殖
（1）概念：
利用植物组织培养技术，将来自优良植株的茎 尖、腋芽、叶片、鳞片等器官、组织和细胞进 行离体培养，短时间内获得大量遗传性一致的 植株，这一技术也叫植物快速无性繁殖技术。
运用这一技术，石刁柏一个腋芽半年可以 繁殖1200倍，一年可繁殖7万株；唐菖蒲一个 单株可以生产6.5万株。
（2）优点： 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不受季节、气候、地域的限制; ④可以进行工厂化生产； ⑤可以有效挽救珍稀濒危的植物 。
人工种皮应具有透水、透气的特点。
二、作物新品种的培育 单倍体育种
2 1
１、单倍体育种
（1）优点： a.后代都是纯合子， 稳定遗传;
P 高杆抗病 × 矮杆感病 第
DDTT
ddtt
年
F1
高杆抗病 DdTt
b.明显缩短育种年限； 配子： DT Dt dT dt 第
花药离体培养 年
单倍体 幼苗：
DT
Dt
dT
过再分化过程吗？不需要
练习
• 《能培》25页第 6 题
（2）作用： 筛选对人们有利突变体,进而培育新品种
请设计出利用诱变育种、组织培养培育 抗除草剂白三叶草的实验流程。
γ射线
白三叶
草组织 细胞 脱
分化照射Fra bibliotek愈伤 组织
再
胚状体
分
化
白三 叶草 幼苗
抗除草 剂白三 叶草
例．下列四个选项中没有采取植物组织培养
技术的是 （ B ）
A．花药离体培养得到单倍体植株 B. 秋水仙素处理幼苗获得多倍体植株 C．人工种子的培育 D．“番茄—马铃薯”杂种植株的培育过程
复习转基因抗虫棉的培育流程。
（1）概念：
利用植物组织培养技术，将来自优良植株的茎 尖、腋芽、叶片、鳞片等器官、组织和细胞进 行离体培养，短时间内获得大量遗传性一致的 植株，这一技术也叫植物快速无性繁殖技术。
运用这一技术，石刁柏一个腋芽半年可以 繁殖1200倍，一年可繁殖7万株；唐菖蒲一个 单株可以生产6.5万株。
（2）优点： 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不受季节、气候、地域的限制; ④可以进行工厂化生产； ⑤可以有效挽救珍稀濒危的植物 。
人工种皮应具有透水、透气的特点。
二、作物新品种的培育 单倍体育种
2 1
１、单倍体育种
（1）优点： a.后代都是纯合子， 稳定遗传;
P 高杆抗病 × 矮杆感病 第
DDTT
ddtt
年
F1
高杆抗病 DdTt
b.明显缩短育种年限； 配子： DT Dt dT dt 第
花药离体培养 年
单倍体 幼苗：
DT
Dt
dT
过再分化过程吗？不需要
练习
• 《能培》25页第 6 题
（2）作用： 筛选对人们有利突变体,进而培育新品种
请设计出利用诱变育种、组织培养培育 抗除草剂白三叶草的实验流程。
γ射线
白三叶
草组织 细胞 脱
分化照射Fra bibliotek愈伤 组织
再
胚状体
分
化
白三 叶草 幼苗
抗除草 剂白三 叶草
例．下列四个选项中没有采取植物组织培养
技术的是 （ B ）
A．花药离体培养得到单倍体植株 B. 秋水仙素处理幼苗获得多倍体植株 C．人工种子的培育 D．“番茄—马铃薯”杂种植株的培育过程
复习转基因抗虫棉的培育流程。
植物细胞工程的实际应用
此外，能保持胚状体的活力，有利于贮藏运 输和萌发。选取的材料要有韧性，耐压，对胚 状体无毒害
二、作物新品种的培育
• 1.单倍体育种
• 2.突变体的利用
1.单倍体育种
• （1）单倍体定义：必修IIP87～88。 • 体细胞中含有本物种配子染色体数目的 个体。体细胞染色体数目比正常个体减 少了一半。 • （2）单倍体形成： • 由配子不经过受精作用直接而成的个体。 例蜜蜂中的雄蜂。 • （3）单倍体植株的特点： • 长得弱小，而且高度不育。
• 植物组织培养技术在我们生活中的另 外一些应用 ： • a. 拯救濒危植物； • b. 提供食品制作的原料； • c. 利用愈伤组织进行转基因操作(基 因工程），培育作物新类型。（参阅 必修IP119）
9.通过植物组织培养技术,可以快速繁殖、培育无病
毒的植物。培养过程如下：
离体的植物器官、组织或细胞 ① 愈伤组织 ② 胚状体 萌发 植物体
,基因型为 细胞彼此分离,可加入 A.15%的盐酸 C.果胶酶 。 B.淀粉酶 D.胰蛋白酶 ; 。 ( 。 ) (4)如果外植体为质是 ③表示再分化的过程,其实质是 长成的植株是否可育？
(6)从上面所述胚状体的类型分析,人工种子萌发
。
答案
(1)细胞的全能性
2.作物脱毒
• 生产上许多无性繁殖作物（马铃薯、草莓等）均受 到病毒的侵染,从而导致品种严重退化、产量降低和 品质变差。
• (1)材料:无病毒的分生组织（如茎尖、根尖） • (2)脱毒苗:切取茎尖进行组织培养获得
3、人工种子
概念： 通过植物组 织培养的方法获得 胚乳或子叶 的胚状体、不定芽、 顶芽、腋芽等为材 料外面包被着特定 的物质，在适宜的 条件下可以萌发成 幼苗的种子。
二、作物新品种的培育
• 1.单倍体育种
• 2.突变体的利用
1.单倍体育种
• （1）单倍体定义：必修IIP87～88。 • 体细胞中含有本物种配子染色体数目的 个体。体细胞染色体数目比正常个体减 少了一半。 • （2）单倍体形成： • 由配子不经过受精作用直接而成的个体。 例蜜蜂中的雄蜂。 • （3）单倍体植株的特点： • 长得弱小，而且高度不育。
• 植物组织培养技术在我们生活中的另 外一些应用 ： • a. 拯救濒危植物； • b. 提供食品制作的原料； • c. 利用愈伤组织进行转基因操作(基 因工程），培育作物新类型。（参阅 必修IP119）
9.通过植物组织培养技术,可以快速繁殖、培育无病
毒的植物。培养过程如下：
离体的植物器官、组织或细胞 ① 愈伤组织 ② 胚状体 萌发 植物体
,基因型为 细胞彼此分离,可加入 A.15%的盐酸 C.果胶酶 。 B.淀粉酶 D.胰蛋白酶 ; 。 ( 。 ) (4)如果外植体为质是 ③表示再分化的过程,其实质是 长成的植株是否可育？
(6)从上面所述胚状体的类型分析,人工种子萌发
。
答案
(1)细胞的全能性
2.作物脱毒
• 生产上许多无性繁殖作物（马铃薯、草莓等）均受 到病毒的侵染,从而导致品种严重退化、产量降低和 品质变差。
• (1)材料:无病毒的分生组织（如茎尖、根尖） • (2)脱毒苗:切取茎尖进行组织培养获得
3、人工种子
概念： 通过植物组 织培养的方法获得 胚乳或子叶 的胚状体、不定芽、 顶芽、腋芽等为材 料外面包被着特定 的物质，在适宜的 条件下可以萌发成 幼苗的种子。
2.2 植物细胞工程的实际应用
2·1·2植物细胞工程的实际应用
2019/3/5
蝴蝶兰
一、植物繁殖的新途径
1.微型繁殖 概念： P38 用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技
术。 原理：植物细胞的全能性
优点：属于无性繁殖，能够保持优良品种的遗传
特性； 高效快速实现种苗的大量繁殖。
2019/3/5
2.作物脱毒
(1)选材: 植物的分生区附近(如茎尖)--无病毒或 极少。 植物组织培养 (2)方法: 无病毒 脱毒苗 的茎尖等 ⑶实例：P39页。采用茎尖组织培养技术来脱 除病毒，在马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝和香蕉 等主要经济作物上已经成功。
2019/3/5
⑶技术：植物组织培养
⑷优点： ①对不结实或种子昂贵的植物进行快 速繁殖； ②属于无性繁殖，可以保持杂种优势； ③可人为控制植物的生长发育和抗逆 性。因为人工胚乳中含有植物激素、 农药等。
④不受季节、气候、地域限制。
2019/3/5
二、作物新品种的培育
1.单倍体育种
(1)方法: 花药的离体培养获得单倍体植株， 染色体加倍选择优良品种
2019/3/5
3.神奇的人工种子
⑴概念：P39页。用植物组织培养技术获得的 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。 ⑵组成：人工种皮、胚状体、人工胚乳
2019/3/5
人工种皮：封闭性，透气性，无毒无害。
人工胚乳：含有营养物质、农药、抗生 素、植物激素、有益菌等促进胚状体生 长发育。
再分化 单倍体 秋水仙素处理 正常 愈伤 纯合体 花药 幼苗 植物 组织 染色体加倍 选优 自交 实质是花粉细胞培养 脱分化 种子
(2)优点:
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二、作物新品种的培育
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蝴蝶兰
一、植物繁殖的新途径
1.微型繁殖 概念： P38 用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技
术。 原理：植物细胞的全能性
优点：属于无性繁殖，能够保持优良品种的遗传
特性； 高效快速实现种苗的大量繁殖。
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2.作物脱毒
(1)选材: 植物的分生区附近(如茎尖)--无病毒或 极少。 植物组织培养 (2)方法: 无病毒 脱毒苗 的茎尖等 ⑶实例：P39页。采用茎尖组织培养技术来脱 除病毒，在马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝和香蕉 等主要经济作物上已经成功。
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⑶技术：植物组织培养
⑷优点： ①对不结实或种子昂贵的植物进行快 速繁殖； ②属于无性繁殖，可以保持杂种优势； ③可人为控制植物的生长发育和抗逆 性。因为人工胚乳中含有植物激素、 农药等。
④不受季节、气候、地域限制。
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二、作物新品种的培育
1.单倍体育种
(1)方法: 花药的离体培养获得单倍体植株， 染色体加倍选择优良品种
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3.神奇的人工种子
⑴概念：P39页。用植物组织培养技术获得的 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。 ⑵组成：人工种皮、胚状体、人工胚乳
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人工种皮：封闭性，透气性，无毒无害。
人工胚乳：含有营养物质、农药、抗生 素、植物激素、有益菌等促进胚状体生 长发育。
再分化 单倍体 秋水仙素处理 正常 愈伤 纯合体 花药 幼苗 植物 组织 染色体加倍 选优 自交 实质是花粉细胞培养 脱分化 种子
(2)优点:
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二、作物新品种的培育
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________________
17_植物细胞工程的实际应用
人工种子 就是以植
物组织培养得到旳胚状 体、不定芽、顶芽和腋 芽等为材料，经过人工 薄膜包装得到旳种子。
人工种子制备旳大致过程
诱导植物愈伤组织 体细胞胚旳诱导 体细胞胚旳成熟
体细胞胚旳机械化包裹 贮藏或种植
人工种子之所以神奇，是因为它具有天然种子 不可比拟旳特点，想一想它们具有哪些优点？
1
天然种子因为在遗传上具有因减数分
裂引起旳重组现象，因而会造成某些遗传性状
旳变化；天然种子在生产上受季节限制，一般
每年只繁殖1～2次，有些甚至十几年才繁殖一
次。而人工种子则能够完全保持优良品种旳遗
传特征，生产上也不受季节旳限制。
2
试管苗旳大量贮藏和运送也是相当困
难旳。人工种子则克服了这些缺陷，人工种子
外层是起保护作用旳薄膜，类似天然种子旳种
轻易传播给后裔。病毒逐年积累会造成作物 产量降低，品质变差。
植物分生区附近 旳病毒少甚至无 病毒。经过获取 植物分生区部分 组织进行培养取 得旳再生植株就 可能不带病毒， 从而取得脱毒苗。
马铃薯脱毒试管苗
草莓脱毒试管苗
神奇旳人工种子
常规植物种子旳取得受到时间、季节、气候 或地域旳限制，并需要花费大量旳土地来实 现制种。
第二步，将第一步选择到旳细胞株在发酵罐中 旳适合培养液中进行液体培养，增长细胞数量。
第三步，将发酵罐中培养旳细胞进行破碎，从中 提取人参皂甙。
另外，结合细胞工程与基因工程技术还可 将外源基因导入培养细胞或原生质体，取得 抗逆、高产、优质旳转基因植株。
细胞产物旳工厂化生产
红豆衫
注射用紫杉醇脂质体
工厂化生产人参皂甙旳基本过程
第一步，选择人参根作为外植体进行培养，产 生愈伤组织，经过培养选择找到增殖速度快而且 细胞内人参皂甙含量高旳细胞株作为种质，其中 一部分作为保存用，以备下一次生产用，一部分 进行发酵生产。皮，所以，能够很以便地贮藏和运送。
物组织培养得到旳胚状 体、不定芽、顶芽和腋 芽等为材料，经过人工 薄膜包装得到旳种子。
人工种子制备旳大致过程
诱导植物愈伤组织 体细胞胚旳诱导 体细胞胚旳成熟
体细胞胚旳机械化包裹 贮藏或种植
人工种子之所以神奇，是因为它具有天然种子 不可比拟旳特点，想一想它们具有哪些优点？
1
天然种子因为在遗传上具有因减数分
裂引起旳重组现象，因而会造成某些遗传性状
旳变化；天然种子在生产上受季节限制，一般
每年只繁殖1～2次，有些甚至十几年才繁殖一
次。而人工种子则能够完全保持优良品种旳遗
传特征，生产上也不受季节旳限制。
2
试管苗旳大量贮藏和运送也是相当困
难旳。人工种子则克服了这些缺陷，人工种子
外层是起保护作用旳薄膜，类似天然种子旳种
轻易传播给后裔。病毒逐年积累会造成作物 产量降低，品质变差。
植物分生区附近 旳病毒少甚至无 病毒。经过获取 植物分生区部分 组织进行培养取 得旳再生植株就 可能不带病毒， 从而取得脱毒苗。
马铃薯脱毒试管苗
草莓脱毒试管苗
神奇旳人工种子
常规植物种子旳取得受到时间、季节、气候 或地域旳限制，并需要花费大量旳土地来实 现制种。
第二步，将第一步选择到旳细胞株在发酵罐中 旳适合培养液中进行液体培养，增长细胞数量。
第三步，将发酵罐中培养旳细胞进行破碎，从中 提取人参皂甙。
另外，结合细胞工程与基因工程技术还可 将外源基因导入培养细胞或原生质体，取得 抗逆、高产、优质旳转基因植株。
细胞产物旳工厂化生产
红豆衫
注射用紫杉醇脂质体
工厂化生产人参皂甙旳基本过程
第一步，选择人参根作为外植体进行培养，产 生愈伤组织，经过培养选择找到增殖速度快而且 细胞内人参皂甙含量高旳细胞株作为种质，其中 一部分作为保存用，以备下一次生产用，一部分 进行发酵生产。皮，所以，能够很以便地贮藏和运送。
植物细胞工程的实际应用
植物细胞工程的实际应用概述植物细胞工程是一种利用现代生物技术手段来改良和利用植物，以满足农业、工业、科学等各方面需要的新技术和新方法。
它包括组织培养、基因工程、遗传转化等领域。
植物细胞工程的应用领域非常广泛，以下将对一些实际应用进行介绍。
植物生长调节剂的合成植物生长调节剂对植物的生长发育起到了十分重要的作用。
利用植物细胞工程技术，可以通过对反应物和酶进行细胞表达或通过质粒转化等方式，合成多种有机植物生长调节剂，如IAA、AHA、GA3等。
植物生长调节剂在农业生产中应用非常广泛，可以促进种子萌发、幼苗生长、花芽分化、果实成熟等过程，同时也可以提高作物产量和品质。
此外，生长调节剂还可以使非食用作物的木本植物具有食用性，增加食品来源。
抗病植物的培育使用植物细胞工程技术可以构建抗病植物，提高病害防治的效果。
例如，已经成功培育出多种可以抵抗病菌攻击的转基因植物，如抗病毒的水稻、抗虫害的玉米和棉花等。
这些植物在农业生产中的应用可以帮助农民减少农药使用，降低生产成本，同时也减轻环境负担。
遗传转化植物的育种利用遗传转化技术，可以将目标基因导入到植物种子中，实现基因的无性传递、选择性筛选和后代的稳定遗传等功能。
这种方法相较于传统的选育方法，可以更加精细、快速地培育出理想的优良植物品种，例如杂交水稻、高产油菜等。
此外，利用遗传转化技术还可以提高植物的抗性、耐受性、抗逆性等性状，增加环境适应性，提高植物的生存能力。
这些优良品种在农业生产中的应用也能够提高生产量和品质。
线粒体和叶绿体组织的修复线粒体和叶绿体是植物细胞中非常重要的组织，它们不仅支持植物的正常生理机能，还参与植物适应环境的调节过程。
然而，在长期的生长过程中，线粒体和叶绿体很容易受到环境、病毒等因素的影响而受损。
使用植物细胞工程技术，可以修复受损的线粒体和叶绿体组织。
通过异常基因的剥离、修饰和替换，或将正常基因导入组织中进行修复，最终实现组织的再生和调节功能。
原创9：2.1.2 植物细胞工程的实际应用
作物脱毒的原因:
分生区附近，如茎尖、根尖。（病毒极少，甚至没有）
作物脱毒的材料:
作物脱毒的方法:
作物脱毒的结果:
常采用茎尖进行组织培养
获得脱毒苗
（优点：提高作物产量和品质）
1、植物繁殖的新途径
脱毒草莓
没有脱毒的草莓
树木需生长数年才能结出种子。
优良杂交种后代会因发生性状分离而丧失优良特性。
受季节、气候和地域的限制。
2.人参皂苷干粉可以通过下列何种技术获得 （ ）A．杂交育种 B．植物细胞培养 C．多倍体育种 D．单倍体育种
B
C
3．将花粉细胞单倍体技术培养成幼苗时，下列条件不需要的是 （ ）A．具有完整细胞核的细胞 B．一定营养化物质和植物激素C．离体培养 D．导入指示基因
脱分化
培养选择
破碎细胞
放入发酵罐
3、细胞产物的工厂化生产
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11种植物现都在进行组织培养。ESC Agenetics公司宣布他们用细胞培养法所得紫杉醇的含量是树皮的2～5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，有望实现通过细胞培养进行工业化生产紫杉醇的目标。
DDTT
矮抗
P
高杆抗病 DDTT
×
矮杆感病 ddtt
F1
高杆抗病 DdTt
单倍体育种
选择矮秆抗病即为新品种
利用高杆抗病DDTT和矮杆感病ddtt品种培育矮杆抗病ddTT品种？
分生区附近，如茎尖、根尖。（病毒极少，甚至没有）
作物脱毒的材料:
作物脱毒的方法:
作物脱毒的结果:
常采用茎尖进行组织培养
获得脱毒苗
（优点：提高作物产量和品质）
1、植物繁殖的新途径
脱毒草莓
没有脱毒的草莓
树木需生长数年才能结出种子。
优良杂交种后代会因发生性状分离而丧失优良特性。
受季节、气候和地域的限制。
2.人参皂苷干粉可以通过下列何种技术获得 （ ）A．杂交育种 B．植物细胞培养 C．多倍体育种 D．单倍体育种
B
C
3．将花粉细胞单倍体技术培养成幼苗时，下列条件不需要的是 （ ）A．具有完整细胞核的细胞 B．一定营养化物质和植物激素C．离体培养 D．导入指示基因
脱分化
培养选择
破碎细胞
放入发酵罐
3、细胞产物的工厂化生产
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11种植物现都在进行组织培养。ESC Agenetics公司宣布他们用细胞培养法所得紫杉醇的含量是树皮的2～5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，有望实现通过细胞培养进行工业化生产紫杉醇的目标。
DDTT
矮抗
P
高杆抗病 DDTT
×
矮杆感病 ddtt
F1
高杆抗病 DdTt
单倍体育种
选择矮秆抗病即为新品种
利用高杆抗病DDTT和矮杆感病ddtt品种培育矮杆抗病ddTT品种？
植物细胞工程的实际应用 课件
(5)优点。 ①解决了某些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。 ②固定杂种优势。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,而人工种子则可以完全保持优良品 种的遗传特性。 ③快捷高效的繁殖方式。天然种子在生产上受季节的限制,一般每年只 能繁殖 1~2 次,有些甚至十几年才繁殖一次,而人工种子生产不受季节限制, 且快捷高效。 ④可控制植物的生长发育与抗逆性。针对植物种类和土壤条件,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,可控制植物的生长发育和增强抗逆性。 (6)获取方法:植物组织培养。 (7)实例:已成功把芹菜、花椰菜、桉树和水稻的胚状体制备成了人工 种子,并得到了较高的发芽率。
物脱毒的优点。 ④根据植物组织培养“在实验室或工厂进行,可人工控制,不受季节限
制”的特点,理解微型繁殖、人工种子的优点。
【例题 1】 植物的微型繁殖的优点是( )
A.取材少
B.培养周期短
C.繁殖率高 D.以上都是
解析:微型繁殖也叫快速繁殖技术,利用的技术手段就是植物组织培养,
该繁殖充分发挥了植物组织培养的优势,例如取材少、培养周期短、繁殖率
植物繁殖的新途径
●问题导引●
如果你是一家花卉繁育基地的老板,当然期望你的花卉大量和快速繁 殖,以获取较大的经济效益。思考:(1)哪一生物工程技术能大量和快速地繁 殖花卉?简述该技术的大体操作过程。(2)常规种子的生产存在哪些缺陷? 人工种子是天然种子的替代品,人工种子由哪几部分构成?
提示:(1)植物组织培养,该技术的大体操作过程是:获取大量的外植体 →消毒处理→接种→脱分化形成愈伤组织→再分化出根、芽→形成幼苗。 (2)常规种子的生产存在的缺陷包括:受季节、气候和地域的限制,生产周期 长,数量有限等。人工种子主要由胚状体(或不定芽、顶芽、腋芽等)、人工 薄膜等几部分构成。
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纯合体 DDTT DDtt ddTT ddtt
↑
矮抗品种 16
二 作物新品种的培育
（二）突变体的利用 1.产生： 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，易受到培养条件和外界 压力的影响而产生突变
筛选对人们有利突变体,进而培育新品种
2.成就：20世纪70年代以来，各国的科学家用 这种方法已经筛选到抗病、抗盐、含高蛋白， 以及高产的突变体，有的已用于生产。
3
讨论∶
怎样拯救红豆杉并且生产大量紫杉醇？ 4
一 植物繁殖的新途径
微型繁殖技术
1.概念: 快速繁殖优良品种的植物组织培养技术
2.优点: 1）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 在短时间中获得大量的优质种苗
3.成就外: 植例出体：4用00一脱万个分株化兰兰花花愈组茎苗伤织尖。再就分可化以在试一管苗年内生产
21
植物细胞工程的实际应用
1、植物繁殖的新途径
1）微型繁殖 2）作物脱毒 3）神奇的人工种子
2、作物新品种的培育
1）单倍体育种 2）突变体的利用
3、细胞产物的工厂化生产
22
课堂演练
1、植物的微型繁殖技术是指
（）
A．植物体细胞杂交技术
B．嫁接
C．营养繁殖
D．植物组织培养
2、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，获得了许多完整的植 株，这些植株的特点是 （ ）
9
种子的结构
胚
自然种子 种皮
胚乳
10
一 植物繁殖的新途径
（三）神奇的人工种子 2.人工种子
胚状体
11
一 植物繁殖的新途径
（三）神奇的人工种子
结构：
优点： 胚状体（不定芽、顶芽、腋芽）
？ 人工薄膜：加入适量无机盐、有机碳源等养分， 农药、抗生素、有益菌及生长调节剂等 与天然种子比：
①解决某些作物繁殖力低、结子困难、发芽率低问题 ②保持优良品种遗传特性 ③不受气候、季节、地域的限制，时间短，占地少 与试管苗比：有人工薄膜保护，方便地贮藏和运输 12
5
生姜是药食两用的经济作物，具有栽培容易、产 量高、价格高等特点，近年在各地发展很快。但 是生姜在生产上长期采用无性繁殖，容易感染多 种病毒病，使生姜品质变差，叶子皱缩，生长缓6 慢，一般减产30%～50%。
7
一 植物繁殖的新途径
（二）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
1
第 年
P
高杆抗病× 矮杆感病
DDTT ↓ ddtt
1
第 年
F1
高杆抗病 DdTt
↓×
F2 D_T_
D_tt ddT_
矮抗
第 F1
高杆抗病 DdTt
2
年 ddtt 配子
↓
DT Dt dT
↓ 花药离体培养→
第单倍体幼苗DT
↓
Dt
↓
dT
dt
↓
dt
2
第 年
3~6
×
ddTT
↑
矮抗品种
年 ↓ 秋水仙素→ ↓ ↓ ↓
一 植物繁殖的新途径
（三）神奇的人工种子 思考 设计人工种子制备技术的主要流程图
脱分化
再分化
外植体
愈伤组织
胚状体 或丛芽
+
人工薄 膜
人工种子
13
一 植物繁殖的新途径
（三）神奇的人工种子
14
二、作物新品种的培育
1.单倍体育种
(1)方法: 花药的离体培养获得单倍体植株，
染色体加倍选择优良品种
花药
脱分化
A.有丝分裂
B.分化
C.减数分裂
D.全能性
25
7.基因型为AaBb的水稻（含24条染色体）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，问：
2.作物脱毒的材料: 分生区（如茎尖）的细胞 3.作物脱毒的方法: 进行组织培养
脱分化 分生区细胞
愈伤 再分化 组织
脱毒苗
8
一 植物繁殖的新途径
（三）神奇的人工种子 1.天然种子的局限 1）培育周期长 2）优良杂种的后代会发生性状分离而丧 失其优良特性 3）生产会受到季节、气候和地域的限制， 并且需要占用大量的土地实现制种
24
5、马铃薯利用它的块茎进行无性繁殖，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。获得无病毒幼苗的最佳办法是（ ）
A．选择优良品种进行杂交
B．进行远缘植物体细胞杂交
C．利有芽尖进行组织培养
D．人工诱导基因突变
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胞的（）
A．彼此性状相似
B．变异频率较高
C．单倍体
D．都是纯合子
23
3．用植物组织培养技术，可以培养或生产（ ） A．食品添加剂 B．无病毒植物 C. 人工种子 D．前三项都是
4．下列四个选项中没有采取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.秋水仙素处理幼苗获得多倍体植株 C．人工种子的培育 D．“番茄——马铃薯”杂种植株的培育过程
1、回忆植物组织培养技术的基本原理和过程？
脱分化
再分化
外植体
愈伤组织
试管苗
2、利用这项技术能做哪些工作？
植株
1
植物细胞工程的 实际应用
广昌二中 饶琦
2
植物细胞工程的实际应用
1、植物繁殖的新途径
1）微型繁殖 2）作物脱毒 3）神奇的人工种子
2、作物新品种的培育
1）单倍体育种 2）突变体的利用
3、细胞产物的工厂化生产
植物组织培养 杂种植物
19
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----愈伤组织细胞培养
20
工厂化生产人参皂甙的基本过程是什么？
脱分化 人参根 外植体
筛选 增殖速度快人参皂
愈伤组织
甙含量高细胞株
破碎细胞提取人参 皂甙
发酵罐培养
液体培养细 胞数目增多
愈伤 组织
再分化 单倍体 秋水仙素处理 幼苗 染色体加倍
正常 植物
纯合体
花药离体培养
选优 自交
种子
(2)优点: 明显缩短育种年限.
后代稳定遗传,都是纯合体;
15
举例： 利用高杆抗病DDTT和矮杆感病ddtt品种培育
矮杆抗病ddTT品种
杂交育种
单倍体育种
P 高杆抗病 ×矮杆感病
DDTT ↓ ddtt
17
二 作物新品种的培育
（二）突变体的利用
对植物组织培养过程中得愈伤组织进行诱变处理， 促其发生突变，诱导分化成植株，筛选对人们有利突变 体,进而培育新品种
诱变处理
脱分化
再分化
外植体
愈伤组织
多种突变体
筛选 新 品种
18
转基因植物的培育
转基因技术
植物组织培养
转基因细胞
转基因植物
植物体细胞杂交 植物细胞融合 杂种细胞
↑
矮抗品种 16
二 作物新品种的培育
（二）突变体的利用 1.产生： 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，易受到培养条件和外界 压力的影响而产生突变
筛选对人们有利突变体,进而培育新品种
2.成就：20世纪70年代以来，各国的科学家用 这种方法已经筛选到抗病、抗盐、含高蛋白， 以及高产的突变体，有的已用于生产。
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讨论∶
怎样拯救红豆杉并且生产大量紫杉醇？ 4
一 植物繁殖的新途径
微型繁殖技术
1.概念: 快速繁殖优良品种的植物组织培养技术
2.优点: 1）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 在短时间中获得大量的优质种苗
3.成就外: 植例出体：4用00一脱万个分株化兰兰花花愈组茎苗伤织尖。再就分可化以在试一管苗年内生产
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植物细胞工程的实际应用
1、植物繁殖的新途径
1）微型繁殖 2）作物脱毒 3）神奇的人工种子
2、作物新品种的培育
1）单倍体育种 2）突变体的利用
3、细胞产物的工厂化生产
22
课堂演练
1、植物的微型繁殖技术是指
（）
A．植物体细胞杂交技术
B．嫁接
C．营养繁殖
D．植物组织培养
2、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，获得了许多完整的植 株，这些植株的特点是 （ ）
9
种子的结构
胚
自然种子 种皮
胚乳
10
一 植物繁殖的新途径
（三）神奇的人工种子 2.人工种子
胚状体
11
一 植物繁殖的新途径
（三）神奇的人工种子
结构：
优点： 胚状体（不定芽、顶芽、腋芽）
？ 人工薄膜：加入适量无机盐、有机碳源等养分， 农药、抗生素、有益菌及生长调节剂等 与天然种子比：
①解决某些作物繁殖力低、结子困难、发芽率低问题 ②保持优良品种遗传特性 ③不受气候、季节、地域的限制，时间短，占地少 与试管苗比：有人工薄膜保护，方便地贮藏和运输 12
5
生姜是药食两用的经济作物，具有栽培容易、产 量高、价格高等特点，近年在各地发展很快。但 是生姜在生产上长期采用无性繁殖，容易感染多 种病毒病，使生姜品质变差，叶子皱缩，生长缓6 慢，一般减产30%～50%。
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一 植物繁殖的新途径
（二）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
1
第 年
P
高杆抗病× 矮杆感病
DDTT ↓ ddtt
1
第 年
F1
高杆抗病 DdTt
↓×
F2 D_T_
D_tt ddT_
矮抗
第 F1
高杆抗病 DdTt
2
年 ddtt 配子
↓
DT Dt dT
↓ 花药离体培养→
第单倍体幼苗DT
↓
Dt
↓
dT
dt
↓
dt
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第 年
3~6
×
ddTT
↑
矮抗品种
年 ↓ 秋水仙素→ ↓ ↓ ↓
一 植物繁殖的新途径
（三）神奇的人工种子 思考 设计人工种子制备技术的主要流程图
脱分化
再分化
外植体
愈伤组织
胚状体 或丛芽
+
人工薄 膜
人工种子
13
一 植物繁殖的新途径
（三）神奇的人工种子
14
二、作物新品种的培育
1.单倍体育种
(1)方法: 花药的离体培养获得单倍体植株，
染色体加倍选择优良品种
花药
脱分化
A.有丝分裂
B.分化
C.减数分裂
D.全能性
25
7.基因型为AaBb的水稻（含24条染色体）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，问：
2.作物脱毒的材料: 分生区（如茎尖）的细胞 3.作物脱毒的方法: 进行组织培养
脱分化 分生区细胞
愈伤 再分化 组织
脱毒苗
8
一 植物繁殖的新途径
（三）神奇的人工种子 1.天然种子的局限 1）培育周期长 2）优良杂种的后代会发生性状分离而丧 失其优良特性 3）生产会受到季节、气候和地域的限制， 并且需要占用大量的土地实现制种
24
5、马铃薯利用它的块茎进行无性繁殖，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。获得无病毒幼苗的最佳办法是（ ）
A．选择优良品种进行杂交
B．进行远缘植物体细胞杂交
C．利有芽尖进行组织培养
D．人工诱导基因突变
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胞的（）
A．彼此性状相似
B．变异频率较高
C．单倍体
D．都是纯合子
23
3．用植物组织培养技术，可以培养或生产（ ） A．食品添加剂 B．无病毒植物 C. 人工种子 D．前三项都是
4．下列四个选项中没有采取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.秋水仙素处理幼苗获得多倍体植株 C．人工种子的培育 D．“番茄——马铃薯”杂种植株的培育过程
1、回忆植物组织培养技术的基本原理和过程？
脱分化
再分化
外植体
愈伤组织
试管苗
2、利用这项技术能做哪些工作？
植株
1
植物细胞工程的 实际应用
广昌二中 饶琦
2
植物细胞工程的实际应用
1、植物繁殖的新途径
1）微型繁殖 2）作物脱毒 3）神奇的人工种子
2、作物新品种的培育
1）单倍体育种 2）突变体的利用
3、细胞产物的工厂化生产
植物组织培养 杂种植物
19
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----愈伤组织细胞培养
20
工厂化生产人参皂甙的基本过程是什么？
脱分化 人参根 外植体
筛选 增殖速度快人参皂
愈伤组织
甙含量高细胞株
破碎细胞提取人参 皂甙
发酵罐培养
液体培养细 胞数目增多
愈伤 组织
再分化 单倍体 秋水仙素处理 幼苗 染色体加倍
正常 植物
纯合体
花药离体培养
选优 自交
种子
(2)优点: 明显缩短育种年限.
后代稳定遗传,都是纯合体;
15
举例： 利用高杆抗病DDTT和矮杆感病ddtt品种培育
矮杆抗病ddTT品种
杂交育种
单倍体育种
P 高杆抗病 ×矮杆感病
DDTT ↓ ddtt
17
二 作物新品种的培育
（二）突变体的利用
对植物组织培养过程中得愈伤组织进行诱变处理， 促其发生突变，诱导分化成植株，筛选对人们有利突变 体,进而培育新品种
诱变处理
脱分化
再分化
外植体
愈伤组织
多种突变体
筛选 新 品种
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转基因植物的培育
转基因技术
植物组织培养
转基因细胞
转基因植物
植物体细胞杂交 植物细胞融合 杂种细胞