2.1.1植物细胞工程的基本技术新PPT课件

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1、2021/7/2212021/7/222 19961996年年7 7月月5 5日日,世界上第一只体细胞克隆世界上第一只体细胞克隆动物动物-克隆羊克隆羊多利多利诞生于英国。（诞生于英国。（P55P55）这样的生物技术属于何种生物工程？这样的生物技术属于何种生物工程？2021/7/223细胞工程细胞工程 指应用指应用细胞生物学和分子生物学细胞生物学和分子生物学的原理和的原理和方法，通过某种方法，通过某种工程学手段工程学手段，在，在细胞整体水平细胞整体水平或细胞器水平或细胞器水平上，按照人们的意愿来上，按照人们的意愿来改变细胞改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学

2、的一门综合科学技术。技术。2021/7/224细细胞胞工工程程应用的原理应用的原理和方法和方法研究的水平研究的水平研究的目的研究的目的概念概念分类分类植物细胞工程植物细胞工程动物细胞工程动物细胞工程按照人们的意愿来按照人们的意愿来改变细胞内的遗传改变细胞内的遗传物质或获得细胞产物质或获得细胞产品品细胞生物学和细胞生物学和分子生物学分子生物学细胞整体水平细胞整体水平或细胞器水平或细胞器水平2021/7/225细胞工程是细胞工程是细胞水平或细胞器水平上细胞水平或细胞器水平上的生的生物技术；物技术；基因工程是基因工程是分子水平上分子水平上的生物技术；的生物技术；获得克隆多莉羊是获得克隆多莉羊是 水平

3、上的技术，水平上的技术，培育抗虫棉是培育抗虫棉是 水平上的技术。水平上的技术。细胞工程与基因工程相比：细胞工程与基因工程相比：细胞细胞分子分子2021/7/226利用利用菊花花瓣菊花花瓣微型繁殖微型繁殖培养的菊花培养的菊花能否把某种植物的一块组织通过培养，能否把某种植物的一块组织通过培养，得到一株完整植株呢得到一株完整植株呢?2021/7/2272.1植物细胞工程植物细胞工程2.1.1植物细胞工程的基本技术植物细胞工程的基本技术植物组织培养2021/7/22812345再分化再分化愈伤组织愈伤组织植植物物组组织织培培养养6脱分化脱分化1958年.美 斯图尔德外植体外植体脱分化脱分化再分化再分化

4、愈伤愈伤组织组织胚状体胚状体幼苗幼苗胚状体胚状体外植体外植体试管苗试管苗2021/7/229重要概念：重要概念：（1）愈伤组织：）愈伤组织：离体的植物器官、组织或细胞（离体的植物器官、组织或细胞（），在培养一段时间以后，通），在培养一段时间以后，通过细胞分裂，形成一种过细胞分裂，形成一种高度液泡化高度液泡化、无定形无定形状态的薄壁细胞状态的薄壁细胞组成的组成的排列排列疏松疏松无规则无规则的组织。的组织。(无叶绿体无叶绿体,不进行光合作用不进行光合作用；异养型异养型)2021/7/2210（2）植物细胞的）植物细胞的脱分化脱分化：是让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特是让已经分化的细胞，经过诱

5、导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化状态的细胞的过程。有的结构和功能而转变成未分化状态的细胞的过程。（3）植物细胞的）植物细胞的再分化再分化：脱分化产生的愈伤组织，在一定的培养条件脱分化产生的愈伤组织，在一定的培养条件下，重新下，重新/再再分化出根和芽等器官的过程。分化出根和芽等器官的过程。2021/7/22111 1、为什么已分化的植物组织或细胞能培养、为什么已分化的植物组织或细胞能培养成完整植物体？成完整植物体？/植物组织培养的原理？植物组织培养的原理？植物细胞具有全能性。植物细胞具有全能性。2、什么是细胞的全能性？、什么是细胞的全能性？具有某种生物全部遗传信息的任何一个细具有某种生

6、物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有胞，都具有发育成完整生物体的潜能发育成完整生物体的潜能，也，也就是说，每个生物细胞都具有全能性的特就是说，每个生物细胞都具有全能性的特点点。2021/7/2212生物的每一个细胞都有本物种的全套遗传生物的每一个细胞都有本物种的全套遗传物质，都有发育成完整个体的全套基因。物质，都有发育成完整个体的全套基因。3 3、已分化的细胞为什么具有发育成完整个、已分化的细胞为什么具有发育成完整个体的潜能？体的潜能？4 4、全能性大小（、全能性大小（表现出全能性的难易程度表现出全能性的难易程度）：）：受精卵受精卵生殖细胞生殖细胞 体细胞体细胞2）植物细胞植物细胞动物细胞动物

7、细胞 3）1）受精卵的全能性最高受精卵的全能性最高 4）分化程度低的细胞）分化程度低的细胞分化程度高的细胞分化程度高的细胞5）分裂能力强的细胞）分裂能力强的细胞分裂能力弱的细胞分裂能力弱的细胞2021/7/22136 6、离体细胞表现出全能性、离体细胞表现出全能性一般一般需要提供需要提供哪哪些些条件？条件？离体、营养物质、激素及其它适宜条件。离体、营养物质、激素及其它适宜条件。我们了解了植物组织培养技术的大致过程，和相应的原理；那么进行植物组织培养的具体步骤如何操作？我们通过“胡萝卜的组织培养”实验，来了解该技术的操作过程。在特定的时间和空间条件下，基因选择性在特定的时间和空间条件下，基因选择

8、性的表达的结果。的表达的结果。5 5、生物体内的细胞为什么没有表现出全能性，、生物体内的细胞为什么没有表现出全能性，而是分化成不同的组织器官？而是分化成不同的组织器官？2021/7/22142021/7/2215愈伤组织愈伤组织胚状体或胚状体或丛芽丛芽试管苗试管苗脱分化脱分化再分化再分化2021/7/2216 植物组织培养就是在植物组织培养就是在无菌和人工控无菌和人工控制制条件下，将条件下，将离体离体的植物器官、组的植物器官、组织、细胞，培养在织、细胞，培养在人工配制的培养人工配制的培养基基上，给予适宜的培养条件，诱导上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，其产生愈伤组织、丛芽，最终

9、形成最终形成完整的植株完整的植株。植物的组织培养植物的组织培养前提前提：离体的植物器官、组织、细胞（：离体的植物器官、组织、细胞（外植体外植体）条件条件：(严格严格)无菌和人工控制条件下、人工配制的无菌和人工控制条件下、人工配制的培养基、适宜的培养条件培养基、适宜的培养条件结果结果：诱导产生愈伤组织、丛芽（：诱导产生愈伤组织、丛芽（胚状体胚状体），最），最终形成完整植株终形成完整植株2021/7/2217(1)(1)在组织培养实验中，为什么要强调所在组织培养实验中，为什么要强调所用器械的灭菌和实验人员的无菌操作？用器械的灭菌和实验人员的无菌操作？防止杂菌污染，因为杂菌生长快，防止杂菌污染，因为

10、杂菌生长快，会和培养物争夺营养。杂菌生长过程中会和培养物争夺营养。杂菌生长过程中会产生有害的物质，导致培养物迅速死会产生有害的物质，导致培养物迅速死亡。亡。无菌操作避免微生物的污染，是植物组无菌操作避免微生物的污染，是植物组织培养成功的织培养成功的关键关键。2021/7/2218(2)(2)在本实验中，切取胡萝卜块根时强调要切取在本实验中，切取胡萝卜块根时强调要切取含有含有形成层部分形成层部分，原因是这部分容易诱导形成愈伤组，原因是这部分容易诱导形成愈伤组织（织（分裂能力强分裂能力强）。请思考一下，胡萝卜的其他部分）。请思考一下，胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花），是否也能培养成小植株，你能用（

11、如茎、叶、花），是否也能培养成小植株，你能用实验的方法进行验证吗？实验的方法进行验证吗？胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花）也胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花）也能培养再生形成小植株，只是诱导愈伤能培养再生形成小植株，只是诱导愈伤组织比较困难。组织比较困难。2021/7/2219（3）植物组织培养的）植物组织培养的培养基培养基（P36）固体培养基固体培养基 无机营养成分：大量元素及部分微量元素无机营养成分：大量元素及部分微量元素 有机营养成分：有机营养成分：含含N N物质（氮源）：包括维生素和氨基酸物质（氮源）：包括维生素和氨基酸 碳源：碳源：2%5%2%5%的的蔗糖蔗糖 琼脂：起支持作用琼脂：起支

12、持作用 相关激素：生长素，细胞分裂素和赤霉素相关激素：生长素，细胞分裂素和赤霉素 PHPH值：值：5.05.06.06.0P422021/7/2220当当细胞分裂素细胞分裂素和和生长素生长素共同使用时，能刺激愈伤组织的共同使用时，能刺激愈伤组织的形成，而通过调节二者的浓度比，就可以调控植物细胞形成，而通过调节二者的浓度比，就可以调控植物细胞培养过程中芽和根的形成，称为培养过程中芽和根的形成，称为“激素杠杆激素杠杆”。（。（诱导诱导培养基培养基、分化培养基分化培养基、生根培养基）、生根培养基）（4 4）思考：决定）思考：决定/诱导诱导植物脱分化、再分化的植物脱分化、再分化的关键因素是什么？关键因

13、素是什么？植物激素（植物激素（植物生长调节剂植物生长调节剂）激素杠杆：激素杠杆：结果：结果：生长素生长素用量比用量比细胞分裂素细胞分裂素用量，用量，比值比值高高时，有利于根的分化、抑制芽的形成；时，有利于根的分化、抑制芽的形成；比值比值低低时，有利于芽的分化，抑制根的形成；时，有利于芽的分化，抑制根的形成；比值比值适中适中时，促进愈伤组织的生长。时，促进愈伤组织的生长。2021/7/2221离体的植物器官、组织或细胞离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织愈伤组织根、芽根、芽植物体植物体外植体外植体脱分化脱分化植物激素：植物激素：细胞分裂素、生长素细胞分裂素、生长素再分化再分化概括：概括：植物组织培

14、养条件植物组织培养条件：含有全部营养成分的含有全部营养成分的培养基、一定的温度、空培养基、一定的温度、空气、无菌环境、适合的气、无菌环境、适合的PHPH、适时光照等。适时光照等。遮光遮光光照光照细胞分化细胞分化程度与细程度与细胞分裂能胞分裂能力呈负相力呈负相关。关。理论基础：理论基础：细胞的全能性细胞的全能性分化程度低脱分化较易分化程度低脱分化较易2021/7/2222不能。因为不同种生物之不能。因为不同种生物之间存在着生殖隔离，所以间存在着生殖隔离，所以用传统的有性杂交方法是用传统的有性杂交方法是不可能做到这一点的。不可能做到这一点的。于是，科学家试图用这两种植物的体细胞于是，科学家试图用这

15、两种植物的体细胞进行杂交，来实现这一美妙的设想。进行杂交，来实现这一美妙的设想。二、植物体细胞杂交技术二、植物体细胞杂交技术这幅图所设想的番茄这幅图所设想的番茄马铃薯马铃薯“超级作物超级作物”，利用传统有性杂交方法利用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？能实现吗？为什么？一个梦想一个梦想2021/7/222319721972年年卡尔森卡尔森等通过两个烟草品种之间原生质等通过两个烟草品种之间原生质体的融合，获得了第一个体的融合，获得了第一个体细胞杂种体细胞杂种。19781978年年梅尔彻斯梅尔彻斯(Melchers)(Melchers)等首次获得了等首次获得了番茄和马铃薯的属间体细番茄和马铃薯的属

16、间体细胞杂种胞杂种“马铃薯番马铃薯番茄茄”。目前，已得到栽培烟草与野生烟草、栽培大豆目前，已得到栽培烟草与野生烟草、栽培大豆与野生大豆、籼稻与野生稻、籼稻与粳稻、小与野生大豆、籼稻与野生稻、籼稻与粳稻、小麦与鹅冠草等细胞杂种及其后代，获得了有价麦与鹅冠草等细胞杂种及其后代，获得了有价值的新品系或育种上有用的新材料。值的新品系或育种上有用的新材料。梦梦想想实实现现2021/7/2224 1 1你认为两个来自不你认为两个来自不同植物的体细胞完成融同植物的体细胞完成融合，遇到的第一个障碍合，遇到的第一个障碍是什么？是什么？2 2有没有一种温和的有没有一种温和的去壁方法呢？去壁方法呢？3 3为什么两个

17、原生质为什么两个原生质体能发生融合，这与细体能发生融合，这与细胞膜的什么特性有关？胞膜的什么特性有关？4 4如果两个来源不同如果两个来源不同的原生质体发生了融合，的原生质体发生了融合，下一步该做何处理？下一步该做何处理？5 5如何将杂种细胞培如何将杂种细胞培育成杂种植株？育成杂种植株？请思考：请思考：2021/7/2225杂杂种种植植株株融合的融合的原生质原生质体体ABAB再再生生出出细细胞胞壁壁脱脱分分化化愈愈伤伤组组织织再再分分化化1 1、植物体细胞杂交的过程、植物体细胞杂交的过程植物体细胞融合植物体细胞融合植物组织培养植物组织培养植物细胞植物细胞A原生质体原生质体B原生质体原生质体A杂种

18、杂种细胞细胞AB去去 壁壁去去 壁壁人人工工诱诱导导方法？方法？促进融合促进融合的方法？的方法？细胞融合完成的标志细胞融合完成的标志植物细胞植物细胞B（筛选）（筛选）离心、振动、电离心、振动、电刺激、聚乙二醇刺激、聚乙二醇酶解法酶解法：纤维素酶纤维素酶果胶酶果胶酶2021/7/22262021/7/22272021/7/2228为什么为什么“番茄番茄马铃薯马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想超级杂种植株没有如科学家所想像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？主要原因是：主要原因是：生物基因的表达不是孤立的，它们生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影

19、响的，之间是相互调控、相互影响的，马铃薯马铃薯番茄杂番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但但这些遗传物质的表达受到相互干扰这些遗传物质的表达受到相互干扰，不能再像，不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，所以所以杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯。杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯。2021/7/2229植物组织培养植物组织培养植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术所属所属范畴范畴原理原理步骤步骤意义意义联系联系无性繁殖无性繁殖细胞全能性细胞全能性脱分化脱分化再分化再分化保持优良性状保持

20、优良性状繁殖速度快、大规模生产繁殖速度快、大规模生产提高经济效益提高经济效益杂交技术应用了组织培养杂交技术应用了组织培养克服不同种生物远源杂交克服不同种生物远源杂交的障碍的障碍去除细胞壁去除细胞壁融合形成杂种细胞融合形成杂种细胞组织培养组织培养膜流动性膜流动性细胞全能性细胞全能性无性繁殖（染色体变异）无性繁殖（染色体变异）2021/7/22301、有关全能性的表述中，不正确的是（、有关全能性的表述中，不正确的是（）受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完 整个体，因此全能性最高整个体，因此全能性最高 生物体内细胞由于分化，全能性不能表现生物体内细胞由于分化，全能

21、性不能表现 卵细胞和受精卵一样，细胞未分化，全能卵细胞和受精卵一样，细胞未分化，全能 性很高性很高 在一定条件下在一定条件下,植物细胞离体培养能表现植物细胞离体培养能表现 出全能性出全能性随堂练习随堂练习C2021/7/22312.2.下列植物细胞全能性最高的是（下列植物细胞全能性最高的是（）A.A.形成层细胞形成层细胞 B.B.韧皮部细胞韧皮部细胞C.C.木质部细胞木质部细胞 D.D.叶肉细胞叶肉细胞A3 3.在生物体内，细胞没有表现出全能性，而是在生物体内，细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织、器官，是因为分化为不同的组织、器官，是因为 （）A A、细胞的基因丧失了全能性、细胞的基因

22、丧失了全能性 B B、基因在特定时间和空间条件下选择性表达、基因在特定时间和空间条件下选择性表达的结果的结果 C C、不同的细胞内基因不完全相同、不同的细胞内基因不完全相同 D D、在个体发育的不同时期，细胞内的基因发、在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生了变化生了变化 B2021/7/22324.下列属于组织培养的是（下列属于组织培养的是（）A.花粉培养成单倍体植株花粉培养成单倍体植株B.芽发育成枝条芽发育成枝条C.根尖分生区发育成成熟区根尖分生区发育成成熟区D.未受精的卵发育成雄蜂未受精的卵发育成雄蜂A5.在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织

23、的过程中，下列哪一项条件是成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的（不需要的（）A.消毒灭菌消毒灭菌 B.适宜的温度适宜的温度C.充足的光照充足的光照 D.适宜的养料和激素适宜的养料和激素C严格人工控严格人工控制条件制条件2021/7/22336.要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，不要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，不需要（需要（）A.具有完整细胞核的细胞具有完整细胞核的细胞 B.离体状态离体状态C.导入外源基因导入外源基因 D.一定的营养物质和激素一定的营养物质和激素C7.若用若用“”表表示植物组织培养的过程。请回答：示植物组织培养的过程。请回答：（1）表示表示 ，能被培养成为能被培

24、养成为的根本原因是的根本原因是（2）表示表示 .脱分化脱分化再分化再分化离体的植物器官、组织或细胞离体的植物器官、组织或细胞植物细胞具有全能性植物细胞具有全能性愈伤组织愈伤组织2021/7/22348 8、不能人工诱导原生质体融合的方法、不能人工诱导原生质体融合的方法是（是（）A A、振动、振动 B B、电刺激、电刺激C C、PEGPEG试剂试剂 D D、重压、重压9 9、植物细胞融合完成的标志的是（、植物细胞融合完成的标志的是（）A A、产生新的细胞壁、产生新的细胞壁 B B、细胞膜发生融合、细胞膜发生融合C C、细胞质发生融合、细胞质发生融合 D D、细胞核发生融合、细胞核发生融合A AD

25、 D2021/7/223510、植物体细胞杂交尚未解决的问题有（、植物体细胞杂交尚未解决的问题有（）A A、去掉细胞壁、去掉细胞壁,分离出有活力的原生质体分离出有活力的原生质体B B、将杂种细胞培育成植株、将杂种细胞培育成植株C C、让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优、让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性良性D D、尚未培育出属间杂种植物、尚未培育出属间杂种植物C C1111某同学在进行组织培养过程中发现只分某同学在进行组织培养过程中发现只分裂而不分化出芽和根，可能原因是裂而不分化出芽和根，可能原因是()A A未见阳光未见阳光B B培养时间不到培养时间不到C C培养基营养过多培养基营

26、养过多D D细胞分裂素和生长素配比不对细胞分裂素和生长素配比不对D2021/7/22361212下图是下图是“白菜白菜甘蓝甘蓝”杂种植株的培育过杂种植株的培育过程。下列说法正确的是程。下列说法正确的是()A A植物体细胞杂交技术已经能使杂种植物按植物体细胞杂交技术已经能使杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状照人们的需要表现出亲代的优良性状B B愈伤组织是由排列紧密的薄壁细胞组成愈伤组织是由排列紧密的薄壁细胞组成C C上述过程中包含了有丝分裂、细胞分化和上述过程中包含了有丝分裂、细胞分化和减数分裂等过程减数分裂等过程D D“白菜白菜甘蓝甘蓝”杂种植株具有的性状是基杂种植株具有的性状是基因选

27、择性表达的结果因选择性表达的结果D2021/7/223713.13.下面所列过程是植物组织培养的简略过程。请据此回下面所列过程是植物组织培养的简略过程。请据此回答：答：脱分化脱分化再分化再分化表示表示 ，它能被培养成的根本原因，它能被培养成的根本原因是是 。表示表示 ，它的细胞特点，它的细胞特点是是 、若想制造人工种子，应选择（写编号）若想制造人工种子，应选择（写编号）。外植体外植体植物细胞全能性植物细胞全能性 愈伤组织愈伤组织 细胞排列疏松，高度液泡化无定形状态细胞排列疏松，高度液泡化无定形状态 若是花药，则是若是花药，则是 ，这项技术可用，这项技术可用在在 上。上。单倍体植株单倍体植株 单

28、倍体育种单倍体育种 2021/7/223814.14.下图为植物体细胞杂交过程示意图，据图回答：下图为植物体细胞杂交过程示意图，据图回答：步骤是去掉步骤是去掉 ，使植物细胞成为，使植物细胞成为 ，最，最常用的方法是常用的方法是 。步骤一般常用的化学试剂是步骤一般常用的化学试剂是 ，目的是目的是 。在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，运用的在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，运用的技术手段是技术手段是 ，其中步骤相当于，其中步骤相当于 ，步骤相当于步骤相当于 。细胞壁细胞壁 原生质体原生质体 酶解法酶解法 聚乙二醇聚乙二醇 诱导原生质体融合诱导原生质体融合 植物组织培养植物组织培养 脱分

29、化脱分化 再分化再分化 2021/7/2239植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株，使两株植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株，使两株植物的性状能够在新的植物体上有所表现，其根本原因植物的性状能够在新的植物体上有所表现，其根本原因是是 。从理论上讲，杂种植株的育性为从理论上讲，杂种植株的育性为 。若运用传。若运用传统有性杂交方法能否实现？统有性杂交方法能否实现？因此，这因此，这项研究对于培养作物新品种方面的重大意义在于项研究对于培养作物新品种方面的重大意义在于 。利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种的过程中，利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种的过程中，遗传物质的传递是否遵循孟德尔的遗

30、传规律？为什么？遗传物质的传递是否遵循孟德尔的遗传规律？为什么？杂种细胞具有两个亲本的遗传物质杂种细胞具有两个亲本的遗传物质 可育可育 不能不能 克服远缘杂交不亲和的障碍克服远缘杂交不亲和的障碍 不遵循，植物体细胞杂交属于无性生殖。不遵循，植物体细胞杂交属于无性生殖。2021/7/22402.1植物细胞工程植物细胞工程2.1.1植物细胞工程的实际应用植物细胞工程的实际应用外植体外植体脱分化脱分化再再分分化化愈伤愈伤组织组织胚状体胚状体幼苗幼苗丛芽丛芽根根植物组织植物组织培养技术培养技术植物体细植物体细胞杂交技胞杂交技术术2021/7/2241根据下列资料，思考利用这些技术能做哪些工作？根据下列

31、资料，思考利用这些技术能做哪些工作？资料资料1 1兰花因高雅美丽而深受人们喜爱。兰花因高雅美丽而深受人们喜爱。兰花常用兰花常用分根法分根法和和种子种子进行繁殖。在兰花的进行繁殖。在兰花的常规繁殖中，遇到的常规繁殖中，遇到的难题是：难题是：用分根法繁用分根法繁殖速度殖速度缓慢缓慢，不利于，不利于新品种的推广新品种的推广;用种子用种子繁殖又很繁殖又很困难困难，因为，因为兰花的种子十分微小，兰花的种子十分微小，胚很纤弱，种子几乎胚很纤弱，种子几乎没有储藏营养物质，没有储藏营养物质，在发芽过程中很容易夭折。在发芽过程中很容易夭折。2021/7/2242资料资料2 2科学家应用多倍体育种的方法，培育出的

32、三倍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、口感好等特体无子西瓜，具有无子、含糖高、口感好等特点点。但因其但因其不结种子不结种子，每年必须用四倍体和每年必须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（种子（每年都得制种每年都得制种），不仅增加了生产成，不仅增加了生产成本，也给无籽西瓜的本，也给无籽西瓜的普及带来困难。普及带来困难。根据下列资料，思考利用这些技术能做哪些工作？根据下列资料，思考利用这些技术能做哪些工作？2021/7/2243资料资料3 3病毒引起的植物病害有病毒引起的植物病害有500500多种。多种。受害的植物包括粮食作物、蔬菜、果树和花卉，

33、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、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，造成很大的经济损防治办法，只能拔除病株，造成很大的经济损失。失。病毒多集中在种子、老叶等器官中，在幼病毒多集中在种子、老叶等器官中，在幼嫩的器官和未成熟的组织中较少，在嫩的器官和未成熟的组织中较少，在分生区几分生区几乎不含病毒乎不含病毒。根据下列资料，思考利用这些技术能做哪些工作？根据下列资料，思考利用这些技术能做哪些工作？2021/7/22441.微型繁殖微型繁殖（也叫

34、快速繁殖技术）（也叫快速繁殖技术）(微繁微繁，快繁快繁)(3)实例：实例：用一个兰花茎尖就可以在一年内生产出用一个兰花茎尖就可以在一年内生产出400万株兰花苗万株兰花苗应用组织培养技术，快速繁殖优良品种植物应用组织培养技术，快速繁殖优良品种植物培养培养周期短周期短，高效高效快速快速地实现种苗的地实现种苗的大量大量繁殖繁殖(2)特点特点:(1)概念：概念：保持优良品种保持优良品种(亲本亲本)的遗传特性（的遗传特性（生殖方式：无性繁殖生殖方式：无性繁殖）不受季节、气候、自然灾害等因素的影响不受季节、气候、自然灾害等因素的影响,便于进行便于进行工厂化工厂化生产生产2021/7/2245兰花杨树生菜无

35、籽西瓜2021/7/2246(1)材料材料:(2)脱毒苗脱毒苗:(3)优点优点:2.作物脱毒作物脱毒（培养无病毒植株：（培养无病毒植株：脱毒苗脱毒苗）进行作物脱毒的原因进行作物脱毒的原因:长期进行长期进行无性繁殖无性繁殖的作物，感染的病毒的作物，感染的病毒易积累易积累；导致产量降低，品质变差；导致产量降低，品质变差；而植物分生区（如：而植物分生区（如：茎尖茎尖）的的病毒病毒极少极少，甚至，甚至无无病毒病毒；用；用分生区的细胞分生区的细胞进行组织进行组织培养，就能得到大量的脱毒苗。培养，就能得到大量的脱毒苗。为什么需进行作物脱毒？为什么需进行作物脱毒？植物的分生区植物的分生区(茎尖茎尖)-无病毒

36、或极少无病毒或极少切取切取茎尖茎尖进行进行组织培养，再生的植株就组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，有可能不带病毒，从而获得脱毒苗从而获得脱毒苗使农作物不会或极少感染病毒使农作物不会或极少感染病毒,从而增产从而增产2021/7/2247脱毒农作物脱毒农作物甘蔗甘蔗香蕉香蕉马铃薯马铃薯菠菠萝萝2021/7/2248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会因发生性状分性状分离离而丧失优良特而丧失优良特性性。受季节、气候受季节、气候和地域的限制和地域的限制。制种时需要占用制种时需要占用大量土地。大量土地。如何克服这些缺陷？如何克服这些缺陷？常规

37、常规/天然种子进行繁殖的不足：天然种子进行繁殖的不足：3.神奇的神奇的人工种子人工种子2021/7/2249技术：技术：原理：原理：结构：结构：植物组织培养植物组织培养细胞全能性细胞全能性3.神奇的神奇的人工种子人工种子人工胚乳相当于天然种子的胚相当于天然种子的胚(由外植体或愈伤组织产生由外植体或愈伤组织产生)(提供营养提供营养)(保护作用保护作用)加入适量无机盐、有机碳源等养分，农药、抗生素、有益菌加入适量无机盐、有机碳源等养分，农药、抗生素、有益菌及生长调节剂等及生长调节剂等胚状体胚状体(不定芽、顶芽、腋芽不定芽、顶芽、腋芽)人工薄膜人工薄膜人工种皮人工种皮人工胚乳人工胚乳:人结人结工构工

38、构种示种示子意子意图图2021/7/2250人工种子自然种子胚胚 状状 体体人工种皮人工种皮人工胚乳人工胚乳胚胚种皮种皮胚乳胚乳2021/7/2251与天然种子比：与天然种子比：解决某些作物繁殖力低、结子困难、发芽率低问题解决某些作物繁殖力低、结子困难、发芽率低问题 保持优良品种遗传特性保持优良品种遗传特性 不受气候、季节、地域的限制，时间短，占地少不受气候、季节、地域的限制，时间短，占地少与试管苗比：与试管苗比：有人工薄膜保护，方便地贮藏和运输有人工薄膜保护，方便地贮藏和运输优点：优点：在适宜条件下可以萌发长成幼苗。在适宜条件下可以萌发长成幼苗。特性：特性：3.神奇的神奇的人工种子人工种子2

39、021/7/2252花椰菜花椰菜桉树桉树水稻水稻芹菜芹菜3.神奇的神奇的人工种子人工种子2021/7/2253明显缩短育种年限明显缩短育种年限/周期周期(相对于常规选育相对于常规选育)正常正常植物植物花药花药愈伤愈伤组织组织 单倍体单倍体幼苗幼苗脱分化脱分化再分化再分化染色体加倍染色体加倍秋水仙素秋水仙素1.单倍体育种单倍体育种(1)(1)方法方法:(3)(3)优点优点:通过通过花药离体培养花药离体培养获得获得单倍体植株单倍体植株，经经染色体加倍染色体加倍(秋水仙素秋水仙素/低温处理低温处理),得到可育纯合体，得到可育纯合体，经经选择选择得到得到稳定遗传的优良品种稳定遗传的优良品种种子种子纯合

40、体纯合体选优选优自交自交(2)(2)原理原理:细胞全能性细胞全能性染色体变异染色体变异2021/7/2254P：高杆抗病高杆抗病 DDTT矮杆感病矮杆感病 ddttF1高杆抗病高杆抗病 DdTt第第1年年选育出需要选育出需要的矮抗纯种的矮抗纯种F2D_T_ D_tt ddT_ ddtt矮抗矮抗杂交育种杂交育种第第2年年第第3年年生长生长ddTTF3配子：配子：DTDtdTdt单倍体单倍体幼苗幼苗：DTDtdTdt花药离体培养花药离体培养秋水秋水 仙素仙素第第2年年第第4年年DDttddTT ddtt纯合体纯合体:DDTT矮抗矮抗 P高杆抗病高杆抗病 DDTT矮杆感病矮杆感病 ddttF1高杆抗

41、病高杆抗病 DdTt单倍体育种单倍体育种第第1年年选择矮秆抗病选择矮秆抗病即为新品种即为新品种2021/7/2255柏树柏树小麦小麦烟草烟草水稻水稻1.单倍体育种单倍体育种单育单育1 1号号烟草；烟草；中花中花8 8号号、中花中花11 11号号水稻；水稻；京花京花1 1号号小麦；小麦；2021/7/22562.突变体的利用突变体的利用(体细胞诱变育种体细胞诱变育种)对植物组织培养过程中得对植物组织培养过程中得愈伤组织愈伤组织进行进行诱变诱变处理，促其处理，促其发生突变，诱导分化成植株，发生突变，诱导分化成植株，筛选筛选对人们对人们有利突变体有利突变体,进进而培育新品种而培育新品种新新品种品种外

42、植体外植体愈伤组织愈伤组织 多种多种突变体突变体筛选筛选培育培育脱分化脱分化诱导再分化诱导再分化诱变处理诱变处理抗除草剂的白三叶草抗除草剂的白三叶草抗病、抗盐、抗病、抗盐、含高蛋白、高产等含高蛋白、高产等的突变体的突变体2021/7/2257融合的原生质体融合的原生质体原生质体原生质体B B原生质体原生质体A A去壁去壁去壁去壁植物植物A A细胞细胞植物植物B B细胞细胞诱导诱导融合融合再生出细胞壁再生出细胞壁杂种细胞杂种细胞脱分化脱分化愈伤组织愈伤组织再分化再分化杂种植株杂种植株植物植物组织组织培养培养植物植物细胞细胞融合融合3.植物体细胞杂交植物体细胞杂交2021/7/22581.种类种类

43、:2.技术技术:3.实例：实例：蛋白质蛋白质,脂肪脂肪,糖类糖类,药物药物,香料香料,生物碱等生物碱等.植物的组织培养植物的组织培养-愈伤组织细胞愈伤组织细胞分散培养分散培养利用组织培养技术来大量生产利用组织培养技术来大量生产人参皂甙人参皂甙(dai)干粉干粉注意注意:一般培养到愈伤组织阶段，从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愈伤组织的细胞中获得细胞产物!2021/7/2259总结总结:植物细胞工程的实际应用植物细胞工程的实际应用2021/7/22601.1.下列属于植物细胞工程实际应用的是下列属于植物细胞工程实际应用的是()()制造人工种子制造人工种子 培育抗盐植物培育

44、抗盐植物 培育抗病毒烟草培育抗病毒烟草 培育单倍体培育单倍体 生产脱毒植株生产脱毒植株 A.A.B.B.C.C.D.D.C C随堂练习随堂练习【解析】【解析】选选C C。植物细胞工程应用范围较广，除。植物细胞工程应用范围较广，除外还包括利用植物体细胞杂交生产杂种植物，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。利用植物细胞培养生产香料、药物等。中培育抗病中培育抗病毒烟草属于毒烟草属于基因工程基因工程的操作的操作。2021/7/22612.2.植物组织培养技术不会用于植物组织培养技术不会用于()()A.A.培育培育“番茄番茄马铃薯马铃薯”B.B.培育无病毒植株培育无

45、病毒植株C.C.扦插繁殖扦插繁殖D.D.培育转基因延熟番茄植株培育转基因延熟番茄植株C C【解析】【解析】选选C C。植物组织培养可培养出无病毒的植株。培。植物组织培养可培养出无病毒的植株。培育育“番茄番茄马铃薯马铃薯”为植物体细胞杂交，需要对杂交细为植物体细胞杂交，需要对杂交细胞进行组织培养。胞进行组织培养。培育转基因延熟番茄植株时，如果将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，也需要经过目的基因转入番茄体细胞中，也需要经过植物组织培养植物组织培养才能获得延熟植株。才能获得延熟植株。扦插繁殖不需要经过组织培养过程扦插繁殖不需要经过组织培养过程。2021/7/22623.3.

46、改良缺乏某种抗病性的水稻品种，不宜采用的方法改良缺乏某种抗病性的水稻品种，不宜采用的方法是是()()A.A.诱变育种诱变育种 B.B.单倍体育种单倍体育种C.C.基因工程育种基因工程育种 D.D.杂交育种杂交育种B B【解析】【解析】选选B。A项可通过基因突变产生新基因来达到改良作物品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；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；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（到改良新基因的目的（前提是该物种中存在抗

47、病基因前提是该物种中存在抗病基因）。而而单倍体是将已有基因进行分离培养得到新个体的育种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，过程，不能从缺乏某种抗病性品种中获得抗病性状不能从缺乏某种抗病性品种中获得抗病性状，因此因此选选B项。项。2021/7/22634.4.下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是()()A A培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压渗透压B B培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组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织的生长和分化C C离体器官或组织的细胞都必须通过脱

48、分化才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能形成愈伤组织D D同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养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获得的愈伤组织基因相同D D2021/7/22645.5.玉米是一种主要的农作物，为了提高玉米的产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：米培养的过程，请据图回答：2021/7/2265(1)(1)取玉米幼苗的茎尖进行取玉米幼苗的茎尖进行_，如图，如图ACAC，发育成，发育成植株植株D D，取，取D D的花药进行

49、离体培养成幼苗，如图的花药进行离体培养成幼苗，如图EFEF，经秋水仙素，经秋水仙素处理后发育成植株处理后发育成植株G G，属于，属于_；从生殖方式上分析，；从生殖方式上分析，ADAD属于属于_生殖；从细胞分裂方式上分析，生殖；从细胞分裂方式上分析，EFEF过程中进过程中进行了行了_分裂。分裂。(2)(2)取茎尖进行培养的原因是取茎尖进行培养的原因是_。(3)AC(3)AC的过程要严格控制的过程要严格控制_。分生区附近病毒极少，甚至无病毒分生区附近病毒极少，甚至无病毒无菌条件无菌条件组织培养组织培养单倍体育种单倍体育种无性无性有丝有丝2021/7/2266(4)(4)用用ADAD过程获得的植株过

50、程获得的植株D D，称为，称为_。若用。若用D D进行繁殖，种进行繁殖，种植的植株就植的植株就_或或_感染病毒。感染病毒。(5)(5)用用EGEG途径育种的优点是途径育种的优点是_。(6)(6)若想培育出一种新的玉米品种，可以采用若想培育出一种新的玉米品种，可以采用_育种方式；若育种方式；若想培育出一种能抗虫的玉米新品种，可以采用想培育出一种能抗虫的玉米新品种，可以采用_育种；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，可以利用用_技术。技术。不会不会 极少极少直接得到稳定遗传的优良品种，极大地缩短了育种年限直接得到稳定遗传的优良品种，极大地缩短了育种年限植物体细胞杂交植物体细胞杂交脱毒苗脱毒苗诱变诱变基因工程基因工程