植物细胞工程的实际应用ppt课件

作物脱毒
花药总（结花粉: ）植物细胞工程的实际应单微用倍型体繁育殖种
外植体
脱分化
愈伤 组织
再分化丛芽或 胚状体
植物体
培养 工厂化
诱变处理
+
人工薄膜 人工种子
生产药物
突变细胞
突变体的利用
反馈练习
1.下列属于植物细胞工程实际应用的是( C ) ①制造人工种子 ②培育抗盐植物 ③培育抗病毒烟
草④培育单倍体 ⑤生产脱毒植株
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【解析】选D。微型繁殖即快速繁殖技术，是通 过植物组织培养技术实现的。
3.若用一株郁金香在短时间内培育出成千上万
株郁金香苗，最好采用下列哪种技术( C )
A.扦插
B.嫁接
C.植物微型繁殖技术
D.杂交
【解析】选C。本题要求在短时间内培育出成千 上万株郁金香苗，可借助植物微型繁殖技术培 养获得。
4.要获得脱毒苗，一般选取植物体的哪一部分
A.①②③④
B.①③④⑤
C.①②④⑤
D.②③④⑤
【解析】选C。植物细胞工程应用范围较广，除①② ④⑤外还包括利用植物体细胞杂交生产杂种植物，利 用植物细胞培养生产香料、药物等。③中培育抗病毒 烟草属于基因工程的操作。
2.植物的微型繁殖技术是指( D ) A.基因工程育种 B.植物体细胞杂交技术 C.嫁接 D.通过植物组织培养快速繁殖技术
【解析】本题综合考查了植物细胞工程及应用、基因工程等 知识。取玉米的分生组织，经过组织培养获得的植株称为脱 毒苗，用脱毒苗进行繁殖，得到的植株不会或极少感染病毒。 在组织培养的过程中，要严格控制无菌条件，单倍体育种能 直接得到稳定遗传的优良品种，极大地缩短育种年限。若想 获取新的品种，可采取诱变育种、基因工程育种和体细胞杂 交技术等。
(1)材料: 植物的分生区(茎尖)--无病毒或极少
(2)脱毒苗: 切取茎尖进行组织培养，再生的 植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗
（3）优点： 使农作物不会或极少感染病毒
脱毒产品
香蕉
菠
萝
甘蔗
马铃薯
3、神奇的人工种子
常规种子植物生产的不足
树木需生长数年 才能结出种子。
制种时需要占用 大量土地。
受季节、气候 和地域的限制。
优点： 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
保护作用 相当天然种子的胚
(由外植体或愈伤组织产生) 人工胚乳 提供营养
人工种子应用
花椰菜
水稻
桉树
芹菜
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,选择稳定遗传优良品种
资料2 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。
但因其不结种子， 每年必须用四倍体和 二倍体西瓜杂交培育 种子，不仅增加了生 产成本，也给无籽西 瓜的普及带来困难。
资料3 病毒引起的植物病害有500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。
例：用一个兰花茎尖就可以在一年内生产出400万株兰花苗
(3)微型繁殖 的应用：
生菜 兰花
无籽西瓜
杨树
2.作物脱毒（培养无病毒植株）
为什么需进行作物脱毒？ 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。
根、芽
芽发育成叶，叶 肉细胞中叶绿素 的合成需要光照
植物体
植物A细胞
植物B细胞
去壁 ① 去壁
植
原生质体A
植物
原生质体B
②
物
பைடு நூலகம்
细胞
诱导融合
体
融合
融合的原生质体
细
再生出细胞壁 ③
胞
杂种细胞
杂
脱分化 ④ （细胞分裂）
交
植物
组织
愈伤组织
培养
再分化 ⑤
杂种植株
2、思考利用这些技术能做哪些工作？
资料1 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。
矮抗
选择矮秆抗病
的矮抗纯种
即为新品种
二、作物新品种的培育
应用：
烟草
小麦
柏树
水稻
2.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
外植体
愈伤组织
诱导分化 多种 突变体
筛选 新 培育 品种
抗病、抗盐、 含高蛋白、高产。
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 3.实例： 利用组织培养技术来大量生产人参皂苷干粉
三、细胞产物的工厂化生产
注意: 一般培养到愈伤组织阶段，从 愈伤组织的细胞中获得细胞产物!
转基因细胞
转基因植物
杂种细胞
杂种植物
茎尖、根尖等分生区
9.下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是( D ) A．培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压
B．培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生 长和分化
C．离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成 愈伤组织
D．同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的 愈伤组织基因相同
10.玉米是一种主要的农作物，为了提高玉米的产量，科学 家做了大量的研究工作。如图是关于玉米培养的过程，请据 图回答：
D.单倍体育种
【解析】选B。对人参皂甙干粉进行工厂化生产， 必须先通过植物组织培养获得人参皂甙含量高 的细胞株，然后进行大规模发酵生产。
6.植物组织培养技术不会用于( C ) A.培育“番茄—马铃薯” B.培育无病毒植株 C.扦插繁殖 D.培育转基因延熟番茄植株
【解析】选C。植物组织培养可培养出无病毒的植株。培 育“番茄—马铃薯”为植物体细胞杂交，需要对杂交细 胞进行组织培养。培育转基因延熟番茄植株时，如果将 目的基因转入番茄体细胞中，也需要经过植物组织培养 才能获得延熟植株。扦插繁殖不需要经过组织培养过程。
(4)用A→D过程获得的植株D，称为__脱__毒__苗__。若用D进行繁殖，种 植的植株就___不__会__或__极__少___感染病毒。 (5)用E→G途径育种的优点是_____。
直接得到稳定遗传的优良品种，极大地缩短了育种年限
(6)若想培育出一种新的玉米品种，可以采用_诱__变__育种方式；若 想培育出一种能抗虫的玉米新品种，可以采用_基__因__工__程__育种； 若想培育出一种地上结玉米，地下结马铃薯的植株，可以利 用__植__物__体__细__胞__杂__交___技术。
1
年
F1
第
高杆抗病 DdTt
2
年
↓×
P 高杆抗病 × 矮杆感病 第
DDTT
ddtt 年
F1
高杆抗病 DdTt
F2
第 年
F3
3
D_T_ D_tt ×
ddTT
ddT_
矮抗
ddtt 配子： DT Dt dT dt
花药离体培养
单倍体 幼苗：
DT
Dt
dT
dt
秋水 仙素
第 年
4
第
生长
年
选育出需要
纯合体: DDTT DDtt ddTT ddtt
脱分化 愈伤 再分化
花药
组织
秋水仙素处理
单倍体 幼苗
染色体加倍
正常 植物
纯合体
选优 自交
种子
(2)优点: 明显缩短育种年限(相对常规选育)
后代稳定遗传,都是纯合体
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
杂交育种
单倍体育种
2 1
P： 高杆抗病 矮杆感病
第 DDTT ↓
ddtt
2.1.2 植物细胞工程的实际应用
植物组织培养技术
如：胡萝卜的形成层、菊花 幼茎段、月季的花药…
离体的植物器官、组织或细胞（外植体）
脱分化 遮光
排列疏松而无规 则，高度液泡化的 呈无定形状态的薄 壁细胞
愈伤组织
再分化 一定的光照
①无菌 ②营养：有机物 无机盐 水分 ③一定的外界条件 ④植物激素：
细胞分裂素 生长素
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。
一、植物繁殖的新途径
1.微型繁殖（也叫快速繁殖技术）
(1)概念： (2)应用组织培养技术，快速繁殖优良品种植物 (3)(2)特点: ①保持优良品种的遗传特性 ②周期短，不受季节、气候、自然灾害等因素的
影响 ③高效快速地实现种苗的大量繁殖
如何克服缺陷？
优良杂交种后代 会因发生性状分 离而丧失优良特 性。
人工种子
组织培养
技术： 细胞全能性 原理： 胚状体（不定芽、顶芽、腋芽）
结构： 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
在适宜条件下可以萌发长成幼苗。 特性：
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
7.改良缺乏某种抗病性的水稻品种，不宜采用的
方法是( B )
A.诱变育种
B.单倍体育种
C.基因工程育种
D.杂交育种
【解析】选B。A项可通过基因突变产生新基因来 达到改良作物品种的目的；C项可通过转入抗病基 因，达到改良作物品种的目的；D项可借助杂交育 种，并经多次选育，获得抗病性状，达到改良新基 因的目的。而单倍体是将已有基因进行分离培养得 到新个体的育种过程，不能从缺乏某种抗病性品种 中获得抗病性状，因此选B项。
组织( D )
A.叶
B.花粉
C.根
D.茎尖
【解析】选D。作物脱毒就是把已被病毒感染的 植株进行脱毒，采用的技术是微型繁殖技术， 但是取材一定是无毒的，一般作物脱毒所用的 原料是无病毒的茎尖、根尖等。
5.人参皂甙干粉工厂化生产，下列哪种技术是
必需的( B )
A.杂交育种
B.植物组织培养
C.多倍体育种
(1)取玉米幼苗的茎尖进行_____组__织__培__养____，如图A→C，发育成 植株D，取D的花药进行离体培养成幼苗，如图E→F，经秋水仙素 处理后发育成植株G，属于_单__倍__体__育__种___；从生殖方式上分析， A→D属于_无__性_____生殖；从细胞分裂方式上分析，E→F过程中进 行了_有__丝____分裂。 (2)取茎尖进行培养的原因是___分__生__区__附__近__病__毒__极__少__，__甚__至__无__病。毒 (3)A→C的过程要严格控制_____无__菌__条__件___。